炼铁安全及高炉研究.docx

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炼铁安全及高炉研究

毕业设计说明书（论文）中文摘要

提高职工安全意识是以人为本的体现，也是搞好安全生产的重点，更是实现质量标准化的关键。

近年国内外多座高炉面临着炉缸侵蚀加剧的问题甚至发生了炉缸烧穿事故，炉缸寿命已成为现代高炉安全高效生产的限制性环节，但目前由于缺乏系统和量化地研究，炉缸安全预警机制尚未明确。

笔者依据对不同容积、结构及耐材选择的多座高炉炉缸进行的传热学计算、热负荷及侵蚀监测，比较分析了不同类型炉缸的热负荷及侵蚀特点，对炉缸监测的一次检测元件、软件模型、评判标准、预警方法进行了探讨，提出了现代高炉炉缸安全预警机制建议。

同时，就如何提高企业职工安全素质的方式、方法进行探讨。

关键词：

提高安全教育素质观念活性石灰探讨高炉炉缸侵蚀热负荷预警机制 造渣剂

目录

一、安全教育培训工作1

1加强安全宣传教育1

2安全生产教育培训1

二、提高企业职工整体素质2

1首先抓好思想素质提高。

2

2抓好提高职工队伍业务素质的强化工作。

2

三、提高职工个人安全意识3

1心理素质3

2思想素质3

3业务素质4

四、牢固确立五种安全观念4

五、不同类型高炉炉缸的热负荷及侵蚀特点分析6

1“传热法”高导热压小块碳砖炉缸运行过程中的热负荷及侵蚀变化特点6

2“隔热法”陶瓷杯结合热压小块碳砖炉缸的热负荷及侵蚀变化特点6

3陶瓷杯结合模压碳砖或微孔铝碳砖炉缸的热负荷及侵蚀变化特点7

4填料层过厚及填料导热系数过低等“先天不足”或有气隙、环裂等异常的炉缸热负荷及侵蚀变化特点8

六、炉缸安全预警系统的硬件、软件构成及性能需求10

1炉缸炉底测温电偶选型及布置方案10

2炉缸水温差热负荷监测系统选型及布置方案10

3“弱冷区”和监测“盲区”采用无线吸附式炉皮测温装置10

4炉缸安全评判标准及预警机制11

七、结论13

安全生产关系到企业全员、全层次、全过程的大事。

因此，必须把“安全生产，人人有责”从制度上固定下来，从而增强各级人员的责任心，使安全管理纵向到底、横向到边，责任明确、协调配合，共同努力把安全工作真正落到实处。

总的来说，影响安全生产的因素很多，主要概括为“物的不安全状态”、“人的不安全行为”和“管理上的缺陷”三大类。

改变“物的不安全状态”，提高设备、设施的本质安全，为职工创造良好的安全条件固然重要，但在管理中必须把人的因素放在首位，体现以人为本的指导思想，从而提高职工的安全素质。

据有关资料表明，企业工伤事故中有90%以上是由于人的“三违”所致。

因此提高职工的安全素质，包括企业干部的管理素质，班组长在工作现场管理素质，操作工人的安全意识和安全操作技能、事故防范能力非常重要。

就如何提高警惕企业职工安全素质进行探讨。

一、安全教育培训工作 

1加强安全宣传教育

安全教育工作是贯彻企业的方针、目标，实现安全生产和文明生产，提高员工安全意识和安全素质，防止产生不安全行为，减少人为失误的重要途径。

进行安全生产宣传教育，首先要提高企业单位及职工安全生产责任感和自感性，认真学习有关安全生产的法律、法规和安全生产基本知识；其次是普及和增强职工的安全技术知识和安全操作技能，从而保护自己和他人的安全与健康。

企业要充分利用班组安全活动、班前班后会、一月一训、每日一题、安全会议、张贴安全生产宣传画、宣传标语及标志，安全文化知识竞赛或演讲等形式，宣传学习安全知识，结合事故案例的学习，教育职工吸取教训。

