设计一座公称容量为80吨的转炉和氧枪
转炉炼钢5大制度
【本章学习要点】本章学习转炉炼钢的装入制度、供氧制度、造渣制度、温度制度及其操作，终点控制及出钢，脱氧及合金化，转炉吹损与喷溅，顶底复合吹炼，转炉操作事故及处理。
第一节转炉冶炼过程概述氧气顶吹转炉炼钢过程，主要是降碳、升温、脱磷、脱硫以及脱氧和合金化等高温物理化学反应的过程，其工艺操作则是控制装料、供氧、造渣、温度及加入合金材料等，以获得所要求的钢液，并浇成合格钢锭或铸坯。
从装料起到出完钢、倒完渣为止，转炉一炉钢的冶炼过程包括装料、吹炼、脱氧出钢、溅渣护炉、倒渣等几个阶段。
一炉钢的吹氧时间通常为l2～18min ，冶炼周期(相邻两炉之间的间隔时间，即从装料开始到装料开始或者从出钢毕到出钢毕)通常为30～40min。
表10—1为氧气顶吹转炉生产一炉钢的操作过程，图10—1为转炉吹炼一炉钢过程中金属和炉渣成分的变化。
吹炼的前l／3—1／4时间，硅、锰迅速氧化到很低的含量。
在碱性操作时，硅氧化较彻底，锰在吹炼后期有回升现象；当硅、锰氧化的同时，碳也被氧化。
当硅、锰氧化基本结束后，随着熔池温度升高，碳的氧化速度迅速提高。
碳含量<0.15％以后，脱碳速度又趋下降。
在开吹后不久，随着硅的降低，磷被大量氧化，但在吹炼中后期磷下降速度趋缓慢，甚至有回升现象。
硫在开吹后下降不明显，吹炼后期去除速度加快。
熔渣成分与钢中元素氧化、成渣情况有关。
渣中CaO含量、碱度随冶炼时间延长逐渐提高，中期提高速度稍慢些；渣中氧化铁含量前后期较高，中期随脱碳速度提高而降低；渣中Si02，Mn0，P205含量取决于钢中Si，Mn，P氧化的数量和熔渣中其他组分含量的变化。
在吹炼过程中金属熔池升温大致分三阶段：第一阶段升温速度很快，第二阶段升温速度趋缓慢，第三阶段升温速度又加快。
熔池中熔渣温度比金属温度约高20-1000C。
根据熔体成分和温度的变化，吹炼可分为三期：硅锰氧化期(吹炼前期)、碳氧化期(吹炼中期)、碳氧化末期(吹炼末期)。
氧气顶吹转炉设计
氧气顶吹转炉设计姓名XXX学号XXXX冶金工程XXXX材料科学与工程学院目录1.原始条件------------------------------32.炉型选择------------------------------33.炉容比的确定------------------------34.熔池直径的计算---------------------45.炉帽尺寸的确定---------------------66.炉身尺寸的确定---------------------67.出钢口尺寸的确定------------------78.炉衬厚度确定------------------------89.炉壳厚度的确定---------------------910.验算高宽比---------------------------9氧气顶吹转炉设计1. 原始条件炉子平均出钢量为50t ，钢水收得率为92％，最大废钢比取20％，采用废钢矿石法冷却；铁水采用P08低磷生铁；氧枪采用五孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0MPa 。
2. 炉型选择根据初始条件采用筒球型作为设计炉型。
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。
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，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。
80t转炉设计
80t 转炉设计原始条件炉子平均出钢量为80吨 铁水采用P08低磷生铁； 氧枪采用六孔拉瓦尔型喷头炉型选择新制定的技术规定中提出“≤100t 转炉一般采用截锥型活炉底。
