50吨氧气顶吹转炉炉体设计
氧气顶底复吹转炉的开发设计
氧气顶底复吹转炉的开发设计赵恒涛，张全国，郭成治（山东冶金机械厂，山东淄博255064）摘要：100 t、120 t转炉设计采用了变频调速电机，炉壳及托圈使用抗蠕变钢板16Mng，并对炉壳进行水冷和风冷，提高了炉壳的使用寿命。
转炉还具有全悬挂、多点啮合、减少冲击振动等多种配置，多样选择的特点满足了用户的要求，使用效果良好，经济效益明显。
关键词：顶底复吹转炉；开发设计；炉体；托圈；倾动装置1 前言100 t、120 t氧气顶底复吹转炉适合于小钢铁企业技术升级改造的需要，市场需求量较大。
山东冶金机械厂针对市场需求，组织技术人员适时开发设计该产品，得到了用户的好评，增强了企业市场竞争力，积极拓展了生存空间，进一步提升了企业的制造实力和知名度，具有较大的经济效益。
2 氧气顶底复吹转炉结构设计转炉主体设备包括转炉炉体、耳轴托圈装配、倾动装置及润滑、耳轴轴承装配及润滑、炉体支撑装置、风冷系统、水冷系统、底吹配管等十几部分。
2.1 转炉参数100 t、120 t氧气顶底复吹转炉启动时间3～5 s，减速机速比551.7，倾动转速0.13～1.3 r/min，旋转角度±360°，其他主要性能参数见表1。
2.2 转炉炉体转炉炉体包括水冷炉口、炉帽、炉身、炉底、炉体挡渣板5个部分。
炉体处于高温变温度场状况下工作，炉体材质采用了具有良好焊接性能和抗蠕变性能的16Mng钢板。
1）水冷炉口。
采用4瓣式结构，材质为耐热球墨铸铁，内埋蛇形水管，独立进出水强制冷却。
其中每一路均由单独阀门控制，可减少炉口粘渣，提高煤气回收质量，利于单块损坏水冷炉口的更换。
2）水冷炉帽。
因为受高温炉气的影响，炉帽的工作温度较高，刚性变差。
采用半截面钢管焊接在炉帽外表面的强制水冷方式，以降低该部位的热应力，缓解蠕变。
为增强刚性，在炉帽与炉身结合部采用圆弧过渡连接。
3）炉身及炉底。
炉身及炉底的形状设计根据所处工况不同而采取不同的措施。
顶吹转炉
太原科技大学课程设计说明书设计题目： 50t 氧气顶吹转炉设计设计人：郭晓琴指导老师：杨晓蓉专业：冶金工程班级：冶金工程081401 学号： 200814070105材料科学与工程学院2011年12月30 日目录摘要................................................ 错误！未定义书签。
第一章绪论................................................ 错误！未定义书签。
1.1 氧气顶吹转炉炼钢的发展概况......................... 错误！未定义书签。
1.2 氧气顶吹转炉炼钢的优点............................. 错误！未定义书签。
1.3 转炉炼钢生产技术发展趋势........................... 错误！未定义书签。
第二章炉型尺寸计算........................................ 错误！未定义书签。
2.1转炉炉型及其选择.................................... 错误！未定义书签。
2.2转炉炉型尺寸计算.................................... 错误！未定义书签。
2.2.1 熔池尺寸...................................... 错误！未定义书签。
2.2.2 炉容比（容积比）.............................. 错误！未定义书签。
2.2.3炉帽尺寸...................................... 错误！未定义书签。
2.2.4炉身尺寸...................................... 错误！未定义书签。
2.2.5出钢口尺寸.................................... 错误！未定义书签。
50t转炉氧枪设计说明书
河北工业职业技术学院毕业论文论文题目：50t转炉氧枪设计说明书系别材料工程系专业年级09冶金技术一班学生姓名马志龙李建刚李雷学号28 25 48指导教师黄伟青职称讲师日期 2012年3月23日河北工业职业技术学院毕业设计（论文）成绩评定表毕业设计（论文）任务书课题名称50t转炉氧枪设计说明书专业冶金技术班级09级冶金一班姓名马志龙李建刚李雷学号28 25 48一、毕业论文（设计）目的：1、学生应在指导教师指导下，独立完成冶金生产总结及调查研究工作，并整理分析所搜集的资料，最后撰写出毕业论文。
2、在毕业论文中能综合运用所学的知识。
3、通过毕业论文的撰写使学生学会围绕课题进行调研，收集整理资料，并锻炼分析问题、解决问题的能力，掌握冶金生产工作的一般程序、内容和方法。
4、培养实事求是、扎扎实实的工作作风和严肃认真的科学态度。
5、论文格式、字数符合河北工院毕业论文撰写规范。
二、毕业论文（设计）时间进度安排：论文（设计）按五周计算：第一周：熟悉毕业论文任务书，在指导教师的帮助下对该论题进行初步调研分析，查阅相关文献资料。
第二周：完成论文框架的构建，并提交论文写作大纲。
第三～四周：完成论文初稿写作。
第五周：经指导教师的审阅完成论文的定稿及写作，准备参加论文答辩。
三、计划答辩时间：2012 年6月9日～6月11日指导教师（签字）：毕业实践领导小组组长（签字）：年月日年月日50t转炉氧枪设计说明书一概述氧枪是转炉吹氧设备中的关键部分，它对顶吹氧气转炉冶炼起关键的作用，它是由喷头，枪身和枪尾组成。
在吹炼过程中转炉内的温度高达2000～2600℃，所以氧枪受到炉气和炉衬的严重的辐射。
熔池内的化学反应对氧枪严重冲刷。
所以说氧枪必须要有良好的水冷系统和牢固的金属结构，并且便于加工制造。
枪身由三层同心钢管组成，内管同氧气，内层和中层管之间是冷却水的进水通道，中层管和外层管之间是冷却水的出水通道。
喷头处于转炉内的最高温度区，因此，其必须拥有良好的导热性并且工作效率要高，保证吹炼的进行，提高工作效率。
氧气顶吹转炉炉体设计