对现场发现的违章者要进行“三违”帮教教育，而不是一味地“执其一端，抓住一点”的片面做法，变领导的强制管理为职工的自我管理，变领导的监督为职工的安全需要。

2安全生产教育培训

安全教育培训主要形式有公司级、厂级、班组级三级。

企业培训对象有主要负责人、管理人员、特殊工种和其他职工的教育培训。

安全教育培训的方法与一般教学方法一样，多种多样，各有特色。

在实际应用中，要根据培训内容和培训对象灵活选择。

可采用讲授法、实际操作演练法、案例研讨法、读书指导法、宣传娱乐法等。

在安全教育培训时，授课人员要做好充分的准备，注重培训效果。

一是要常讲常新。

新法律法规制度及时传达到职工，利用现代化的手段，通过电脑和投影仪，结合事故案例讲岗位责任制、操作规程、施工程序、劳动纪律、责任心、事故防范能力、安全技术、操作技能，安全经验等等。

对新工人和调换工种、岗位职工要认真进行三级安全教育。

切忌流于形式、走过程，具体岗位培训要有老师傅传、帮、带。

3、抓好班组长的培训，提高他们的安全素质

班组生产是搞好安全生产工作的关键，班组长全面负责本班组的安全生产，是安全生产法律、法规和规章制度的直接执行者。

他们和职工朝夕相处，作用是举足轻重的，对提高职工素质也是有很大影响的。

抓好他们的培训，提高他们的思想和管理素质，等于在安全生产方面，抓住了主要矛盾，对安全生产将会起到“牵一发而动全身”的效果。

班组长是本班组安全生产第一责任人，对本班组安全生产全面负责。

首先，要明确安全生产是各项工作的综合反映。

要合理进行施工生产的组织。

包括人员分配、物料摆放、施工程序、施工方法及文明生产等，科学合理组织施工生产。

其次，要身体力行、以身作则，要求别人做到的，自己首先要做到。

技术素质要过硬，带头专研技术，在职工中树立良好的形象，让职工学有榜样。

二、提高企业职工整体素质

职工队伍的素质，包括两个方面，即思想素质和业务素质，要提高职工队伍的思想业务素质，我们可以采取如下对策：

1首先抓好思想素质提高。

改革开放以来，尤其在眼下经济大潮的冲击下，职工队伍的思想素质，确实是一个要引起我们高度重视的问题。

现在企业不少职工的主人翁责任感较差，其根本因素，也就是一个思想素质的问题。

要解决好这个矛盾，必须要加强对职工的理想教育和职业道德教育，使职工敬业爱岗。

一是强化爱国主义教育，增强职工敬业爱岗、干好本职工作。

二是在形势教育中，认清深化改革的趋势，优胜劣汰，适者生存，努力提高自身思想素质和技术业务素质的紧迫性，树立危机感。

2抓好提高职工队伍业务素质的强化工作。

针对企业职工队伍目前存在的问题，要从根本上提高职工队伍的素质，除以上谈的两点外，还应抓好提高职工队伍业务素质的强化工作。

根据职工技术参差不齐的特点，在班组中开展“一带一”活动，广泛开展群众性的“大学习、大练兵、大比武”活动。

并树立各工种技术标兵，提倡一职多能，全面提高职工队伍的素质。

为了将这项活动抓实抓好，还要制定相应的检查，落实达标职工的数量并直接与岗位、奖金挂钩，达到提高素质的目的。

推崇奖勤罚懒原则，取消现存的平均主义。

总之，提高职工队伍素质是迫在眉睫的事情，只有一支过硬的职工队伍才能创造出一流的企业形象，才能创造出企业的品牌。

所以要求我们从管理者做起，从根源做起，从小处做起，争取用最短的时间磨砺出一支技术过硬、政治立场坚定的队伍。

三、提高职工个人安全意识

1心理素质

心理素质是职工对安全生产的一种心理状态。

在接受一项工作后，心理素质高的人，往往要启动自己的思维运作，联想工作的全过程，考虑较多，如工作如何高效地去完成，达到怎样的效果，工作安全性是否得到保证等。

经过较全面的考虑之后，就会产生出一套完整的工作思路，然后付诸实施。

这样，在工作过程中就能够做到组织周密、有条不紊、井然有序，工作的质量、工作中的安全就有保证。

其结果自然是既保证了安全，又保质保量地完成了任务。

而心理素质较低的人，往往表现出工作考虑不全面，不是积极主动地去思考如何安全的完成工作任务，而是在消极地等待命令，你安排了什么我就去干什么，你让我怎么做我就怎么做。