”所以，80t 的转炉设计的炉型用截锥型。
该炉型的熔池形状为一倒截锥体，在装入量和熔池深度相同的情况下，其熔池最深，因此适宜于小容量转炉。
炉容比：V/T=0.92熔池直径D ：熔池直径通常指熔池处于平静状态时金属液面的直径。
它主要取决于金属装入量和吹炼时间。
例如，随着装入量的增加和吹炼时间缩短，单位时间的脱碳量和从熔池排出的CO 气体量增加。
此时，如不相应增大熔池直径，势必会使喷溅和炉衬蚀损加剧。
熔池直径：tGkD = 确定初期金属装入量G .取B=20% 则)(7992.012.02802122t B T G =⋅+⨯=⋅+=金η )(62.118.6793m G V ===金金ρ确定吹氧时间.根据生产实践，吨钢耗氧量，取吨钢耗氧量为50m 3/t ，并取吹氧时间为t =18min.则()[]min /78.218503⋅===t m 吹氧时间吨钢耗氧量供养强度取K=1.8 则)(025.416808.1m t G K D =⋅=⋅= 倒截锥体的底部直径d=0.7D=2.8175（m ）熔池深度h ：熔池深度系指熔池处于平静状态时从金属液面到炉底最低处的距离。
)(250.1025.4574.062.11574.0574.0222m D V D V h =⨯=⨯==）（金池 氧气射流穿透深度：m nTq H O 908.0678.28036.036.0256.0256.02=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=穿穿H <h ，符合条件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，应考虑到一下因素：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。
炉帽倾角θ：倾角过小，炉帽内衬的不稳定性增加，容易倒塌；过大时，出钢时容易钢渣混出和从炉口大量流渣。
转炉吹氧相关计算
转炉吹氧相关计算一、120t转炉熔池深度的计算：（以1#转炉为例）1、熔池体积：V池=G/ρ式中，G－公称容量，取125t；ρ－钢水密度，取7.8t/m3。
V池=G/ρ=125/7.8=16.03 m32、熔池深度h：根据测厚仪测出1#转炉的熔池直径D=6570mm，熔池体积V池和熔池直径D及熔池深度h有如下关系：V池=0.665hD2-0.033D3所以h=V池+0.033D30.665D2=16.03+0.033×6.5730.665×6.572=884mm二、氧枪氧气射流冲击深度L的计算：通常冲击深度L与熔池深度h之比选取L/h≈0.4~0.6为宜。
操作实际证明，当L/h＜0.3时，即冲击深度过浅，则脱碳速度和氧的利用率会大大降低，还会导致出现终点成分及温度不均匀的现象；当L/h＞0.7时，即冲击深度过深，有可能损害炉底并喷溅严重。
1、枪位不变H0（基本枪位1.6m），选取1#转炉氧气压力0.43Mpa，0.60Mpa，计算冲击深度L。
当氧压p0=0.43Mpa时，氧气流量Q=13868m3/h，根据冲击深度L 的经验公式：L=34×p0×D喉/√H0+3.8式中，D喉—氧枪喷头喉口直径，取35.6mm；P0－氧气喷嘴压力，取0.43Mpa；H0—枪位，取基本枪位160cm；则L=34×0.43×35.6/√160＋3.8=44.95cm对于五孔喷头取修正系数0.85，则修正后的冲击深度L=44.95×0.85=38.20cm，冲击深度L与熔池深度h的笔直L修/h=382/884=0.43。
当氧气压力位0.6Mpa时，氧气流量Q=19085 m3/h冲深度L=34×0.6×35.6/√160＋3.8=61.21cm，修正后的冲击深度为61.21×0.85=52.03cm，冲击深度L与熔池深度h的比值L修/h=0.59。
