ICS 77-010 CCS H 04
CISA
团 体 标 准
T/CISA117—2021
高炉炉缸炉底侵蚀智能监测系统
技术规范
Technical specification for blast furnace hearth erosion
intelligentmonitoring system
2021-10-01实施
2021-09-08发布
中国钢铁工业协会 发布 T/CISA 117—2021
前言
本文件参照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国钢铁工业协会提出。 本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183)归口。 本文件起草单位：山东钢铁集团日照有限公司、冶金工业信息标准研究院本文件主要起草人：杨金光、张作程、仇金辉、栾彩霞、杨金福、王姜维、张若鹏。 T/CISA117—2021
高炉炉缸炉底侵蚀智能监测系统技术规范
1范围
本文件规定了高炉炉缸炉底侵蚀智能监测系统的术语和定义、测温硬件要求、系统功能、智能化要求。
本文件适用于钢铁企业高炉炉缸炉底侵蚀智能监测系统的构建。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T4989热电偶用补偿导线 GB/T16839.1热电偶 第1部分：电动势规范和允差 GB50211工业炉砌筑工程施工及验收规范 JB/T5582 2工业铠装热电偶技术条件
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件
3. 1
炉缸气隙hearthairgap 炉缸炭砖与冷却壁之间的填料中存在气体的缝隙或者是由于炭砖环裂所形成的缝隙。
4测温硬件要求
4.1测温硬件性能 4.1.1热电偶
用于监测炉缸炉底炭砖温度的热电偶应使用K型铠装热电偶，其一般要求应符合JB/T5582的规定，还应具有耐高温、耐腐蚀、抗还原、抗氧化、抗渗碳特性，需具有良好的力学性能，具有如下参数：
a）测量精度：符合GB/T16839.1中I级允差； b）测量范围：0℃~1150℃；
电偶直径：不大于4mm；
c)
d) 使用寿命：一代炉役完好率90%以上。 4.1.2补偿导线
热电偶补偿导线采用KCA-HS，应符合GB/T4989的要求，
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按照横剖面与纵剖面两种方式，实时多剖面、全方位地显示炉缸、炉底的侵蚀状态，并自动识别
a)
最薄残存厚度和位置；具备按照侵蚀残厚、温度云图、等温线三种方式展示；
b):
c) 具备侵蚀图上任意点的鼠标拾取功能，拾取显示标高、材质、温度信息； d）具备各个剖面自动遍历巡检功能。
5.2实时数据分析
具备热电偶、侵蚀残厚数据的实时查看分析功能，并根据实时热电偶温度高低进行黄色预警与红色报警提示，分为全局显示与热电偶分层两种方式进行查看。
a）全局显示：展示热电偶的名称、插人角度、插人深度及实时温度，具备选择起始标高和结束标高
进行筛选功能； b）电偶分层：具备通过图形化的热电偶布置图进行选择标高，查看该组标高、电偶个数、温度均值
角度、插深、温度的详细信息，并具备热电偶点信息拾取功能，拾取信息包括热电偶名称、图位号、插入深度、安装角度和实时温度。
5.3历史数据追溯
系统应具有历史数据追溯功能，具体如下：
历史趋势：具备根据时间段查询热电偶和侵蚀残厚的历史趋势图，具备选择任意不同剖面（包括
a)
横剖面和纵剖面）热电偶数据查询与数据过滤功能； b）分钟数据：具备根据居时间段查询热电偶和侵蚀残厚实时数据列表，具备选择任意不同剖面（包括
横剖面和纵剖面）热电偶数据查询功能； c) 统计数据：具备根据时间段查询热电偶和侵蚀残厚历史统计数据列表，具备选择任意不同剖面
（包括横剖面和纵剖面）热电偶数据与不同频率数据自动统计功能
6智能化要求
6.1导热系数自学习校核
对于新砌筑或者浇筑的炉缸，推荐系统通过以下方式对炭砖导热系数进行校核。 高炉开炉后，待热电偶温度稳定（一般积累开炉后两个月内热电偶数据），应用正问题模型，根据不同
插深的热电偶温度值，考虑渣铁潜热影响，循环计算不同炭砖导热系数下的炉缸尺寸，直到与炉缸初始尺寸相同，此时的炭砖导热系数为实际导热系数。
系统运行过程中，应具有自学习校核导热系统功能，根据炉缸侵蚀情况和炭砖温度变化，对实际导热系数进行智能校正。
注1：正问题是指按事物或现象之间存在的自然顺序来研究事物的演化过程或分布形态，由因及果进行分析。 注2：渣铁潜热是指渣铁从液态变成固态或固态变成液态时放出或吸收的热量。
6.2自适应网格划分与温度场计算
系统应根据炉缸炉底尺寸，校核的炭砖导热系数，自适应进行网格划分及温度场计算；在炉缸炭砖发生侵蚀后，能够自适应炉缸侵蚀后的形貌进行网格智能划分及温度场计算。按照以下原则进行网格智能划分与温度场计算：
a）模型网格划分应按照圆柱体坐标系、六面体网格进行划分； b)7 模型应采用传热微分方程按照三维、非稳态且考虑渣铁凝固潜热。
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6.3异常温度数据过滤
系统应具有对热电偶坏点、采集异常数据自动识别、计算时智能过滤的功能，对出现的异常数据按照以下原则处理：
a）系统应具备异常值智能剔除功能，在热电偶硬件损坏后，能够基于异常数据排除算法将异常值
自动剔除；
b）系统应具备数据智能对齐功能，在异常工况下，由于热电偶线路虚接导致数据忽高忽低造成的
异常数据，以最近正常数据为参考自动进行对齐； c）系统应具备数据自动对标分析功能，针对对于同方位、同标高、不同插深热电偶进行温度比对，
若存在单组插深较深而温度低的热电偶应进行自动剔除。
6.4炉缸气隙分布诊断
系统应具备对炉缸气隙分布情况进行智能诊断，具体要求如下： a）系统具备在热电偶温度持续升高，对应位置炉缸冷却壁水温差稳定或仅有小幅度升高趋势，实
现对该部位可能存在气隙的智能诊断； b）系统应设定炉缸气隙专家意见，具有自学习功能，在运行过程中不断根据专家意见进行炉缸气
隙的智能判断。
6.5炉缸活跃性诊断
系统应具备对炉缸内部活跃性进行实时智能诊断，具体如下： a）系统能够根据炉缸热电偶温度变化趋势，结合诊断及回归分析算法对炉缸环流情况进行诊断
评价； b）系统应设定炉缸活跃性专家意见，具有自学习功能，在运行过程中综合炉缸环流指数、原料质
量、高炉顺行情况等参数进行炉缸活跃性的智能判断。
6.6炉缸安全预警
系统应具备对炉缸安全状态异常的自动预警、报警提示功能，同时为生产操作确定工作标准、预警标准和专家知识库的炉缸炉底安全管理标准，具体要求如下：
a）工作标准：系统应依据实际生产状态给出动态平衡期内控制的热负荷、电偶温度标准； b）预警标准：企业可根据实际情况确定预警及报警时炭砖厚度，系统能够同时给出对应的热电偶
及热流强度标准； c）专家知识库：系统可根据预警报警情况，形成原因分析和处理应对措施的自学习专家知识库，及
时给出相应处理策略。
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