这种心理状态的人，工作必然是被动的，工作准备不充分，甚至工作过程中会存在这样那样的漏洞。

最终的结果是工作质量没有保证、工作标准低、工作组织混乱、工作安全性差，工作完毕之后还可能会留有这样那样的尾巴，给安全生产留下隐患。

2思想素质

思想素质是职工工作责任心的集中体现，反映出职工对安全生产的重视程度，在安全生产的全过程中起着至关重要的作用。

现在，大多数职工对安全生产有足够的重视，对不安全的危害有充分的认识，从事每一项工作，都能够时刻把安全生产牢记在心，能够自觉地遵守规章制度，自觉落实完善安全措施。

但也有部分职工，工作存在侥幸心理，往往认为工作中做这样那样的措施太麻烦，特别是有的工作，处理问题的时间不如布置安全措施的时间长，从而不履行必要的安全程序。

有的职工“看惯了，干惯了，习惯了”，对违章的危害虽有所认识，但总认为干过多次都没出现过问题，何必再去找那个麻烦，从思想上就放松了警惕，工作中就出违章。

在这一点上，本人觉得广大党员干部要率先垂范、身先士卒，充分发挥共产党员的先锋模范作用，体现党员的先进性，在思想上提高认识，在行动上严格要求自己，做遵章守纪的模范，用自己的实际行动为周围的职工群众做出表率。

3业务素质

职工对自己所从事的工作，能否全面正确地掌握其安全要求、技术要求，能否胜任自己的工作，所反映出的就是职工自身的业务素质。

职工的业务素质，决定了工作过程中的安全性。

业务素质不高，就很可能出现各种违反规程的偶然性违章及工作标准不高的问题，而且一旦发生了危害就很大，人身安全会受到威胁，设备的安全稳定运行就得不到保障。

因此，业务素质不高、知识掌握不全面，就很难保证不发生问题，人身设备的安全自然就会受到威胁。

如何提高职工的业务素质呢，方法只有一个，就是抓培训。

目前黄陵一号煤矿开展形式多样的业务技能、安全知识培训，这些培训结合实际、注重实效，在工人应知、应会的基础知识、基本技能上下功夫，取得了一定的效果。

四、牢固确立五种安全观念

一是预防观。

安全工作必须坚持安全第一，预防为主的方针。

安全工作要未雨绸缪、防患于未然，平时就要加大安全管理、安全监督的力度，把事故消灭在萌芽状态中。

只有做到超前预防，才能少出事故，甚至是不出事故。

二是基础观。

安全无小事，安全工作开展的好，离不开基础工作，安全的基础工作包括安全的基础设施、基本制度、基本规程、安全投入、教育培训等方面。

从近年来的情况看，基础工作薄弱是导致安全事故发生的重要原因之一。

近一段时期，煤价上涨，一些矿井受经济利益的驱动，片面追求经济利益，往往置安全于不顾，盲目的追求产量，该投入的资金不投入，该改造的设备不改造，该执行的制度不执行，该遵守的规程不遵守，不具备安全生产条件的还在生产，最终酿成安全事故，给人民群众生命财产造成极大损失。