氧枪设计
氧枪设计顶底复吹转炉是在氧气射流对熔池的冲击作用下进行的，依靠氧气射流向熔池供氧并搅动熔池，以保证转炉炼钢的高速度。
因此氧气射流的特性及其对熔池作用对转炉炼钢过程产生重大影响，氧枪设计就是要保证提供适合于转炉炼钢过程得氧气射流。
转炉氧枪由喷头、枪身和尾部结构三部分组成，喷头一般由锻造紫铜加工而成，也可用铸造方法制造，枪身由无缝钢管制作得三层套管组成。
尾部结构是保证氧气管路、进水和出水软管便于同氧枪相连接，同时保证三层管之间密封。
需要特别指出的是当外层管受热膨胀时，尾部结构必须保证氧管能随外层管伸缩移动，氧管和外层管之间的中层管时冷却水进出的隔水套管，隔水套管必须保证在喷头冷却水拐弯处有适当间隙，当外层管受热膨胀向下延伸时，为保证这一间隙大小不变，隔水套管也应随外层管向下移动。
（1）喷头设计：喷头是氧枪的核心部分，其基本功能可以说是个能量转换器，将氧管中氧气的高压能转化为动能，并通过氧气射流完成对熔池的作用。
1）设计主要要求为：A 正确设计工况氧压和喷孔的形状、尺寸，并要求氧气射流沿轴线的衰减应尽可能的慢。
B 氧气射流在熔池面上有合适的冲击半径。
C 喷头寿命要长，结构合理简单，氧气射流沿氧枪轴线不出现负压区和强的湍流运动。
2）喷头参数的选择：A 原始条件：类别\成分(%)C Si Mn P S 铁水预处理后设定值 3.60 0.10 0.60 0.004 0.005 冶炼Q235A,终点钢水C=0.10%根据铁水成分和所炼钢种进行的物料平衡计算，取每吨钢铁料耗氧量为50.4m3（物料平衡为吨钢耗氧52m3）,吹氧时间为20min 。
转炉炉子参数为：内径6.532m ，熔池深度为1.601m ，炉容比0.92m3/t 。
转炉公称容量270t ，采用阶段定量装入法。
B 计算氧流量每吨钢耗氧量取 52m3，吹氧时间取20min min /70220270523m Q =⨯=C 选用喷孔出口马赫数为2.0、采用5孔喷头（如下图3-3所示），喷头夹角为14°喷孔为拉瓦尔型。
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)专业班级学号姓名成绩前言：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。
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。
转炉设计
180t 顶底复吹转炉设计一、转炉炉型设计原始条件： 炉子平均出钢量180t 。
金属收得率取92%，最大废钢比取20%，采用废钢矿石冷却，铁水采用P08低磷生铁{w （si ）≤0.85%，w （p ）≤0.2%，w （s ）≤0.05%}1、熔池形状确定转炉炉型有筒球型、锥球型、截锥型，熔池形状选用截锥型。
为了满 足顶底复吹的要求，炉型趋于矮胖型，由于在炉底上要设置底吹喷嘴，炉底为平底，所以熔池为截锥形。
2、炉容比确定炉容比系指转炉有效容积t V 与公称容量T 之比值。
t V 系炉帽体积帽V 、炉身体积身V 、和容池体积c V 三个内腔容积之和。
由于顶底复吹转炉吹炼过程比较平稳，产生泡沫渣的量比顶吹转炉要少得多，喷溅较少，因此其炉容比比顶吹转炉小，但比底吹转炉要大。
根据冶炼条件取炉容比为0.95m 3/t 。
3、熔池尺寸的确定熔池是容纳金属并进行一系列复杂物理化学反应的过程，其主要尺寸有熔池 直径和熔池深度。
设计时，应根据装入量、供氧强度、喷嘴类型、冶金动力学条件以及炉衬蚀损的影响综合考虑。
截锥型熔池尺寸如图（1）所示：则其体积为： )(12h2112d Dd D V ++=π熔（1） 熔池直径D ：熔池直径通常指熔池处于平静状态时金属液面的直径。
