论文部分内容阅读
高炉炉衬传热模型及渣皮给热系数测试系统的开发本文主要以高炉炉衬及渣皮为研究对象。首先,以傅立叶传热原理为背景,利用一维稳态平板法,开发了冶金熔渣导热系数测定仪,用来测定不同成分渣皮的表观给热系数。然后,从传热学计算的角度出发,经过物理和数学的合理简化与假设,建立了高炉炉衬的双层厚壁圆筒非稳态传热数学模型。
数学模型建立过程中,以热传导方程为依据,结合第一类边界条件,并假定导热系数不随温度变化,在圆柱坐标系中利用分离变量法和贝塞尔(Bessel)函数的性质具体求解,导出了非稳定状态下高炉炉衬温度分布的解析解。
应用本模型计算软件分析了炉衬温度变化的各种状态,考察了渣皮脱落状态下任一时刻炉衬内任一点的温度值,并利用这些值绘出一系列温度分布图,与实际情况相比较,证明建立的传热数学模型是比较正确、合理的。根据所做温度分布图,可得出以下几点结论:
(1) 利用一维稳态平板法开发的冶金熔渣给热系数测定系统,测得的数据准确可靠,与文献值相符;
(2) 高炉渣的表观给热系数随着碱度的增加而先增加后减小,在碱度为1.2时达到最大值;
(3) 渣皮的总厚度及液相厚度对渣皮表观给热系数测定的结果影响很小,可以忽略;
(4) 随着渣皮被逐渐的侵蚀变薄,耐火砖衬的热面温度逐渐升高,保持一定厚度的渣皮既可保护耐火砖衬不被侵蚀又有利于强化冶炼,提高生产率;
(5) 应用高炉炉衬传热模型所开发的软件,可以了解高炉炉衬侵蚀程度和高炉炉衬内壁脱落的情况。