ОБОБЩЕНИЕ ОПЫТА И РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ФУТЕРОВКИ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ

В компании Хэтч (Канада) разработана система неразрушающего контроля остаточной толщины огнеупорной кладки доменной  печи и электропечей цветной металлургии и ферросплавной промышленности, в основу которой положен метод отраженного акустикоультразвукового сигнала (AU-E). Данная система дополняет традиционное моделирование теплового состояния футеровки печи с использованием закладных термопар или по тепловой нагрузке на холодильники доменной печи и позволяет дополнительно определять  положение трещин и аномалий, а также границу между гарнисажем и огнеупором. Рассмотрены ограничения и источники погрешностей в  методе AU-E, представлено развитие и усовершенствование этого метода. Совершенствование метода позволило учесть влияние высоких  температур, профиля печи и ее размеров, различие акустического сопротивления различных слоев многослойной огнеупорной футеровки  на закономерности распространение волны. Метод AU-E является надежным и неразрушающим методом контроля состояния огнеупорной  кладки плавильных печей. Аппаратное и программное обеспечение системы AU-E подверглось существенному усовершенствованию, позволившему получать результаты измерений с достаточной точностью. Оценка точности метода подтверждена физическими замерами на  остановленных доменных печах. Приведены примеры использования системы диагностики состояния футеровки различными отечественными и зарубежными заводами, а также некоторые технологические мероприятия, позволяющие продлить кампанию доменной печи. Показано, что использование нескольких последовательных измерений позволяет определить скорость износа огнеупорной кладки и время  вывода печи на капитальный ремонт. Метод AU-E успешно использовался (и используется) на более чем 70 доменных печах во всем мире,  включая доменные печи Новолипецкого, Череповецкого, Нижнетагильского, Западно-Сибирского и Магнитогорского металлургических  комбинатов, а также электропечах для выплавки ферросплавов, меди, платины и т. д.

 доменная печь,  футеровка,  диагностика,  акустико-ультразвуковой сигнал,  кампания доменной печи,  аномалия,  козловая летка

1. Preuer А. etс. Computation of the erosion in the hearth of a blast furnace // Steel Research. 1992. Vol. 63. P. 147 – 151.

2. Salgado J., Oliveira C., Moutinho A., Silvério C. Control of refractory lining wear by using radioisotopes // International Journal of Radiation Applications and Instrumentation. Part A. Applied Radiation and Isotopes. 1988. Vol. 39. Issue 12. P. 1265 – 1267.

3. Bolf N. Application of infrared thermography in chemical engineering // Journal of Chemists and Chemical Engineers. 2004. Vol. 53(12). P. 549 – 555.

4. Maldague X. Introduction to NDT by active infrared thermography // Materials Evaluation. 2002. Vol. 6(9). P. 1060 – 1073.

5. Parker R.L. etc. Application of pulse-echo ultrasonics to locate the solid/liquid interface during solidification and melting of steel and other metals // Journal of Applied Physics. 1985. Vol. 58 (11). Р. 4150 – 4164.

6. Sansalone M.J., Streett W.B. Impact-Echo: Non-destructive Evaluation of Concrete and Masonry. Ithaca, NY: Bullbrier Press, 1997. – 339 p.

7. Kushnarev V., Mironov K., Gordon Y . еtc. Careful control of refrac tory lining conditions at NTMK-Evraz ensures intensive operation and long campaign of titania blast furnace // AISTech 2017 Proceedings, Nashville, May 8 – May11, USA (in printing).

8. Kushnarev V., Mironov K., Gordon Y . etc. AU-E control of blast furnace refractory lining at NTMK-Evraz ensures intensive operation and prediction of the end of campaign of titania blast furnace // ESTAD 2017 Proceedings, Vienna, June 26 – 29 (in printing).

9. Конверторный передел ванадиевого чугуна / Л.А. Смирнов, Ю.А. Дерябин, С.К. Носов и др. – Екатеринбург: Среднеуральс кое книжное изд-во, 2000. – 528 с.

10. Смирнов JI.A., Дерябин Ю.А., Шаврин C.B. Металлургическая переработка ванадийсодержащих титаномагнетитов. – Челябинск: Металлургия, 1990. – 256 с.

11. Filatov S.V., Kirichkov A.A., Mikhalev V.A., Zagainov S.A. Smelting low silica hot metal at OAO NTMK // Steel in Translation. 2010. Vol. 40. No. 5. P. 443 – 445.

12. Носов С.К., Леонтьев JI.И., Ильин В.И. и др. Марганец важный элемент технологии при переработке титаномагнетитов по металлургической схеме // Сталь. 2003. № 3. С. 14 – 18.

13. Sadri A. An introduction to stress wave non-destructive testing and evaluation (NDT&E) of metallurgical furnaces and refractory condition monitoring // CINDE Journal. 2008. Vol. 29(2). P. 7 – 11.

14. Filatov S., Kurunov I., Gordon Y., Sadri A., YingW. Careful control of refractory lining conditions ensures intensive operation and long campaign of blast furnace // AISTech Proceedings, Pittsburgh, USA. 2016. Р. 695 – 704.

15. Филатов С.В., Курунов И.Ф., Гордон Я.М. и др. Продление кампании доменной печи при ее интенсивной работе // Металлург. 2016. № 9. С. 17 – 22.

16. Sadri A., Gebski P., Rampersad A. etс. Comparing the accuracy of acousto ultrasonic-echo (NDT), finite element analysis (FEA), and drilling when obtaining a blast furnace refractory lining wear profile // Journal of Iron & Steel Technology. 2010. No. 3. Р. 1 – 12.

17. Vinogradov E.N., Karimov M.M., Dmitriev A.A. etc. Careful control of refractory lining conditions ensures prolonged campaign of blast furnace // ECIC 2016 Proceedings, Linz, September 12-14. 2016. P. 255 – 264.