氧气顶吹转炉炉体设计目录一转炉系统设备.............................................................................................................- 1 -1.1 炉型.....................................................................................................................- 1 -1.1.1 转炉炉型概念.............................................................................................- 1 -1.1.2 合理的炉型要求.........................................................................................- 1 -1.1.3 转炉的基本炉型.........................................................................................- 2 -1.1.3.1 筒球型.................................................................................................- 2 -1.1.3.2 锥球型.................................................................................................- 2 -1.1.3.3 截锥型.................................................................................................- 2 -1.2 转炉炉型主要参数确定.....................................................................................- 3 -1.2.1 转炉的公称容量.........................................................................................- 3 -1.2.2 炉容比.........................................................................................................- 3 -1.2.2.1 铁水比、铁水成分.............................................................................- 3 -1.2.2.2 供氧强度.............................................................................................- 3 -1.2.2.3 冷却剂的种类.....................................................................................- 4 -1.2.3 高径比.........................................................................................................- 4 -1.3 炉型主要尺寸的确定.........................................................................................- 4 -1.3.1 筒球型氧气顶吹转炉的主要尺寸.............................................................- 4 -1.3.1.1 熔池直径D..........................................................................................- 5 -1.4 炉壳.....................................................................................................................- 6 -1.4.1 炉壳的作用.................................................................................................- 6 -1.4.2 炉壳的组成.................................................................................................- 6 -1.4.2.1 炉帽.....................................................................................................- 6 -1.4.2.2 炉身.....................................................................................................- 8 -1.4.2.3 炉底.....................................................................................................- 8 -1.4.2.4 制作及要求.........................................................................................- 8 -1.5 炉体支撑系统.....................................................................................................- 9 -1.5.1 托圈与耳轴.................................................................................................- 9 -1.5.1.1 托圈与耳轴的作用、结构.................................................................- 9 -1.5.1.2 托圈与耳轴的连接...........................................................................- 10 -1.5.2 炉体与托圈...............................................................................................- 10 -1.5.3 耳轴轴承座...............................................................................................