转炉设计

氧气顶吹转炉设计

姓名XXX

学号XXX

冶金工程XXXX

材料科学与工程学院

目录

1.原始条件

2.炉型选择

3.炉容比的确定

4.熔池直径的计算

5.炉帽尺寸的确定

6.炉身尺寸的确定

7.出钢口尺寸的确定

8.炉衬厚度确定

9.炉壳厚度的确定

10.验算高宽比

序言

现在钢铁联合企业包括炼铁，炼钢，轧钢三大主要生产厂。炼钢厂则起着承上启下的作用，它既是高炉所生产铁水的用户，又是供给轧钢厂坯料的基地，炼钢车间的成产正常与否，对整个钢铁联合企业有着重大影响。

目前，氧气转炉炼钢设备的大型化，生产的连续化和高速化，达到了很高的生产率，这就需要足够的设备来共同完成，而这些设备的布置和车间内各种物料的运输流程必须合理，才能够使生产顺利进行。

转炉是炼钢车间的核心设备，设计一座炉型合理满足工艺需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。

炉衬简介

1 炉衬组成

转炉炉衬由永久层，填充层和工作层组成。永久层紧贴着炉壳钢板，通常是用一层镁砖或铝砖侧砌而成，其作用是保护炉壳。修炉时一般不拆除炉壳永久层填充层介于永久层和工作层之间，一般用焦油镁砂或焦油白云石料捣打而成。工作层直接与钢水，炉渣和炉气接触，不断受到物理的，机械的和化学的冲刷，撞击和侵蚀作用，另外还要受到工艺操作因素的影响，所以其质量直接诶关系到炉龄的高低。

国内外中小型转炉普遍采用焦油白云石或焦油镁砂质大砖砌筑

炉衬。为提高炉衬寿命，目前已广泛使用镁质白云石为原料的烧成油浸砖。我国大中型转炉多采用镁碳砖。

2 炉衬砌筑

(1) 砌筑顺序：

转炉炉衬砌筑顺序是先测定炉底中心线，然后进行炉底砌筑，在进行炉身，炉帽和炉口的砌筑，最后进行出钢口炉内和炉外部分的砌筑。

(2) 砌筑要求

①背紧，靠实，填满找平，尽量减少砖缝;

②工作层实行干砌，砖缝之间用不定型耐火材料填充，捣打结实；

③要注意留有一定的膨胀缝.

3 提高炉衬寿命的措施

(1) 提高耐火材料的质量；

(2) 采用均衡炉衬提高砌炉质量；

(3) 改进操作工艺；

(4) 转炉热态喷补；

(5) 激光监测；

(6) 采用溅渣护炉技术；

120吨氧气顶吹转炉设计

1. 原始条件

炉子平均出钢量为120吨 铁水采用P08低磷生铁；

氧枪采用六孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0MPa 。

2. 炉型选择

根据初始条件采用锥球型作为设计炉型。

转炉由炉帽、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。有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。炉型的选择往往与转炉的容量有关。

所选120吨转炉属中型故用锥球型。和相同体积的筒球型相比，锥球型熔池比较深，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P ，S 。我国的中小型转炉普遍采用这种炉型

3. 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，贴水中Si 、S 、P 行两高，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。

本题中，取炉容比为

90.0 G

V t

4. 熔池直径的计算

① 熔池直径的计算 熔池直径的计算公式

t

G K

D = 式中D 熔池直径，m ； G 新炉金属装入量，t ； t 吹氧时间，min ； K 比例系数，如表1所示。

表1

不同吨位下的K 值

A ． 确定初期金属装入量G ：则

3143.170

.7120

m G

V ==

=

金

金ρ (钢液的密度取t m /0.73)

B ． 确定吹氧时间：

根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为50~57m 3/t 钢，高磷铁水为62~69m 3/t 钢，本设计采用低磷铁水，取吨钢耗氧量为50m 3/t 钢，并取吹氧时间为18min （参见表2）。

则

()[

]

min /78.218

50)/332

⋅===t m t m q O 吹氧时间吨钢耗氧量（供氧强度

取7.1=K

则

氧气射流穿透深度

m

D 39.418

120*7.1==

m n

Tq H O 007.1678.212036.036.0256

.0256

.02

=⎪

⎭

⎫

⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=穿

② 熔池深度的计算

筒球型熔池深度的计算公式为：

m D D V h 555.139

.4665.039.4033.0143.17665.0033.02

323=⨯⨯+=+=金 W 为防止炉底直接接受氧气射流冲击，氧气射流穿透深度应小于熔池深度，

一般应使h H 7.0<穿

本题中：

m h m H 0885.17.0555.17.0007.1=⨯=⨯<=穿

符合要求。

所以确定

m h m D 555.1,39.4==

即D=4390mm, h=1555mm ③ 熔池其他尺寸的确定。 球冠的弓形高度：

m D h 395.039.409.009.01=⨯===395mm

炉底球冠曲率半径：

m D R 829.439.41.11.1=⨯==

取整R=4830mm 锥度的确定：

()()329.0395.0555.15.0tan 2

12=-⎪⎭

⎫ ⎝⎛---=h R R D α

2.18=α符合倒锥度推荐值（ 12~ 30）

5. 炉帽尺寸的确定

① 炉口直径d

取

m D d 11.239.448.048.0=⨯===2110mm

② 炉帽倾角θ（

选取原则：便于炉气逐渐收缩逸出，减少炉气对炉帽衬砖的冲刷侵蚀；使帽锥各层砖逐渐收缩，缩短砌砖的错台长度，增加砌砖的稳定性。如果角度值过大，砌砖错台太长容易脱落。

取

︒=60θ.

③ 炉帽高度H 帽；

取H 口=350mm ，则整个炉帽高度为：