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基于TRIZ理论的连铸钢包自动开浇工艺设计

曹磊 张珊珊 韩提文 曹珍 张绅逸 刘欣爱

曹磊, 张珊珊, 韩提文, 曹珍, 张绅逸, 刘欣爱. 基于TRIZ理论的连铸钢包自动开浇工艺设计[J]. 钢铁钒钛, 2023, 44(2): 194-199. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.02.028
引用本文: 曹磊, 张珊珊, 韩提文, 曹珍, 张绅逸, 刘欣爱. 基于TRIZ理论的连铸钢包自动开浇工艺设计[J]. 钢铁钒钛, 2023, 44(2): 194-199. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.02.028
Cao Lei, Zhang Shanshan, Han Tiwen, Cao Zhen, Zhang Shenyi, Liu Xin'ai. Innovative design of automatic casting process for continuous casting ladle based on TRIZ theory[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2023, 44(2): 194-199. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.02.028
Citation: Cao Lei, Zhang Shanshan, Han Tiwen, Cao Zhen, Zhang Shenyi, Liu Xin'ai. Innovative design of automatic casting process for continuous casting ladle based on TRIZ theory[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2023, 44(2): 194-199. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.02.028

基于TRIZ理论的连铸钢包自动开浇工艺设计

doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2023.02.028
基金项目: 大中学生科技创新能力培育专项项目(22E50176D);科技部创新方法工作专项项目(2020IM030200);河北省自然科学基金(E2021417001);河北省高等学校科学技术研究项目(QN2022090)。
详细信息
    作者简介:

    曹磊,1984年出生,男,山东滕州人,硕士研究生,副教授,主要研究方向:高品质洁净钢,TIRZ创新应用,E-mail:caolei@hbcit.edu.cn

    通讯作者:

    韩提文,1967年出生,教授,E-mail:hantiwen@hbcit.edu.cn

  • 中图分类号: TF777

Innovative design of automatic casting process for continuous casting ladle based on TRIZ theory

  • 摘要: 基于TRIZ理论,建立了连铸钢包开浇系统的功能模型,通过因果链原因分析法,确定了产生问题的关键原因;充分应用技术冲突、物理冲突、物质-场模型以及效应等工具对连铸钢包开浇工艺进行了改进,产生了8种创新解。针对某厂80 t钢包具体情况,通过方案对比优选出最佳方案,即采用真空复合滑板控流结构。实施后取得了良好的效果,钢包自动开浇率达到97%以上,虽然与采用传统的引流砂开浇工艺的自开率基本持平,但是降低了钢中大颗粒夹杂物产生量,有效解决了传统引流砂开浇工艺带来的引流砂污染钢液的顽疾。
  • 图  1  功能模型示意

    Figure  1.  Schematic diagram of function model

    图  2  因果链分析法分析原因

    Figure  2.  Reasons determined through causal chain analysis

    图  3  物质-场模型

    Figure  3.  Matter-field model

    图  4  方案2:通过引入一种外部物质改善系统功能

    Figure  4.  Scheme 2: Improving system functionality by introducing an external substance

    图  5  方案2示意

    Figure  5.  Schematic diagram of scheme 2

    图  6  方案3示意

    Figure  6.  Schematic diagram of scheme 3

    图  7  方案4:通过引入电磁加热改善系统功能

    Figure  7.  Scheme 4: Improving system function by introducing electromagnetic heating

    图  8  方案5:通过将静态热场替换成动态机械场改善系统功能

    Figure  8.  Scheme 5:Improve system functionality by replacing static thermal fields with dynamic mechanical fields

    图  9  方案5示意

    Figure  9.  Schematic diagram of scheme 5

    图  10  方案6示意

    Figure  10.  Schematic of scheme 6

    图  11  方案7示意

    Figure  11.  Schematic of scheme 7

    图  12  方案8示意

    Figure  12.  Schematic of scheme 8

    表  1  方案比选

    Table  1.   Scheme comparison results

    编号方案详情ABCD方案评价
    方案1增加滑板厚度10101058.5
    方案2低熔点高密度的液体金属“防凝剂”89978.2
    方案3低熔点高密度金属防凝剂回收循环利用88877.7
    方案4通过对水口内钢水(S1)增加电磁加热(S改进的超系统)来调节钢水温度,防止冷凝66766.3
    方案5将钢包底部原有的底吹氩透气塞与钢包下滑板组合在一起,形成包底吹氩和滑动水口一体化设计,通过下滑板上嵌入的透气塞向钢水上水口内吹入氩,使得钢包上水口内低温钢水与钢包内高温钢水实现机械混合,将原有的静态热能场替换成机械场,从而改善系统功能99878.1
    方案6下滑板镶嵌石棉板等保温材料991089
    方案7内部中空结构的下滑板991099.3
    方案8内部真空结构的下滑板9910109.6
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  • 收稿日期:  2022-12-29
  • 刊出日期:  2023-04-30

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