炉缸侵蚀模型的开发

根据高炉炉缸传热、侵蚀的特点,应用有限元和设计优化技术相结合的方法,并依据炉缸侵蚀模型的计算流程、基本概念,应用APDL开发了高炉炉缸侵蚀模型计算软件,并对该模型调试过程中的关键问题进行了讨论。应用该炉缸侵蚀模型对国内某高炉的炉缸侵蚀曲线进行计算,计算出的炉缸侵蚀曲线与实际情况基本相符。     

炉缸侵蚀模型的应用

介绍了炉缸侵蚀模型的计算原理,结合国内某高炉炉役末期的热电偶温度和耐材配置开发了炉缸侵蚀模型,应用该模型计算出此高炉的炉缸侵蚀曲线,利用该高炉的大修解剖调查结果对炉缸侵蚀模型的理论计算进行了验证,并对结果进行了分析.     

炉缸侵蚀模型的应用

本文介绍炉缸侵蚀模型的计算原理,结合国内某高炉炉役末期的热电偶温度和耐材配置开发了炉缸侵蚀模型,应用该模型计算出此高炉的炉缸侵蚀曲线,利用该高炉的大修解剖调查结果对炉缸侵蚀模型的理论计算进行了验证,并对结果进行了分析。     

武钢4号高炉炉缸炉底侵蚀预测模型的开发与应用

针对高炉炉缸炉底侵蚀状况在线监测的需要,以武钢4号高炉为研究对象,开发出了基于有限差分算法的炉缸炉底侵蚀预测模型软件。模型通过实时计算高炉炉缸炉底的截面温度分布,以及1150℃等温线的位置,反映当前炉缸炉底的侵蚀状况。软件运行结果表明,4号高炉炉缸炉底侵蚀状况较好,截面温度分布合理,炉缸炉底处于安全生产状态。     

COREX熔融气化炉炉缸流场研究

COREX是目前应用最多、最成功的熔融还原炼铁工艺，也是唯一实现工业化生产的熔融还原炼铁工艺.与高炉炉缸相同，COREX熔融气化炉炉缸的工作状况也是影响其寿命的关键.因此，对炉缸内铁水流场进行分析是十分必要的.本文采用FLUENT对炉缸内铁水流动状态进行数值模拟与分析，得到了一些因素对铁水流场的影响规律:死料柱沉坐与浮起对流场影响较大，浮起时，通过炉底的铁水流量明显增加，对炉底的冲刷增强，但减少了对炉缸侧壁以及“象脚”部位的冲刷侵蚀；死料柱孔隙度越小，炉缸侧壁和炉缸底部无焦区铁水流速越大, 炉缸侵蚀越严重；适当减小出铁口直径，能有效降低侵蚀速度；此外出铁口角度对铁水流场影响较小.      

高炉寿命与利用系数之间的关系

研究了高炉利用系数对炉缸侵蚀以及高炉寿命的影响.首先,利用模型实验和预测模型研究了炉缸内铁水的流动.其次,利用传热模型,计算了炉缸侧壁的温度分布,估测了炉缸侧壁的侵蚀程度和凝固层形状.该模型给出了一种已经被实践所证实的高炉一代炉役期间炉缸侵蚀图形的估测方法.     

COREX熔化气化炉区域模型及其理论燃烧温度

把熔化气化炉划分为炉缸区、风口区、填充床、流化床和自由空间5个区域。在已开发的COREX工艺整体静态模型的基础上,对各区域分别建立了物料平衡热平衡模型并联立求解。根据各区域内的物理化学进程设定各区域间边界的条件,模型计算可给出熔化气化炉内各区域的能量分布和物料流状况。利用区域模型还可计算喷煤对理论燃烧温度、炉缸渣铁温度、煤气量等的影响。     

高炉炉缸长寿智能管理系统的开发与应用

针对当前高炉长寿管理滞后和针对性差的现状,将高炉炉缸工艺设计、传热学理论与高炉操作工艺相结合,开发了一套炉缸长寿智能管理系统。除传统炉缸侵蚀模型的炭砖侵蚀曲线计算功能以外,还具有凝铁层在线监控、炉缸气隙判断、凝铁层减薄原因诊断和给出针对性改善建议4项核心功能。该系统全部模块均进行在线监测、计算、诊断和建议,其关键目的不是计算侵蚀曲线,而是防止炉缸侵蚀的发生,可为做好高炉的长寿管理、延长高炉寿命起到重要作用。     

高炉炉缸长寿智能管理系统的开发与应用

针对当前高炉长寿管理滞后和针对性差的现状,将高炉炉缸工艺设计、传热学理论与高炉操作工艺相结合,开发了一套炉缸长寿智能管理系统。除传统炉缸侵蚀模型的炭砖侵蚀曲线计算功能以外,还具有凝铁层在线监控、炉缸气隙判断、凝铁层减薄原因诊断和给出针对性改善建议4项核心功能。该系统全部模块均进行在线监测、计算、诊断和建议,其关键目的不是计算侵蚀曲线,而是防止炉缸侵蚀的发生,可为做好高炉的长寿管理,延长高炉寿命起到重要作用。     

基于有限元法的高炉炉缸炉底侵蚀模型的研究及应用

采用有限元法求解高炉炉缸炉底侵蚀模型,利用边界单元变形方式模拟侵蚀边界,采用最小二乘法将参考点温度计算值与实际测量值的离差平方和最小值作为优化判据,修正侵蚀边界的方向及幅度,从而快速逼近实际侵蚀线位置。该模型用于推定高炉炉缸炉底1 150℃等温线的位置和形状,以便了解和分析高炉炉缸炉底侵蚀情况。模型应用结果表明,采用有限元法计算高炉炉缸炉底温度场分布,具有计算速度快、计算结果精确可靠等优点。     

