??? 摘要：在“轉爐濺渣護爐系統優化技術開發”項目中,著重進行了熔池濺渣動力學、濺渣層粘結機理、爐渣對濺渣層的蝕損機理及合理的終渣成分控制等基礎理論方面的研究工作。介紹了上述幾項研究工作的初步結果。

??? 1前言

??? 濺渣護爐技術是在轉爐吹煉結束后,通過頂吹氧槍高速噴吹氮氣射流,沖擊殘留在熔池內的部分高熔點爐渣,使熔渣均勻地噴濺粘附在轉爐爐襯表面,形成爐渣保護層,達到護爐的目的。該技術在美國LTV廠成功后,使轉爐爐齡從5000爐提高到15000爐以上,創造了目前世界上最高的轉爐爐齡記錄。該項先進技術介紹到中國后,我國許多工廠結合本廠的資源、工藝特點,進行開發采用,獲得了明顯的經濟效益。

??? 盡管濺渣護爐技術已經在生產中廣泛應用,并獲得了巨大的成功。但在濺渣護爐技術的基礎理論研究方面,卻處于空白狀態。最近該方面的研究已經引起國內外廣大冶金學者的重視。

??? 本文將簡單總結鋼鐵研總院工藝所在下述領域里的研究結果:

??? (1)熔池濺渣動力學的研究；

??? (2)濺渣層與爐襯的結合機理;

??? (3)濺渣層的浸蝕試驗;

??? (4)合理的終渣成分控制。

??? 2熔池濺渣動力學的研究

??? 如何有效地利用高速氮氣射流將爐渣均勻地噴濺在爐襯表面,是濺渣護爐的技術關鍵。其效果決定于以下控制因素:

??? (1)熔池內留渣量和渣層厚度;

??? (2)熔渣的物理狀態:爐渣熔點、過熱度、表面張力與粘度;

??? (3)濺渣氣動力學參數:噴吹壓力、槍位以及噴槍夾角和孔數等。

??? 通過水力學模型試驗和理論分析,研究了熔池濺渣動力學過程,初步提出優化濺渣的工藝參數。

??? 2.1水模型測定

??? (1)噴吹工藝對濺渣高度的影響

??? 1)對不同的介質,不同高度條件下的濺渣量的分布基本相似,隨著濺渣高度的升高,濺渣量逐漸降低。

??? 2)當濺渣高度hs/D=1.0時,不同高度下的濺渣量的分布規律發生變化。當hs/D≤l.0時,濺渣量的比例高達總渣量的30%~60%,隨著高度的增加,濺渣量將迅速降低。在hs/D≥1.0以后濺渣量隨高度增加,濺渣量減少的速率降低。在這一高度的范圍內,濺渣量約占濺渣總量的0~20%。由此推論,爐內濺渣存在兩個反應區:當hs/D≤1.0時,濺渣以渣液面波動為主,濺渣量大,并隨濺渣高度增加迅速降低。當hs/D>1.0時,濺渣主要通過反射的高速氮氣射流夾帶的渣液為主。濺渣量低,但隨高度的增加,濺渣量衰減比較緩慢。