1.本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种高炉漏水时的休风方法。
背景技术：
2.高炉是生铁冶炼的重要设备。高炉包括从内至外依次分布的耐热层、冷却壁和壳体，耐热层由耐热材质砌筑而成，用于阻隔高炉内部的热量向外扩散。冷却壁内部有流动的冷却水，用于吸收部分向外扩散的热量，进一步起到阻热作用，进而为壳体提供保护。在高炉运行过程中，冷却壁在高炉内部的烟气冲刷、烟气腐蚀的影响下会发生漏水。当高炉发生漏水时，水进入高炉内部并在高温区域发生反应，引起大量的氢气聚集，严重时还会引发炉内爆震。因此，需要在高炉发生漏水事故时对高炉进行休风，对冷却壁进行及时维修。
3.现有的休风方法中，主要是通过逐步降低进风量和逐步降低进水量以实现高炉的休风作业。由于降低进风量和降低进水量的操作为独立控制，在休风过程中，当冷却壁内部的水压大于高炉内部气压时，水会流入高炉内，引起炉内气流变化、氢气含量升高等；当冷却壁内部的水压小于高炉内部气压时，烟气会进入冷却壁，造成堵塞、降低冷却效果以及加剧冷却壁损坏等问题。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提出一种高炉漏水时的休风方法，其可避免冷却水进入高炉内部或者烟气进入冷却装置，休风安全性高。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.提供的一种高炉漏水时的休风方法，提供高炉，所述高炉具有沿其高度方向依次排布的多个功能区域，每个所述功能区域对应的炉壁上均设置有冷却装置，所述冷却装置内部的水压为p1；高炉漏水时的休风方法包括以下步骤：
7.步骤s10、逐一检查所述冷却装置，确定所述高炉的漏水位置，发生漏水的所述冷却装置为目标冷却装置；
8.步骤s20、检测所述目标冷却装置对应的所述功能区域的风压p2；
9.步骤s30、对所述高炉进行减风处理，以降低所述高炉的进风量，以及对所述目标冷却装置进行控水处理，以降低所述目标冷却装置的进水量，在减风处理和控水处理过程中，使得p1＝p2；
10.步骤s40、当所述高炉的进风量降低至0时，所述目标冷却装置的进水量控制在0.5-1.5吨/小时，间隔时间t后所述目标冷却装置停止进水。
11.进一步的，步骤s10中，检查所述冷却装置时，关闭所述冷却装置的进水口和出水口，向所述冷却装置内通入气体，根据所述冷却装置内部的气压变化判断所述冷却装置是否发生泄漏。
12.进一步的，步骤s20中，风压p2的检测位置与所述目标冷却装置位于同一水平面上。
13.进一步的，步骤s30中，减风前，先降低所述目标冷却装置的进水量，以使所述目标冷却装置内部的水压等于所述目标冷却装置对应的所述功能区域的风压。
14.进一步的，所述目标冷却装置内部的水压降低速率与所述目标冷却装置对应的所述功能区域的风压降低速率相同。
15.进一步的，步骤s30中，减风处理前，向所述高炉的炉顶通入氮气和蒸汽，以使所述炉顶的压力维持在设定范围，当所述高炉的进风量降低至0时，停止通入所述蒸汽。
16.进一步的，步骤s40中，当所述高炉的进风量降低至0时，间隔15-20分钟后所述目标冷却装置停止进水。
17.进一步的，还包括：
18.步骤s50、所述高炉停止进风后，开启倒流阀，所述高炉内部的气体通过所述倒流阀排出。
19.进一步的，所述倒流阀的开启时长为15-30分钟。
20.进一步的，所述倒流阀关闭后，打开所述目标冷却装置对面的风口窥视孔。
