[发明专利]一种面向高炉炉缸长寿的网格划分方法

说明书

本发明属于高炉炼铁技术领域，涉及一种面向高炉炉缸长寿的网格划分方法，首先确立“热源原点”，然后以“热源原点”为中心，在炉缸和炉底的射线方向划分大网格，然后再将大网格划分为若干个小网格，最终完成网格的整体划分，解决了炉缸侵蚀模型的建模过程中，手动划分网格的方法没有充分考虑生产后期“象脚”侵蚀等情况，导致炉缸侵蚀模型计算准确率低的问题。

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，涉及一种面向高炉炉缸长寿的网格划分方法。

背景技术

高炉长寿是现代高炉追求的重要目标之一，高炉长寿就意味着经济效益的提高。而大量事实表明，炉缸区域是影响高炉一代寿役的主要区域，此部位砖衬直接接触铁水，不仅要承受炉料和高温液态渣铁的静压和冲刷，还要抵抗液态渣铁和碱金属的熔蚀以及高温作用产生的热应力，高风温、高压操作等更增加了热负荷，从而引起砖衬的开裂破损，形成炉缸环裂，蒜头形异常侵蚀等等，从而导致炉缸炉底的寿命缩短。如果该区域一旦出现破损，引起铁水泄露，在人身安全、经济效益等方面都会引起很严重的后果。

所以，经过高炉技术工作者数十年的努力，研究出了多种监测炉缸状况的方法。而通过炉缸侵蚀模型进行理论计算是这些方法当中最为常用的一种，在炉缸侵蚀模型的建模过程中，有限单元法又是使用频率最高的一种。众所周知，有限单元法的关键技术之一就是网格划分，但是，在传统的炉缸侵蚀模型设计中，网格划分方法主要有两种，一种是借助工具软件，另一种是人工手动划分。借助工具软件自动划分的缺点在于工具软件是行业通用的，无法考虑高炉炉缸和炉底特有的情况，如内墙侵蚀结果的演变等。而人工手动划分时，技术人员主要以“在炉缸方向上水平划分、在炉底方向上垂直划分”为设计原则，这种方法虽然简化了网格划分，但是没有充分考虑生产后期的“象脚”侵蚀等情况。

本发明以高炉炉缸和炉底的内型特征为基础，结合炉缸和炉底侵蚀的工艺理论和传热学，尤其考虑了“象脚”侵蚀、铁水环流等情况，科学合理的划分网格，提高了炉缸侵蚀模型的计算准确率。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决炉缸侵蚀模型的建模过程中，手动划分网格的方法没有充分考虑生产后期“象脚”侵蚀等情况，导致炉缸侵蚀模型计算准确率低的问题，提供一种面向高炉炉缸长寿的网格划分方法，该网格划分方法，结合炉缸和炉底的工艺特征，科学合理的划分炉缸和炉底的网格，提高了炉缸侵蚀模型的计算准确率。

为达到上述目的，本发明提供一种面向高炉炉缸长寿的网格划分方法，包括以下步骤：

A、确立热源原点：以高炉炉缸中心为横坐标原点，以高炉风口下部标高为纵坐标原点，确定高炉炉缸和炉底热源原点的位置；

B、划分大网格：在高炉炉缸和炉底的射线方向划分大网格，网格划分原则为“拐角密集，两端稀疏”，具体以热源原点为起点，若干射线经过炉缸和炉底，与其拐角和两端形成的交点为顶点，连接相近的四个点形成一个大网格；

C、划分小网格：依次将步骤B形成的每一个大网格，细分成M*N的小网格，即水平方向分为M份，射线方向分为N份，完成网格的整体划分。

进一步，网格划分时，炉缸和炉底按照实际比例显示，炉缸和炉底不同的耐火材料通过不同的颜色标定。

进一步，步骤B中拐角指炉缸和炉底的拐角，两端是指炉缸上部分和炉底靠中心部分。

进一步，步骤B中相近的四个点是指相邻的两条射线与炉缸或炉底形成的四个交点。

进一步，步骤B中射线指以热源原点为起点，指向炉缸和炉底方向的射线。

进一步，步骤B中炉缸最上部与热源原点连接产生的线段属于射线的一部分。

进一步，步骤B中炉底最中心与热源原点连接产生的线段属于射线的一部分。

本发明的有益效果在于：