[发明专利]一种高炉炉缸炉底侵蚀包络面确定方法

说明书

本发明提供了一种高炉炉缸炉底侵蚀包络面确定方法，涉及高炉炉缸炉底侵蚀检测技术领域，通过采用基于不变网格和维度趋近法的方法，根据高炉仿真模型中稳态传热的规律假设，对高炉炉缸炉底模型进行不同维度的特征简化，考虑精度提高的需要，计算不同维度的仿真模型。根据不同时期的炉缸热电偶监测数据，获取检测点最高温度。将得到的炉缸炉底内边界作为高维度的初始条件，从而把精度的提高转换为维度的扩展。包络面调整时忽略单元尺度的差异，无需求解侵蚀面准确位置，形成一套高炉包络面求解的整体解决方案，提高了高炉侵蚀计算测量结果的准确性，同时减少计算量，从而缓解了现有技术存在的侵蚀检测结果误差大、计算量大的问题。

技术领域

本发明涉及高炉炉缸炉底侵蚀检测技术领域，尤其是涉及一种高炉炉缸炉底侵蚀包络面确定方法。

背景技术

高炉投产后，炉缸炉底的工作条件特别恶劣，炉缸炉底作为盛装高温铁水的部分，其受铁水物理的和化学的作用发生侵蚀，且侵蚀随服役时间加重，研究内衬侵蚀情况对于高炉安全生产和经济技术指标都有重要意义。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：高炉领域目前主要有导热法炉衬和耐火材料法炉衬两种典型的炉衬结构。对于炉衬烧蚀程度的判断通过测试和稳态热传导仿真两种方式，其中，稳态热传导求解主要采用调整网格边界实现侵蚀面的确定，每次迭代需进行网格重划分，极大的耗费资源。同时，由于迭代计算次数超过百或者千次级，普通的计算硬件无法满足高炉的侵蚀模型计算要求，特别是精细化建模的三维高炉。传统的网格划分方式通常会造成误差，操作方法同样也造成测量结果误差：一维模型的“两点法”确定边界特征点来估算侵蚀边界的方法引起较大误差，而且两点法假设本身也忽略了热传播方向多层不同热阻的现状；二维模型忽略周向的特征，不能反映冷却水等特征，并且此种计算二维切片并将内部边蒙皮形成3D轮廓面的方式会导致切片之间凹坑特征丢失和3D轮廓面求解不准确等问题。普通三维方法需要人工假设内部边界，因假设边界与最终计算边界存在较大差异，迭代计算工作量将大幅增加，并且需要借助历史计算数据。因此，现有技术存在侵蚀检测结果误差大、计算量大的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高炉炉缸炉底侵蚀包络面确定方法，以缓解现有技术存在的侵蚀检测结果误差大、计算量大的技术问题。

本发明实施例提供了一种高炉炉缸炉底侵蚀包络面确定方法，包括：

步骤一：配置计算模型的参数；

步骤二：设定计算模型中温度监控节点的监控温度；

步骤三：根据计算模型建立一维温度传递模型，标定一维温度传递模型的延伸方向，设定初始温度，在计算域内进行迭代计算；对迭代计算中的一维温度误差进行判断，判断其是否满足第一收敛条件及第一调整条件，并根据步长调整算法结束迭代或设定下一次迭代的位置移动增量步长；获得第一迭代计算结果，并将第一迭代计算结果对应的节点位置设定为二维温度传递模型的边界参数；一维温度误差为，其中，为一维温度传递模型中温度监控节点i点的计算温度与对应的监控温度之差；

步骤四：在步骤三的基础上构建二维温度传递模型的网格模型，加载内部温度场参量，建立二维温度传递模型，切换输入端节点，在计算域内进行迭代计算；对迭代计算中的内部二维温度误差进行判断，判断其是否满足第二收敛条件及第二调整条件，并根据第二收敛条件及第二调整条件结束迭代或设定下一次迭代的参数；选取迭代完成的节点中与温度监控节点距离最近的节点作为第二迭代计算结果，将第二迭代计算结果设定为三维温度传递模型的边界参数；二维温度误差为，其中，为二维温度传递模型中位于θ角的计算域内的温度监控节点的计算温度与对应的监控温度之差；