1 前言
隨著高爐監測水平的提高,測溫技術在煉鐵生產中得到普遍應用。許多企業加大對高爐爐壁測溫技術的投入,對高爐生產起到了很大的指導作用。而對鐵水溫度的判斷,主要依據[Si]的高低。鐵水[Si]含量主要取決于溫度、SiO2活度、爐內CO分壓和滴落帶高度。影響因素多,只能作為間接手段,不能反映鐵水物理溫度變化。基于以上考慮,有些廠家采用一次性測溫技術,但存在操作不方便,不安全,數據不準確,不及時,不能連續等缺點。濟南鋼鐵集團總公司(簡稱濟鋼)自1999年在1#高爐采用鐵水紅外測溫技術,效果明顯。爐溫穩定性提高,生產技術經濟指標得到改善。
2 系統配置
爐前出鐵場環境惡劣,粉塵多,石墨碳飛揚,采用單色紅外測溫系統,信號衰減嚴重,讀取數據比實際溫度低;雙色紅外測溫,不會影響能量的比值。現濟鋼采用的是美國Raytek公司生產的Thermalert馬拉松MRIS系列,型號MRIS BSF,測溫范圍700~1800℃。紅外測溫儀將測得的鐵水溫度轉換為4~20mA的標準電信號,輸入PLC系統,然后由上位機對其進行顯示、分析。
Thermalert馬拉松MRIS系列紅外測溫儀是雙色紅外非接觸溫度測量系統,帶可變焦距,通過透鏡瞄準和無視差光學系統,可準確、重復測量物體發射的熱量,然后將能量轉換成可測量的電信號,從而達到準確測溫的目的。
組件:包括空氣吹掃器,旋轉支架,RS-485到RS-232接口轉換器,安裝法蘭盤,風門,調焦工具,鏡頭等。
因為紅外測溫儀傳感頭可變焦距,通過透鏡瞄準,為無視差光學部件,所以可以安裝在任何地方。根據實際情況,位置選擇在出鐵場頂部撇渣器偏上方,通過可調支架將鏡頭對準撇渣器小井。
3 使用效果
3.1 鐵水溫度與[Si]含量變化趨勢
1999年10月3日,紅外測溫儀在1#高爐投入使用,測溫數據統計結果如表1所示。

從表1中可以看出鐵水溫度基本與[Si]含量變化趨勢一致。1999年10月13日(0時~8時班)數據更能直接說明這一點。測得的鐵水溫度與鐵水[Si]含量變化情況是:鐵水[Si]含量:0.22%、0.25%、0.26%、0.30%,對應的鐵水物理溫度分別為:1412、1414、1418、1429℃。[Si]含量呈逐爐上行之勢,鐵水物理溫度也呈上升趨勢。
但由于操作條件的變化,鐵水溫度與[Si]走勢又不盡相同,這一點,從表1也可以看出。依據鐵水溫度控制高爐操作參數,可以準確地掌握高爐熱態走勢,保持高爐長期穩定順行。
高爐冶煉過程最終反應在出渣出鐵上,鐵水溫度反映了高爐內煤氣利用的好壞,高溫區分布,爐缸熱儲備的多少及爐缸的活躍程度等。保持渣鐵溫度充沛是高爐穩定順行的基礎。在以往的爐溫調劑中,爐涼幾率較多。規定[Si]含量0.30%~0.55%,但[Si]含量接近0.35%時渣鐵溫度已明顯不足,如果不及時進行調劑,就會出現爐涼,必須采取減風、加焦等提爐溫措施。紅外測溫系統能及時給出提示,有效杜絕爐涼。可根據實際鐵水溫度高低及[Si]含量變化情況,調整負荷及堿度,穩定高爐熱制度,從而達到高爐穩產、高產的目的。表2是測得的一段時間內[Si]含量、鐵水溫度、R2調劑的對應情況。
3.2 爐溫穩定性
1#高爐自1999年10月10日使用鐵水紅外測溫儀后,爐溫穩定性明顯提高,使用前后爐溫波動情況見表3。
由表3可以看出,使用鐵水紅外測溫儀后,爐溫穩定指數下降了0.0119,[Si]含量低于0.3%的比例下降了4.91%,[Si]含量超過0.7%的比例下降了1.05%,況穩定性明顯提高。紅外測溫儀的使用,使進一步降低[Si]含量成為可能。隨著高爐冶煉水平的提高,濟鋼將降低成本、降低消耗放在首要位置,生鐵硅含量逐年下降。1#高爐依據鐵水溫度情況,在保持較低[Si]水平下,現已采取如下措施提高鐵水溫度:
(1)優化基本裝料制度。上部以分裝大料批為主,批重13.0~14.0t,礦焦定差料線,提高煤氣利用率,保持爐缸有較高的熱容量。
(2)注重爐缸工作狀態。出現周向氣流不均,爐缸工作不好,上下渣差別大,鐵水溫度不足的情況時,及時采取控制煤量,減輕焦炭負荷,適當提高[Si]含量等措施。
1#高爐使用紅外測溫儀前[Si]水平:1998年全年0.521%,1999年上半年0.509%;使用紅外測溫儀的1999年12月份[Si]含量0.485%,而生鐵一級品率80.33%,較1998年提高10.37%。

4 結語
紅外測溫儀采用雙色紅外非接觸溫度測量系統,能準確測量鐵水溫度,為高爐操作者及時判斷爐溫走勢提供了可靠保障,減少了爐溫的大幅波動,為高爐生產增產節焦創造了條件。