低压转炉喷补机关键技术的研究

摘要

炼钢有多种方法,产量最多的是转炉炼钢。转炉炼钢时转炉内部温度较高,其内衬耐火砖会因高温而损坏,甚至脱落,严重影响炼钢的效率和转炉的使用寿命。现今人们普遍采用溅渣护炉结合涂料喷补技术来延长转炉炉龄。溅渣护炉技术在保护炉体下半部有明显效果,而炉体上半部通常采用高压喷补机进行喷补护炉。现役的转炉喷补机存在三个明显缺陷:1.危险的高压工作环境;2.不能连续输出喷补粉料;3.无法手工准确控制其输出量。针对这三个问题的解决,笔者构思了一台新型低压转炉喷补机。
　　 其基本思路是利用喷吹吸料器将高压喷补环境转为安全的低压喷补环境;采用开放式供料系统以连续输出喷补料;同时利用星形料轮供料实现对喷补料输出量的线性控制。
　　 具体研究内容如下:
　　 (1)设计新型转炉喷补机的全部结构。喷补机主体采用带有喷吹吸料器和星形料轮的结构和开放式供料系统,较好的解决了现役喷补机的三个缺陷。
　　 (2)详细介绍新型转炉喷补机能够实现连续的供料和线性控制输出量的机理,重点研究了星形料轮供料机构的构造特点,同时求出能实现线性控制的料轮的临界转速。
　　 (3)建立吸料口在喷管壁里时喷吹吸料器的扇形模型。仿真高压气体在吸料器内部的流场,具体分析流场的压力特性和速度特性,得出喷管壁面的最低压力值及其位置。研究不同喷吹压力、不同喷管直径和不同的喷嘴锥度对吸料器内部流场尤其是相对负压区的影响。求出不同参数条件下喷管壁面的最低压力值及其所在位置,为在合理的位置安装吸料口进而顺利完成连续喷补作业提供依据。
　　 (4)建立吸料口伸入喷吹吸料器内部时的三维仿真模型,得出吸料口伸入喷管内部对喷吹吸料器的流场产生的具体影响。对喷吹吸料器系统被伸入不同长度吸料口的模型进行仿真。具体建立了吸料口伸入长度为4mm,8mm,12mm和16mm这四种情况下的吸料器模型,综合分析了吸料口的伸入对吸料器内部流场的干扰特性,得出相应条件下吸料口正下方的对应压力值大小。