21.本发明相比于现有技术的有益效果：
22.本发明的一种高炉漏水时的休风方法，在高炉发生漏水时，对高炉进行休风的过程中，通过控制发生漏水的目标冷却装置的水压p1与对应的功能区域的风压p2相等，使得目标冷却装置的内外压力能够维持平衡，进而避免冷却水流入容纳腔内引起氢气含量升高、炉内爆震等事故，以及避免容纳腔内的烟气进入目标冷却壁内部而引起堵塞、降低冷却效果等问题。该方式使得高炉休风时具有较高的安全性。
附图说明
23.下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
24.图1为实施例的高炉的示意图。
25.图中：
26.1、壳体；11、第一功能区域；12、第二功能区域；13、第三功能区域；14、第四功能区域；15、风口；16、放散阀；2、热风围管；21、送风支管；3、矿石层；4、焦炭层；5、铁水；6、冷却装置；7、耐热层。
具体实施方式
27.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
28.参照图1所示，本发明提供的一种高炉漏水时的休风方法，应用于高炉发生漏水时进行休风，以便对漏水位置进行修复。为便于对技术内容的理解，以图1所示的高炉为例进行详细说明。高炉为生铁冶炼设备，用于将铁矿石、焦炭和造渣溶剂通过高温燃烧生成铁水5和炉渣。高炉包括高炉本体和热风围管2。其中，高炉本体包括壳体1、冷却装置6和耐热层7，壳体1起整体支撑作用，壳体1由金属板制成，壳体1内部形成用于冶炼的容纳腔。容纳腔的腔壁上设置有若干个冷却装置6，若干个冷却装置6依次铺设在容纳腔的腔壁上，冷却装置6内部流通有冷却水，起到对壳体1的降温作用，避免内部的高温对壳体1造成热影响。耐热层7由耐热材料浇筑而成，耐热层7铺设在冷却装置6背离壳体1的一侧面，耐热层7起到阻
隔热量向外传导的作用。铁矿石和焦炭等冶炼材料分批次通过炉顶的布料装置输入容纳腔内，以形成交错分布的矿石层3和焦炭层4。热风围管2环形设置于高炉的炉腹位置的外部。沿热风围管2的圆周方向，热风围管2设置有多个送风支管21。高炉本体上对应每个送风支管21设置有风口15，送风支管21安装在风口15处。热风围管2外接热风系统，通过热风系统向高炉内部输入高温空气以及纯氧气，高温空气和氧气参与燃烧以及与冶炼材料的化学反应。在高温燃烧作用下，位于炉腹位置的矿石层3和焦炭层4熔化形成铁水5和炉渣，铁水5和炉渣沉积在位于容纳腔底部的炉缸内。最后，铁水5通过出铁口排出。以及，容纳腔内部形成的煤气通过高炉顶部的煤气上升管排出。
29.具体地，冷却装置6包括冷却壁和风口套。其中，冷却壁铺设在壳体1的内壁上，冷却壁上设置有供冷却水输入、输出的进水口和出水口。风口套套设在送风支管21的外部，用于对送风支管21进行隔热保护。风口套上设置有供冷却水输入、输出的进水口和出水口。
30.高炉具有沿其高度方向依次排布的多个功能区域，每个功能区域的炉壁上均设置有冷却装置6。功能区域按高炉内部的温度跨度进行划分。本实施例中，将高炉划分为四个功能区域，分别包括第一功能区域11、第二功能区域12、第三功能区域13和第四功能区域14。四个功能区域依次自下而上排布，第一功能区域11位于高炉的底部，第四功能区域14位于高炉的顶部。风口15和风口套位于第一功能区域11内，第一功能区域11处于高温高压状态，温度可达2200℃左右；高炉的炉腹带位于第二功能区域12内，该区域主要是渣铁的生成区，第二功能区域12的温度可达1000℃左右；高炉的炉腰带位于第三功能区域13内，该区域主要进行间接还原，矿石层3为固相，第三功能区域13的温度在200℃左右；高炉的炉喉带位于第四功能区域14内，该区域主要用于布料，第四功能区域14的温度在100℃左右。对应地，四个功能区域的气体压力也不同，气体压力自下而上依次减小。