因此，实现安全生产必须在做好安全的基础工作上下功夫。

三是基层观，也就是群众观。

基层是实现安全生产的关键，职工群众是安全生产的主体。

只有基层单位切实执行安全生产的各项制度，职工群众严格遵守安全生产的各项规定，才能真正实现安全生产。

为防止安全制度落实和监管中存在的层层衰减现象，重要的是将安全生产的各项制度落实到基层，落实到单位，落实到班组，落实到个人。

四是责任观。

安全责任重于泰山。

各级领导干部及安监人员，要本着对职工群众高度负责的精神，确实把安全生产责任制落到实处。

在安全管理中一定要避免“老好人”思想，发扬“铁面孔、铁手腕、铁心肠”的“三铁”精神，要真正做到“瞪起眼来”抓三违，“静下心来”做工作。

五是落实观。

为确保安全生产，各企业制定了相应的规章制度，可安全事故还为什么层出不穷，这里面就有了执行、落实的问题。

制定了制度，不去执行、遵守，那这些制度就等于是废纸一张。

要解决安全生产中存在的“落实不下去，严格不起来”的问题，必须在严格管理、狠抓落实方面下功夫。

对安全工作要思想上落实、领导上落实、工作中落实，特别是安全隐患的整改要抓实、安全基础工作要夯实，力戒形式主义。

五、不同类型高炉炉缸的热负荷及侵蚀特点分析

不同容积的高炉所采用的炉缸类型也不同，通过对国内多座高炉的统计，炉缸类型大体可分为：

大型高炉主要采用以高导热压小块碳砖为主的“传热法”炉缸或者是“隔热法”陶瓷杯结合碳砖的复合炉缸，中小高炉主要采用以陶瓷杯结合中等导热系数的模压碳砖或者是以微孔铝碳砖为主的炉缸，部分小高炉采用导热系数更低的全高铝砖炉缸。

由不同种类的耐火材料砌筑而成的炉缸，其整体导热性能也存在着明显的差别。

针对不同类型的炉缸，先后研发和安装了炉缸冷却壁水温差热负荷无线检测硬件系统、炉缸炉底柔性电偶测温系统和炉缸炉底三维侵蚀内型及渣铁壳变化监测模型，通过对实际运行中高炉的监测，发现不同类型的炉缸所对应的热负荷及侵蚀特点也各不相同。

1“传热法”高导热压小块碳砖炉缸运行过程中的热负荷及侵蚀变化特点

某高炉炉缸侧壁耐材主要由高导热的热压小块碳砖构成，炉缸侧壁碳砖设计厚度约为1.2m，由靠近冷却壁的导热系数为45～55W/（m·K）的NMD砖和靠近热面的导热系数为18～22W/（m·K）的NMA砖构成，基本属于目前导热性能最好的炉缸结构，通过对该高炉炉缸二段（处于炉缸炉底拐角区域）冷却壁水温差热负荷以及炉缸炉底侵蚀内型的在线监测可知，在该高炉运行4年后当炉缸部位无保护渣铁壳生成时，其二段冷却壁的最高水温差可达1.3℃以上，对应的热负荷达108.68MJ/（m2·h）以上，远远超过了传统的炉缸热负荷预警标准41.87MJ/（m2·h），甚至是停炉标准值62.80MJ/（m2·h），但实际上此“传热法”炉缸由于其高导热性对应此热负荷的炉缸侧壁砖衬剩余厚度仍在可控范围，如图1（a）所示，对应热负荷108.86MJ/（m2·h）的炉缸侧壁最薄处剩余砖衬厚度为750mm左右，可见依据热负荷检测数据和对炉缸侵蚀内型做出实时计算才能更为准确地判断炉缸是否处于安全工作状态。

该监测结果一方面说明传热法炉缸具有更大的热负荷安全工作上限，即应该依据炉缸导热性能的不同结合侵蚀内型计算结果制定合理的热负荷安全预警标准；“传热法”炉缸内死焦堆状态和铁水环流的控制尤为重要，应充分发挥“传热法”炉缸导热性能好的特点，使其在炉缸碳砖热面能够形成“自保护”渣铁壳，否则将带来较大的热损失和侵蚀速度。

进一步通过对该高炉炉缸温度场的在线计算监测结果可知，在碳砖厚度为750mm时如果炉缸铁水环流控制有效，则1150℃侵蚀线是可以被推出碳砖热面的，炉缸维护手段对侵蚀内型和渣铁壳生成部位及薄厚的影响通过侵蚀模型在线监测也可以直观地反映出来，进而依据热负荷及侵蚀监测系统的实时监测结果，通过采取有效的炉缸维护手段，该高炉目前已形成动态平衡的渣铁壳。

