TRIZ理论在提高转炉出钢口寿命解决方案中的应用-论文.pdf

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1、l【^创(赫圃螅，＼l}1I■一■■TRIZ理论在提高转炉出钢口寿命解决方案中的应用曹海莲严军(青海大学机械工程学院，青海西宁810016)[摘要】转炉出钢口的寿命对钢水质量及生产稳定性有重要影响，通过运用TRIZ理论对如何提高转炉出钢口寿命进行分析，结合实例详细论述了TRIZ解决问题的基本步骤，并学会如何在实际工程问题中应用问题分析_T-具和问题求解工具。【关键词】TRIZ；出钢口；寿命；矛盾矩阵；创新原理【中图分类号】TF748【文献标识码】A文章编号：1671-0037(2014)01-8-

2、2．51引言匦囤医巫转炉出钢口是钢水由转炉进入钢包的唯一通道。出钢时，a．传统方法解决问题的流程由于频繁承受高温钢水、高氧化性炉渣的摩擦冲刷和氧化侵蚀，加之急冷急热的作用，导致出钢口寿命很低，需要不断地修补和定义工程问题更换。转炉出钢口使用次数是转炉炼钢重要的技术指标之一，组件分析ll因果分析它不仅会影响生产周期，而且影响到钢水质量及生产稳定性。系统裁剪ll资源分析转炉常用挡渣法出钢，其中挡渣效果比较好的是挡渣塞法。挡渣器设计为陀螺形装置，陀螺形部分悬浮于钢水与渣液界面确定待解决问题上，当钢水流尽

3、时，陀螺形部分适时堵住出钢口，从而防止渣液流人钢包。当出钢口使用到一定炉次后侵蚀严重，挡渣器无法技术矛盾分析创新思维完成挡渣功能，出现下渣，同时造成合金收得率低、耐火材料消物理矛盾分析TRIZ分析科学效应库耗多。因此，提高出钢口的寿命是目前迫切需要解决的问题。物场分析专利库国内钢铁厂通常从缩短浇钢时间，改变浇钢口材质，减缓钢产生构思水、炉渣的冲击几方面考虑，采取优化热换出钢口T艺，对出钢形成方案13结构及材质进行改造，改善炼钢、出钢技术，出钢El挂渣保护b．TRIZ解决问题的流程和优化挡渣机构减小

4、对出钢口的机械撞击等措施，来实现提高出钢口寿命的目的‘。为系统地分析影响出钢口寿命的原因，本图1解决问题流程示意图文提出应用TRIZ理论寻找提高转炉出钢口寿命的解决方案。进行评估。3．1TRIZ问题的描述2TRIZ概述转炉出钢口在使用一定炉次后侵蚀严重，出钢后期挡渣效TRIZ是源于前苏联的发明问题解决理论(TheoryofInven—果差。应该改善的特性是：转炉出钢口的寿命；目前改善该特性tiveProblemSolving)。，它是由前苏联著名发明家G．S．Altshuller的传统方式是：提高

5、出钢口材质；减小熔渣的侵蚀、冲刷；挡渣领导的研究机构，通过深入分析和研究世界数十万件高水平的钢等。发明专利建立起来的，其成果包括：总结出了产品发展进化的客3-2问题分析与分解观规律；提供了一系列分析、解决问题的具体流程和方法；指导人将如何提高转炉出钢口寿命定义为工程问题，对其进行系们创造性地解决技术难题I”。当人们掌握了这些规律和方法，就统分析，建立组件模型如图2所示。能够能动地进行产品开发设计，预测未来趋势。针对具体的工程问题，传统方法常常会利用经验、头脑风暴法或其他设计方法寻求解决方案。TRI

6、Z理论解决问题的流程是，采用系统分析或者三轴分析的方法对问题进行定义、明确，然后确定待解决的问题；通过TRIZ提供的矛盾分析、物场分析、知识库、科学效应库和专利库等工具体系，产生构思，最终形成方案。图1是传统设计方法和TRIZ解决问题的流程示意图。3基于TRIZ理论的提高转炉出钢口寿命设计实例按照TRIZ解决问题的流程，设定好目标后进行功能分析、三轴分析，对问题求解后形成方案，方案进行比较选择后对结果图2组件模型8CHUANGXINKEJI2014．OlI创新论坛·创新方法II利用Pro／lnno

7、vat(，r软件对组件进行价值分析，根据理想度的参数是适啦性、通用性。应用矛盾矩阵．uj-朋l9号、l5号和29诊断，简化和理想化系统，分解系统分析模块产生的转化问题，号创新原理来解决。选取l9号和I5号原理得到矛盾方案6：周以Howtoprevent侵蚀·fI作层作为初始问题然后进行因果分期性的冶炼相同铡种．钢种不同时，更换材质州的钢rI、析，分析钢r]I作层被侵蚀的原以r：作层耐火材料为例，3．3．3．5钢水从m钢r_】流时对1作的侵蚀作用：此时改通过资源分析找到可利川的物质资源，得到相应的资

8、源斤案。善的参数是速度，恶化的参数是物质损失心川矛盾矩阵．可用从如何提高转炉m钢fj寿命这个问题发，对问题进行分l0号、l3号、28号和38号创新原理解决这个矛盾．=选取l0号和解，从分解的问题中找刽入予点，定义技术矛盾，寻找矛盾方案。l3号创新原理，得到矛盾方案7：可在俐水通过⋯钢门作层前，3_3问题解决预先在作层添加一层保护层；钢口的1作层使_}f{透气耐火材3．3．I系统组件分析料，出钢时可通少基惰性气体．在1=作层钢液『u】形成气膜，减缓卡}!据Pro／Innovatol·