[发明专利]求取钢包底喷粉元件缝隙长宽的方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁精炼技术领域，涉及缝隙式喷粉元件的设计，特别涉及求取钢包底喷粉元件缝隙长宽的方法。

背景技术

钢包底喷粉精炼是新兴的一项具有创造性和广阔应用前景的新技术，但由于钢包底喷粉工作环境比钢包底吹氩搅拌环境恶劣，钢包底喷粉工艺提出后面临着诸多技术问题待解决。钢包底喷粉工艺主要采用缝隙式喷粉元件来实现底喷粉精炼，正常喷吹冶炼，为将粉剂以一定动能喷吹进钢包熔池内，必然要求喷粉元件缝隙有一定的宽度，这与喷粉元件安全性相背离，因为喷粉元件缝隙较宽、钢液容易渗透缝隙而引发漏钢事故。为避免发生漏钢事故，喷粉元件缝隙又要尽量窄些，这一对矛盾引发了人们对喷粉元件安全性和可行性设计的思考，保证喷粉元件安全可靠地工作，是推广应用钢包底喷粉工艺的前提。于是采取一种有效的底喷粉缝隙式喷粉元件制备方法并对其安全性进行可靠的检验成为解决钢包底喷粉精炼技术难题的关键。

目前，对钢包底喷粉精炼缝隙式喷粉元件制备方法较为单一，多采用Washburn提出的钢水向透气砖微孔渗漏的计算公式(1)来计算缝隙宽度，具体公式如下：

δ=-4σcosθρgH---(1)]]>

式中，δ-缝隙宽度(m)；σ-钢液表面张力(N/m)；

θ-钢液与喷粉元件接触角；ρ-钢液密度(kg/m³)；

g-重力加速度(N/kg)；H-钢包熔池内钢液深度(m)；

该公式指导缝隙参数制备存在诸多不足：(1)该方法没有考虑缝隙形状，计算时默认缝隙为圆孔状，与实际缝隙相差较大；(2)该方法没有考虑环境压力，默认炉内气体压力与缝隙内参与气体压力相等，与实际情况存在差异；(3)该方法没有考虑缝隙表面实际情况对钢液渗漏情况的影响，默认缝隙表面为理想表面。

而当使用过程当中，钢包底喷粉精炼缝隙式喷粉元件受粉气流磨蚀发生失效，钢液向缝隙内渗漏情况的预测，尚未见报道。钢包底喷粉缝隙式喷粉元件安全性检验无论在实验室还是现场生产中，尚未形成一套完善合理的检验方法，多采用现场故障透气砖的分析和检验，这种方法成本高、难度大，受工作环境影响严重，而且不能对钢液渗漏情况进行跟踪监测。

发明内容

针对现有方法存在的不足，本发明提出一种求取钢包底喷粉元件缝隙长宽的方法，以达到合理求取钢包底喷粉原件缝隙长宽，制备喷粉强度高，喷吹过程连续稳定，且不发生钢液渗漏安全可靠的钢包底喷粉元件的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：一种求取钢包底喷粉元件缝隙长宽的方法，用于确定底喷粉元件缝隙的长和宽，包括以下步骤：

步骤1：计算底喷粉元件缝隙为光滑表面时的缝隙宽度，并将此宽度作为基准宽度；

步骤2：对缝隙基准宽度进行修正，方法为：

(1)修正底喷粉元件缝隙表面的粗糙度系数：在熔池深度一定时，不考虑缝隙表面的宏观形貌，调整底喷粉元件缝隙的宽度，将刚好不发生钢液渗漏时采集到的缝隙宽度与缝隙的基准宽度的比值作为修正后的底喷粉元件缝隙表面的粗糙度系数；

(2)修正喷粉原件缝隙表面的宏观形貌系数，所述的宏观形貌是指：底喷粉元件缝隙表面存在的毫米尺寸的凹陷、突起，包括四角柱的突起、台形的突起、半球状的突起、半球状的凹陷、圆柱状的突起等一切毫米尺寸上的表面形貌；

以缝隙基准长度为分母，基准长度与沿长度方向上相邻两宏观形貌之间距离总长度的差值为分子，上述分子与分母的比值作为喷粉原件缝隙表面的宏观形貌系数，所述的基准长度是指：以缝隙基准宽度的5～1000倍计算出的缝隙的长度；

(3)利用(1)和(2)的结果，计算底喷粉元件缝隙的实际宽度；

步骤3：计算喷粉元件缝隙的实际长度：为底喷粉元件缝隙的实际宽度的5～1000倍。