高爐爐缸內(nèi)襯三維傳熱降維法及其實(shí)現(xiàn).pdf

1、在鋼鐵冶金生產(chǎn)過程中，高爐是煉鐵生產(chǎn)的核心設(shè)備。高爐的建造、大修以及維護(hù)費(fèi)用巨大，少則數(shù)億元多則數(shù)十億元，同時(shí)大修周期較長(zhǎng)。高爐一旦大修停產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)損失將十分巨大。因此，高爐長(zhǎng)壽問題成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的重要事項(xiàng)。
　　高爐爐缸是整座高爐的基礎(chǔ)，爐缸結(jié)構(gòu)的安全性成為高爐壽命的主要限制環(huán)節(jié)。爐缸是盛裝高溫鐵水的密閉反應(yīng)容器，與鐵水直接接觸部分為內(nèi)襯，內(nèi)襯的侵蝕狀態(tài)直接影響到爐缸結(jié)構(gòu)的安全性。研究有效可靠的高爐爐缸內(nèi)襯侵蝕分析技術(shù)，掌握內(nèi)襯的

2、侵蝕狀態(tài)，對(duì)高爐安全生產(chǎn)具有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。目前，常用的高爐爐缸內(nèi)襯侵蝕分析模型有一維侵蝕模型和二維侵蝕模型，由于三維侵蝕模型計(jì)算量大，故未見應(yīng)用。
　　本文以尋求滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求的、更高精度的高爐爐缸內(nèi)襯侵蝕分析技術(shù)為研究目標(biāo)，從分析爐缸內(nèi)襯的實(shí)際侵蝕形貌和傳熱特征入手，對(duì)三維傳熱降維法的構(gòu)建及其實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了較為深入的研究。首先，高爐爐缸內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的傳熱具有三維空間特征，通過等效熱源項(xiàng)qv將三維傳熱降維到二維等效傳熱形式，構(gòu)

3、建了高爐爐缸內(nèi)襯三維傳熱降維法。其次，依據(jù)三維傳熱降維法，建立了高爐爐缸內(nèi)襯的準(zhǔn)三維侵蝕模型;分析表明準(zhǔn)三維侵蝕模型不但計(jì)算量小，而且理論上具有較高的計(jì)算精度，更接近于三維侵蝕分析。最后，基于傳熱學(xué)逆解原理，構(gòu)建了高爐爐缸內(nèi)襯的準(zhǔn)三維侵蝕計(jì)算流程，借助于ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言(APDL)對(duì)其進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)，形成了準(zhǔn)三維侵蝕計(jì)算系列程序，提高了計(jì)算效率。
　　通過對(duì)比二維法和準(zhǔn)三維法計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)三維法進(jìn)行高爐爐缸內(nèi)襯的侵蝕分