高炉炉壳更换在线监测变形的系统及方法与流程

本发明涉及高炉炉壳更换领域，具体是一种高炉炉壳更换在线监测变形的系统及方法。

背景技术：

1、某炼铁厂新3号高炉炉体高度为37.240m，由炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉等部位组成，炉壳直径为3.75～12.85m，最大直径位于炉腰处，直径为12.85m。炉壳板厚板厚为36～65mm，炉壳上镶嵌16段共607块冷却壁。由于6-12段冷却壁损坏，炉身煤气泄漏，影响生产安全，需对6-12段冷却壁更换；且更换的冷却壁与原冷却壁及进出水管尺寸变化巨大，因此需更换相应7-12段(标高为17.315m～28.470m)中间段炉壳。

2、现有技术在进行高炉炉壳更换时主要有两种方式：

3、(1)若框架承载力足够，则将待更换炉壳以上构件承载在框架上，然后对炉壳进行整圈更换。采用这种方式对炉体框架承载力有严格要求。

4、(2)对待更换炉壳以上构件进行拆除后对炉壳进行整圈更换。采用这种方式需要对待更换炉壳以上构件进行拆除，但存在待更换炉壳以上构件并不需要更换的情况。

5、基于此提出了“区域更换”的方法，每个区域炉壳拆除后，未拆除的炉壳会产生竖向变形及横向变形(缺口处甚至可能出现塌陷、偏移，导致高炉炉壳报废)，从而影响炉壳更换的安装质量。

技术实现思路

1、为确保采用区域更换法时更换全过程质量、安全受控的目的，提供了一种高炉炉壳更换在线监测变形的系统及方法。

2、本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

3、高炉炉壳更换在线监测变形的系统，包括：数据采集模块，数据传输模块及数据管理与分析模块，

4、所述数据采集模块包括：用于监测更换部位炉壳的竖向位移的竖向位移监测单元；用于监测更换部位炉壳的横向位移的横向位移监测单元；用于监测更换部位上方的水平应力及竖缝卡板位置处的应力的周向应力监测单元；用于监测更换部位炉壳竖向应力的竖向应力监测单元；所述更换部位基于区域更换法将炉壳按周向分为n个区域依次进行更换；

5、所述数据传输模块用于将数据采集模块采集的数据传输至数据管理与分析模块；

6、所述数据管理与分析模块：用于对数据采集模块采集的数据进行统计分析生成对应的变化图和/或表。

7、进一步地，所述竖向位移监测单元及横向位移监测单元均为激光位移传感器，所述周向应力监测单元及竖向应力监测单元均为振弦传感器。

8、进一步地，所述横向位移监测单元包括用于监测更换部位直径位移变化的第一横向位移监测单元，用于监测更换部位径向位移的第二横向位移监测单元。

9、进一步地，所述竖向位移监测单元设置在每个更换区域上方炉壳上；

10、所述第一横向位移监测单元设置在第n-1、第n个更换区域的上方炉壳及第n个更换区域旧炉壳中间位置；所述第二横向位移监测设置在每个更换区域中间高度的平台框架梁底部。

11、进一步地，所述周向应力监测单元设置在每个更换区域上方及第一个与第n个更换区域的竖缝卡板上；所述竖向应力监测单元设置在第一更换区域新炉壳与第n个更换区域旧炉壳的竖缝加固卡板上。

12、进一步地，所述区域更换法为：沿待拆除壳体周向对该壳体分段，并在每一段内按由上往下拆除旧壳体、由下往上逐层安装新壳体的顺序对壳体进行更换，直到完成全部需要更换的圆台壳体。

13、高炉炉壳更换在线监测变形的方法，基于高炉炉壳更换在线监测变形的系统，包括：

14、步骤1、基于区域更换法将更换部位按周向分为n个更换区域；

15、步骤2、基于步骤1的划分布设高炉炉壳更换在线监测变形的系统；

16、步骤3、炉壳更换过程中采用高炉炉壳更换在线监测变形的系统对数据进行实时采集分析；

17、步骤4、根据分析结果选择采用修正措施。

18、进一步地，所述修正措施包括加固圈、竖向补强筋板和/或防倾倒装置。

19、进一步地，所述区域更换法为：沿待拆除壳体周向对该壳体分段，并在每一段内按由上往下拆除旧壳体、由下往上逐层安装新壳体的顺序对壳体进行更换，直到完成全部需要更换的圆台壳体。

20、本发明相比于现有技术具有的有益效果是：通过位移监测单元及应力监测单元对炉壳更换过程中新、旧炉壳变形和应力进行实时监测、分析，根据分析结果可及时采取相应措施，从而确保采用区域更换法时高炉炉壳中间段更换全过程质量、安全受控目的，提高区域更换法的可行性。

技术特征：

1.高炉炉壳更换在线监测变形的系统，其特征在于，包括：数据采集模块，数据传输模块及数据管理与分析模块，

2.根据权利要求1所述的高炉炉壳更换在线监测变形的系统，其特征在于，所述竖向位移监测单元及横向位移监测单元均为激光位移传感器，所述周向应力监测单元及竖向应力监测单元均为振弦传感器。

3.根据权利要求2所述的高炉炉壳更换在线监测变形的系统，其特征在于，所述横向位移监测单元包括用于监测更换部位直径位移变化的第一横向位移监测单元，用于监测更换部位径向位移的第二横向位移监测单元。

4.根据权利要求3所述的高炉炉壳更换在线监测变形的系统，其特征在于，所述竖向位移监测单元设置在每个更换区域上方炉壳上；

5.根据权利要求2所述的高炉炉壳更换在线监测变形的系统，其特征在于，所述周向应力监测单元设置在每个更换区域上方及第一个与第n个更换区域的竖缝卡板上；所述竖向应力监测单元设置在第一更换区域新炉壳与第n个更换区域旧炉壳的竖缝加固卡板上。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的高炉炉壳更换在线监测变形的系统，其特征在于，所述区域更换法为：沿待拆除壳体周向对该壳体分段，并在每一段内按由上往下拆除旧壳体、由下往上逐层安装新壳体的顺序对壳体进行更换，直到完成全部需要更换的圆台壳体。

7.高炉炉壳更换在线监测变形的方法，基于权利要求1-6任意一项所述的高炉炉壳更换在线监测变形的系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的高炉炉壳更换在线监测变形的方法，其特征在于，所述修正措施包括加固圈、竖向补强筋板和/或防倾倒装置。

9.根据权利要求7或8所述的高炉炉壳更换在线监测变形的方法，其特征在于，所述区域更换法为：沿待拆除壳体周向对该壳体分段，并在每一段内按由上往下拆除旧壳体、由下往上逐层安装新壳体的顺序对壳体进行更换，直到完成全部需要更换的圆台壳体。

技术总结本发明涉及高炉炉壳更换领域，为确保采用区域更换法时更换全过程质量、安全受控的目的，提供了高炉炉壳更换在线监测变形的系统及方法，通过位移监测单元及应力监测单元对炉壳更换过程中新、旧炉壳变形和应力进行实时监测、分析，根据分析结果可及时采取相应措施，从而确保采用区域更换法时高炉炉壳中间段更换全过程质量、安全受控目的，提高区域更换法的可行性。技术研发人员：甘秦川,黄厚全,王合川,王宏伟,彭将国,贾成文,潘子祥,王平,黄文,谭伟受保护的技术使用者：攀钢集团工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12