摘要：在“转炉溅渣护炉系统优化技术开发”项目中,着重进行了熔池溅渣动力学、溅渣层粘结机理、炉渣对溅渣层的蚀损机理及合理的终渣成分控制等基础理论方面的研究工作。介绍了上述几项研究工作的初步结果。

    1前言

    溅渣护炉技术是在转炉吹炼结束后,通过顶吹氧枪高速喷吹氮气射流,冲击残留在熔池内的部分高熔点炉渣,使熔渣均匀地喷溅粘附在转炉炉衬表面,形成炉渣保护层,达到护炉的目的。该技术在美国LTV厂成功后,使转炉炉龄从5000炉提高到15000炉以上,创造了目前世界上最高的转炉炉龄记录。该项先进技术介绍到中国后,我国许多工厂结合本厂的资源、工艺特点,进行开发采用,获得了明显的经济效益。

    尽管溅渣护炉技术已经在生产中广泛应用,并获得了巨大的成功。但在溅渣护炉技术的基础理论研究方面,却处于空白状态。最近该方面的研究已经引起国内外广大冶金学者的重视。

    本文将简单总结钢铁研总院工艺所在下述领域里的研究结果:

    (1)熔池溅渣动力学的研究；

    (2)溅渣层与炉衬的结合机理;

    (3)溅渣层的浸蚀试验;

    (4)合理的终渣成分控制。

    2熔池溅渣动力学的研究

    如何有效地利用高速氮气射流将炉渣均匀地喷溅在炉衬表面,是溅渣护炉的技术关键。其效果决定于以下控制因素:

    (1)熔池内留渣量和渣层厚度;

    (2)熔渣的物理状态:炉渣熔点、过热度、表面张力与粘度;

    (3)溅渣气动力学参数:喷吹压力、枪位以及喷枪夹角和孔数等。

    通过水力学模型试验和理论分析,研究了熔池溅渣动力学过程,初步提出优化溅渣的工艺参数。

    2.1水模型测定

    (1)喷吹工艺对溅渣高度的影响

    1)对不同的介质,不同高度条件下的溅渣量的分布基本相似,随着溅渣高度的升高,溅渣量逐渐降低。

    2)当溅渣高度hs/D=1.0时,不同高度下的溅渣量的分布规律发生变化。当hs/D≤l.0时,溅渣量的比例高达总渣量的30%~60%,随着高度的增加,溅渣量将迅速降低。在hs/D≥1.0以后溅渣量随高度增加,溅渣量减少的速率降低。在这一高度的范围内,溅渣量约占溅渣总量的0~20%。由此推论,炉内溅渣存在两个反应区:当hs/D≤1.0时,溅渣以渣液面波动为主,溅渣量大,并随溅渣高度增加迅速降低。当hs/D>1.0时,溅渣主要通过反射的高速氮气射流夹带的渣液为主。溅渣量低,但随高度的增加,溅渣量衰减比较缓慢。