- 13 -1.6 转炉倾动机构...................................................................................................- 14 -1.6.1 工作特点...................................................................................................- 14 -1.6.1.1 减速比大...........................................................................................- 14 -1.6.1.2 倾动力矩大.......................................................................................- 14 -1.6.1.3 启动制动频繁，承受的动载荷大...................................................- 14 -1.6.1.4 工作条件恶劣...................................................................................- 15 -1.6.2 结构要求...................................................................................................- 15 -1.6.2.1 满足工艺需要...................................................................................- 15 -1.6.2.2 具有两种以上倾动速度...................................................................- 15 -1.6.2.3 安全可靠运转...................................................................................- 15 -1.6.2.4 良好的适应性...................................................................................- 15 -1.6.2.5 结构紧凑效率高...............................................................................- 15 -1.6.3 转炉倾动机构的类型...............................................................................- 16 -1.6.3.1 落地式倾动机构...............................................................................- 16 -1.6.3.2 半悬挂式倾动机构...........................................................................- 17 -1.6.3.3 全悬挂式倾动机构...........................................................................- 17 -1.6.3.4 液压式倾动机构...............................................................................- 18 -图目录图 2 氧气顶吹转炉吹氧总图...........................................................................................- 1 - 图 3 顶吹转炉常用炉型示意图.......................................................................................- 2 - 图 4 球筒型氧气顶吹转炉...............................................................................................- 4 - 图 5 炉壳..........................................................................................................................- 6 - 图 6 水箱式水冷炉口.......................................................................................................- 7 - 图 7 埋管式水冷炉口.......................................................................................................- 8 - 图 8 剖分式托圈示意图...................................................................................................- 9 - 图 9 托圈与耳轴的连接.................................................................................................- 10 - 图 10 悬挂支撑盘连接装置...........................................................................................- 11 - 图 11 双面斜垫托架夹持器结构图...............................................................................- 12 - 图 12 平面卡板夹持器连接结构...................................................................................- 12 - 图 13 薄片敢带连接结构...............................................................................................