高爐爐腰、爐腹測溫傳感器溫度變化規(guī)律的研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，高爐煉鐵是鋼鐵工業(yè)的上游主體工序。高爐煉鐵的技術進步，對鋼鐵工業(yè)的發(fā)展和國家資源的合理利用都有著極其重要的意義。隨著現(xiàn)代高速計算機和高效計算方法的出現(xiàn)，建立高爐冶煉過程模型并進行仿真計算變得可行。仿真預測得到的豐富信息，能為高爐高效生產和穩(wěn)定運行起到重要的指導作用。高爐的高效穩(wěn)定生產離不開對高爐的自動化監(jiān)測和控制；溫度和爐襯厚度作為高爐安全生產的重要指標，能夠指導高爐合理化運行，確保高爐的安全和壽命。所以對

2、高爐各個部位溫度、爐襯厚度監(jiān)測是高爐冶煉過程智能化控制的一個重要組成部分。
　　高爐冶煉過程中爐腰位置容易出現(xiàn)倒V型軟熔帶，存在固液兩相的復雜流動過程。針對此惡劣環(huán)境提出一種基于一維導熱的爐溫在線檢測傳感器。采用熱態(tài)試驗和數(shù)值模擬相結合的方法，對該傳感器進行研究。將48cm長的傳感器測桿表面包裹絕熱材料使其滿足嚴格意義的一維導熱條件，傳感器每隔4cm鑲嵌一個壓電晶體測溫探頭，將該測桿一端與爐襯內表面平行的埋設于爐腰位置的爐墻內（近

3、似認為爐襯與測桿同步侵蝕）。利用超聲波測距技術獲取測桿被侵蝕后殘存的長度，確定測溫點在測桿上的具體位置。構建傳感器物理模型和傳感器測桿非穩(wěn)態(tài)導熱過程的數(shù)學模型，確定測桿的物性參數(shù)。對測桿熱傳遞過程進行數(shù)值模擬研究，并通過相應的實驗數(shù)據(jù)驗證數(shù)學模型；將實驗爐溫度分別設定為900℃、1000℃、1100℃，達到穩(wěn)態(tài)后檢測測溫點溫度并與模擬結果對照。實驗結果與模擬結果吻合度較好，驗證了數(shù)學模型合理性。測桿上不同位置測溫點非穩(wěn)態(tài)過程的分析和響應

4、時間分析，以及測溫設備對高溫的承受能力，確定了最佳測溫點位置為距離爐襯內表面L=24cm處?？刂茻岫怂矔r升溫、以恒定溫變速率100K/h的升溫速率升溫，使熱端溫變幅度分別達到50K、80K、100K、150K、200K、300K；在該過程中獲取L=24cm位置測溫點的溫度變化曲線圖。通過不同溫度曲線圖擬合曲線方程，求出穩(wěn)態(tài)溫度并與熱端溫度（相當于爐襯內表面溫度）對應的線性回歸方程，為高爐爐腰、爐腹部位溫度的及時準確預測提供理論支持。