[发明专利]炉缸炭砖侵蚀程度可视化的建立方法

权利要求书

1.一种炉缸炭砖侵蚀程度可视化的建立方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、收集高炉开炉时期和非开炉时期的炉缸热电偶布置位置及温度数据，将开炉时期所述热电偶温度记为Tf，将靠近高炉中心的所述热电偶的插入深度记为H3，并对开炉时期和非开炉时期的所述热电偶的温度数据进行预处理；

S2、基于高炉炉缸径向热通量相等原理并结合开炉时期热电偶数据，得到炭砖完好层的导热系数-温度线性关系式；

S3、将炉缸残余炭砖沿炉缸径向方向分为完好层、脆化层和渗铁层，将各区域层的厚度分别记为L1、L2、L3，获取所述脆化层和所述渗铁层导热系数λ2、λ3，通过耦合计算判断所述完好层厚度L1与靠近高炉中心的所述热电偶插入深度H3的大小关系，根据判断结果并利用步骤S2所述导热系数-温度线性关系式，分别进行不同情况下的所述完好层和所述脆化层分界线温度T0以及所述完好层厚度L1的计算；

S4、以1150℃为炉缸热面温度临界点，907℃为所述脆化层与所述渗铁层分界温度点，结合实时热电偶温度，计算所述脆化层厚度L2和所述渗铁层厚度L3；

S5、重复S1～S4步骤，计算炉缸不同高度h上所述炭砖完好层、脆化层、渗铁层长度L1、L2、L3，采用插值算法将离散点连续化，得到炉缸炭砖侵蚀程度可视化图。

2.根据权利要求1所述的炉缸炭砖侵蚀程度可视化的建立方法，其特征在于：步骤S1中，所述炉缸中分别设置了至少三个不同插入深度的热电偶1、2、3，所述插入深度的计算起始点以所述炭砖靠近炉壳方向的起始点开始计算，所述插入深度分别为H1、H2、H3，且H1H2H3，所述开炉时期热电偶1、2、3的温度数据分别为Tf1、Tf2、Tf3；所述非开炉时期热电偶1、2、3的温度数据分别为T1、T2、T3；所述热电偶的温度数据预处理为将温度不符合T3T2T1以及Tf3Tf2Tf1的数据进行剔除。

3.根据权利要求2所述的炉缸炭砖侵蚀程度可视化的建立方法，其特征在于：步骤S2中，所述炭砖完好层的导热系数-温度线性关系式为：

λ＝f(t)＝λ_c+b(t-t_c)

b＝2λ_c[(H2-H1)(Tf3-Tf2)-(H3-H2)(Tf2-Tf1)]×[(H3-H2)(Tf2-Tf1)(Tf2+Tf1-2tc)-(H2-H1)(Tf3-Tf2)(Tf3+Tf2-2tc)]^-1

其中，λ_c为温度t_c下炭砖出厂检测的导热系数，b为温度系数。

4.根据权利要求2所述的炉缸炭砖侵蚀程度可视化的建立方法，其特征在于：步骤S3中，所述耦合计算是计算所述热电偶1、2与所述热电偶2、3之间的热通量差异值c，以判断完好层厚度L1与H3的关系。

5.根据权利要求4所述的炉缸炭砖侵蚀程度可视化的建立方法，其特征在于：若c大于预设差异值a，则认为L1H3；若c小于预设差异值a，则认为L1H3；所述热通量差异值c的计算公式如下：

其中，q₂₁为热电偶1、2之间的热通量，q₃₂为热电偶2、3之间的热通量。

6.根据权利要求5所述的炉缸炭砖侵蚀程度可视化的建立方法，其特征在于：q₂₁与q₃₂的计算公式如下：

其中，f(T1)、f(T2)、f(T3)表示热电偶1、2、3温度下的完好层导热系数。

7.根据权利要求6所述的炉缸炭砖侵蚀程度可视化的建立方法，其特征在于：当L1H3时，基于高炉径向热流强度相等原理，可得到完好层和脆化层分界线温度T0以及完好层厚度L1的计算公式如下：

其中，λ_c为温度tc下炭砖出厂检测的导热系数，b为温度系数。