100t顶底复吹转炉炉型设计说明书

目录

前言 (1)

一、转炉炉型及其选择 (1)

二、炉容比的确定 (3)

三、熔池尺寸的确定 (3)

四、炉帽尺寸的确定 (5)

五、炉身尺寸的确定 (6)

六、出钢口尺寸的确定 (6)

七、炉底喷嘴数量及布置 (7)

八、高径比 (9)

九、炉衬材质选择 (9)

十、炉衬组成及厚度确定 (9)

十一、砖型选择 (12)

十二、炉壳钢板材质与厚度的确定 (14)

十三、校核 (15)

参考文献 (16)

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前言：

转炉是转炉炼钢车间的核心设备。转炉炉型及其主要参数对转炉炼钢的生产率、金属收的率、炉龄等经济指标都有直接的影响，其设计是否合理也关系到冶炼工艺能否顺利进行，车间主厂房高度和与转炉配套的其他相关设备的选型。所以，设计一座炉型结构合理，满足工艺要求的转炉是保证车间正常生产的前提，而炉型设计又是整个转炉车间设计的关键。

设计内容：100吨顶底复吹转炉炉型的选择与计算；耐火材料的选择；相关参数的选择与计算。

一、转炉炉型及其选择

转炉有炉帽、炉身、炉底三部分组成。转炉炉型是指由上述三部分组成的炉衬内部空间的几何形状。由于炉帽和炉身的形状没有变化，所以通常按熔池形状将转炉炉型分为筒球形、锥球型和截锥形等三种。炉型的选择往往与转炉的容量有关。

（1）筒球形。熔池由球缺体和圆柱体两部分组成。炉型形状简单，砌砖方便，炉壳容易制造，被国内外大、中型转炉普遍采用。

（2）锥球型。熔池由球缺体和倒截锥体两部分组成。与相同容量的筒球型比较，锥球型熔池较深，有利于保护炉底。在同样熔池深度的情况下，熔池直径可以比筒球型大，增加了熔池反应面积，有利于去磷、硫。我国中小型转炉普遍采用这种炉型，也用于大型炉。

（3）截锥形。熔池为一个倒截锥体。炉型构造较为简单，平的熔池底较球型底容易砌筑。在装入量和熔池直径相同的情况下，其熔池最深，因此一般不适用于大容量炉，我国30t以下的转炉采用较多。不过由于炉底是平的，便于安装底吹系统，往往被顶底复吹转炉所采用。

顶底复吹转炉炉型图

顶底复吹转炉炉型的基本特征如下：

（1）吹炼的平稳和喷溅程度优于顶吹转炉，而不及底吹转炉，故炉子的高宽比略小于顶吹转炉，却大于底吹转炉，即略呈矮胖型。

（2）炉底一般为平底，以便设置喷口，所以熔池常为截锥型。

（3）熔池深度主要取决于底部喷口直径和供气压力，同时兼顾顶吹氧流的穿透

深度，力求保持吹炼平稳。

综上所述，100t 顶底复吹转炉采用截锥型炉型较为合适。

二、炉容比的确定

炉容比系指转炉有效容积t V 与公称容量G 之比值)t /m (/3G V t 。转炉炉容比主要与供氧强度有关，与炉容量关系不大。当供氧强度提高时，随着炉内反应加剧，如果炉膛自由空间不足，必然会发生大量的渣钢喷溅或泡沫渣翻滚溢出，造成较多的金属损失。为了在较高金属收的率基础上增大供氧强度，缩短吹炼时间，必须有适当的炉容比。由于顶底复吹转炉吹炼过程比单纯顶吹平稳，且钢渣喷溅高度也比较低，所以顶底复吹转炉的炉容比可略小于顶吹转炉。一般取

t /m 00.1~80.03。对于容量较小的炉子，铁水比大且Si 、P 、S 含量高，以及供

氧强度增加和底部喷口直径大者，取上限。

综上所述，炉容比G V t /取值为0.95。3m 9595.0==G V t

三、熔池尺寸的确定

（1）熔池直径D 。熔池直径指转炉熔池在平静状态时金属液面的直径。 转炉吹氧时间t 与金属装入量G 成正比，而与单位时间供氧量Q 成反比，即：

Q

G

t ∝

（2-1）

在供氧量增大的情况下，若要避免喷溅趋于严重，就必须扩大熔池面积。也就是说，单位时间供氧量Q 与熔池直径D 的平方成正比，即：

D Q 2

∝ （2-2） 将式（2-1）与式（2-2）合并，得： t

G

∝D （2-3） 上式可写为：

t

G

K D = （2-4） 式中 D ——熔池直径，m; K ——系数，参见表2-1；

G ——新炉金属装入量，t ，可取公称容量；

t ——平均每炉钢纯吹氧时间，min ，参见表2-2。

表2-1 系数k 的推荐值

表2-2 平均每炉钢吹氧时间推荐值

综上所述，系数k 取值为1.75，吹氧时间t 取值为16min 熔池直径：m 375.416

10075.1=⨯==t G K

D 取D=4380mm 已知：3m /t 9.6=铁ρ 则：3m 4928.149

.6100

==

池V （2）熔池深度h 。熔池深度指转炉熔池在平静状态时，从金属液面到炉底的深度。对于一定容量的转炉，炉型和熔池直径确定后，可利用几何公式计算熔池深度h 。

截锥型熔池：通常倒截锥体顶面直径D b 7.0≈。熔池体积池V 和熔池直径D 及熔池深度h 有如下关系：

2574.0hD V =池

因而

2

574.0D V h 池

=

则：m 3161.1380

.4574.04928

.14574.02

2=⨯==

D V h 池 取h=1320mm

四、炉帽尺寸的确定

顶吹转炉一般都是正口炉帽，其主要尺寸有炉帽倾角、炉口直径和炉帽高度。 （1）炉帽倾角θ。倾角过小，炉帽内衬不稳定，容易倒塌；过大则出钢时容易钢渣混出和从炉口大量流渣。倾角一般为 68~60,小炉子取上限，大炉子取下限，这是因为大炉子的炉口直径相对要小些。 综上所述，取 64=θ

（2）炉口直径d 。在满足顺利兑铁水和加废钢的前提下，应适当减小炉口直径，以减少热损失。一般炉口直径为熔池直径的43%~53%较为适宜。小炉子取上限，大炉子取下限。

综上所述，取mm 2190m 19.2380.4%50%50==⨯==D d

（2）炉帽高度帽H 。为了维护炉口的正常形状，防止因砖衬蚀损而使其迅速扩大，在炉口上部设有高度为m m 400~300=口H 的直线段。因此炉帽高度帽H 为：

口帽H d D H +-=θtan )(2/1

炉帽总容积帽V 为：

口口帽帽H d d Dd D H H V 2224

))((12

π

π

+

++-=

综上所述，取m m 350=口H

m 595.2350.064tan 19.2380.42164tan 21=+-⨯=+-= ）（）（口帽H d D H

取mm 2600=帽H

()

3222m 0943.21412=+++-=口口帽帽）（H d d Dd D H H V π

π