專利名稱：一種轉(zhuǎn)爐煉鋼防止蘑菇頭堵塞的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，一種轉(zhuǎn)爐煉鋼防止蘑菇頭堵塞的方法。
背景技術(shù)：
煉鋼轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹具有攪拌能力強(qiáng)，終渣( 含量低，鐵損低，合金收得率高， 冶煉時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。但底槍在煉鋼轉(zhuǎn)爐底部使用條件惡劣，底槍上面鋼水易形成蘑菇頭，堵塞底槍，造成底吹氣體量減少，嚴(yán)重時(shí)完全堵塞底槍，使底吹氣體量減少至零。如何解決底槍堵塞問(wèn)題是煉鋼轉(zhuǎn)爐底吹氣體的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)爐煉鋼防止蘑菇頭堵塞的方法，該方法通過(guò)在底槍環(huán)縫中心裝入不銹鋼管通入氧氣，通過(guò)氧氣與蘑菇頭凝鋼發(fā)生的放熱反應(yīng)，使蘑菇頭熔化；方法簡(jiǎn)單，使用效果好。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種轉(zhuǎn)爐煉鋼防止蘑菇頭堵塞的方法，該方法通過(guò)在底槍環(huán)縫中心裝入不銹鋼管通入氧氣來(lái)實(shí)現(xiàn)，在不銹鋼管與環(huán)縫之間裝入熱電偶來(lái)測(cè)量底槍溫度，底槍溫度低，底吹氣體量少，說(shuō)明形成的蘑菇頭大，則增加通入的氧氣流量來(lái)減少蘑菇頭體積；反之減少通入的氧氣流量，使底槍上面的蘑菇頭保持在適宜的尺寸。一種轉(zhuǎn)爐煉鋼防止蘑菇頭堵塞的方法，該方法通過(guò)在底槍環(huán)縫中心裝入不銹鋼管通入氧氣來(lái)實(shí)現(xiàn)，在不銹鋼管與環(huán)縫之間裝入熱電偶來(lái)測(cè)量底槍溫度，根據(jù)底槍供氣和傳熱數(shù)學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果，通過(guò)PLC控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)中心不銹鋼管通入的氧氣流量；底槍溫度低，底吹氣體量少，說(shuō)明形成的蘑菇頭大，則增加通入的氧氣流量來(lái)減少蘑菇頭體積；反之減少通入的氧氣流量，使底槍上面的蘑菇頭保持在適宜的尺寸；所述的傳熱數(shù)學(xué)模型按照傳熱學(xué)理論，通過(guò)微元體的動(dòng)態(tài)跟蹤來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用 Visual C++6. 0編寫(xiě)，使用Access數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)；1)模型假設(shè)條件煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底徑向傳熱比軸向傳熱小得多，故可忽略沿X、y方向的傳熱；設(shè)長(zhǎng)為 dx，寬為dy，高為dz的轉(zhuǎn)爐爐底耐火材料或鋼板微元體，按照傳熱學(xué)理論來(lái)建立微分方程
Γ πdT d ,, dT、pcv — = —(λ—)
p dt dZ dZ式中P-密度，kg/m3 ;T-溫度，°C ；t_ 時(shí)間，s;cp-比熱，J/kg°C ；λ -導(dǎo)熱系數(shù)，W/m°C ；Z-徑向距離，m;
為簡(jiǎn)化方程及其邊界條件，進(jìn)行如下假設(shè)(1)轉(zhuǎn)爐鋼水溫度均勻，且為時(shí)間的線性函數(shù)。(2)煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底上面溫度與轉(zhuǎn)爐鋼水溫度相同；(3)爐底耐火材料和爐底鋼板的密度視為常數(shù)；(4)爐底耐火材料與爐底鋼板間傳熱為傳導(dǎo)傳熱；(5)爐底鋼板與大氣間傳熱為對(duì)流和輻射傳熱；2)初始條件和邊界條件初始條件t = 0時(shí)，爐底耐火材料和爐底鋼板的溫度為線性分布，即爐底耐火材料上面溫度為最高，等于兌入轉(zhuǎn)爐的鐵水溫度；爐底鋼板下部溫度為最低，為測(cè)量的煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底鋼板外側(cè)的實(shí)際溫度；邊界條件煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底上部表面溫度等于轉(zhuǎn)爐鋼水溫度，隨時(shí)間成線性增加；煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底鋼板下部表面與大氣間傳熱為對(duì)流和輻射傳熱，大氣溫度為環(huán)境的實(shí)際溫度；Q1 = h (Td-Th) + σ ε [ (Td+273. 