2“隔热法”陶瓷杯结合热压小块碳砖炉缸的热负荷及侵蚀变化特点

某高炉采用陶瓷杯结合全NMA小块碳砖的复合炉缸，自90年代投产安全运行长达16年，一代炉役单位炉容产铁量超过13000t，后因产能调整原因安全停炉，达到了国内高炉安全高效生产的较高水准。

通过对该高炉炉缸进行的水温差热负荷在线监测和温度场及侵蚀计算分析可知，该高炉在炉役前中期水温差一直较小，基本保持在0.1～0.3℃，对应的热负荷为8.37～25.12MJ/（m2·h），通过传热学计算可知，这是由于在开炉初期陶瓷杯较厚热阻较大，在炉缸侧壁从350到1350℃的等温线均集中在了陶瓷杯内。

随着炉役的延长和陶瓷杯逐渐被侵蚀，该高炉炉缸侧壁二段冷却壁的水温差热负荷也逐渐升高，尤其是当陶瓷杯被侵蚀光后炉缸侧壁残余砖衬全为NMA碳砖时，炉缸热阻减小，热负荷的升高速率也加快，但是，随着NMA砖被侵蚀到一定厚度，炉缸侧壁热面温度降至1150℃侵蚀线以下时，开始形成“自保护”渣铁壳，此后炉缸热负荷开始回落并趋于稳定。

采用考虑凝固潜热的炉缸温度场数学模型计算的残衬厚度和热负荷的对应关系，相应地对比该高炉在炉役中后期炉缸热负荷的实时监测值（炉缸二段冷却壁的热负荷历史最高值为85.49MJ/（m2·h），停炉前一年炉缸二段冷却壁的平均热负荷为53.88MJ/（m2·h））可知，该高炉在全炉役运行过程中发生最严重的侵蚀时炉缸NMA砖剩余厚度在600～800mm，而在炉役后期达到稳定时的炉缸热负荷均低于历史最高值，说明剩余的NMA砖已达到传热动态平衡，基本可以形成稳定的“自保护”渣铁壳。

依据对该高炉炉缸的监测实践和传热计算分析可知，由不同导热性能的耐材构成的复合炉缸，在炉役不同侵蚀阶段对应的热负荷控制标准也在发生着变化，炉缸实现安全生产的关键是在炉缸砖衬侵蚀到一定热阻时能够在砖衬热面形成动态平衡的“保护壳”，而此平衡状态的定义需根据实时热负荷监测结果结合残衬及渣铁壳厚度的传热学计算来确定，既制定炉缸量化的安全预警标准应同时具备精准硬件检测数据和机制侵蚀模型。

此外，国内另外一座采用全NMA砖炉缸的高炉也同样实现了长达17年的安全工作，通过对此全NMA砖炉缸的热负荷在线监测可知，和上述采用陶瓷杯结合NMA砖的复合炉缸相比，区别只在于炉役前中期即陶瓷杯存在时热负荷存在着差别，到炉役中后期二者的历史最高热负荷和稳定热负荷基本相同，说明最终都是在炉缸热阻减小到一定程度时达到了动态传热平衡形成了稳定的“保护壳”。

