廢雜銅冶煉爐高溫測量方法研究.pdf

1、銅具有許多優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中。廢雜銅是一種重要的銅資源。與傳統(tǒng)礦銅相比，廢雜銅來源廣泛，冶煉能耗低，但冶煉工藝相對復(fù)雜。豎爐冶煉是一種新型節(jié)能的半間歇廢雜銅冶煉工藝，自動控制水平要求較高，爐內(nèi)溫度是其冶煉過程控制與診斷的基礎(chǔ)，但是爐溫的連續(xù)測量存在諸多困難。
　　 為此，本文對廢雜銅冶煉爐的高溫測量進(jìn)行了深入研究，提出了采用熱電偶測量爐墻內(nèi)溫度以間接計算爐墻內(nèi)壁溫度的解決方案。文中主要研究工作包括：
　　

2、1、在深入分析了廢雜銅冶煉爐溫度測量與爐溫控制相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，研究了爐墻物理結(jié)構(gòu)，建立爐墻多層非線性瞬態(tài)熱傳導(dǎo)模型。引入有限元仿真技術(shù)，求解爐墻內(nèi)穩(wěn)態(tài)溫度場分布并分析了其特性，驗證爐墻熱傳導(dǎo)模型的有效性。
　　 2、提出了爐墻測溫綜合最優(yōu)定位指標(biāo)。廢雜銅冶煉爐內(nèi)熱電偶測溫位置直接影響熱電偶性能和爐溫辨識精度。在研究了優(yōu)化試驗設(shè)計理論以及熱電偶測溫特性的基礎(chǔ)上，提出了該最優(yōu)定位指標(biāo)。結(jié)合COMSOL有限元仿真工具，設(shè)計了求解流程

3、，并使用該指標(biāo)判定了廢渣銅冶煉爐墻內(nèi)的最優(yōu)測溫位置。
　　 3、求解了熱傳導(dǎo)反問題以計算爐墻內(nèi)壁溫度。分析了熱傳導(dǎo)反問題的不適定特性，根據(jù)熱電偶測溫位置將爐墻求解域劃分為正區(qū)域與反區(qū)域，引入基于最小方差的局部正交Gram多項式法對熱電偶測溫信號進(jìn)行平滑濾波，運(yùn)用有限元法求解正區(qū)域內(nèi)邊界熱通量，利用直線法高效計算爐墻內(nèi)壁溫度，實現(xiàn)了利用熱電偶間接測量爐墻內(nèi)壁溫度。爐墻測溫仿真實驗結(jié)果驗證了本方法的有效性，克服了熱傳導(dǎo)反問題的不適定