D=Kt G =1.63×15180=5.646m 式中G ——炉子公称容量，180t ；t ——平均每炉钢纯吹氧时间，取15分钟； K ——比例系数，根据炉子容量取1.63； （2）熔池深度h ：根据经验，取D d 7.01== 3.952m其中熔池体积38.268.6180m GV c ===ρ故熔池深度： 20.574c V h D == 2646.5574.08.26⨯=1.465m校核26.0646.5465.1/==D h 符合要求 4、炉帽尺寸的确定（1）炉帽倾角θ：本计算中取θ=65度（2）炉口直径d ：炉口直径为熔池直径的43~53%，本计算中取48%则 d=48%D=0.48×5.646=2.710m（3）炉帽高度H 帽：炉帽高度是截椎体高度与炉口直线段高度值和。
关于转炉氧枪升降小车改进措施的探析
关于转炉氧枪升降小车改进措施的探析摘要：本文主要是笔者根据所在钢厂所使用的转炉氧枪升降小车日常使用过程中所存在的问题，依据理论研究及生产实践提出相关的设备技术改进措施，在确保相关设备技术能够满足现场高效生产的需要的同时也从设备本质方面进行改善，减少人员进入风险场所作业，确保生产现场的安全稳定运行。
关键词：转炉氧枪；升降小车；快换及防坠前言及背景：转炉氧枪设备是顶底复吹转炉炼钢的重点关键设备，而目前国内冶金行业内的氧枪升降小车所采用的设计一般都是通过法兰使氧枪与氧枪小车连接，更换氧枪只能拆卸法兰，造成更换一支氧枪所需的检修时间平均在3～4小时甚至更多时间才能更换完成。
一旦工作位氧枪出现故障且这种情况下是没有备用枪使用的，将直接导致转炉停产。
并且作业过程都在高空、高温环境下，过程中会产生大量的烟气、灰尘等有毒介质，没有及时排走的烟气就会上蹿到氧枪更换平台，而烟气里都会含有一定的CO。
因此给检修人员带来极大的安全隐患，同时也极大的浪费了劳动力。
另外笔者所在钢厂原设计的氧枪防坠装置在使用过程中易因工艺工况（如：下枪顶废钢、顶氧枪口套等）触发防坠装置，一旦触发则需中断浇次停炉处理（一般需要1.5~2h），耗时长且存在作业人员与升降小车高空坠落安全风险。
针对以上情况，迫切需要对氧枪升降小车从设备技术上进行优化改进，以确保生产现场的安全稳定高效运行。
1 现状概况1.1笔者所在钢厂现有公称容量120t转炉两座，氧枪设备采用“双车双枪”型式，每一座转炉配备两支氧枪（工作及备用），每支氧枪都有各自独立的升降小车及提升系统。
而氧枪所使用的氧气、氮气、冷却水等能源介质通过金属软管连接到氧枪升降小车的氧枪座上，氧枪则与氧枪小车座通过法兰及螺栓进行连接，来实现能源介质的互通，而更换氧枪的过程必须先关闭能源介质，然后拆除故障氧枪与氧枪升降小车之间的连接，接着安装新氧枪并对新氧枪进行调整对中。
通常在实际检修过程中，更换氧枪只能拆卸法兰，这种状况下更换一支氧枪的时间一般都要在3～4h甚至更多时间才能更换完成。
氧枪设计计算
4 氧枪设计氧枪设计主要内容有：喷头设计、枪身设计。
本设计采用半钢冶炼，为迅速化渣，缩短冶炼周期选择四孔拉瓦尔喷头。
原始数据：① 转炉公称容量120t ，② 炉容比V/T =1.03，③ 熔池直径D=4.81m ，④ 8.45m =内H ，⑤ 熔池深度h=1.30m 。
4.1 喷头设计参数的确定（1）氧气流量计算吹氧时间出钢量每吨钢氧耗量氧气流量⨯==55×120/20.31=324.96 m 3/min（2）喷嘴出口马赫数根据国内推荐，M=1.8~2.1为佳，攀钢目前M 取1.92，本设计取M =2.0。
四孔喷嘴夹角取12°。
（3）设计工况氧压通过查取等熵流表，当M =2.0时，P/P 0=0.1278，炉膛周围压力P 膛=1.27×105Pa 。
则，P 设=Pa 1094.91278.01027.1/55⨯=⨯=O P P P 膛（4）理论设计氧压P/P 0=0.1278，P=0.1015MPa 。
