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为解决高炉生产过程中开风口和处理灌渣风口所存在的手工操作、工作效率低、环境恶劣和安全隐患等实际问题。基于凿岩机工作原理,设计出适用于高炉的开风口设备,并以气体动力学理论为基础建立其数学模型;分析结构尺寸和摩擦系数对开风口机性能的影响,以最优凿进效果为优化目标确定设备主要结构尺寸和摩擦副材料。通过样机现场试验结果表明：样机具有良好的凿进效果,能实现高效的开风口和处理风口灌渣;同时验证了模型的可行性和可靠性。研究结果能为设计研发新型、高效、节能和安全的现代高炉开风口机提供一定的理论依据。