高炉铁口区域侵蚀及维护的研究

摘要

在高炉生产中，延长高炉寿命是降低生铁成本、提高技术指标、优化经济效益、确保均衡生产的重要措施之一。炉缸内因为周期性的聚集和排出渣铁而承受强烈的物理和化学破坏，成为限制高炉寿命的关键，其中铁口区域尤甚。近年来，随着出铁时间增加，高炉铁口区的侵蚀情况更加严重，加大了该区域维护的难度。 由于铁口区被泥包保护着，良好的泥包能保证渣铁顺利的排放并保护该区域，但泥包在出渣铁及堵口时的变化情况至今没有确切地描述，这给铁口区域维护带来一定的困难，为此本文将从以下两个方面分别予以研究。 一方面是对出铁过程中孔道侵蚀情况进行研究。本文首先根据资料中对出铁时泥包末端流动情况的描述，将其流动近似为小孔口流动，利用水模型进行模拟实验，观察模型中孔道的变化。结果显示：孔道入口处的侵蚀剧烈，并很快被侵蚀成流线形，以后整个孔道在保持形状不变的情况下扩展。然后结合流体动力学分析，认为由于流线的连续性，在孔道入口处产生漩涡区加速了侵蚀，但形成流线形入口后则因流线与壁面一致，消除了漩涡区，使各处的侵蚀相同。最后推导出侵蚀形状公式，经过验证，公式计算的侵蚀曲线与实验较为符合。另外根据公式，侵蚀形状取决于铁口孔道直径，但堵口时铁口直径无法直接测量，因此又提出了求此时直径的计算方法。 另一方面是研究堵铁口后形成的新泥包形状。本文将新泥包分为两个部分，一部分为在铁口孔道内形成的新泥包，可由孔道形状确定，另一部分为在孔道末端推开一定空间形成的泥包。对于第二部分采用缩小比例实验的方法，将玻璃胶通过孔道挤入填满焦炭的容器中来模拟堵铁口过程，观测新形成的“泥包”形状。结果显示：新泥包呈椭球形，其竖直方向上的长半轴与水平方向上的短半轴之比例在1.5～1.7。 通过上述的研究，为了方便应用，以visual basic编程，创建可视化界面，以便于更加直观地显示侵蚀过程和根据铁口深度计算打泥量，方便了铁口区域的维护。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1铁口结构及操作要求

1.2铁口区域的维护

1.3铁口深度的控制

1.4泥包的组成

1.5泥包侵蚀机理

1.6泥包的研究现状

1.7课题的提出

第二章泥包侵蚀的研究

2.1试验

2.1.1试验原理

2.1.2参数的选择

2.1.3试验过程

2.1.4实验结果

2.2侵蚀形状分析

2.3侵蚀形状方程理论及推导

2.3.1保角映射

2.3.2施瓦兹-克里斯托弗尔定理

2.3.3半无穷带形的映射

2.3.4无穷带形的映射

2.3.5方程推导

2.3.6铁口孔道直径的计算

2.4小结

第三章新泥包形状的研究

3.1实验方案

3.2实验过程

3.3小结

第四章软件的编写

第五章结论

参考文献：

致谢