【摘 要】
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高炉是钢铁冶金生产中的重要的咽喉设备之一,是炼铁工艺过程的主要设备载体,其建设维修费用巨大。高炉长寿对提高企业的经济效益具有重大意义,而高炉炉缸炉底的侵蚀状态是决
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高炉是钢铁冶金生产中的重要的咽喉设备之一,是炼铁工艺过程的主要设备载体,其建设维修费用巨大。高炉长寿对提高企业的经济效益具有重大意义,而高炉炉缸炉底的侵蚀状态是决定高炉寿命的主要因素。高炉内衬侵蚀达到一定程度炉缸会破溃而造成重大安全事故。过早停炉会造成重大浪费,但若不及时停炉则会酿成重大事故。因此实时监测炉缸炉底的侵蚀状态对尽可能的延长高炉寿命同时保证高炉的安全生产具有实际指导意义。本文以传热学为基本理论,在建立了描述高炉炉缸传热过程的数学模型的基础上,重点对侵蚀系统在线分析操作进行整体结构设计,并对炉缸内衬侵蚀形貌及轴截面温度场可视化等方面进行技术研究和技术开发,完成了对高炉内衬侵蚀在线分析系统的开发工作。(1)基于传热学的基本理论,在总结内衬侵蚀分析基本类型和研究内衬侵蚀分析数学模型计算方法的基础上,分析比较在不同条件下的最佳侵蚀分析模型,并通过不同的侵蚀分析模型选择最合适精确的求解方法。(2)结合目标高炉的具体情况,确定利用目标高炉的侵蚀边界的计算模型,给出计算流程。并设计目标高炉测温点的布置方案,构造目标高炉的边界条件和几何边界,确定初始侵蚀边界顶点,最终计算目标高炉的内衬侵蚀边界。并在此基础上,开发高炉内衬侵蚀分析系统。(3)基于Visual C++平台搭建炉缸内衬侵蚀状态分析系统的总体架构,并完成系统的功能设计及逻辑处理。利用Visual C++和APDL的接口技术,采用面向对象的编程方法将APDL封装在后台并实现与Visual C++的嵌套,开发有限元分析计算系统。利用OpenGL和Visual C++的接口技术,实现炉缸内衬侵蚀曲面的三维可视化。上述研究结果已形成了专用系统,并已经安装应用于目标高炉。为在目标高炉运行中实时监测炉缸内衬侵蚀状况提供了手段和技术工具。
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