15)4- (Th+273. 15)4]式中=Q1-鋼板與大氣熱流，kff/m2 ；h-鋼板與大氣間的傳熱系數(shù)，kff/(m2 · °C )；Td-轉(zhuǎn)爐爐底鋼板外側(cè)溫度，V ；Th-大氣環(huán)境溫度，°C ；σ -輻射系數(shù)；ε -波爾茲曼常數(shù) 5. 67 X 10—V (m2 · k4)；3)模型求解煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底傳熱過(guò)程是一個(gè)不穩(wěn)定的導(dǎo)熱過(guò)程，采用數(shù)值解；數(shù)值計(jì)算法的實(shí)質(zhì)在于使一個(gè)連續(xù)體離散化，用一系列代數(shù)方程代替偏微分方程式，通過(guò)計(jì)算來(lái)得到煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底溫度場(chǎng)的近似解，即可得到轉(zhuǎn)爐爐底耐火材料和鋼板的溫度分布，其中包括測(cè)量底槍溫度的熱電偶位置處的溫度；4)轉(zhuǎn)爐爐底供氣控制轉(zhuǎn)爐底吹的供氧量根據(jù)實(shí)際測(cè)量的煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底溫度與相應(yīng)位置的溫度場(chǎng)計(jì)算的溫度間的差值和轉(zhuǎn)爐底吹的氣體量調(diào)節(jié)控制；差值大，供氧量增加，反之減少。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是該方法通過(guò)在底槍環(huán)縫中心裝入不銹鋼管通入氧氣，通過(guò)氧氣與蘑菇頭凝鋼發(fā)生的放熱反應(yīng)，使蘑菇頭熔化；方法簡(jiǎn)單，使用效果好。


圖1是本發(fā)明煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底結(jié)構(gòu)圖。圖中1-轉(zhuǎn)爐爐底耐火材料2-轉(zhuǎn)爐底吹氣體(氮?dú)狻鍤饣蚨趸?的環(huán)縫 3-環(huán)縫中心通入氧氣的不銹鋼管4-熱電偶
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1一種轉(zhuǎn)爐煉鋼防止蘑菇頭堵塞的方法，該方法通過(guò)在轉(zhuǎn)爐爐底耐火材料1底槍環(huán)縫2中心裝入不銹鋼管3通入氧氣來(lái)實(shí)現(xiàn)，在不銹鋼管3與環(huán)縫2之間裝入熱電偶4來(lái)測(cè)量底槍溫度，底槍溫度低，底吹氣體量少，說(shuō)明形成的蘑菇頭大，則增加通入的氧氣流量來(lái)減少蘑菇頭體積；反之減少通入的氧氣流量，使底槍上面的蘑菇頭保持在適宜的尺寸。實(shí)施例2一種轉(zhuǎn)爐煉鋼防止蘑菇頭堵塞的方法，該方法通過(guò)在轉(zhuǎn)爐爐底耐火材料1底槍環(huán)縫2中心裝入不銹鋼管3通入氧氣來(lái)實(shí)現(xiàn)，在不銹鋼管3與環(huán)縫2之間裝入熱電偶4來(lái)測(cè)量底槍溫度，根據(jù)底槍供氣和傳熱數(shù)學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果，通過(guò)PLC控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)中心不銹鋼管通入的氧氣流量；底槍溫度低，底吹氣體量少，說(shuō)明形成的蘑菇頭大，則增加通入的氧氣流量來(lái)減少蘑菇頭體積；反之減少通入的氧氣流量，使底槍上面的蘑菇頭保持在適宜的尺寸；所述的傳熱數(shù)學(xué)模型按照傳熱學(xué)理論，通過(guò)微元體的動(dòng)態(tài)跟蹤來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用 Visual C++6. 0編寫(xiě)，使用Access數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)；1)模型假設(shè)條件煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底徑向傳熱比軸向傳熱小得多，故可忽略沿X、y方向的傳熱；設(shè)長(zhǎng)為 dx，寬為dy，高為dz的轉(zhuǎn)爐爐底耐火材料或鋼板微元體，按照傳熱學(xué)理論來(lái)建立微分方程
Γ πdT d ,, dT、pcv — = —(λ—)