- 13 - 图 14 自动调心滚动轴承座...........................................................................................- 14 - 图 15 小型转炉落地式倾动机构...................................................................................- 16 - 图 16 大型转炉落地式倾动机构...................................................................................- 16 - 图 17 行星减速器的倾动机构.......................................................................................- 17 - 图 18半悬挂式倾动机构................................................................................................- 17 - 图 19 全悬挂式倾动机构...............................................................................................- 18 - 图 20 转炉液压传动原理示意图...................................................................................- 18 -表目录表格 1 比例系数k.............................................................................................................- 5 - 表格 2 吹炼周期与吹氧时间推荐值...............................................................................- 5 -一 转炉系统设备图 1 氧气顶吹转炉吹氧总图1.1 炉型1.1.1转炉炉型概念指用耐火材料砌成的炉衬内形。
t顶吹氧转炉炉型设计方案(正文部分)
第一章绪论1.1 炼钢技术的简史从人类社会步入工业时代开始，钢铁材料一直是人类社会最主要使用的结构材料,也是产量最大、应用最广泛的功能材料，在经济发展中发挥着举足轻重的作用，被称为“工业之脊梁”。
尽管近年来钢铁面临着陶瓷材料、高分子材料、有色金属材料（如铝）等的竞争，但由于其在矿石储量、生产成本、回收再利用率、综合性能等方面所具有的明显优势，在可以预见的将来，钢铁在工业生产中相比其他各类材料所具备的优越性和重要地位仍不会改变。
1.1.1炼钢技术的任务炼钢学是一门研究如何将高炉铁水（生铁）、直接还原铁（DRI、HBI）或废钢（铁）加热、融化，通过化学反应去除铁液中的有害杂质元素，配加合金并浇铸成半成品——铸坯并不断优化和创新的工程科学。
炼钢包括以下主要过程：（a）去除钢中的氮、磷、硫、氧、氢等杂质组分以及由废钢带入的混杂元素铜、锡、铅、铋等；（b）为了保证冶炼和浇铸的顺利进行，需将钢水加热升温至1600~1700度；（c）普通碳素钢通常需含锰、硅，低合金钢和合金钢则需含有鉻、镍、钼、钨、钒、钛、铌、铝等，为此在炼钢过程中需向钢液配加有关合金以使之合金化；（c）去除钢液中内生和外来的各类非金属夹杂物；（d）将合格钢水浇铸成方坯、小方坯、圆坯、板坯等；（e）节能和减少排放，包括回收转炉炼钢煤气、炼钢烟气余热利用、减少烟尘和炉渣排放以及炼钢烟尘污泥、炉渣、耐火材料等的返回再利用。
1.1.2炼钢技术的发展早在1856年英国人贝斯麦就发明了底吹酸性转炉炼钢法，这种方法是近代炼钢法的开端，它为人类生产了大量廉价钢，促进了欧洲的工业革命。
但由于此法采用酸性炉衬，故不能去除硫和磷两种元素，因而其发展受到了限制。
1879 年出现了托马斯底吹碱性转炉炼钢法，它使用带有碱性炉衬的转炉来处理高磷生铁。
虽然转炉法可以大量生产钢，但它对生铁成分有着较严格的要求，而且一般不能多用废钢。
随着工业的进一步发展，废钢越来越多。
在酸性转炉炼钢法发明不到十年，法国人马丁利用蓄热原理，在1864年创立了平炉炼钢法，1888年出现了碱性平炉。
氧气顶吹转炉冷态模拟吹炼实验报告
氧气顶吹转炉冷态模拟吹炼实验报告1. 背景氧气顶吹转炉是一种常用的冶金设备，用于冶炼高炉渣和熔化金属。
在冷态模拟吹炼实验中，我们通过模拟真实工业生产环境下的物理和化学过程，来研究和优化转炉的操作参数、冶金过程以及产品质量。
2. 分析2.1 实验目的本次实验旨在探究氧气顶吹转炉在冷态模拟吹炼过程中的相关参数对产品质量的影响，并提出相应的改进建议。
2.2 实验装置我们使用了一套完整的氧气顶吹转炉模拟装置，包括转炉本体、底吹风机、底吹风口、顶吹风机、顶吹风口、渣铁分离器等组成。
同时，还配备了温度传感器、压力传感器以及采样器等设备，用于监测和采集关键参数。
2.3 实验步骤以下是本次实验的主要步骤：1.将适量的废钢、废铁和石灰石加入转炉中，作为原料。
2.启动底吹风机和顶吹风机，控制氧气的流量和压力。
3.在转炉内加入适量的冷却剂，以降低温度。
4.通过顶吹风口向转炉中喷吹氧气，模拟真实生产中的顶吹过程。
5.实时监测并记录温度、压力等参数的变化。
6.根据需要，在不同时间点采集样品进行分析。
2.4 实验结果根据实验数据和分析，我们得出以下结论：1.氧气流量对冷态模拟吹炼过程中温度的分布有重要影响。
较高的氧气流量会导致温度上升较快，而较低的氧气流量则会导致温度不均匀。
2.底吹风机与顶吹风机之间的配合也是关键因素。
适当调整两者之间的比例可以改善转炉内物料的混合效果，从而提高冶金过程中金属和渣液的分离效果。
3.转炉内冷却剂的使用可以有效降低温度，减少能量损耗，并有助于控制冶炼过程中的温度分布。
4.采用适当的废钢、废铁和石灰石配比可以达到较好的冶金效果，同时减少原料成本。
2.5 实验建议基于以上分析和结果，我们提出以下改进建议：1.在实际生产中，应根据需要调整氧气流量，以实现更好的温度控制和均匀性。
2.底吹风机与顶吹风机之间的比例需要根据具体情况进行优化。
可以通过调整转炉内气流分布来提高物料混合效果。
3.进一步研究和优化冷却剂的使用方法和配方，以提高转炉冷态模拟吹炼过程中的能量利用率。
氧气顶吹转炉设计
3.1 转炉炉型设计3.1.1 转炉炉型设计概述（1）公称容量及其表示方法公称容量（T），对转炉容量大小的称谓，即平时所说的转炉的吨位。
它是转炉生产能力的主要标志和炉型设计的重要依据。
目前国内外对公称容量的含义的解释还很不统一，归纳起来，大体上有以下三种表示方法：1)以平均金属装入量（t）表示；2)以平均出钢量（t）表示；3)以平均炉产良坯量（t）表示。
