高爐爐襯測溫裝置溫度場分布及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高爐研究者對高爐冶煉技術(shù)不斷完善和提高，使得高爐逐漸趨向大型化、長壽化，這也是高爐冶煉技術(shù)的發(fā)展趨勢。高爐冶煉具有生產(chǎn)效率高、能源消耗少、污染物排放少等特點(diǎn)，在短時(shí)期內(nèi)高爐冶煉依然是中國乃至世界冶金領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。高爐的長壽化可以降低高爐大修投資，降低因大修停產(chǎn)造成的損失，提高高爐生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)高爐的穩(wěn)定順行。因此，高爐長壽化研究具有重大的實(shí)際意義。
　　本文詳細(xì)介紹高爐冶煉流程及高爐冶煉流程中各系統(tǒng)

2、的配合，并對高爐本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，研究發(fā)現(xiàn)高爐冶煉流程是相當(dāng)復(fù)雜的。在眾多影響冶煉流程的因素中，溫度對高爐的使用壽命、冶煉過程的影響是非常巨大的。本文闡述以高爐結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)搭建的高爐爐襯測溫裝置，并以此裝置為基礎(chǔ)，從高爐爐身、爐腹溫度在線檢測及時(shí)間響應(yīng)兩個(gè)方面進(jìn)行研究，通過仿真模擬與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比、分析，得到實(shí)驗(yàn)規(guī)律，為指導(dǎo)高爐操作、保證高爐平穩(wěn)順利生產(chǎn)、促進(jìn)高爐長壽化提供數(shù)據(jù)支持。
　　通過研究近期國內(nèi)外有關(guān)高爐溫度檢測的方法發(fā)現(xiàn)：

3、高爐溫度檢測方法多集中于爐頂、料面、鐵水含硅量等檢測，對于爐身、爐腹部位爐襯的直接檢測方法鮮有報(bào)道。因此，根據(jù)高爐爐身、爐腹的爐襯結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)、搭建高爐爐襯測溫裝置，初步搭建后對其進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，優(yōu)化爐襯測溫裝置。通過爐襯測溫裝置模擬高爐運(yùn)行情況，分析測溫裝置溫度場分布，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，為下一步的研究奠定基礎(chǔ)，并間接指導(dǎo)高爐生產(chǎn)，促使高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定順利，實(shí)現(xiàn)高爐長壽化。
　　針對高爐爐身、爐腹溫度在線檢測及時(shí)間響應(yīng)問題，以高爐爐身、

4、爐腹結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，對爐襯測溫裝置進(jìn)行兩個(gè)方面研究：一方面從傳熱學(xué)角度推導(dǎo)、論證在線檢測的可能性，建立數(shù)學(xué)模型；另一方面通過檢測該爐襯測溫裝置的溫度分布及時(shí)間響應(yīng)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)規(guī)律。結(jié)果表明，數(shù)學(xué)模型的結(jié)果表達(dá)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示出較好的一致性，若根據(jù)現(xiàn)場情況加以修正，將能夠解決高爐爐身、爐腹溫度的在線檢測問題。此結(jié)論為指導(dǎo)高爐穩(wěn)定順行生產(chǎn)提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。
　　以紅外測溫原理為基礎(chǔ)，考慮到高爐爐身、爐腹復(fù)雜工況條件，提出一種

5、針對高爐爐身、爐腹溫度的在線檢測方法，并通過軟件等設(shè)備實(shí)現(xiàn)溫度在線檢測。此系統(tǒng)由熱輻射傳播介質(zhì)、光電轉(zhuǎn)換模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊和上位機(jī)五部分組成。本文著重闡述光電轉(zhuǎn)換模塊的組成，從發(fā)射頻率、CCD攝像機(jī)、靈敏度等幾個(gè)角度進(jìn)行分析，應(yīng)用于爐襯測溫裝置后，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，理論值與實(shí)驗(yàn)值吻合度較好，從而為高爐爐身、爐腹部位溫度的在線檢測提供了新的途徑。
　　高爐爐襯測溫裝置的搭建可以避免直接對高爐爐體進(jìn)行測量所帶來的危險(xiǎn)性。高爐