确定高炉保护层的厚度

　提供了一种确定高炉耐火炉缸上的固化金属渣壳保护层厚度的方法。耐火炉缸的底部和炉壁上都装有温度探测针。该方法包括按时测量探测针指示的温度，找出最大值及平均温度，确定两个代表耐火物质磨损线和金属保护层内壁的凝固等温线。保护层的厚度取决于代表耐火物质磨损线和金属保护层内壁的两个凝固等温线之间的距离

　　所示方法用于延长高炉耐火砖内衬使用寿命，尤其包括即时监测多个安装在耐火砖内衬和熔炉金属外壳上多个间隔的电热偶反馈的最高温度和平均温度，通过以上信号计算耐火砖内壁上形成的耐火砖内衬磨损线和固化金属渣壳层的厚度，然后确定外壳的换热状况，例如耐火砖和外壳之间是否存在缝隙以及外壳的水冷力度是否足够。

　　铁制冶金熔炉的一个典型特征就是有一个含耐火砖衬的金属外壳。耐火砖衬的寿命确定关闭熔炉装置新耐火材质前的使用时间。耐火材质寿命较长可以降低耐火材质的成本，增加熔炉的生产力。为了延长熔炉操作过程，曾使用过价位更高的耐火砖衬。也曾经向耐火砖衬和金属壳之间浇筑或喷注耐火材质用来填补外壳和砖块之间有时会出现的缝隙。耐火砖和外壳之间的缝隙会减少换热，增加耐火砖的磨损。

　　美国4510793号专利公开在熔炉壁内使用陶瓷棒，陶瓷棒与内衬一起消融。通过陶瓷棒中产生的超声波脉冲勘测陶瓷棒已磨损内端的脉冲反射。

　　日本公开的1-290709申请披露了安装在高炉底部及底端炉壁耐火材质里的热电偶。根据热电偶测量的温度，进行计算，确定熔炉内核焦炭填料的状态。当焦炭填料不足以支撑熔炉中心部位铁水优先流时，就需要改变焦炭填充料的数量，以及安装在熔炉里焦炭的晶粒大小和热特性。

　　美国4358953号专利公开一种通过感应整个耐火材质内部不同点温度并分析表示熔炉内部状况的触发信号和温度探测针信号之间的时间差，来监测耐火衬高炉壁。该专利还描述了一种通过一维换热分析确定磨损程度的老方法。还披露了一种感应耐火材质内温度分布的仪器。

　　使用一维和二维换热计算耐火材质温度分布，然后和已测量的温度进行比较来估算剩余耐火材质和渣壳厚度，该方法已不陌生。以上方法在一篇名为《关于估测高炉熔炉内耐火砖磨损和固化表层的数学模型的评价》中曾被披露。然而，然而尚不存在一种使用测量所得温度直接计算耐火砖和渣壳的方法，该方法将同时期同一垂直面所有位置温度之间的相互作用考虑在内。此外，也尚不存在一种在无人为干涉下即使操作的方法，用以标出形成裂缝，外壳冷却力低下等问题，以及发现不规则的象形和碗状腐蚀印记，从而在熔炉操作过程中采取修正措施，延长耐火砖使用寿命。

　　该发明所提供的方法用于延长高炉金属外壳内部的耐火砖内衬的使用寿命。该方法包括将多个热电偶间隔放置在耐火砖上，监测熔炉操作过程中热电偶发出的信号。按周期确定并记录每个热电偶的平均温度读数。并确定和记录从熔炉开始工作到工作结束时最高温度值。根据电热偶显示的平均值和整个过程中的最大值，及时做出确定，比如在熔炉操作过程中出现的关于耐火砖内壁上是否存在保护性的金属渣壳固化外层以及渣壳的厚度。如果没有保护性的金属渣壳固化外层，或者如果其厚度不够厚，就要确定耐火砖和熔炉的金属外壳之间是否存在缝隙以及缝隙的位置或者金属外壳的冷却不足。然后根据此类计算的结果在熔炉操作过程中采取相应的措施，使用耐火材质填充缝隙，重新对外壳实施足够的冷却或者在耐火砖内壁形成足够厚度的保护性固化层。该发明提供的方法还包括根据同时期同一垂直面所有电热偶测量所得温度，实行移动边界计算，洞察象形或碗状等不规则腐蚀图形。

　　一种确定高炉耐火炉缸上的固化金属渣壳保护层厚度的方法，耐火炉缸的底部和炉壁上都装有温度探测针，这些探测针从中间径向安装且相互间隔而置，不同厚度的炉壁上安装不同高度的探测针，以上方法包括以下步骤：

　　A． 使用已安装的温度探测针在所属间隔区域按所述径向按周期测量整个熔炉壁的温度；

　　B． 记录并确定熔炉操作整个过程中的最大值以及时期的平均温度；

　　C． 分析安装在熔炉壁中温度探测针所指示的整个过程中最大值和平均值同温度探测针和熔炉中心径向距离之间的关系，以及安装在熔炉壁中温度探测针所指示的整个过程中最大值同熔炉壁温度探测针间高度距离之间的关系，以此通过最接近金属外层的凝固等温线的位置来预测耐火炉缸磨损线的位置，并通过与远离金属外层的熔炉热端相距最近的等温线来预测耐火衬熔炉的固化金属渣壳内壁的位置。

　　D． 通过所预测的耐火炉缸的磨损线和金属渣壳的内表层之间的距离确定固化金属渣壳保护层的厚度。

　　所述工作方法，以上分析是通过使用一维换热近似值估算上述凝固等温线的位置完成的，将以上近似值用作初始边界，从二维换热模型开始移动边界的计算，继续反复二维换热模型直到每个探测针所示温度和基于二维换热模型反复操作上的预测温度之间的差值达到最小时，此时可以确定每个凝固等温线的最终边界。