P 0=0.79×106 Pa （5）扩张角β取10°（半锥角取5°）扩张段长度L 可由经验公式求得：扩张段长度/出口直径=1.2~1.5。
（6）喉口直径每孔氧流量：24.814/96.324==q m 3/min由公式0T D874.1T p A C q 设=，令C D =0.90，T 0=300K ，则81.24=1.784×0.9×30041094.952T ⨯⨯⨯d π，d T =3.35×10-2m=3.35cm 。
(7)喷头出口直径：依据M=2.0，查等熵流表 A 出/A 喉＝1.688。
688.135.3/0T ⨯=⨯=A A d d 出=4.35cm(8)扩张段长度扩张段长度L 取决于扩张角β的大小。
LL d d 235.335.42-2tanT -==出βL=5.71cm(9) 收缩段长度根据35.33.23.24.2~2T T ⨯===d d d ）（入=7.705cm收缩角α取45°，则收缩半角为22.5°，则o dd L 5.22tan 2-T 入缩==（7.705-3.35）/(2×0.414)=5.26cm(10)喉口长度为了稳定气流，使收缩段和扩张段加工方便，根据攀钢设计经验，取1.55cm 。
转炉顶吹氧金属软管
转炉顶吹氧枪的供氧和冷却大型转炉顶吹氧枪的升降，要求供氧管和冷却水管能够给于充分地位移补偿。
过去，高压胶管是人们选择的唯一方案，但是，它存在着致命的缺陷:高温工作条件促使着橡胶的老化，高压时时威胁着管子的安全，若不能及时地发现问题，可能会酿成重大的事故，造成设备的损坏，甚至人员的伤亡。
1986年，自从整体超长金属波纹管的加工工艺在中国突破以后，金属软管作转炉顶吹氧枪升降位移补偿的供氧管和冷却水管才得以实现。
1989年底，己经用国产的金属软管(D N=175mm、P N=1.9Mpa、L=19m)更换了某公司引进的210t 转炉顶吹氧枪上的冷却水管，并收到了良好的效果。
这种金属软管具有如下特点:1.口径大由于各企业转炉容量大小的不同，所配氧枪口径的大小也不相同。
因此，供氧管和冷却水管的口径也将随之而变化。
常用的为D N100～200毫米。
对于容量为300t及300t以上的大型转炉，所用供氧管和冷却水管的口径往往大于200mm；对于60t及60t以下的中小型转炉，所用供氧管和冷却水管的口径往往小于100mm。
一般来讲，大型转炉均有两套氧枪，一套使用，一套应急备用。
每套配三条金属软管，一条供氧管，两条冷却水管。
冷却水管的口径常常比供氧管的口径要小一个等级，如果考虑通用性、互换性，也可把它设计为相同的口径。
2.压力高欲满足转炉顶吹的要求，小于1MPa压力等级的金属软管工作起来是不够安全的，某厂210t转炉氧枪顶吹压力就要求1.9MPa。
实际上，在其它条件相同的情况之下，金属软管的公称通径越小，其承载能力反而越大，而公称通径越大，则承载能力却越小。
但在炼钢工程应用中正恰恰相反：炉子越大，所需金属软管的公称通径越大，并且要求它们的承载能力也越大。
一般来讲，这类金属软管的工作压力常常控制在1.0～2.5MPa之间。
3.内腔清洁金属软管内腔的清洁与否，是其质量好坏的标志之一。
对于作为转炉顶吹氧枪升降位移的供氧管，要求就更加严格了，它不仅不允许内腔有残断钢丝、焊渣、飞溅等多余物存在，还不允许有油脂存在。
炼钢学习题及答案
炼钢设计原理课试题库一、填空题（每空1分）；1.公称容量小于30吨的转炉采用炉型；2.已建成转炉的炉容比V/T波动在～范围内；3.如果高宽比H/D小于就得不到防止炉渣喷溅的起码高度；4.设计部门推荐炉口直径比d0/D在～范围内选择；5.帽锥角θ的推荐值为～度；6.目前，转炉炉衬工作层多使用砖；7.氧枪喷头一般用加工而成，目前多采用型；8.喷头出口马赫数M一般应选定在左右；9.炉膛压力P应为+；周；10.合适的喷孔夹角α应为～之间，喷孔间距A应为～d出=～；11.三孔喷头的喷管流量系数Cd12.