高爐耐火材料內(nèi)襯的侵蝕破損直接會影響到高爐壽命，特別是爐缸和爐底耐火材料內(nèi)襯的破損狀況，它們是決定高爐一代爐役壽命的關(guān)鍵因素。因此，國內(nèi)外對高爐耐火材料內(nèi)襯工作狀態(tài)的監(jiān)測都極為重視，開發(fā)研制了許多形式和種類的爐襯監(jiān)測裝置，下表為目前國內(nèi)外常用的監(jiān)測方法。
1、同位素埋入法和熱電偶法
隨著熱電偶監(jiān)測無件的精度和使用壽命的提高，以及信號傳輸轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的集成化，熱電偶溫度監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)日益成熟?，F(xiàn)代大型高爐在爐缸爐底和爐腹及爐身部位的內(nèi)襯，熱電偶測溫系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用。結(jié)合爐襯侵蝕數(shù)學(xué)模型，能夠在線監(jiān)測爐襯的溫度場、推斷爐襯侵蝕狀態(tài)，是現(xiàn)代高爐長壽不可或缺的重要監(jiān)測系統(tǒng)。
2.FMT傳感器法
FMT傳感器是日本神戶鋼鐵公司開發(fā)的一種用于監(jiān)測爐襯侵蝕的裝置，我們也開發(fā)了類似的裝置。在直徑為22mm的套管內(nèi)安裝5個測溫點，在熱電偶與套管之間、熱電偶之間用絕緣材料填充。這種FMT傳感器結(jié)構(gòu)緊湊，單個傳感器具有多點測溫及測量溫度分布的功能，埋入爐身砌體內(nèi)距砌體原始熱面150mm，傳感器前端隨爐襯燒損而燒損，但其后部熱電偶仍能正常工作，并可從5根熱電偶燒損情況而推斷砌體燒損程度。
3.觸發(fā)響應(yīng)法
觸發(fā)響應(yīng)法就是把接近爐襯內(nèi)表面的溫度作為觸發(fā)信號，而沿爐襯不同厚度方向上各點在滯后一個時間后產(chǎn)生的相應(yīng)溫度變化為響應(yīng)信號。觸發(fā)響應(yīng)法也是在FMT傳感器法的基本上，結(jié)合數(shù)學(xué)模型計算的一種推測爐襯殘余厚度的方法。此方法系統(tǒng)較為復(fù)雜，在大型高爐上應(yīng)用并不廣泛。
4.電阻法
電阻法在國內(nèi)和國外均有使用，測量爐襯厚度的傳感器是埋入爐襯的多個并聯(lián)或串聯(lián)電阻，也有的是一根整體的電阻棒，隨著爐襯的侵蝕破損而使電阻變化，經(jīng)計算機處理后可以顯示出爐襯的殘余厚度和圖形。
5.爐墻熱流強度法
爐墻熱流強度法是通過直接測定通過耐火材料或冷卻壁的熱流強度來推斷爐缸爐底內(nèi)襯的侵蝕狀態(tài)，由于高爐內(nèi)部爐況變化而引起的熱流強度變化比溫度變化更為敏感，變化量也大，因此，這種方法用于監(jiān)測爐襯侵蝕和破損也是可取的。目前，通過爐體冷卻器的熱流強度來監(jiān)測爐體善已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用，是一種適用可靠的爐體監(jiān)測方式。
6.紅外熱成像儀法
利用紅外攝像機或熱賣傳感器可以監(jiān)測出整個高爐爐體中的溫度異常部位，并將監(jiān)測結(jié)果繪制成溫度曲線，根據(jù)監(jiān)測數(shù)值進(jìn)行傳熱計算就可以推斷出爐體各部位的侵蝕情況。
7.超聲波測厚法
超聲波測厚法是利用超聲在固體介質(zhì)中傳播的原理進(jìn)行測厚的一種方法。在一定溫度下聲波射入到爐襯進(jìn)入爐內(nèi)時，在爐襯與爐內(nèi)兩種異質(zhì)界面上聲波會反射回來。根據(jù)這一特點在高爐上將縱向脈沖式超聲波垂直于爐襯射入，利用超聲波在爐襯內(nèi)入射和反射傳播時間，求出爐襯的殘余厚度。
8.沖擊彈性波法
沖擊彈性波爐襯厚度儀是由原日本鋼管公司NKK研制的，它是一種應(yīng)用沖擊彈性波技術(shù)監(jiān)測爐缸爐底炭磚厚度的傳感器，以彌補熱電偶法不能過于密集埋設(shè)熱電偶、觸發(fā)響應(yīng)法只能監(jiān)測爐襯厚度長時期變化等方面的不足。
其監(jiān)測原理是：用錘子敲擊被測量物體向其施加外力，所產(chǎn)生的沖擊波一部分在大氣中傳播，被接收器轉(zhuǎn)換為脈沖信號以確定測量的開始時刻;其余的沖擊波在物體中進(jìn)行傳播，將其中某些頻率放大后送往波形記憶裝置，物體的厚度可以根據(jù)聲速和所觀察到的波形的反射時間計算出來。
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