在一个炉役期内，炉役前期和后期的装入量或出钢量不同，随着吹炼的进行，炉衬不断地受到侵蚀，熔池不断扩大，装入量增大，所以三种表示方法都是以其平均容量来表示。
这三种表示方法各有其优缺点，以平均金属装入量表示公称容量，便于进行物料平衡和热平衡计算，换算成新炉装入量时也比较方便。
以平均炉产良坯量表示公称容量，便于车间生产规模和技术经济指标的比较，但是在进行炉型设计时需做较复杂的换算。
以平均出钢量表示公称容量则介于两者之间，其产量不受操作方法和浇铸方法的影响，便于炼钢后步工序的设计，也比教容易换算成平均金属装入量和平均炉产良坯量。
设计的公称容量与实际生产的炉产量基本一致。
所以在进行炉型设计时采用以平均出钢量表示公称容量比较合理。
（2）炉型的定义：转炉炉型是指转炉炉膛的几何形状，亦即指由耐火材料砌成的炉衬内形。
（3）炉型设计的意义转炉是转炉炼钢车间的核心设备，炉型及其主要参数对转炉炼钢的生产率、金属收得率、炉龄等技术经济指标都有着直接的影响，炉型设计的是否合理关系到冶炼工艺能否顺利进行的问题，如喷溅问题，除与操作因素有关外，炉型设计是否合理也是个重要因素，并且车间的主厂房高度以及主要设备，像除尘设备，倾动机构设备等都与炉型尺寸密切相关。
而且转炉一旦投产使用，炉型尺寸就很难再作改动，因为不论变动直径还是高度都牵涉到耳轴位置，它是与转炉基础联系在一起的，一般不能随意变动。
所以说，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设计的关键。
第4章 氧气顶吹转炉
控制：取决于铁水P含量：脱磷任务
通常：0.40 ~ 0.80% （目前有降低的趋势） 非正常：2%Si
P：来源于矿石
影响：氧化放热：被动因素
增加石灰消耗：需要大渣量 延长冶炼周期：多次拉碳 导致严重后吹：多次拉碳
范围：生产中不作规定
省内： 0.050 ~ 0.120 %
控制：减少矿石含P量：炼铁厂
终点C：终点C低，氧化量大
三．炉渣成分变化
（CaO）：石灰熔化，逐渐升高，最终50%左右 （SiO2）：与石灰熔化相关
前期：Si氧化导致SiO2上升 中期及后期：石灰不断熔化，导致持续下降
终渣含量：10~20%
（MnO）：与石灰熔化相关
前期：Mn氧化MnO含量高 中期及后期：石灰熔化，导致MnO含量持续下降
结束供氧
氧枪升起 自动关闭供氧
吹炼结束
拉碳：根据操作因素和钢种要求，确定吹炼终点，提起
氧枪停止吹O2，倒炉、测温、取样化验钢水成分 倒炉：炉体向加料跨倾动，方便测温、取样 测温：测温枪 + 热电偶，由炉口插入钢水 钢水取样
目的：化验钢水成分
方法：♣ 样勺：钢水倒入样模，钢水凝固放出钢花
减少喷煤S含量 减少烧结用煤S含量
提高高炉炉温
铁水预处理：普遍应用 用于高附加值钢种
（二）废钢
用量：< 30%
前提条件：必须满足终点温度要求 影响因素：实际生产中影响因素很多
钢种：高碳钢用量少 铁水温度：温度低用量少 浇注条件：开浇炉次用量少 铁水包容量：限制铁水用量 废钢供应：废钢短缺 原料条件：生烧石灰用量少 铁水成分：Si低时用量少 ★废钢熔化吸热
二．熔池内成分变化
[Si]
开始氧化时间：供氧后，最先氧化
包钢炼钢厂50吨转炉设计
包钢炼钢厂50吨转炉设计摘要：一、包钢炼钢厂50 吨转炉设计的背景和意义二、50 吨转炉的设计原理和关键技术三、50 吨转炉的设计流程和实施步骤四、50 吨转炉设计的优势和预期效果五、总结正文：一、包钢炼钢厂50 吨转炉设计的背景和意义包钢炼钢厂是我国重要的钢铁生产基地之一，一直以来都在为国家的经济发展和社会进步做出重要贡献。
为了提高生产效率，降低生产成本，提升产品质量，包钢炼钢厂决定设计一款50 吨转炉。
这款转炉的设计，不仅可以满足市场需求，还能推动钢铁行业的技术进步，具有重要的现实意义和深远的历史意义。
二、50 吨转炉的设计原理和关键技术50 吨转炉的设计原理主要是利用高温下的氧化还原反应，将铁矿石还原成纯铁。
在这个过程中，需要对炉内温度、压力、氧气浓度等进行精确控制，以保证钢铁的质量和产量。
关键技术包括高温熔融技术、氧气控制技术、炉内压力控制技术等。
三、50 吨转炉的设计流程和实施步骤设计50 吨转炉的过程可以分为两个阶段，第一阶段是设计阶段，主要包括确定转炉的规模、结构、材料等；第二阶段是实施阶段，主要包括转炉的制造、安装、调试等。
在设计阶段，需要进行详细的设计计算，以确定转炉的各项参数。
在实施阶段，需要严格按照设计要求进行，以保证转炉的正常运行。
四、50 吨转炉设计的优势和预期效果50 吨转炉的设计，可以大幅提高炼钢的效率和质量，降低生产成本。
预期效果主要包括提高钢铁产量、降低生产成本、提高产品质量等。
此外，50 吨转炉的设计，还能推动我国钢铁行业的技术进步，提升我国钢铁行业的国际竞争力。
五、总结包钢炼钢厂50 吨转炉的设计，是一项重要的技术创新，对于提高我国钢铁行业的技术水平，推动我国钢铁行业的发展具有重要的作用。
包钢炼钢厂50吨转炉设计
包钢炼钢厂50吨转炉设计
【原创实用版】
目录
一、包钢炼钢厂 50 吨转炉设计的背景和意义
二、转炉设计的主要参数和特点
三、转炉设计的实施过程和难点
四、转炉设计的效果和影响
正文
一、包钢炼钢厂 50 吨转炉设计的背景和意义
包钢炼钢厂是我国重要的钢铁生产基地之一，其 50 吨转炉设计项目旨在提升生产效率，降低生产成本，同时保证钢铁的质量和性能。
在当前的钢铁市场中，提高生产效率和降低成本是企业生存和发展的关键，因此，包钢炼钢厂的 50 吨转炉设计具有重要的现实意义。
二、转炉设计的主要参数和特点
50 吨转炉的设计主要涉及炉体的尺寸、结构、材料、冷却系统、炉内气体流动等方面。
其中，炉体尺寸和结构是设计的基础，直接影响到转炉的产量和效率。
材料选择则关系到炉体的使用寿命和安全性。
冷却系统和炉内气体流动的设计则关系到钢铁的质量和性能。
三、转炉设计的实施过程和难点
转炉设计的实施过程主要包括设计、制造、安装、调试等环节。
其中，设计阶段需要充分考虑生产需求和实际条件，制定合理的设计方案。
制造阶段需要保证炉体材料的质量和加工精度。
安装阶段需要保证炉体的稳定性和安全性。
调试阶段需要确保炉内气体流动和冷却系统的正常运行。
整个过程中，最大的难点在于如何在保证产量和效率的同时，确保钢铁的质量和性能。
这需要设计者具有丰富的经验和专业知识。
四、转炉设计的效果和影响
50 吨转炉的设计成功实施后，包钢炼钢厂的生产效率得到了显著提升，生产成本得到了有效控制，同时钢铁的质量和性能也得到了保证。
转炉设计 (2)-推荐下载
炉身容积： V身=总V池帽 -V -V
④炉身高度：
炉身高度：根据公式计算可得：
⑤炉型内高
H内=帽h身+H +H =
d ST =6 d出 =6×0.127=0.762(m) LT =7 d出 =7×0.127=0.889(m)
V 总=1.05×50 = 52.5（m3）
H身=
V身 D2
1.1.3 底部供气构件的设计
锥球型熔池倒锥度一般为 12°~30°，当球缺体半径 R=1.1D 时，球缺体高
=0.09D 的设计较多。熔池体积和熔池直径 D 及熔池深度 h 有如下的关系：