氧枪冷却水的进水速度V为～m/s，回水速度Vp为～m/s；j13.选择枪身各层套管壁厚的总原则是最厚，次之，最薄；14.氧气在中心氧管内的流速应为～m/S；15.氧气在中心氧管壁厚一般为～mm；16.氧枪在炉内不被烧坏的条件是≤；17.工业三废排放标准规定，≥12吨转炉排放烟气的含尘浓度≤g/Nm3烟气；18.一般未燃法除尘控制空气过剩系数为；19.转炉的最大炉气量出现在；20.湿法烟气净化分三步进行，即、和；21.一文热平衡计算的目的是为了确定，二文热平衡计算的目的是为了确定；22.溢流文氏管的除尘效率为左右，可调喉口文氏管的除尘效率为；23.选择除尘系统风机时要满足系统和的要求；24.当选定电炉炉坡倾角为45度时，一般D/H为较合适；25.电极心圆直径d三极心D；26.连铸机的冶金长度应液芯长度；27.连铸机的冷却区总长度必须铸坯的液芯长度；28.混铁炉的作用是并铁水成分和温度；29.混铁车的作用是并铁水；30.炉子跨的高度决定于天车轨面标高；31.当采用混铁车向转炉供应铁水时，加料跨标高决定于；32.一般小方坯连铸机的中心距以为宜；33.中间罐的修砌面积为m3/万吨钢；34.转炉最大炉气量出现在炉役期的一炉钢冶炼期;35.宽厚比≥的为板坯,断面≤的为小方坯;36.工业三废排放标准规定, ≥12吨转炉烟尘排放浓度≯ mg/Nm ;37.转炉设置水冷炉口的作用是和；38.已建成转炉的炉容比V/T都波动在之间；39.如果转炉H/D小于就得不到防止喷溅的起码高度；40.当采用混铁车向转炉供应铁水时，加料跨标高决定于；二、解释名词定义（每小题2分）1.物料平衡;2.热平衡;3.转炉公称容量；4.转炉炉型；5.转炉熔池直径;6.转炉熔池深度;7.炉容比;8.均衡炉衬砌筑；9.拉坯速度;10.喷孔夹角;11.炉气;12.烟气;13.含湿量；14.含湿量限度;15.空气过剩系数;16.冶金长度（不带液芯拉矫）;17.液芯长度;18.连铸机的曲率半径；19.连铸机的流数；20.供氧强度;21.氧流量；22.电炉熔池;23.电极心园直径;24.喷孔间距;25.连铸机台数;26.连铸机的总高度；27.全湿法除尘;28.干法除尘;29.转炉出钢口角度;30.未燃法除尘;31.燃烧法除尘;32.转炉出钢口角度β;33.喷孔间距;34.连铸机台数;35.电炉炉坡倾角;36.铸坯断面的公称尺寸；37.全正力矩原则;38.正负力矩原则;39.偏离工作状态工作三、简答下列问题(每小题5分)1.转炉锥球型炉型的特点?2.转炉筒球型炉型的特点?3.转炉截锥型炉型的特点?4.进行物料平衡和热平衡的意义？5.多孔喷头的特点?6.采用溢流水箱的作用？7.调节二文喉口流通面积的作用?8.电炉45度炉坡倾角的作用?9.可燃气体爆炸的条件?10.弧形连铸机的主要特点?11.确定连铸机的曲率半径时应考虑哪些因素?12.电炉45度炉坡倾角的作用?13.集中称量与分散称量各自的特点？14.冶金长度与液芯长度的关系？15.高位料仓的作用？16.为什么炉口过大会出钢困难？17.转炉对炉衬的材质的性能要求？18.水冷炉口有几种形式？19.减小出钢口角度有什么好处？20.托圈承受哪几种力？21.耳轴和托圈是如何连接的？22.影响最大烟气量的因素有哪些？23.转炉烟气有什么不同于其他废气的特点？24.防止烟气爆炸应注意哪些事项？25.防止煤气中毒应注意哪些事项？26.为什么斜烟道又叫循环冷却烟道？27.文氏管的降温原理？28.文氏管的除尘原理？29.为什么把一文叫做降温文氏管，二文叫做除尘文氏管？30.为什么二文要采用调径文氏管？31.文氏管使用的喷嘴有几种形式？32.确定喉口直径有什么意义？33.多孔喷头有什么特点？34.为什么冷却水要从内层管进从外层管出？35.氧枪的喷孔夹角过大过小有什么害处？36.为什么喷孔的扩张角不宜太大？37.为什么喷孔的收缩角不宜太小？