基于有限元法的高炉炉缸炉底侵蚀模型的研究及应用.pdfVIP

第34卷 第3期 冶 金 自 动 化 Vo1．34 No．3 2010年5月 MetallurgicalIndustryAutomation Md．v2010 · 控制理论应用 · 基于有限元法的高炉炉缸炉底侵蚀 模型的研究及应用 黄 永 东 (中冶南方(武汉)威仕软件有限公司 技术部 ，湖北 武汉 430033) 摘要：采用有限元法求解高炉炉缸炉底侵蚀模型，利用边界单元变形方式模拟侵蚀边界，采用最小二乘法将参 考点温度计算值与实际测量值的离差平方和最小值作为优化判据，修正侵蚀边界的方向及幅度 ，从而快速逼近 实际侵蚀线位置。该模型用于推定高炉炉缸炉底 1150℃等温线的位置和形状，以便了解和分析高炉炉缸炉底 侵蚀情况。模型应用结果表明，采用有限元法计算高炉炉缸炉底温度场分布，具有计算速度快、计算结果精确可 靠等优点。 关键词：高炉；炉缸炉底侵蚀模型；热传导；有限元法 中图分类号：TF325 文献标志码：A 文章编号：1000-7059(2010)03-0030-04 Applyingfiniteelementmethodtomodelandpredicterosionof thehearth and thebottom ofblastfurnace HUANG Yong—dong (WuhanWISDRISoftLtd．TechnologyDepartment，Wuhan430033，China) Abstract：Topredicterosionofthehearthandthebottom ofblastfurnace．theFiniteElementMethod (FEM)isusedtosolvethepartialdifferentialequationthatmodelsheattransferandtemperaturedis— tributionattheareasofinterest．Thepaperpresentsthewayshow thenumericalsolutiontothemodej iSarrivedat．inwhichtheboundaryelementsaredesigneddeformabletocalculatetheerosionbounda． ry，andtheleastsquareprincipleisusedtominimizetheerrorbetweenthecalculatedtemperatureand measuredtemperatureatthereferencepointstospeeduptheeonvergenceofthecalculationbyupda— tingthedirectionandtheincrementofthecalculateddeformationoftheerosionboundary．Application ofthemodelisgiveninanexamplethatcalculatestheisotherm of1150℃ ．commonlyregardedasan indicationoftheerosionprofile．atthehearthandthebottom ofablastfurnaee．Theresultoftheexam． pleshowsthatusingtheFEM tomodelandpredicttemperaturedistributionatthehearthandthebot． tom ofblastfumaceisadvantageousintermsofcalculationefficiencyandaccuracy． Keywords：blastfumace；mathematicalmodeIforpredictionofhearthandbotto