3陶瓷杯结合模压碳砖或微孔铝碳砖炉缸的热负荷及侵蚀变化特点

中小高炉的炉缸较多采用陶瓷杯结合导热系数中等的模压碳砖或微孔铝碳砖，这两种砖的导热系数基本在8～12W/（m·K）。

对采用该类型炉缸的某实际高炉投产后进行的热负荷及砖衬温度的在线监测和侵蚀计算分析可知，在开炉前期陶瓷杯较厚时由于炉缸侧壁热阻过大冷却水较难发挥作用，相应的水温差很低，仅为0.1℃以下，高温等温线均积聚在陶瓷杯内部，造成了陶瓷杯的不可逆侵蚀，在陶瓷杯被侵蚀光后，由于剩余的模压碳砖或者是微孔铝碳砖的热阻也相对偏高，1150℃侵蚀线仍难以被推出碳砖热面且800℃碳砖脆化线也进入砖衬较深，如图3所示，炉缸侵蚀仍将加剧，电偶温度也继续升高，该高炉在投产2年后炉缸炉底拐角砖衬内的电偶温度即攀升至800℃以上，通过侵蚀模型计算可知炉缸侧壁最薄处剩余厚度仅为500mm左右，但炉缸水温差仅为0.4℃，热负荷仅为31.40MJ/（m2·h），这是由于该高炉炉缸侧壁填料层较厚且砖衬本身的导热系数较低，炉缸成为了“隔热”炉缸，水温差对侵蚀结厚变化的敏感性相对较低，对水温传感器的检测精度提出更高的要求。

该高炉在炉缸残衬厚度为500mm以内后开始能够形成渣铁保护壳，对该高炉炉缸微小水温差变化的监测结合侵蚀诊断及时调控炉缸维护，目前水温差已由0.4℃降低至0.2℃，热负荷也由33.49MJ/（m2·h）降至16.75MJ/（m2·h）左右，并基本稳定。

对于采用更低导热系数的高铝砖炉缸的高炉，由于炉缸整体热阻过大，即使高铝砖耐高温和抗渣铁熔蚀性能要优于碳砖，由于炉缸冷却难以发挥作用热量积聚过多，该类型高炉炉缸侵蚀也较为严重。

对于较严重的侵蚀，高铝砖的低导热系数和炉缸水温差相对较低，如某高炉在停炉前炉缸最高热负荷仅为25.12MJ/（m2·h）左右。

对该高炉停炉后的大修破损调研可知，炉缸最薄处剩余高铝砖厚度仅为300mm左右，对于此类型炉缸其安全预警热负荷标准更低，可定为29.31MJ/（m2·h）。

4填料层过厚及填料导热系数过低等“先天不足”或有气隙、环裂等异常的炉缸热负荷及侵蚀变化特点

某些高炉在设计时炉缸冷却壁和碳砖之间的填料层厚度达150～200mm，或所选用的填料实际导热系数过低（如某高炉炉缸部位的填料经化验在室温时导热系数仅为0.85W/（m·K），300℃为1.36W/（m·K）），在高炉投产后由于在传热上存在“先天不足”，由高温铁水传至耐材的热量难以快速被冷却水带走，导致高炉投产后炉缸侵蚀速度较快，而冷却壁热负荷却一直较小且反应滞后，此时为了实现对炉缸安全状态的准确判断就应以砖衬内电偶温度为基础数据结合侵蚀模型实时监控残衬厚度和渣铁壳的变化。

某些高炉在投产后由于炉缸热应力较大，且入炉碱金属负荷较高，以及串煤气等问题引起炉缸环裂，在引起炉缸侵蚀加剧的同时不但会造成水温差反应滞后，还可能引起电偶监测温度失准，此时必须通过建立炉缸异常诊断及侵蚀监测模型对炉缸环裂位置进行判断，进而对侵蚀剩余厚度进行计算，才能准确掌握炉缸安全状态。

某些高炉在投产后由于填料质量问题或砌筑问题、冷却水管的渗碳及变形或者是升温后砖衬的收缩等问题，可能导致冷却壁和碳砖间或壁体和水管间产生气隙，而空气的导热系数为0.025W/（m·K），仅为铸铁冷却壁导热系数的约0.1%，为陶瓷杯导热系数的约1%，因此，看似微小的气隙一旦产生将成为炉缸传热的限制性环节，进而引起侵蚀的加剧。

此时为了实现对炉缸内部侵蚀的准确计算和判断，首先要依据炉缸热负荷和砖衬内电偶温度的实时变化，判断是否存在气隙，进而采用包含“异常诊断知识库”的侵蚀模型对气隙问题进行处理后再进行侵蚀内型的计算和预警。