p dt dZ dZ式中P-密度，kg/m3 ;T-溫度，°C ；t_ 時(shí)間，s;cp-比熱，J/kg°C ；λ -導(dǎo)熱系數(shù)，ff/m°C ；Z-徑向距離，m;為簡(jiǎn)化方程及其邊界條件，進(jìn)行如下假設(shè)(1)轉(zhuǎn)爐鋼水溫度均勻，且為時(shí)間的線性函數(shù)。(2)煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底上面溫度與轉(zhuǎn)爐鋼水溫度相同；(3)爐底耐火材料和爐底鋼板的密度視為常數(shù)；(4)爐底耐火材料與爐底鋼板間傳熱為傳導(dǎo)傳熱；(5)爐底鋼板與大氣間傳熱為對(duì)流和輻射傳熱；2)初始條件和邊界條件初始條件t = 0時(shí)，爐底耐火材料和爐底鋼板的溫度為線性分布，即爐底耐火材料上面溫度為最高，等于兌入轉(zhuǎn)爐的鐵水溫度；爐底鋼板下部溫度為最低，為測(cè)量的煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底鋼板外側(cè)的實(shí)際溫度；邊界條件煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底上部表面溫度等于轉(zhuǎn)爐鋼水溫度，隨時(shí)間成線性增加；
煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底鋼板下部表面與大氣間傳熱為對(duì)流和輻射傳熱，大氣溫度為環(huán)境的實(shí)際溫度；Q1 = h (Td-Th) + σ ε [ (Td+273. 15)4- (Th+273. 15)4]式中Qf鋼板與大氣熱流，kff/m2 ；h-鋼板與大氣間的傳熱系數(shù)，kff/(m2 · °C )；Td-轉(zhuǎn)爐爐底鋼板外側(cè)溫度，V ；Th-大氣環(huán)境溫度，°C ；σ -輻射系數(shù)；ε -波爾茲曼常數(shù) 5. 67 X 10-V (m2 · k4)；3)模型求解煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底傳熱過(guò)程是一個(gè)不穩(wěn)定的導(dǎo)熱過(guò)程，采用數(shù)值解；數(shù)值計(jì)算法的實(shí)質(zhì)在于使一個(gè)連續(xù)體離散化，用一系列代數(shù)方程代替偏微分方程式，通過(guò)計(jì)算來(lái)得到煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底溫度場(chǎng)的近似解，即可得到轉(zhuǎn)爐爐底耐火材料和鋼板的溫度分布，其中包括測(cè)量底槍溫度的熱電偶位置處的溫度；4)轉(zhuǎn)爐爐底供氣控制轉(zhuǎn)爐底吹的供氧量根據(jù)實(shí)際測(cè)量的煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底溫度與相應(yīng)位置的溫度場(chǎng)計(jì)算的溫度間的差值和轉(zhuǎn)爐底吹的氣體量調(diào)節(jié)控制；差值大，供氧量增加，反之減少。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)爐煉鋼防止蘑菇頭堵塞的方法，其特征在于，該方法通過(guò)在底槍環(huán)縫中心裝入不銹鋼管通入氧氣來(lái)實(shí)現(xiàn)，在不銹鋼管與環(huán)縫之間裝入熱電偶來(lái)測(cè)量底槍溫度，底槍溫度低，底吹氣體量少，說(shuō)明形成的蘑菇頭大，則增加通入的氧氣流量來(lái)減少蘑菇頭體積；反之減少通入的氧氣流量，使底槍上面的蘑菇頭保持在適宜的尺寸。
2.一種轉(zhuǎn)爐煉鋼防止蘑菇頭堵塞的方法，其特征在于，該方法通過(guò)在底槍環(huán)縫中心裝入不銹鋼管通入氧氣來(lái)實(shí)現(xiàn)，在不銹鋼管與環(huán)縫之間裝入熱電偶來(lái)測(cè)量底槍溫度，根據(jù)底槍供氣和傳熱數(shù)學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果，通過(guò)PLC控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)中心不銹鋼管通入的氧氣流量；底槍溫度低，底吹氣體量少，說(shuō)明形成的蘑菇頭大，則增加通入的氧氣流量來(lái)減少蘑菇頭體積；反之減少通入的氧氣流量，使底槍上面的蘑菇頭保持在適宜的尺寸；所述的傳熱數(shù)學(xué)模型按照傳熱學(xué)理論，通過(guò)微元體的動(dòng)態(tài)跟蹤來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用Visual C++6. 