[发明专利]一种转炉炼钢防止蘑菇头堵塞的方法

权利要求书

1.一种转炉炼钢防止蘑菇头堵塞的方法，其特征在于，该方法通过在底枪环缝中心装入不锈钢管通入氧气来实现，在不锈钢管与环缝之间装入热电偶来测量底枪温度，底枪温度低，底吹气体量少，说明形成的蘑菇头大，则增加通入的氧气流量来减少蘑菇头体积；反之减少通入的氧气流量，使底枪上面的蘑菇头保持在适宜的尺寸。

2.一种转炉炼钢防止蘑菇头堵塞的方法，其特征在于，该方法通过在底枪环缝中心装入不锈钢管通入氧气来实现，在不锈钢管与环缝之间装入热电偶来测量底枪温度，根据底枪供气和传热数学模型的计算结果，通过PLC控制系统来调节中心不锈钢管通入的氧气流量；底枪温度低，底吹气体量少，说明形成的蘑菇头大，则增加通入的氧气流量来减少蘑菇头体积；反之减少通入的氧气流量，使底枪上面的蘑菇头保持在适宜的尺寸；

所述的传热数学模型按照传热学理论，通过微元体的动态跟踪来实现，采用Visual C++6.0编写，使用Access数据库进行存储；

1)模型假设条件

炼钢转炉炉底径向传热比轴向传热小得多，故可忽略沿x、y方向的传热；设长为dx，宽为dy，高为dz的转炉炉底耐火材料或钢板微元体，按照传热学理论来建立微分方程：

ρcp∂T∂t=∂∂Z(λ∂T∂Z)]]>

式中：ρ-密度，kg/m³；

T-温度，℃；

t-时间，s；

c_p-比热，J/kg℃；

λ-导热系数，W/m℃；

Z-径向距离，m；

为简化方程及其边界条件，进行如下假设：

(1)转炉钢水温度均匀，且为时间的线性函数。

(2)炼钢转炉炉底上面温度与转炉钢水温度相同；

(3)炉底耐火材料和炉底钢板的密度视为常数；

(4)炉底耐火材料与炉底钢板间传热为传导传热；

(5)炉底钢板与大气间传热为对流和辐射传热；

2)初始条件和边界条件

初始条件：

t＝0时，炉底耐火材料和炉底钢板的温度为线性分布，即：炉底耐火材料上面温度为最高，等于兑入转炉的铁水温度；炉底钢板下部温度为最低，为测量的炼钢转炉炉底钢板外侧的实际温度；

边界条件：

炼钢转炉炉底上部表面温度等于转炉钢水温度，随时间成线性增加；

炼钢转炉炉底钢板下部表面与大气间传热为对流和辐射传热，大气温度为环境的实际温度；

Q₁＝h(T_d-T_h)+σε[(T_d+273.15)⁴-(T_h+273.15)⁴]

式中：Q₁-钢板与大气热流，kW/m²；

h-钢板与大气间的传热系数，kW/(m²·℃)；

T_d-转炉炉底钢板外侧温度，℃；

T_h-大气环境温度，℃；

σ-辐射系数；

ε-波尔兹曼常数5.67×10^-8w/(m²·k⁴)；

3)模型求解

炼钢转炉炉底传热过程是一个不稳定的导热过程，采用数值解；数值计算法的实质在于使一个连续体离散化，用一系列代数方程代替偏微分方程式，通过计算来得到炼钢转炉炉底温度场的近似解，即可得到转炉炉底耐火材料和钢板的温度分布，其中包括测量底枪温度的热电偶位置处的温度；

4)转炉炉底供气控制

转炉底吹的供氧量根据实际测量的炼钢转炉炉底温度与相应位置的温度场计算的温度间的差值和转炉底吹的气体量调节控制；差值大，供氧量增加，反之减少。