h1
由 G 1V池 可得：
将V池 代入式(7-2)得：
h
V池
V池 0.033D3 0.665D 2
G 1
50 7.05
7.09 (m3)
30～100
1.75～1.85
表 1-2 平均每炉钢冶炼时间推荐值
30～100
28～32(12～16 32～38(14～18 38～45(16～20
)
注：括号内数系吹氧时间参考值。
)
设计中转炉的公称容量为 50t，取 K 为 1.85，t 取 15min。可得：
(4) 熔池深度 h
D 1.85 50 3.38 m 15
＞100
1.50～1.75
＞100
0.665 3.382
)
(1-1)
备注 大容量取下限，小容 量取上限
备注 结合供氧强度、铁水成 分、所炼钢种等具体条 件确定
(1-2)
一致的，故须确定的尺寸是炉身高度 H身 。
H身
4V身 D 2
氧气顶吹转炉炼钢工艺及设备
第二章氧气顶吹转炉炼钢工艺及设备2.1炼钢用原材料2．1．1．1铁水1．对铁水化学成分的要求：w[C]%=4.00%，w[Si]%=0.3%~0.6%；Mn/Si=0.80~1.00；w[P]%≤0.20%；w[S]% ≤0.05%。
2．对铁水温度的要求：1250~1300℃。
3．铁水预处理：“三脱”—脱S、脱P、脱Si。
2．1．1．2废钢：1）．外形尺寸、块度适当；2）.不得混有铁合金且无中空封闭器皿及易燃易爆物；3）.清洁干燥；4）.不同性质的废钢分类堆放，避免冶炼困难及贵金属浪费。
2．1．1．3铁合金杭钢转炉：Si-Ca；Si-Ca-Ba；Al-Ca；Mn-Fe。
2．1．2非金属材料2．1．2．1造渣剂1．石灰（CaO）：主要造渣材料。
石灰的作用：1）.造高碱度炉渣，对碱性炉衬起保护作用；2).促进S、P的去除。
活性石灰：在900~1200℃范围内加回转窑或其他先进炉窑中焙烧成的石灰。
其特点：气孔率高，呈海绵状，体积密度小，比表面积大，石灰晶粒小，化学成分好。
2．萤石（CaF2）：熔点：930℃。
助熔3．生白云石(CaCO3·MgCO3)：减少萤石和石灰的用量，增加渣中MgO的成分。
2．1．2．3冷却剂2．1．2．4其他材料1．增碳剂：固定碳高，灰分、挥发分和S、P、N等杂质含量低且干燥、干净、粒度适中。
2．氧化剂2．2氧气顶吹转炉炼钢工艺2．2．1一炉钢的吹炼过程1.工艺：1）.装料；2).吹炼（前、中、后）；3.）出钢；4).溅渣护炉；5).倒渣。
2．前、中、后三个时期的任务：1）．吹炼前期任务：早化渣，多去磷，保护炉衬。
（高枪位）2）．吹炼中期任务：保证炉渣不“返干”，不喷溅，快速脱C、S，均匀升温。
（适当降低枪位）3）．吹炼后期任务：成分、温度均匀，加强搅拌，稳定火焰，便于判断终点，同时降低渣中Fe含量，减少铁损达到溅渣要求。
（降枪）2．2．2温度的变化规律：2．2．3装入操作1）.定量装入；2）.定深装入；3）.分阶段定量装入。
50吨顶底复吹转炉改造及工艺实践
第 ２期 （ 总第 １ ６ ４期 ）
５ Ｏ吨 顶 底 复 吹 转 炉 改 造 及 工 艺 实 践
纪瑞东 ， 李 俊 ， 赵 圣功 ， 李 松， 刘 志民
（ 炼钢厂）
摘
要： 介 绍 了莱钢 炼钢 厂开发 的 小吨位 顶底 复吹转 炉 工艺技 术 ， 通 过 炉体装 配和 耳轴校 核设
由于 复 吹转 炉综 合 了顶 吹转 炉 反应 速 度 快 ， 底
２ ． １ 转 炉炉体 装 配优化及 耳轴 的校 核设 计
由于是在 线改 造 ， 原 有 的主体装 备 未发 生改 变 ，
增 上底 吹后 ， 炉底 的安装 存在 较大 难度 ， 所 以对现 有
吹转炉 吹炼 平稳 的优 点 ， 同 时避 免 了顶 吹转 炉 易 喷
计、 新型 炉底 结构设 计 、 底 吹枪 布置及 长寿技 术 、 底吹 流 量模型 的研 究与 开发 等措 施 的 实施 ， 终
点钢 水氧 含 量 降低 至 ２ ４ ０×１ ０～， 终 点钢 水 残锰 含 量提 高 ０ ． ０ ３ ％， 成 功 开发 了 Ｊ ６ ５ Ｍｎ等 新钢 种， 对 降本增 效和提 高产品质 量有 重要 的意 义。
会 导致 炉底 接缝 穿钢 恶性 事故 。
作者简介 ： 纪瑞东（ １ ９ ８ ２一） ， 男， ２ ０ ０ ６年毕业于西安建筑科技大学材 料物理专业 。工程师 ， 从事炼钢技术 管理工作 。
１ ２
图１ 新 设 计 炉 体 结 构 下 锥 段
３号 炉原有 的耳轴 设 计 为 中 间 ０ ２ ０ ０ ｍｍ空 腔 ，
３ ） 复 吹转炉新 炉 役 生产 初 期 ， 底 吹 供 气 比较 集
中， 钢 液对 透气 部分 的冲刷 较大 ， 底 吹枪部 位容 易形 成 凹坑 ， “ 炉渣 一金属蘑 菇 头” 难 以形 成 。 ４ ） 国 内小 吨 位 顶 底 复 吹转 炉较 少 ，无 成 熟 的 复 吹工艺 技术值 得借 鉴 ，需根 据莱 钢 现有 的原料 条
转炉基础设计方案
转炉基础设计方案转炉是一种用于炼钢的重要设备，其基础设计方案的合理性和可靠性直接关系到整个冶金过程的正常进行和生产效益的提高。
下面给出一份转炉基础设计方案的700字示例：一、设计目标：该转炉设计旨在提高钢水质量和生产效率，并减少能源消耗和环境污染。
主要目标包括提高炉后合格品质率、降低转炉喷吹时间、增加钢水温度的恒定性和提高炉后脱氧效果。
二、转炉型号选择：根据生产工艺和产能需求，选用50吨中倾转炉作为目标型号。
该型号具有适中的产能和灵活的操作性能，能够满足生产需求。
三、结构设计：转炉底本身使用整体浇铸，底部设计防爆口，以应对突发情况。
炉身采用钢筋混凝土结构，增加了稳定性和耐磨性。
炉盖采用活动式结构，方便装卸料和维护。
四、吹氧系统设计：吹氧系统采用双面吹氧，以提高氧气利用率和搅拌效果。
吹风系统要求高压、大流量、稳定性好，并配备过滤装置，防止炉衬堵塞。
同时，安装可调节喷嘴，以便根据不同炼钢工艺的需要进行调整。
五、钢渣处理系统设计：为了提高钢渣处理效率，设计采用双辊倾转混渣机，以提高钢渣的处理速度和均匀度。
同时增加钢渣铺垫泥石圈，以提高钢渣的液流性和隔热性，减少热损失。
六、自动化控制系统设计：为了提高生产效率和产品质量，设计采用现代化的自动化控制系统。
通过温度传感器、压力传感器和氧气含量传感器等监控设备，及时获取各个指标的数据，并通过计算机控制中心进行集中处理，实现转炉的自动化操作。
七、安全防护措施设计：为了保障生产人员的安全，设计要求安装爆炸防护装置，实时监测转炉内部的温度和压力，并在超过设定值时及时报警。
此外，还要配备火焰探测器和自动灭火系统，以应对火灾和爆炸等紧急情况。
这是一份转炉基础设计方案的示例，能够满足提高钢水质量和生产效率的要求，并符合安全防护标准。
当然，实际设计还需根据具体情况进行细化和优化。
某炼钢厂50吨转炉底吹系统技术方案及设备选型.doc
某炼钢厂50吨转炉底吹系统技术方案及设备选型-顶底复吹转炉改造1前言2炼钢厂改造前工艺及设备现状2.1工艺状况2.2设备状况转炉选用的是活炉底，耳轴只有3个通气孔，配套的旋转接头只3个通气孔，没有底吹阀门系统，转炉的控制系统为西门子控制系统，吹炼PLC为西门子S7400系列，操作画面是Wincc。
