【摘要】：高爐長(zhǎng)壽、高效、低成本是鋼鐵企業(yè)不懈的追求。隨著高爐大型化及冶煉強(qiáng)度的提高，高爐長(zhǎng)壽問(wèn)題已受到越來(lái)越多的關(guān)注和重視。爐缸爐底耐火材料的侵蝕已成為高爐長(zhǎng)壽的限制性環(huán)節(jié)，爐缸燒穿的事故時(shí)有發(fā)生。因此，借助現(xiàn)有條件和技術(shù)開發(fā)軟件在線監(jiān)測(cè)高爐爐缸爐底的侵蝕狀況具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本課題針對(duì)高爐現(xiàn)場(chǎng)操作人員的實(shí)際需求，借助數(shù)值傳熱學(xué)及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)、圖像顯示等技術(shù)，，成功開發(fā)了高爐爐缸爐底侵蝕在線監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)由熱電偶溫度采集、數(shù)據(jù)通信、爐缸爐底侵蝕在線計(jì)算和圖形顯示等模塊組成，它能利用高爐熱電偶溫度反算爐缸爐底溫度分布，進(jìn)而預(yù)測(cè)爐缸爐底耐火材料侵蝕情況。 本課題主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下： （1）鑒于耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)與溫度間存在非線性關(guān)系，為提高預(yù)測(cè)精度，編程前通過(guò)拉格朗日插值導(dǎo)出導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系式。 （2）在采用有限差分法對(duì)爐缸爐底溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí)，采用調(diào)和公式計(jì)算離散單元界面處的熱導(dǎo)率，這樣能提高預(yù)測(cè)精度，同時(shí)大幅減少編程工作量。 （3）數(shù)值計(jì)算前，先對(duì)高爐熱電偶溫度中的壞點(diǎn)和奇異點(diǎn)按算法和人工修正相結(jié)合的方法進(jìn)行預(yù)處理，以保證侵蝕預(yù)測(cè)模型使用的熱電偶數(shù)據(jù)正確、完整。 （4）1150℃侵蝕線是判斷爐缸爐底侵蝕程度的重要等溫線。模型通過(guò)比較校正熱電偶的計(jì)算溫度和實(shí)際溫度，不斷豎直或水平調(diào)整侵蝕線上相應(yīng)的控制點(diǎn)，實(shí)時(shí)逼近真實(shí)的1150℃侵蝕線。 （5）通過(guò)DirectX應(yīng)用程序創(chuàng)建點(diǎn)精靈，實(shí)現(xiàn)了爐缸爐底溫度分布的圖形化顯示。 該軟件系統(tǒng)已在武漢鋼鐵股份有限公司煉鐵廠4號(hào)高爐現(xiàn)場(chǎng)得到應(yīng)用，為高爐操作人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐缸爐底侵蝕狀況。比較校正熱電偶的計(jì)算溫度與實(shí)際溫度，可以看出模型預(yù)測(cè)溫度場(chǎng)與測(cè)量值的平均誤差為5.9℃，平均相對(duì)誤差為1.58%，這個(gè)誤差在工程上是允許的。 綜上，本課題開發(fā)的爐缸爐底侵蝕在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作可靠，預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確合理，有望在其他高爐得到推廣和使用。
【圖文】：

第 1 章 緒論1.1 現(xiàn)代高爐煉鐵工藝簡(jiǎn)介由于鋼材具有應(yīng)用廣泛、良好的成本效益、優(yōu)良的可回收利用性等一系列優(yōu)點(diǎn)，鋼鐵已成為現(xiàn)代工業(yè)化和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)材料之一。鋼鐵是一種具有高度靈活性的材料，它在工程機(jī)械、設(shè)備與制造、橋梁、建筑、能源、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1,2]。一個(gè)國(guó)家鋼鐵工業(yè)發(fā)展的發(fā)展?fàn)顩r也反映其國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)的達(dá)程度，鋼鐵工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。高爐是鋼鐵長(zhǎng)流程生產(chǎn)工藝中的核心設(shè)備[3,4]�，F(xiàn)代高爐煉鐵具有龐大的主體和輔助系統(tǒng)，包括高爐本體、原料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)和煤氣凈化處理系統(tǒng)等，如圖 1.1 所示。

過(guò)煉，還煉、[5物操武過(guò)程是在一煉過(guò)程的目主要有兩還原過(guò)程；煉過(guò)程可以、爐內(nèi)傳熱5]。高爐冶煉物理變化，作人員無(wú)法武漢科技一個(gè)密閉的豎目的主要是用方面內(nèi)容，二是將已被以概括為：通熱、渣鐵反應(yīng)煉過(guò)程的特而且由于高法直接觀察技大學(xué)碩士豎爐內(nèi)進(jìn)行用鐵礦石經(jīng)一是將礦被還原的金通過(guò)控制受應(yīng)及造渣等特點(diǎn)是，在爐高爐的密封察到高爐內(nèi)部士學(xué)位論文行的，現(xiàn)代高經(jīng)濟(jì)而高效石中的金屬金屬與脈石受控的爐料等過(guò)程，得爐料與煤氣封性，除了部反應(yīng)過(guò)程文高爐的內(nèi)型地得到溫度屬元素(主要機(jī)械分離—及逆向煤氣到化學(xué)成分氣逆流運(yùn)動(dòng)的投入(裝料)程的狀況，只型度要—?dú)夥值闹?
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF549

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2681408