高炉是一个高温密闭的反应容器,制约高炉寿命的一个关键的因素就是炉缸的使用寿命。高炉服役过程中,高温铁水与炉缸内衬直接接触,在铁水的冲刷和高温热应力作用下,高炉炉缸的侵蚀不可避免。高炉炉缸侵蚀最直接的影响就是造成炉缸的破损,更严重的危害是造成炉缸的烧穿。为了保证炉缸出铁过程的安全,并延长高炉炉缸的寿命,研究炉缸安全性的条件,进行不同干预措施的出铁仿真分析具有重要的意义。由于高炉炉缸内衬不断侵蚀的特性,侵蚀往往不会自动停止,炉缸内衬减小到某厚度后,通过改变操作条件进行干预,可以使得侵蚀停止或使炉缸的侵蚀得到缓解。本文基于强度理论提出了一种安全厚度的计算方法:炉缸内衬热面承受的环向应力为压应力,由于内衬材料为脆性材料,当压应力超过其强度极限,内衬会发生损伤。当内衬厚度减小到使环向应力与内衬的强度极限相等时,即确定内衬的安全厚度。高炉炉缸不断侵蚀的过程可以视为从炉缸内衬去除材料的过程,本文用ANSYS生死单元技术“杀死”单元的办法模拟炉缸侵蚀的过程。服役的高炉炉缸内衬经常发生“蘑菇”型侵蚀,本文建立侵蚀状态下整体“圆角”型侵蚀局部“蘑菇”型侵蚀的炉缸计算模型,进行干预条件下炉缸出铁仿真的研究。改变操作条件的干预措施常见的有堵风口、加钛矿、控产和加强冷却几种,不同干预措施的仿真通过改变炉缸参数的形式实现。通常把炉缸轴截面1150℃等温线作为内衬侵蚀边界的估计,铁水对内衬的传热通过传热系数反映,通过比较不同干预条件下的侵蚀半径和传热系数分析得出干预后产生的效果。使用Design-Expert软件对炉缸侵蚀半径,关键点位置的铁水流速和传热系数进行了分析试验的设计和模型的选择,得到了不同参数相互作用下侵蚀半径和铁水流速的回归方程。利用响应面法对干预参数的敏感性进行了研究。