3改造方案确认3.1概述氮气、氩气送至底吹阀站，一个阀站对应一座转炉，阀站内有一条控制主管路，三条控制支管路，每条管线单独控制一块透气砖，管线设备有旁通阀。
从阀站出来的管线经转炉旋转接头送至底的透气砖上。
阀前氮气压力≥1.0～1.3Mpa，流量40～400Nm3/h。
3.2转炉底吹气工艺参数复吹型式：弱搅拌型复吹方式底吹气体种类：氮气（N2）底吹气体介质要求：氮气要求无油，气体杂质（特别是H2O，O2）含量小于百万分之一。
透气砖型式和块数（每座转炉）：针管式透气砖3块3.3气路设计50吨转炉炉底透气砖设计为3块，现有转炉短耳轴旋转接头有5个通道，其中2个通道为炉帽冷却水通道，一进一出，另3通道进气管。
转炉底吹系统原则上设计成一个通道对应一块透气砖，能够实现一对一控制，如果一块砖堵塞，也不会影响另外砖的流量、压力控制。
3.4工艺设备旋转接头：安装在转炉耳轴上氮气供气通道，要求旋转接头通水与通气分开，通气通道内不会进水，配套选型旋转接头能满足工艺要求。
3.5控制仪表设备压力测量仪表：测量氮气总管和各支管的压力，信号送至PLC中，现场配有减振压力表。
快速切断阀：氮气总管和各支管配有快速切断控制并由PLC控制，能保证总管控制及各方管分开控制，总管总管压力调节阀：控制氮气总管压力，PLC控制，控制气源压力0.5～0.7MPa 电磁电源DC24V、输入信号ON/OF，公称通径DN50公称压力2.5MPa，输入信号4～20mA，调节后压力0～1.3MPa。
流量计：测量总管及各支管氮气体流量，信号送至PLC中，是控制底吹流量调节阀的关键。
氧气顶吹阀门站设计统一规定
氧气顶吹阀门站设计统一规定1、转炉吹氧和溅渣护炉吹氮流程，按转炉公称容积大小配置两种流程：分别为≥100t转炉和<100t转炉，详见附图。
2、管径选择2.1阀站氧气总管管径选择：管道输送能力按最终规模的最大吹氧量计，计算压力取吹氧最低工作压力即0.9MPa(A)。
2.2 每座转炉顶吹氧气管管径选择：管道输送能力按最大吹氧量计，计算压力取吹氧最低工作压力即0.9MPa(A)。
温度校正按最高40℃计。
2.3 阀站氮气总管管径选择：管道输送能力按一座转炉溅渣护炉最大吹氮量和其它用氮量(如氮封等)之和计，炼钢专业另有委托要求的除外。
计算压力取溅渣用氮最低工作压力即0.9MPa(A)。
2.4 每座转炉溅渣护炉吹氮管管径选择：管道输送能力按每个转炉溅渣护炉最大吹氮量计，计算压力取溅渣用氮最低工作压力即0.9MPa(A)。
3、管道材质选择3.1 阀站氧气总管材质：选用输送流体用无缝钢管(20)。
总管末端若设置放散，则放散阀后管道材质应为输送流体用不锈钢无缝钢管(0Cr18Ni9)。
3.2 每座转炉顶吹氧气管材质：除附图中示意必须设置铜管的位置外，其余管段选用输送流体用不锈钢无缝钢管(0Cr18Ni9)。
3.3 每座转炉溅渣护炉氮气管材质：除附图中示意位置与氧气支管连接区域必须设置为输送流体用不锈钢无缝钢管(0Cr18Ni9)外，其余管段选用输送流体用无缝钢管(20)。
4、焊接要求4.1 氧气管道：碳素钢和不锈钢的焊接应采用氩弧焊打底；4.2 氮气管道：氮气过滤器后至氧枪管段的碳素钢和不锈钢管道应采用氩弧焊打底焊接。
5、吹扫和脱脂要求5.1 氧气管道：按国家规范要求执行；5.2 氮气管道：氮气过滤器后至氧枪管段的碳素钢和不锈钢管道应按氧气管道的要求执行。
6、其它要求a.氧气过滤器和氮气过滤器的前后管道上设置就地压力表。
b.如图所示，在工艺布置位置允许的情况下，氮气插入氧气支管位置宜设置在氧气支管流量计量装置之后(靠氧枪侧)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
50吨氧气顶吹转炉炉体设计1 氧气顶吹转炉炼钢的发展概况氧气顶吹转炉炼钢法是20世纪50年代产生和发展起来的炼钢技术，但从起出现至今已有100多年的历史。
早在1856年英国人亨利·贝塞麦就研究开发了酸性底吹转炉炼钢法，以铁水为原料，从转炉底部通入空气氧化去除杂质冶炼成钢。
第一次实现了液态钢冶炼的规模生产，从此进入了现代钢铁工业生产阶段。
1878年德国尼·托马斯研究发明的碱性底吹转炉炼钢法，以碱性耐火材料砌筑炉衬，吹炼过程中可加入石灰造渣，能够脱除铁水中的P、S，解决了高磷铁水冶炼技术问题。
由于转炉炼钢法有生产率高、成本低、设备简单等优点，在欧洲得到迅速的发展，并成为当时主要的炼钢方法。
第二次世界大战之后，从空气中分离氧气技术的成功，提供了大量廉价的工业纯氧，使贝塞麦的氧气炼钢设想得以实现。
由于氧气顶吹转炉炼钢首先在林茨和多那维茨两城投入生产，所以取这两个城市名称的第一个字母L-D（LD）作为氧气顶吹转炉炼钢法的代称。
LD炼钢法具有反应速度快，热效率高，又可使用约30%的废钢为原料；并克服了底吹转炉钢质量差，品种少的缺点；因而一经问世就显示出巨大的优越性和生命力。
进入20世纪70年代以后，顶吹转炉炼钢技术趋于完善。
转炉的最大公称吨位达380t；单炉生产能力达到400~500万t/a；能够冶炼全部平炉钢种，若与有关精炼技术相匹配，还可以冶炼部分电炉钢种；大型转炉炉龄在1999年达到10000炉次/炉役以上；并实现了计算机控制终点碳与出钢温度。
1951年碱性空气侧吹转炉炼钢法首先在我国唐山钢厂试验成功，并于1952年投入工业生产。
1954年开始了小型氧气顶吹转炉炼钢的试验研究工作，1962年将首钢试验厂空气侧吹转炉改建成3t氧气顶吹转炉，开始了工业性试验。
在试验取得成功的基础上，我国第一个氧气顶吹转炉炼钢车间（2×30t）在首钢建成，于1964年12月26日投入生产。
以后，又在唐山、上海、杭州等地改建了一批3.5~5t的小型氧气顶吹转炉。
1966年上钢一厂将原有的一个空气侧吹转炉炼钢车间，改建成3座30t的氧气顶吹转炉炼钢车间，并首次采用了先进的烟气净化回收系统，于当年8月投入生产，还建设了弧形连铸机与之相配套，试验和扩大了氧气顶吹转炉炼钢的品种。
这些都为我国日后氧气顶吹转炉炼钢技术的发展提供了宝贵经验。
此后，我国原有的一些空气侧吹转炉车间逐渐改建成中小型氧气顶吹转炉车间，并新建了一批中、大型氧气顶吹转炉车间。
20世纪80年代宝钢从日本引进建成具有70年代末技术水平的300t大型转炉3座、首钢购入二手设备建成210t转炉车间；90年代宝钢又建成250t转炉车间，武钢引进250t 转炉，唐钢建成150t转炉车间，重钢和首钢又建成80t转炉炼钢车间；许多平炉车间改建成氧气顶吹转炉车间等。
到1998年，我国氧气顶吹转炉共有221座，其中100t以下的转炉有188座，（50-90t的转炉有25座），100-200t的转炉有23座，200t以上的转炉有10座，最大公称吨位有300t。
顶吹转炉钢占年总钢产量的82.67%。
2 炉型分类转炉由炉帽、炉身、炉底三部分组成，目前常用的炉帽系一上小下大的正口形截圆锥体。
炉帽以下、熔池面以上的炉身部分为圆筒形。
熔池面一下的炉底部分，其形状视熔池形状而定，根据修炉方式的不同，有死炉底与活炉底之分，前者适用于上修，后者适用于下修。
所谓转炉炉型是指由炉帽、炉身、炉底三部分组成的炉衬内部空间或炉膛的几何形状。
