高爐爐襯厚度及爐溫在線監(jiān)測的研究.pdf

1、高爐爐溫是影響高爐安全穩(wěn)定順行以及高爐長壽的重要因素。為實現高爐爐溫的穩(wěn)定控制，國內外眾多高爐研究者進行了大量的實驗研究，并且在延長高爐壽命方面取得了重大突破。但是我國只有少部分高爐壽命可以達到8~10年，大部分高爐爐身的壽命僅可以維持3~5年?；谶@個問題，本文通過實時監(jiān)測測溫點的溫度值以及探測棒的長度，并根據測溫點的溫度值和探測棒的長度實時修正高爐爐墻內表面的溫度值，以指導工長通過調節(jié)冷卻壁的冷卻水流速等達到實時監(jiān)控高爐爐襯內表面溫

2、度的變化趨勢，使高爐的正常運轉和實現高爐長壽的目的。
　　高爐爐襯厚度及爐溫的研究中主要包括以下內容：
　　1、高爐爐襯內表面溫度以及高爐爐襯厚度測量在現代大型高爐上難以直接測量。針對該問題本文設計了兩種高爐爐襯厚度與溫度的測量裝置，其相同點是通過測量探測棒的實時長度來間接推斷出高爐爐襯的實時厚度，一維測溫裝置與三維測溫裝置的不同點是溫度傳感器的布設位置。
　　2、根據國內某高爐的實際結構與尺寸，結合測溫裝置的結構對高

3、爐爐襯溫度建立仿真模型，通過ANSYS有限元軟件對高爐爐襯傳熱的正問題進行仿真計算（通過查閱資料得知高爐爐襯內表面與爐氣的復合換熱系數、冷卻壁與冷卻水的對流換熱系數以及高爐外表面與空氣之間的對流換熱系數），從而得出高爐爐襯的溫度場分布情況。本文對九個不同厚度的高爐爐襯進行了仿真計算，根據仿真計算中每個節(jié)點的溫度值對測溫裝置傳感器的布設方式以及布設數量進行了數值分析，得出了一維測溫裝置以及三維測溫裝置的傳感器布設位置以及布設數量。

4、　　3、為求出高爐爐襯內表面的溫度場分布情況，本文采用了共軛梯度法對高爐爐襯內表面的溫度場進行反演計算。即通過xn點列正向得到測溫點的溫度值，結合測溫點的測量值求出目標函數的最小值。當點列xn滿足目標函數的收斂條件時，我們認為點列的初始猜測值即為高爐爐襯內表面的溫度值。
　　4、在對高爐爐襯內表面的溫度場進行反演計算時，需要獲得探測棒（高爐爐襯厚度）的實時長度與溫度傳感器的測量值。本文針對該問題設計了系統(tǒng)的硬件相關電路，實現對溫度