31.具体地，高炉的冷却壁或风口套发生漏水需要休风时，休风方法包括以下步骤：
32.步骤s10、逐一检查冷却装置6，确定高炉的漏水位置。
33.可以理解的是，当高炉发生漏水时，会出现炉温降低、燃料消耗高、炉内气流变化、炉顶煤气成分中氢气含量升高或者风口15的区域发生渗水等问题，因此，可根据这些异常情况判断高炉是否发生漏水。通过对所有的冷却装置6进行检查，以确定具体的漏水位置，即找出某一个或几个冷却装置6发生了漏水，发生漏水的冷却装置6为目标冷却装置。
34.检查冷却装置6时，采用气压检测法对冷却装置6进行检查。具体地，关闭冷却装置6的进水口和出水口，向冷却装置6内通入一定压力的气体，根据冷却装置6内部的气压变化判断对应的冷却装置6是否发生泄漏。例如，向目标冷却装置通入一定压力的气体，由于目标冷却装置发生泄漏，使得目标冷却装置内部的气压会逐渐降低，以此判断目标冷却装置发生漏水。
35.步骤s20、检测目标冷却装置对应的功能区域的风压p2。高炉内部设置有若干个用于监控炉内气压的传感器，以获得各个功能区域的风压数据。例如，目标冷却装置位于风口15的附近，即目标冷却装置位于第一功能区域11时，则检测第一功能区域11内的风压p2(风压即高炉内部的气压)。
36.当然，由于高炉高度方向上各个位置的气压分布不同，每个功能区域设置有多个传感器。检测风压p2时，风压p2的检测位置与目标冷却装置位于同一水平面上。该方式使得风压p2的检测数据与目标冷却装置区域内的实际风压匹配。
37.步骤s30、对高炉进行减风处理，以及对目标冷却装置进行控水处理。其中，减风处理即逐步降低从热风系统输送至高炉内部的热空气的进风量，直到停止输入热空气。控水处理即逐步降低输入目标冷却装置的进水量，直到停止进水，以使目标冷却装置达到维修条件。目标冷却装置内部的水压为p1，目标冷却装置对应的功能区域的风压为p2，在减风处理和控水处理过程中，使得p1＝p2。
38.在一可选实施例中，以炉腹位置发生漏水进行详细说明。即第二功能区域12内的其中一个冷却壁发生漏水，该冷却壁即为目标冷却装置。高炉正常运行时，其进风量为5000m3/min。对应地，正常状态下目标冷却装置所在平面位置的风压p2＝320kpa。具体步骤包括：
39.步骤s301、减风前，先降低目标冷却装置的进水量，以使目标冷却装置内部的水压p1等于目标冷却装置对应的第二功能区域12的风压p2。即通过调节目标冷却装置的进水量以使其内部的水压p1＝320kpa。其他未发生漏水的冷却装置6的进水量不作调节。通过使目标冷却装置内的水压p1与第二功能区域12的风压p2相同，以避免容纳腔内的煤气流入目标冷却装置内，以及避免目标冷却装置内的冷却水流入容纳腔内。需要说明的是，实际应用中，不可避免会有少量的冷却水进入容纳腔，以及会有少量的烟气进入目标冷却装置，少量的冷却水以及烟气对高炉运行的影响很小，因此可忽略不计。
