基于炉体表面温度测量的AOD炉炉衬厚度与寿命预估

发布时间：2020-10-24 23:48

　　 目前,在钢铁精炼中,氩氧脱碳转炉(Argon Oxygen Decarburization,简称AOD转炉)是不锈钢冶炼的主流承载及冶炼容器。随着不锈钢产品在人们生产生活中需求量的不断地加大,AOD转炉的作用也日益突显。但与传统的炼钢转炉相比,AOD转炉的冶炼寿命周期要低很多,且目前国内尚无成熟的应用于AOD转炉的炉衬厚度检测技术,炉衬使用寿命基本凭借技术工人的经验判断。因而,对于如何准确预估AOD转炉炉衬厚度及寿命,降低炉衬材料的浪费,节省生产成本的问题也备受各大冶金企业关注。本文针对这一实际性需求,对国内某钢厂进行实地调研,提出以红外热像仪捕获的炉表温度来预估AOD转炉炉衬厚度与寿命的方案。全文按如下几个章节的内容展开叙述：第一章主要介绍了课题的研究背景及企业的需求,简要介绍了若干常用的冶金炉炉衬厚度检测技术,并结合AOD转炉的实际生产情况,在经过若干方案的可行性分析及对比后,提出了本文使用的AOD转炉炉衬厚度及寿命预估的方案。第二章介绍了AOD转炉的基本组成,影响其寿命的几个主要因素,并就其在不同部位、不同冶炼时期的侵蚀特征展开了相关的叙述。第三章主要讲述某钢厂AOD转炉的热仿真过程,通过实物仿真,得出炉衬厚度与炉表温度的定性关系,从实验角度为后续研究提供依据及参考。第四章主要介绍了AOD转炉炉衬厚度及寿命预估模型建立过程中用到的一个重要算法,对该算法技术的基本概念、结构作了必要的阐述。第五章在第三章仿真分析的基础上,首先提出了炉衬均匀化蚀损这一假设前提,并基于该假设建立了AOD转炉炉衬厚度及寿命预估模型。接着以红外热像仪在现场采集到的炉表温度数据及炉衬厚度数据对该模型进行可靠性验证。在该关系模型的可靠性得到确认后,本文最后又提出了归一化处理这一概念,通过归一化处理得方式扩展了该预估模型的适用范围,使之在某些非正常的生产状况下也能呈现较好的可靠性,较为准确的预估炉衬厚度及寿命。第六章是对全文的一个总结,简要的回顾了本文主要内容与不足,并就该课题后续的进一步深入研究提供了建议。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TF748.2
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 不锈钢冶炼概述
        1.1.2 AOD转炉测厚需求的提出
        1.1.3 冶金炉测厚对于生产实践的意义
    1.2 内衬损毁状况监测与检视技术概述
        1.2.1 冶金炉安全事故概览
        1.2.2 常用冶金炉内衬检测技术
            1.2.2.1 常用冶金炉有损检测技术
            1.2.2.2 常用冶金炉无损检测技术
    1.3 冶金AOD转炉炉衬厚度及寿命预估方案的提出
        1.3.1 基于AOD转炉的常用冶金炉炉衬厚度检测方案的适用性分析.
            1.3.1.1 常用有损检测方案适用性分析
            1.3.1.2 常用无损检测方案适用性分析
        1.3.2 冶金AOD转炉炉衬厚度及寿命预估方案的确定
    1.4 论文组织架构
    1.5 本章小结
第2章 AOD转炉系统概述
    2.1 AOD转炉系统的设备组成
    2.2 影响AOD转炉寿命的因素
        2.2.1 AOD转炉用耐火材料及特征
        2.2.2 AOD转炉冶炼工艺
    2.3 AOD转炉炉衬侵蚀
        2.3.1 AOD转炉冶炼的特征
        2.3.2 AOD转炉不同部位的侵蚀特征
            2.3.2.1 转炉风口区
            2.3.2.2 转炉耳轴部位
            2.3.2.3 转炉筋板线部位
            2.3.2.4 转炉渣线附近
        2.3.3 AOD转炉炉衬不同阶段的侵蚀特征
    2.4 本章小结
第3章 AOD转炉内衬温度场仿真分析
    3.1 AOD转炉实体模型搭建
        3.1.1 转炉结构参数与材料属性
        3.1.2 炉身热边界条件的确定
    3.2 转炉炉体温度场分析与求解
        3.2.1 炉体温度场仿真方案的划分
        3.2.2 有限元网格划分与求解
    3.3 转炉仿真结果及分析
        3.3.1 基于全局性侵蚀的外壁温度场趋势规律
        3.3.2 基于局部性侵蚀的外壁温度场趋势规律
        3.3.3 温度场趋势规律
    3.4 本章小结
第4章 利用基因表达式编程建立炉衬厚度与炉表温度映射关系
    4.1 基因表达式编程基本概念
    4.2 基因表达式编程遗传操作
    4.3 基因表达式编程算法基本结构
    4.4 基因表达式编程算法的不足
    4.5 本章小结
第5章 转炉炉衬厚度与炉表温度关系模型的建立
    5.1 炉衬厚度与炉表温度相关性模型的提出
    5.2 线性相关性模型的分析
        5.2.1 炉表温度原始数据的筛选
        5.2.2 前期数据整合及处理
    5.3 炉衬厚度预估数据模型的提出
        5.3.1 基于基因表达式算法的初始炉厚度预估
    5.4 炉衬厚度预估模型的验证
    5.5 炉衬寿命预估及预估可靠性分析
    5.6 炉衬厚度预估模型适应性分析
    5.7 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 不足与展望
参考文献

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本文编号：2855140