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类旋转柱面的生成与高炉炉缸内衬侵蚀形貌的显示系统

成效先  
【摘要】:高炉长寿是我国炼铁界的一个重要研究课题。目前,高炉炉缸仍是决定高炉寿命的限制性关键环节,对炉缸的监测是实现高炉长寿的必要手段。在线监测高炉炉缸的侵蚀形貌,形象地表达出运行中炉缸内部的形貌是高炉工作者所期待的。 本课题正是基于现实中为了延长高炉寿命,判断高炉炉缸的侵蚀状况所进行的研究。利用计算机技术对采集来的数据进行处理,绘制出侵蚀形貌,可以在生产过程中指导工作者如何维护高炉、推测高炉的寿命,最大限度的利用高炉,从而创造更大的利润。所以,本课题具有很强的实用价值,若将本课题的研究成果用于现代高炉专家系统中,必将为企业创造巨大的经济效益。 要想精确的绘制出炉缸的形貌,必须熟悉自由曲线曲面的生成,构造的基本思想就是由点生成线,线生成面,即有离散的数据点经计算反求出自由曲面—类旋转柱面。计算过程如下:先对已知数据点的轴截面上的曲线进行计算,借助计算机辅助几何中三次参数样条曲线的知识对数据进行处理,得到光滑曲线。然后插值计算得到任意轴截面上的曲线。利用参数双三次样条曲面的知识计算出自由曲面上的数据点,并利用计算机图形学的知识绘制出该类旋转柱面,此时的曲面为网格曲面,为了使曲面光滑,借助于图形开发工具OpenGL对该曲面渲染,得到光滑的自由曲面。将以上过程经编译处理得到应用程序。生成这一应用程序的平台是程序开发工具C++Builder 6.0,它是一种可视化的程序设计方法,能够使开发的应用程序直观、易用。最后用MATLAB对该程序进行检测,判断绘图的准确性。 将高炉炉缸轴截面上的数据代入上述过程得到炉缸轴截面上的侵蚀曲线,最终得到高炉炉缸内衬的侵蚀形貌。为了更清楚地展示侵蚀形貌,可以对炉缸进行剖切。最后以包钢2号2250m3高炉为例,绘制出其炉缸内衬的侵蚀形貌。 本课题研发的程序具有通用性,能够快速的绘制类旋转柱面,并将其用于高炉炉缸内衬侵蚀形貌的显示系统,证明了它的实用性,为以后进一步的研究提供了有效的工具。


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