转炉炉衬设计

炉炉型和炉衬设计

转炉炉型和炉衬设计(design of conveter furnace outline and lining) 确定适合于转炉炉容量和操作条件的转炉炉型和各部位炉衬材质的设计。是转炉炼钢车间设计的主要组成部分。

转炉炉型设计转炉炉型是指新砌成的转炉炉衬的内腔形状和尺寸。氧气转炉的炉型通常是先用统计公式计算出转炉各部位的主要尺寸，然后再与炉容量相近、条件相似的实际生产转炉进行比较和调整后确定的。氧气转炉炉型绝大多数是轴对称回转体结构，由截锥型炉帽(仅有少数转炉呈偏口形)、圆柱形炉身和不同形状的炉底三部分组成。按转炉熔池形状不同，常见的炉型有筒球型、锥球型和截锥型三种(见图)。筒球型炉型形状简单，砌筑方便，炉壳制造容易，大容量转炉采用较多。锥球型炉型与相同容量的筒球型炉相比，在熔池深度相同的情况下，更有利于冶金反应；截锥型炉型的优点是炉底砌筑方便，这两种炉型在中小容量转炉炉型设计中采用较多。

对氧气转炉炉型的主要技术参数要求为：(1)炉容比(工作容积与公称容量之比)与铁水条件、冶炼操作转zhuan方法和转炉炉容量有关，通常每公称吨炉容比为0．80～1．00m3／t；(2)高宽比(炉子全高与炉壳直径之比)对转炉操作和建设费用有直接影响，一般取为1．25～1．65；(3)炉帽的倾角为60o±3。；(4)炉口直径一般为熔池直径的0．43～0．53倍；(5)熔池直径系指转炉熔池在平静状态时金属液面的直径，它与转炉装入量和供氧强度有关，可按D=K(G/T)1/2进行计算，式中D为熔池直径，m；K为比例常数，一般为1．85～2．3；G为转炉装入量，t；T为转炉供氧时间，min。

炉衬耐火材料选择转炉炉衬分为工作层、填充层和永久层。工作层衬砖与熔池钢水和熔渣接触工作条件十分恶劣，要求有良好的物理性能和化学稳定性，同时也要有较低的价格。转炉工作层衬砖常采用焦油白云石砖、焦油镁砂砖、镁碳砖和二步煅烧砖，镁碳砖应用较广泛。为了提高炉衬使用寿命，降低生产成本，设计和生产中广泛采用不同部位使用不同材质炉衬的“综合砌炉法”。工作层砖型的设计既要考虑砌筑方便，又要不致于因砖型过于复杂而增加成本。转炉炉衬各部位的厚度参考值见表。

耳轴位置选择大多数中小容量转炉，从安全观点出发采用“全正力矩”原则来选择最佳耳轴位置，使转炉在任何倾动角度下都能依靠自身的重力力矩自动返回零位。而大型转炉则允许采用有少量负力矩存在的“正负力矩”原则来选择最佳耳轴位置，但要采取必要的安全保障措施。