[发明专利]一种炉缸侵蚀的评估方法、电子设备以及存储介质

说明书

本发明公开了一种炉缸侵蚀的评估方法、电子设备以及存储介质，属于高炉炼铁领域。该方法是通过评估模型进行炉缸侵蚀的评估，所述评估模型通过三维有限元传热的在线计算方法来推导炉缸侵蚀形状。具体包括：第一步，网格化划分目标炉缸，构建三维有限元模型，得到初始侵蚀边界；第二步，根据侵蚀边界进行有限元传热计算，获得测温点计算值与测量值偏差的均方根rms；第三步，根据均方根rms结果进行判断，符合条件则输出，不符合条件则调整侵蚀边界，返回第二步。通过多次依次执行第二步，第三步的方法，最后完成炉缸侵蚀的识别检测。本发明提供了一种准确高效的炉缸侵蚀的评估的方法，开发一种计算稳定性强、计算效率高的炉缸侵蚀在线识别模型。

技术领域

本发明涉及高炉炼铁领域，特别是涉及一种炉缸侵蚀的在线评估方法。

背景技术

随着炼铁技术的发展，高炉长寿越来越受到人们的关注。而高炉炉缸、炉底由于长期工作在高温、高压等恶劣环境下，且其长期受到高温铁水的冲刷、热应力的破坏；因此在高炉运行、生产过程中，炉缸、炉底的侵蚀成为高炉长寿的薄弱环节。由于高炉是一个涉及高温、高压的密闭容器，在实际生产中，人们很难知道炉缸耐材的真实侵蚀状态，因此高炉炉缸烧穿的重大事故时有发生。为了监测生产过程中炉缸耐材侵蚀情况，避免这种重大事故的发生，对炉缸侵蚀在线监测模型的研究就变得尤为重要。

目前对炉缸侵蚀程度，尚无有效的直接测量方法，只能通过间接测量方法实现。间接测量的主要方式，是在炉墙内预先埋设热电偶。通过热电偶的测温数据，反算炉缸剩余厚度。炉缸侵蚀在线监测模型主要通过有限元法或者有限体积法进行温度场的计算，常用的高炉炉缸内衬侵蚀分析模型有一维侵蚀模型和二维侵蚀模型,由于三维侵蚀模型计算量大,故未见应用。同时，为了表征不同温度下炉缸的侵蚀状态，往往需要重构炉缸耐材几何并重新划分网格。但是，一方面，由于涉及重构几何及划分网格，在遇到炉缸侵蚀曲线存在细长侵蚀、不规则侵蚀等异形侵蚀状态时，往往会导致网格重构失败，因此模型计算稳定性较差，模型稳定性难以满足现场需求。另一方面，由于在预测每条侵蚀曲线时，需通过成千上万次迭代，如果每次迭代均进行几何及网格重构，计算量较大，计算时间较长，难以满足现场对计算实时性的要求。因此需要开发一种计算稳定性强、计算效率高、计算精度高的三维炉缸侵蚀在线评估模型。

发明内容

为了克服如上所述的技术问题，本发明针对市面上常见炉缸的特征，提出了一种针对炉缸侵蚀程度的评估方法，能够立体的检测出炉缸使用和受侵蚀情况，本发明的技术方案如下：通过评估模型进行炉缸侵蚀的评估，所述评估模型通过三维有限元传热的在线计算方法来推导炉缸侵蚀形状。具体的：

S1，接收外部输入图像数据；

S2，非线性优化模块计算侵蚀程度；

S3，输出检测结果以推导炉缸侵蚀形状；

其中，非线性优化模块的计算包括如下步骤：

网格化划分目标炉缸，构建三维视图，测量得到初始侵蚀数据；

根据初始数据进行迭代计算，采用有限元方法得到温度场，采用线性插值方法得到测温点温度，并计算得到测温点计算值，计算测温点计算值与测量值偏差的均方根rms，计算侵蚀程度；

根据迭代结果进行判断，符合条件则输出，不符合条件则重复迭代过程。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

解决了传统炉缸侵蚀识别评估过程中网格模型稳定性差、迭代计算过于复杂和耗时的问题，具体实现内容为：

1：对于每一列节点，移动距离控制点最近的节点至控制点处，该节点及以内的节点温度设置为1150℃，便可以表现各种复杂侵蚀边界，且网格无需太密，网格尺寸在[0.03,0.2]m，无需重新划分网格，避免了网格重构失败和网格质量下降的问题。因此，可以显著提高计算效率。