【摘要】：高爐長壽、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度的提高，高爐長壽問題已受到越來越多的關(guān)注和重視。爐缸爐底耐火材料的侵蝕已成為高爐長壽的限制性環(huán)節(jié)，爐缸燒穿的事故時有發(fā)生。因此，借助現(xiàn)有條件和技術(shù)開發(fā)軟件在線監(jiān)測高爐爐缸爐底的侵蝕狀況具有重要的現(xiàn)實意義。 本課題針對高爐現(xiàn)場操作人員的實際需求，借助數(shù)值傳熱學(xué)及計算機數(shù)據(jù)庫、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，進而預(yù)測爐缸爐底耐火材料侵蝕情況。 本課題主要創(chuàng)新點如下： （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)測精度，編程前通過拉格朗日插值導(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爐缸爐底溫度場進行數(shù)值計算時，采用調(diào)和公式計算離散單元界面處的熱導(dǎo)率，這樣能提高預(yù)測精度，同時大幅減少編程工作量。 （3）數(shù)值計算前，先對高爐熱電偶溫度中的壞點和奇異點按算法和人工修正相結(jié)合的方法進行預(yù)處理，以保證侵蝕預(yù)測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。模型通過比較校正熱電偶的計算溫度和實際溫度，不斷豎直或水平調(diào)整侵蝕線上相應(yīng)的控制點，實時逼近真實的1150℃侵蝕線。 （5）通過DirectX應(yīng)用程序創(chuàng)建點精靈，實現(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號高爐現(xiàn)場得到應(yīng)用，為高爐操作人員實時監(jiān)測爐缸爐底侵蝕狀況。比較校正熱電偶的計算溫度與實際溫度，可以看出模型預(yù)測溫度場與測量值的平均誤差為5.9℃，平均相對誤差為1.58%，這個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)測系統(tǒng)工作可靠，預(yù)測結(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，鋼鐵已成為現(xiàn)代工業(yè)化和社會可持續(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，它在工程機械、設(shè)備與制造、橋梁、建筑、能源、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1,2]。一個國家鋼鐵工業(yè)發(fā)展的發(fā)展?fàn)顩r也反映其國民經(jīng)濟發(fā)的達程度，鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位。高爐是鋼鐵長流程生產(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。

過煉，還煉、[5物操武過程是在一煉過程的目主要有兩還原過程；煉過程可以、爐內(nèi)傳熱5]。高爐冶煉物理變化，作人員無法武漢科技一個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)煉過程的特而且由于高法直接觀察技大學(xué)碩士豎爐內(nèi)進行用鐵礦石經(jīng)一是將礦被還原的金通過控制受應(yīng)及造渣等特點是，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)濟而高效石中的金屬金屬與脈石受控的爐料等過程，得爐料與煤氣封性，除了部反應(yīng)過程文高爐的內(nèi)型地得到溫度屬元素(主要機械分離—及逆向煤氣到化學(xué)成分氣逆流運動的投入(裝料)程的狀況，只型度要—氣分的只
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF549

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李肇毅,顧祥林,敖愛國;2號高爐爐缸侵蝕在線監(jiān)測模型的開發(fā)應(yīng)用[J];寶鋼技術(shù);2002年03期

2 ;Optimization for the structure of BF hearth bottom and the arrangement of thermal couples[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);2006年06期

3 郭可中,李肇毅;寶鋼高爐壽的基本思路[J];鋼鐵;2000年08期

4 鄒祖橋,宋木森,唐德明;國內(nèi)外高爐炭磚的現(xiàn)狀及發(fā)展[J];鋼鐵;2004年08期

5 張福明,黨玉華;我國大型高爐長壽技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J];鋼鐵;2004年10期

6 陳良玉;李玉;鄔虎林;;二維法在高爐爐缸內(nèi)襯侵蝕模型中的應(yīng)用研究[J];鋼鐵;2008年08期

7 張皖菊,張影,杜鋼;高爐爐缸爐底侵蝕機理研究進展[J];鋼鐵研究;2001年06期

8 張壽榮;;高爐長壽技術(shù)展望[J];鋼鐵研究;2009年04期

9 馬富濤;;爐缸侵蝕結(jié)厚監(jiān)測模型的研發(fā)與應(yīng)用[J];鋼鐵研究;2013年04期

10 Hong-bo Zhao;Shou-feng Huo;Shu-sen Cheng;;Study on the early warning mechanism for the security of blast furnace hearths[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2013年04期

本文編號：2681408