高爐冷卻壁結(jié)構(gòu)優(yōu)化及智能監(jiān)測冷卻壁熱面狀況的研究.pdf

1、隨著高爐的強化和爐型的大型化，冷卻壁的性能將更加成為影響高爐壽命的重要因素。因此，提高高爐冷卻壁的性能并希望能在線監(jiān)測冷卻壁的狀況不僅是煉鐵技術(shù)、管理者的愿望，更是高爐冷卻壁生產(chǎn)廠家努力追求的目標(biāo)。 現(xiàn)有高爐冷卻壁包括鋼冷卻壁產(chǎn)品的設(shè)計基本上還是遵循以往灰鑄鐵冷卻壁的設(shè)計方法，而灰鑄鐵冷卻壁的設(shè)計又只是根據(jù)以往的經(jīng)驗或破損調(diào)查的結(jié)果。依據(jù)經(jīng)驗進行的設(shè)計盡管也能改進冷卻壁的性能，但終究缺乏理論依據(jù)，不能適應(yīng)現(xiàn)代高爐技術(shù)的發(fā)展。用計

2、算機仿真和優(yōu)化的方法代替以往經(jīng)驗和破損調(diào)查的傳統(tǒng)設(shè)計方法，是高爐冷卻壁設(shè)計方法現(xiàn)代化的必然趨勢。 本文在系統(tǒng)回顧高爐冷卻壁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和智能監(jiān)測的發(fā)展基礎(chǔ)上，結(jié)合冷卻壁的傳熱及熱應(yīng)力仿真模型，基于遺傳算法對冷卻壁進行了多目標(biāo)優(yōu)化，構(gòu)建了冷卻壁的熱面狀況監(jiān)測模型，并對在線智能監(jiān)測冷卻壁的方法進行了探討和設(shè)想。具體如下： 首先，對冷卻壁進行數(shù)值仿真。通過理論分析，建立了冷卻壁的三維傳熱及熱應(yīng)力數(shù)學(xué)模型。基于傳熱理論和遺傳算法對

3、冷卻壁進行多目標(biāo)優(yōu)化計算，得出了冷卻壁最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)值是：冷卻水管內(nèi)徑/壁體厚度為0.25，冷卻水管間距/冷卻壁寬度為0.22，冷卻水管離熱面距離/壁體厚度為0.80。提出了改良冷卻壁的較好方法是減少冷卻壁水管離熱面的距離以及適當(dāng)減少水管間距，而一味增加水管內(nèi)徑是的辦法值得商榷。 其次，對高爐冷卻壁進行了熱態(tài)試驗研究，并且通過熱態(tài)實驗數(shù)據(jù)驗證了冷卻壁在熱面均勻狀況及冷卻壁四個區(qū)域局部高溫時，采用一個點至五個點智能監(jiān)測冷卻壁熱面狀