高爐長(zhǎng)壽是鋼鐵企業(yè)高效低耗的重要保證。隨著高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展，爐襯用耐火材料使用環(huán)境日益嚴(yán)苛，高爐長(zhǎng)壽化要求對(duì)耐火材料提出了更大挑戰(zhàn)。高爐爐缸爐底部位耐火材料長(zhǎng)期儲(chǔ)存熾熱鐵水，在高爐連續(xù)運(yùn)行過程中難以及時(shí)更換破損爐襯，其壽命決定高爐一代爐役。長(zhǎng)期實(shí)踐表明，優(yōu)質(zhì)的耐火材料及合理的爐襯結(jié)構(gòu)是高爐長(zhǎng)壽的基礎(chǔ)。因此，分析高爐耐火材料內(nèi)襯侵蝕機(jī)理，并采取行之有效的措施改進(jìn)爐襯結(jié)構(gòu)與材質(zhì)，對(duì)于延長(zhǎng)高爐壽命具有重要意義。 本論文從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材質(zhì)優(yōu)化兩方面開展研究工作。首先，通過有限元模擬方法計(jì)算不同耐火材料配置條件下爐缸爐底的溫度場(chǎng)分布，探討鐵水“軟熔層”的形成條件，為下一步爐底爐缸各部位耐火材料的開發(fā)指明方向。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)電煅煤基炭磚導(dǎo)熱性能差的問題，系統(tǒng)研究影響炭磚導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素，并借助支持向量機(jī)（Support Vector Machine）算法求出炭磚導(dǎo)熱系數(shù)的預(yù)報(bào)公式；針對(duì)人造石墨骨料抗鐵水性能較差的缺點(diǎn)，在炭磚中構(gòu)造陶瓷包覆炭質(zhì)顆粒結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步添加活性陶瓷相，系統(tǒng)研究工藝參數(shù)對(duì)人造石墨基炭磚孔結(jié)構(gòu)及其導(dǎo)熱和抗鐵水溶蝕性能的影響。此外，本工作中還借鑒人造石墨基炭磚設(shè)計(jì)思... 

【文章頁(yè)數(shù)】：121 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 前言
    1.2 高爐爐底爐缸侵蝕機(jī)理
        1.2.1 鐵水滲透與沖刷侵蝕
        1.2.2 堿金屬與鋅的化學(xué)侵蝕
        1.2.3 熱應(yīng)力
        1.2.4 氧化侵蝕
    1.3 高爐長(zhǎng)壽化技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 高爐爐底爐缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        1.3.2 高爐爐底爐缸材質(zhì)優(yōu)化
        1.3.3 高爐爐底爐缸動(dòng)態(tài)修補(bǔ)技術(shù)
    1.4 本論文的提出及研究?jī)?nèi)容
第2章 爐底爐缸溫度場(chǎng)設(shè)計(jì)與模擬計(jì)算
    2.1 傳熱學(xué)理論
        2.1.1 熱量傳遞基本方式
        2.1.2 溫度場(chǎng)、等溫線與溫度梯度
        2.1.3 導(dǎo)熱系數(shù)
        2.1.4 多層壁的導(dǎo)熱
    2.2 數(shù)學(xué)模型的選取
    2.3 有限元計(jì)算原理與計(jì)算流程概述
        2.3.1 建立爐底爐缸物理模型、數(shù)學(xué)模型與確定邊界條件
        2.3.2 設(shè)定材料參數(shù)與初始條件
    2.4 溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果及分析
        2.4.1 高導(dǎo)熱砌筑結(jié)構(gòu)
        2.4.2 隔熱砌筑結(jié)構(gòu)
        2.4.3 “揚(yáng)冷避熱”砌筑結(jié)構(gòu)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 電鍛煤基炭磚導(dǎo)熱性能優(yōu)化與預(yù)報(bào)
    3.1 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理方法在耐火材料中的應(yīng)用
        3.1.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理計(jì)算方法
        3.1.2 支持向量機(jī)算法
        3.1.3 使用支持向量機(jī)算法優(yōu)化炭磚導(dǎo)熱系數(shù)
    3.2 實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        3.2.2 配方組成
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)過程
        3.2.4 結(jié)構(gòu)與性能表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 物相組成與顯微結(jié)構(gòu)
        3.3.2 導(dǎo)熱系數(shù)
        3.3.3 炭磚導(dǎo)熱性能的分析與預(yù)報(bào)
        3.3.4 常規(guī)物理性能及抗鐵水侵蝕性
    3.4 本章小結(jié)
第4章 人造石墨基爐缸用耐火材料性能研究
    4.1 在炭磚中構(gòu)筑陶瓷包覆炭質(zhì)骨料結(jié)構(gòu)
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)原料與流程
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    4.2 添加活性陶瓷相
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與流程
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    4.3 原位生成高抗蝕 TI(C,N)技術(shù)
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)原料與流程
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
第5章 高爐陶瓷杯用剛玉基耐火材料材料性能研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        5.1.2 配方組成
        5.1.3 實(shí)驗(yàn)過程
        5.1.4 結(jié)構(gòu)與性能表征
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 物相組成與顯微結(jié)構(gòu)
        5.2.2 微孔性能
        5.2.3 其它性能變化
        5.2.4 討論
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
附錄1 攻讀博士期間取得的科研成果
致謝



本文編號(hào)：3735602