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。     

热应力对高炉炉缸和炉底侵蚀的影响

为了探讨热应力对不同材质构成的高炉炉缸砖衬的破坏作用,在计算温度场的基础上,应用热弹性理论和有限元法对高炉炉缸进行应力分布计算。计算结果表明：在用具有不同的导热性能和力学性能的耐火材料砌筑的炉缸内存在着应力集中现象,这是导致高炉炉缸破损的主要原因之一。     

高炉炉缸炉底侵蚀机理研究进展

高炉炉缸炉底的破损状况直接影响着高炉寿命,其研究正日益受到冶金界的普遍重视。介绍了高炉炉缸炉底侵蚀机理的国内外研究近况,为将来采取措施消除应力损坏,延长高炉寿命提供了有益的依据。     

高炉炉缸炉底侵蚀模型的研究与开发

采用边界元方法建立某一大型高炉炉缸炉底的侵蚀推测二维模型,能够推定高炉炉缸炉底侵蚀线的位置和形状,及时了解炉衬侵蚀状态。从计算所得的侵蚀图来看,侵蚀轮廓是比较合理的,与实际侵蚀情况非常相近。     

在线预测高炉炉底炉缸侵蚀模型的研究方法

采用有限元法、两点法和边界元法，分别建立了高炉炉底炉缸侵蚀的数学模型并分析了三种方法的特点。这些模型可离线或在线监测高炉炉底炉缸侵蚀状况。马钢2500m^3高炉炉底炉缸在线侵:高炉炉底炉缸1150℃侵蚀线处于第七层碳砖的中部位置，形如“象脚”。因此，认为高炉炉底炉缸侵蚀状况基本正常。     

昆钢新区2500m~3高炉炉缸炉底侵蚀模型

为了分析投产初期高炉炉缸炉底的温度分布情况,以经典传热模型为基础,采用有限元计算技术,建立了昆钢新区2 500 m~3高炉炉缸炉底侵蚀模型。本模型以高炉开炉初期温度为基础,绘制出炉缸炉底温度场分布曲线,模型计算值与热电偶实测值相比,误差在-6.52%~+7.69%的范围内,表明模型计算较为准确。根据模型计算结果,提出了加长风口小套长度、提高鼓风动能和加大死铁层厚度等工作建议,为制定高炉合理的操作维护方针和完善高炉长寿设计提供重要参考。     

重钢四高炉炉缸和炉底侵蚀研究

重钢四高炉的炉体破损调查中,发现在炉缸和炉底残砖上附着一层坚硬致密的含钛沉积物,有效地保护了内衬,使一代炉龄达12年。本文着重论述了沉积物的矿物成分及低钛渣冶炼的护炉机理。     

4^#120m^3高炉炉缸炉底侵蚀分析

4^#120m^3高炉停炉大修，其炉缸炉底侵蚀形状较炼铸造铁高炉发生很大变化，研究分析炉缸炉底侵蚀情况，对今后护炉工作具有重要意义。     

2500m~3高炉炉缸炉底侵蚀监测模型的开发与应用

高炉炉缸炉底是影响高炉寿命的限制性环节之一。为了避免发生严重侵蚀甚至烧穿等重大事故,针对马钢2 500 m~3高炉,开发了利用热电偶或者冷却设备数据监测炉缸炉底侵蚀监测模型。采用该模型,监测了马钢2 500 m~3高炉的炭砖残存厚度变化。该模型可用于判断炉缸炉底是处于侵蚀阶段还是处于堆积阶段,对高炉操作者分析、判断和调节炉况有指导作用。     

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。     

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。     

炉缸侵蚀结厚监测模型的研发与应用

介绍了基于遗传算法的炉缸侵蚀结厚模型的研发概况和主要模型功能,并结合某4 000 m3和5 000 m3大型高炉长期在线运行数据,着重对模型计算和侵蚀结厚监测模拟效果进行了验证.当炉底中心温度不断升高时,炉底侵蚀加剧,剩余厚度减小;当温度不断降低时,炉缸中心区域渣铁流动性差,炉底易形成导热系数较低的粘结物.模型计算结果与实际的温度变化趋势及炉缸活跃性表现相一致.     

高炉炉缸凝壳和残衬双轮廓内型的诊断模型

高炉炉缸内衬侵蚀和凝壳的形成决定了炉缸的寿命.为及时掌握高炉炉缸凝壳和残衬双轮廓内型状况,进而及时制定合理应对措施,结合数值传热学、优化导热系数法以及Levenberg-Marquardt法、拟牛顿法和梯度法3种优化算法,建立了高炉炉缸凝壳和残衬双轮廓内型诊断模型.重点阐述了模型的构建思路和过程,构造了象脚状侵蚀样本对...     

高炉出铁过程中铁水非稳态流动对炉缸炉底侵蚀的影响

基于有效容积为1 750m3的高炉炉缸在实际生产过程中受损状况,利用Fluent软件VOF方法建立高炉炉缸出铁过程的非稳态数学模型,探究铁水流动对炉缸侵蚀的影响。结果表明,死料柱沉底时底部压力较大;剪应力在出铁口的底部、炉缸炉底与死料柱边缘的交线处较大。死料柱浮起时底部所受压力比沉底小,炉底中心的压力较小,而边缘位置则出现负压,剪应力在炉底中心、出铁口的底部等位置较大。无论死料柱沉底与否,出铁口附近的炉壁剪应力在垂直方向上距离出铁口越近则越大,而且出铁口下侧的剪应力高于上侧的剪应力。     

鞍钢11号高炉炉缸炉底侵蚀模型的开发与应用

对监视炉缸、炉底工作状态数学模型建立方法,如何应用该模型判断炉底、炉缸热面温度变化,推断1150℃等温线位置及炉缸的工作状态进行了介绍,并对该数学模型在鞍钢11号高炉上的应用情况进行了总结,确定鞍钢11号高炉炉缸、炉底温度场工作标准。     

高炉炉缸炉底内衬的等效冷却条件计算方法

建立了高炉炉缸炉底冷却的二维有限元传热模型.该模型能计算紊流水冷冷却器以等效对流换热系数表征的冷却参数,能反解服役炉缸实际冷却强度.等效冷却条件参数可用于缩小多维炉缸传热模型的计算域和规模,且不失边界条件精度.文中设计了参数化有限元建模及分析的计算程序,基于管内紊流水努赛尔特征数,定义一个物性综合系数,构造了更为简明的对流换热系数计算表达式.     

炉缸复合棕刚玉砖蚀损机理的探讨

采用实验模拟和现场取样的方法研究了有害元素对复合棕刚玉砖的蚀损机理,研究表明:复合棕刚玉砖具有较好的抵御渣、铁和Pb、Zn侵蚀渗透的能力,而对碱金属K、Na的抗渗透能力较差,炉缸复合棕刚玉砖蚀损是有害元素共同作用的结果,侵入砖体的顺序依次是K、Na、Zn、Pb.