基于大数据技术的炉缸侵蚀模型

 针对高炉炉缸侵蚀的问题,介绍了高炉炉缸智能技术研究进展,分析了实现炉缸内衬可视化的技术。基于炉缸侵蚀模型的比较及大数据预测模型的发展,提出了融合大数据技术的炉缸侵蚀模型技术思想。模型基于决策树和遗传算法优化的BP神经网络,将铁水成分及温度、冷却参数、操作参数作为输入参数,采用融合大数据技术的方法,构建了炉缸侵蚀预测模型。大数据技术为钢铁行业的发展提供了新思路,进一步推动了高炉智能化炼铁。     

马钢新1号高炉炉缸侵蚀模型的在线应用

针对马钢2．500m^3大高炉炉缸炉底现有热电偶情况，采用两点法开发了炉缸侵蚀在线监测模型。计算表明第7层碳砖的侵蚀比较严重，象脚或大蒜头处于该层。本模型还强调了凝固层厚度和碳砖残存厚度的区别，从这两条曲线对比中可以判断炉缸炉底处于侵蚀或堆积阶段，这对高炉操作者分析、判断与调节炉况有很大帮助。     

高炉炉缸的安全预警机制

 近年国内外多座高炉面临着炉缸侵蚀加剧的问题甚至发生了炉缸烧穿事故,炉缸寿命已成为现代高炉安全高效生产的限制性环节,但目前由于缺乏系统和量化地研究,炉缸安全预警机制尚未明确。笔者依据对不同容积、结构及耐材选择的多座高炉炉缸进行的传热学计算、热负荷及侵蚀监测,比较分析了不同类型炉缸的热负荷及侵蚀特点,对炉缸监测的一次检测元件、软件模型、评判标准、预警方法进行了探讨,提出了现代高炉炉缸安全预警机制建议。     

高炉炉缸炉底温度场及异常侵蚀在线监测诊断系统

分析了高炉炉缸炉底常用侵蚀监测方法的不足:一维传热、不含凝固潜热、不考虑异常情况对侵蚀影响的模型很难准确预测炉缸侧壁"象脚状"侵蚀的发生。建立了包含凝固潜热的三维非稳态柱坐标温度场计算模型,引入了"诊断知识库"实时判断和处理异常情况对侵蚀的影响,开发了炉缸炉底温度场及异常侵蚀在线监测诊断系统,成功应用于首钢、迁钢、唐钢、攀钢、长钢等多座高炉。介绍了该系统的侵蚀计算流程、程序设计特点、具体模块功能和在高炉生产中的指导作用。模型计算结果的准确性在高炉大修破损调研时得到了充分的验证。     

太钢高炉炉底炉缸长寿探讨

通过分析计算确定了太钢3号高炉侵蚀预测数学模型。为了保障高炉生产的安全,根据太钢3号高炉热电偶历史最高数据预测了炉缸炉底侵蚀状况。同时应用该软件分析铁水流动、耐材导热系数、死铁层深度和高炉异常对炉缸炉底的侵蚀影响,并得出炉缸炉底长寿的若干推论,对评价目前侵蚀状况和护炉及未来太钢长寿高效高炉的建设提出若干参考意见。     

炉缸侵蚀模型的算法探讨

介绍推算炉缸侵蚀曲线的三种算法，针对炉缸侵蚀的具体问题总结出各种算法的优缺点，在实践的基础上提出开发炉缸侵蚀模型的注意事项，并建议采用与有限元法相结合的综合技术开发炉缸侵蚀模型．     

高炉炉缸炉底侵蚀模型的开发及应用

用有限元法建立了高炉炉缸炉底侵蚀推测二维模型，可在线提供高炉炉缸炉底温度场及侵蚀线图，为高炉安全生产，实现高炉长寿和炉缸炉底的结构参数优化设计提供了依据。     

喷煤对COREX熔化气化炉炉况影响的物理模拟

通过COREX喷煤整体和区域模型整体和区域模型计算分析,研究了喷煤对块煤用量、理论燃烧温度、风口煤气量等重要参数的影响。计算结果表明：随着喷煤量的增加,风口煤气量增大,块煤用量和理论燃烧温度均降低。最后,本文建立了二维COREX熔化气化炉热态模型,利用石蜡模拟矿石,玉米粒子模拟焦炭。在热态物理模拟实验中,考察了矿/(块煤+焦)体积比、风温和风量等操作参数对COREX熔化气化炉炉况的影响。     

二维法在高炉炉缸内衬侵蚀模型中的应用研究

 介绍了高炉炉缸内衬侵蚀的一维和二维模型的计算原理,结合算例讨论了2种侵蚀识别方法的差别。对比分析表明：一维法存在较大缺陷,二维法具有更高的侵蚀识别精度。该二维模型法已经用于多座高炉炉缸炉底内衬侵蚀诊断。开发了基于二维模型的包钢2号高炉炉缸内衬侵蚀在线分析系统。     

陶瓷垫对高炉炉底抗侵蚀能力的研究

在炉缸底部炭砖热面筑砌一层陶瓷垫,直接影响炉底渣铁凝固层的形成。讨论了炉底的结构问题,在高炉投入运行初期,现行的炉底不可能形成凝固壳,但可以形成一定厚度的两相区。建立了炉缸炉底传热学模型,应用该模型的计算结果表明：在生产初期,合适的陶瓷垫参数能够提高炉底的抗侵蚀能力,减缓炉底的侵蚀速度,延长高炉寿命。