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型、锥球型和截锥型三种。
常见转炉炉型(a)筒球型；(b)锥球型；(c)截锥型（1）筒球型其熔池形状由一球缺体和一圆筒体两部分组成。
这种炉型炉衬砌筑简单，炉壳容易制造，其形状比较接近于金属流的循环轨迹。
通常，球缺底半径R=(0.9-1.2)D。
当R=1.1D时，熔池体积Vc（m3）与熔池直径D（m）有如下关系：Vc=0.790hD2-0.046D3在装入量和熔池直径均相同的情况下，于其它两种炉型相比，筒球型的熔池略浅些。
这就是说，当熔池面积足够大时，可确保合适的熔池深度。
显然，它对进一步提高供氧强度、促进渣钢反应和减少喷溅都是有利的。
因此，我国1993年5月新颁布的YB9058-92《炼钢工艺设计技术规定》提出：150t以上的转炉采用筒球型死炉底。
（2）锥球型其熔池形状由一球缺体和一倒截锥体两部分组成，倒锥角度一般为12-13°。
这种炉型的形状更符合钢渣环流的要求，炉衬蚀损后，其形状变化较小，对操作较为有利。
在装入量和熔池深度均相同的情况下，熔池直径比筒球型的大。
当球缺底半径R=1.1D和球缺体高度h′=0.09D是熔池体积Vc（m3）与熔池直径D（m）和熔池深度h（m）有如下关系：Vc=0.665hD 2-0.033D 3目前，有些国家已将这种炉型用于大容量炉子，特别是德国应用比较普遍。
但由于大的熔池直径需靠增大炉壳来实现，所以同等条件下，其投资高于筒球型炉子。
我国过去已建成的30-80t 转炉多用锥球型。
（3）截锥型 该炉型的熔池形状为一个倒截锥体。
在装入量和熔池直径相同的情况下，其熔池最深。
因此不适宜大容量转炉。
我国过去已建成的30t 以下的小炉子应用较多，但国外已很少用这种炉型。
通常倒截锥体的底部直径d≈0.7D ，这时熔池体积Vc （m 3）与熔池直径(m)和熔池深度h （m ）有如下关系：Vc=0.574hD 2除上述三种基本炉型外，在矿石含磷较高的西欧一些国家，采用喷石灰粉冶炼高磷生铁时，也有的选择了炉身为上大下小且炉帽倾角很小的炉子。
显然，较大的炉膛上部反应空间，对冶炼过程中增大渣量、造泡沫渣脱磷颇为有利，但该炉型砌筑复杂，炉衬寿命短，一般不用。
3 炉型选择锥球型炉型的形状更符合钢渣环流的要求，炉衬蚀损后，其形状变化较小，对操作较为有利。
在装入量和熔池深度均相同的情况下，增加了熔池反应面积。
而且我国过去已建成的30-80t 转炉多用锥球型，在中小型转炉的设计上应用较普遍。
所以本次50t 氧气顶吹转炉采用锥球型炉型。
4 炉型尺寸计算4.1 炉容比的确定炉容比是指转炉有效容积V t 与公称容量G 的比值V t /G(m 3/t)。
V t 系炉帽、炉身和熔池三个内腔容积之和。
公称容量以转炉炉役期的平均出钢量来表示。
确定炉容比应综合考虑。
通常，铁水比增大，铁水中Si 、S 、P 含量高，用矿石作冷却剂以及供氧强度提高时，为了减少喷溅或溢渣损失，提高金属收得率和操作稳定性，炉容比要适当增大。
但过大的炉容比又会使基建和设备投资增加。
对于大型转炉，由于采用多孔喷枪和顶底复吹，操作比较稳定，因此在其他条件相同的情况下，炉容比有所减少。
转炉新砌炉衬的炉容比推荐值为0.90-0.95m 3/t ，大转炉取下限，小转炉取上限。
本次设计，取炉容比为95.0 GV t 4.2 熔池尺寸的确定4.2.1熔池直径D 的计算熔池直径的计算公式tG K D = 式中 D —熔池直径，m ；G —新炉金属装入量，t ，可近似地取公称容量；t —平均每炉钢纯吹氧时间，min 具体参见表1推荐的平均每炉钢冶炼时间和实际生产条件来确定；K —比例系数，可参照表2确定。
表1 平均每炉钢冶炼时间推荐值注：括号内数字系吹氧时间参考值表2 不同吨位下的K 值确定熔池体积V C ：314.70.750m G V C ===金ρ (钢液的密度取t m /0.73)确定吹氧时间t 和比例系数K ：由表1和表2知，t 取15min ，K 取1.854.2.2 熔池深度h 的计算锥球型熔池深度的计算公式为：mm m D D Vc h 111011.138..3665.038.3033.014.7665.0033.02323==⨯⨯+=+= 4.2.3 熔池其他尺寸的确定。
① 球缺体高度高度h′：h′=0.09D=0.09×3380=304mm（取整数300mm ）② 球缺底半径R ：mm m D 338038.3155085.1==⨯=mm D R 372033801.11.1=⨯==（取整数3720mm ）4.3 炉帽尺寸的确定顶吹转炉一般都用正口炉帽，其主要尺寸有炉帽倾角、炉口直径和炉帽高度。
设计时，应考虑以下因素：确保其稳定性；便于兑铁水和加废钢；减少热损失；避免出钢时钢渣混出或从炉口流渣；减少喷溅。
4.3.1炉帽倾角θ：倾角过小，炉帽内衬不稳定性增加，容易倒塌；过大时，出钢时容易钢渣混出和从炉口大量流渣。
目前倾角多为60±3°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来说要小些。
本次设计，取︒=60θ。
4.3.2 炉口直径d ：一般说来，在满足兑铁水和加废钢的前提下，应适当减小炉口直径，以利于减小热损失，减少空气进入炉内影响炉衬寿命和改善炉前操作条件。
实践证明，取炉口直径为熔池直径的43-53%为适宜。
另外，从减少喷溅考虑，要求炉气从炉口排出的速度小于15m/s 。
本次设计，取mm D d 1690338050.050.0=⨯==4.3.3 炉帽高度H 帽：为了维持炉口的正常形状，防止因砖衬蚀损二使其迅速扩大，在炉口上部设有高度为H 口=300-400mm 的直线段。
本次设计取H 口=300mm 。
因此炉帽高度为：mm H d D H 176430060tan 216903380tan 2=+︒-=+-=口帽θ （取整数1770mm ）在炉口处设置水箱试水冷炉口。
炉帽总容积为：322222223303.73.069.1785.0)69.169.138.338.3(3.077.162.20785.0d Dd D H H 262.04tan 24m H d H d d D V =⨯⨯-+⨯+-⨯=-++-=+-=）（））（（）（口口帽口帽πθπ4.4 炉身尺寸的确定① 炉膛直径D 膛=D （无加厚段）② 根据选定的炉容比为0.95，可求出炉子有效容积为：350.475095.0m V t =⨯=333.3314.703.750.47m V V V V t =--=--=池帽身③ 炉身高度：mm m D V H 372072.338.3433.33422====ππ身身 则转炉有效高度：mm H H h H 6600372017701110=++=++=身帽内4.5 出钢口尺寸的确定出钢口尺寸一般都设在炉帽与炉身的交界处，以便当转炉处于水平位置出钢时其位置最低，可使钢水全部出净。
出钢口的主要尺寸是中心线的水平倾角和直径。
4.5.1 出钢口中心线水平倾角θ1：为了缩短出钢口长度，以利维修和减少钢液二次氧化及热损失，大型转炉的θ1趋向减小。