40.步骤s302、同步对高炉进行减风处理和对目标冷却装置进行控水处理。减风时，降低高炉的进风量，以使第二功能区域12的风压p2降低，第二功能区域12的风压p2的降低速率为α1。需要说明的是，风压p2的降低速率即单位时间内风压p2的降低量。控水时，降低目标冷却装置的进水量，以使目标冷却装置内部的水压p1降低，目标冷却装置的水压p1的降低速率为α2，且α1＝α2。需要说明的是，水压p1的降低速率即单位时间内水压p1的降低量。目标冷却装置内部的水压p1的降低速率与第二功能区域12的风压p2的降低速率相同，以使目标冷却装置的水压p1能够与第二功能区域12的风压p2始终维持平衡，避免冷却水进入容纳腔，以及避免容纳腔内的烟气进入目标冷却装置。
41.步骤s40、当高炉的进风量降低至0时，即高炉完成休风，热风系统停止向高炉内部输入空气、氧气。目标冷却装置的进水量控制在0.5-1.5吨/小时，并间隔时间t后目标冷却装置停止进水，即使得目标冷却装置具备维修条件。可以理解的是，当高炉休风后，高炉内部依然在进行相应的冶炼反应，使得高炉的炉壁依然处于高温状态。因此，需要继续使目标冷却装置维持一定的进水量，以保持目标冷却装置的散热能力。通过将进水量控制在0.5-1.5吨/小时，使得目标冷却装置的水压p1能够与第二功能区域12的余压持平，减少冷却水进入容纳腔内。具体地，目标冷却装置的进水时间维持15-20分钟，间隔15-20分钟后目标冷却装置停止进水。
42.步骤s50、高炉停止进风后，开启倒流阀，高炉内部的气体通过倒流阀排出。倒流阀的开启时长为15-30分钟。倒流阀与高炉本体的风口15连通，开启倒流阀后，气体通过风口15流至倒流阀并排出容纳腔的外部，实现对高炉的泄压，排出高炉内部的残留气体，并使高炉内部的压力与外部的压力持平。可以理解的是，高炉内部遗留的煤气会造成燃烧风险，影响作业人员对目标冷却装置的维修，因此需要排除高炉内部残留的煤气，以保证维修作业的安全。
43.完成泄压后关闭倒流阀。然后打开目标冷却装置对面的风口窥视孔。风口窥视孔
具有泄压作用，在维修过程中，当目标冷却装置附近存在煤气聚集时，也可以通过风口窥视孔排出，避免对目标冷却装置附近的作业人员造成安全隐患。
44.最后，等到高炉内部稳定后，拆除热风围管2，并展开目标冷却装置的维修作业以及风口15的更换作业等。
45.可选地，步骤s30中，减风处理前，向高炉的炉顶通入氮气和蒸汽，以使炉顶的压力维持在设定范围，当高炉的进风量降低至0时，停止通入蒸汽。可以理解的是，休风时，主煤气管道关闭，即高炉停止通过煤气上升管向主煤气管道输送煤气。高炉内部的煤气通过炉顶的放散阀16排出。在减风过程中，炉内的矿石层3、焦炭层4依然在进行冶炼反应。生成的煤气可通过放散阀16排出。同时，当炉内的料面发生大幅下塌时，外部的空气容易通过放散阀16倒流进炉内，进而引起煤气与空气混合发生燃烧、爆炸等事故。通过通入氮气和蒸汽，利用氮气来稀释煤气，以及保存炉顶的压力，避免空气倒流。以及，蒸汽相比于氮气质量更大且粘度更大，蒸汽会沉积在下层并贴合在料面上。即便是空气进入了炉顶，蒸汽也能够起到阻隔空气朝下流动的作用。
46.待高炉停止进风后，关闭蒸汽，只通入氮气进行保压。同时，通过风口15向高炉内部通入氮气，以起到稀释残余煤气的作用，以及通过氮气置换出高炉内部残余的煤气，确保维修作业安全。
47.本实施例的显著效果为：在高炉发生漏水时，对高炉进行休风的过程中，通过控制发生漏水的目标冷却装置的水压p1与对应的功能区域的风压p2相等，使得目标冷却装置的内外压力能够维持平衡，进而避免冷却水流入容纳腔内引起氢气含量升高、炉内爆震等事故，以及避免容纳腔内的烟气进入目标冷却壁内部而引起堵塞、降低冷却效果等问题。该方式使得高炉休风时具有较高的安全性。
48.以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。