六、炉缸安全预警系统的硬件、软件构成及性能需求

依据对不同类型炉缸的侵蚀监测和安全预警实践可知，炉缸水温差热负荷和炉衬内电偶温度的监测必不可少，但不同设计结构和耐材选用的炉缸其合理预警标准又存在着明显的差别，这就要在确保硬件检测数据精准的基础上，建立传热模型对炉缸三维侵蚀内型和渣铁壳变化进行在线计算和图像重建，才能明确掌握炉缸不同部位的侵蚀情况以及生产操作调节对渣铁“保护壳”生成和脱落的影响，判断炉缸是否达到传热平衡状态，同时侵蚀模型中还需包含“异常诊断知识库”以自动判断高炉运行中可能出现的环裂、气隙等异常，最终实现对炉缸安全工作状态的预警。

1炉缸炉底测温电偶选型及布置方案

1）应充分考虑高炉长寿高效冶炼的需求，本着能够满足炉缸拐角“象脚状”侵蚀、铁口区域以及炉缸活跃性等重点监测要求，优化炉缸炉底砖衬测温电偶布置，建议布置方案见图4。

2）为减少电偶埋设对砖衬的破坏，并保证全炉役内电偶的安全正常工作，建议采用高精度、高安全性的柔性N型测温电偶。

3）考虑高炉现场粉尘、高温等工况，为了保证电偶温度采集系统的长期正常稳定工作以及数据传输的安全性，对电偶引出端采用安全套管保护措施，对数据采集系统采用抗干扰高集成度设计。

2炉缸水温差热负荷监测系统选型及布置方案

1）为了保证水温差变化对炉缸侵蚀及渣铁壳变化反映的敏感性和准确性，尤其是满足“隔热法”炉缸的监测需求，应采用高精度高分辨率的数字温度传感器，测温精度建议优于0.05℃，分辨率优于0.01℃，因为水温差由出水、进水温度相减求得，温差检测最大误差是传感器精测精度的2倍，传统的测温元件精度仅为0.1℃，所带来的0.2℃最大温差误差代表着热负荷误差至少8.37MJ/（m2·h），而“隔热法”炉缸的炉况变化引起的温差波动往往在0.1℃以内。

2）在高炉现场水汽大、高温、粉尘的工作环境下以及日常检修维护不可避免的前提下，建议构建全部测点数据无线通讯搭配单根耐高温、耐屏蔽通讯总线的传输方式。

实践证明该方式安全性、稳定性明显高于有线测温系统，且施工和维护极为方便，该无线全数字化热负荷监测系统通过在国内数十座高炉的长期应用已证明了其稳定性和优越性。

3“弱冷区”和监测“盲区”采用无线吸附式炉皮测温装置

高炉炉缸相邻冷却壁之间存在着一定的间隔，此间隔区域为传热上的“弱冷区”，水温差监测对“弱冷区”侵蚀变化的敏感性较低，而一些高炉炉缸侵蚀严重甚至烧穿部位恰为此“弱冷区”；此外，炉缸炉底热电偶布置数目有限，尤其到了炉役中后期如果砖衬内电偶损坏将难以恢复，即存在监测的“盲区”。

基于此，为了实现对炉缸的全面监测，还应辅助炉皮温度监测。

目前高炉现场在炉缸侵蚀严重存在安全隐患时大多采用人工持红外测温枪进行定期检测，但该方法监测频率低、测试误差大且存在测试人员的安全隐患，建议在重点侵蚀区域和“弱冷区”以及“盲区”安装高精度吸附式炉皮无线测温装置，该装置为磁铁吸附式且测温精度高，可达1℃，同时可实现每分钟对炉皮温度的自动检测和数据无线传输及显示，可作为炉缸重要的辅助安全监测手段。

如上所述，不同结构、不同耐材选择、不同生产操作特点的高炉炉缸其安全预警标准存在明显的不同，因此仅仅依靠一次检测硬件数据对炉缸安全状态进行判断存在准确性差甚至可能造成误导的问题，为了建立合理有效的炉缸安全预警机制，应进一步依据传热学和炉缸炉底侵蚀机制建立专业的侵蚀及渣铁壳变化和异常诊断模型软件。

该智能诊断模型和预警软件应具有如下