0編寫(xiě)，使用Access數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)；1)模型假設(shè)條件煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底徑向傳熱比軸向傳熱小得多，故可忽略沿x、y方向的傳熱；設(shè)長(zhǎng)為dx，寬為dy，高為dz的轉(zhuǎn)爐爐底耐火材料或鋼板微元體，按照傳熱學(xué)理論來(lái)建立微分方程 dT d ., dT.PC11 — = —(Λ——)p dt dZ dZ 式中—-密度，1^/1113; T-溫度，V ； t_時(shí)間，s ； Cp-比熱，J/kg°C ； λ -導(dǎo)熱系數(shù)，W/m°C ； Z-徑向距離，m ；為簡(jiǎn)化方程及其邊界條件，進(jìn)行如下假設(shè)(1)轉(zhuǎn)爐鋼水溫度均勻，且為時(shí)間的線性函數(shù)。(2)煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底上面溫度與轉(zhuǎn)爐鋼水溫度相同；(3)爐底耐火材料和爐底鋼板的密度視為常數(shù)；(4)爐底耐火材料與爐底鋼板間傳熱為傳導(dǎo)傳熱；(5)爐底鋼板與大氣間傳熱為對(duì)流和輻射傳熱；2)初始條件和邊界條件初始條件t = 0時(shí)，爐底耐火材料和爐底鋼板的溫度為線性分布，即爐底耐火材料上面溫度為最高，等于兌入轉(zhuǎn)爐的鐵水溫度；爐底鋼板下部溫度為最低，為測(cè)量的煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底鋼板外側(cè)的實(shí)際溫度； 邊界條件煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底上部表面溫度等于轉(zhuǎn)爐鋼水溫度，隨時(shí)間成線性增加； 煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底鋼板下部表面與大氣間傳熱為對(duì)流和輻射傳熱，大氣溫度為環(huán)境的實(shí)際溫度；Q1 = h (Td-Th)+ σ ε [(Td+273. 15)4-(Th+273. 15)4] 式中=Q1-鋼板與大氣熱流，kff/m2 ；h_鋼板與大氣間的傳熱系數(shù)，kff/(m2 · °C)； Td-轉(zhuǎn)爐爐底鋼板外側(cè)溫度，°C; Th-大氣環(huán)境溫度，°C; σ-輻射系數(shù)；ε -波爾茲曼常數(shù) 5. 67 X 10-V (m2 · k4)；3)模型求解煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底傳熱過(guò)程是一個(gè)不穩(wěn)定的導(dǎo)熱過(guò)程，采用數(shù)值解；數(shù)值計(jì)算法的實(shí)質(zhì)在于使一個(gè)連續(xù)體離散化，用一系列代數(shù)方程代替偏微分方程式，通過(guò)計(jì)算來(lái)得到煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底溫度場(chǎng)的近似解，即可得到轉(zhuǎn)爐爐底耐火材料和鋼板的溫度分布，其中包括測(cè)量底槍溫度的熱電偶位置處的溫度；4)轉(zhuǎn)爐爐底供氣控制轉(zhuǎn)爐底吹的供氧量根據(jù)實(shí)際測(cè)量的煉鋼轉(zhuǎn)爐爐底溫度與相應(yīng)位置的溫度場(chǎng)計(jì)算的溫度間的差值和轉(zhuǎn)爐底吹的氣體量調(diào)節(jié)控制；差值大，供氧量增加，反之減少。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金煉鋼技術(shù)領(lǐng)域一種轉(zhuǎn)爐煉鋼防止蘑菇頭堵塞的方法，該方法通過(guò)在底槍環(huán)縫中心裝入不銹鋼管通入氧氣來(lái)實(shí)現(xiàn)，在不銹鋼管與環(huán)縫之間裝入熱電偶來(lái)測(cè)量底槍溫度，底槍溫度低，底吹氣體量少，說(shuō)明形成的蘑菇頭大，則增加通入的氧氣流量來(lái)減少蘑菇頭體積；反之減少通入的氧氣流量，使底槍上面的蘑菇頭保持在適宜的尺寸。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)在底槍環(huán)縫中心裝入不銹鋼管通入氧氣，通過(guò)氧氣與蘑菇頭凝鋼發(fā)生的放熱反應(yīng)，使蘑菇頭熔化；方法簡(jiǎn)單，使用效果好。
文檔編號(hào)C21C5/30GK102226226SQ20111016681
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者張振山, 敖廣武, 沈明鋼, 溫春友, 馬德賓 申請(qǐng)人:鞍山華威冶金用氧設(shè)備有限公司