38.选择炉型时应考虑哪些基本原则？39.炉壳的作用？40.电炉设计应考虑哪些原则？41.转炉炼钢对喷头有什么要求？四、试述下列问题(每题10分)1.影响炉容比(V/T)大小的因素有哪些?如何影响?2.未燃法除尘的优缺点?3.燃烧法和未然法除尘的优缺点比较？4.转炉在车间如何定位?5.设计喷头时为什么要把马赫数M定在2.0左右?6.确定连铸机的曲率半径时应考虑哪些因素?7.混铁炉供应铁水的特点？8.混铁车供应铁水的特点?9.什么叫转炉的倾动力矩及其计算的目的？10.什么是转炉的帽锥角？帽锥角过大过小有什么不好？11.水冷炉口有什么作用？12.顶底复吹转炉炉型有什么特点？13.出钢口应出在什么位置？为什么？14.转炉转动速度有几种？为什么？15.为什么喷孔的扩张角不宜太大？五、计算题(每题10分)1.已知某厂30t转炉的吹氧时间14分钟,老炉比新炉多产钢系数B=20%,金属消耗系数η=1.14,设K=2.0,试计算熔池直径?2.已知某厂30t转炉采用三孔氧枪，吨钢耗氧量为54Nm3/t,吹氧时间14分钟,设P0＝8.1Kg/cm2,T=290K,喷管流量系数CD=0.92,试计算:(1)氧流量?(2)喉口直径?3．已知某厂30吨转炉的铁水最大装入量32吨,铁水含碳4.0%，终点钢水含碳0.10%;吹氧时间t=12分钟，最大脱碳速度vc =0.36%，炉气中含CO=86%，CO2=10%，采用空气过剩系数 ＝0.08的未然法除尘，设含湿量限度d=0.03Kg/Nm3(干),试求:①最大炉气量V=?②干烟气量V=？③湿烟气量V湿=？4．已知条件：30t电弧炉的钢液比重7.0t/m3,渣量为钢液量的7％。
设计一座公称容量为80吨的转炉和氧枪
辽宁科技学院课程实践报告课程实践名称：设计一座公称容量为X吨的转炉和氧枪指导教师：班级：姓名：2011年7 月12 日课程设计（论文）任务书题目：设计一座公称容量为80吨的转炉和氧枪系别：冶金工程系专业：冶金技术班级：学生姓名：学号：指导教师（签字）：2011年 6 月 27日一、课程设计的主要任务与内容一、氧气转炉设计1.1氧气顶吹转炉炉型设计1.2氧气转炉炉衬设计1.3转炉炉体金属构件设计二转炉氧枪设计2.1 氧枪喷头尺寸计算2. 2氧枪枪身和氧枪水冷系统设计2.3升降机构与更换装置设计2.4氧气转炉炼钢车间供氧二、设计（论文）的基本要求1、说明书符合规范，要求打印成册。
2、独立按时完成设计任务，遵守纪律。
3、选取参数合理，要有计算过程。
4、制图符合制图规范。
三、推荐参考文献（一般4～6篇，其中外文文献至少1篇）期刊:[序号] 作者.题名[J].期刊名称.出版年月，卷号（期号）：起止页码。
书籍：[序号] 著者.书写[M].编者.版次（第一版应省略）.出版地：出版者，出版年月：起止页码论文集：[序号] 著者.题名[C].编者. 论文集名，出版地：出版者，出版年月：起止页码学位论文：[序号] 作者.题名[D].保存地：保存单位，年份专利文献：[序号] 专利所有者.专利题名[P].专利国别：专利号，发布日期国际、国家标准：[序号] 标准代号，标准名称[S].出版地：出版者，出版年月电子文献：[序号] 作者.电子文献题名[文献类型/载体类型].电子文献的出版或可获得地址，发表或更新日期/引用日期报纸:［序号］作者.文名[N].报纸名称，出版日期（版次）四、进度要求序号时间要求应完成的内容（任务）提要1 2011年6月27日－2011年6月29日调研、搜集资料2 2011年6月30日－2011年7月2日论证、开题3 2011年7月3日－2011年7月5日中期检查4 2011年7月6日－2011年7月7日提交初稿5 2011年7月8日－2011年7月10日修改6 2011年7月11日－2011年7月12日定稿、打印7 2011年7月13日－2011年7月15日答辩五、专业教研室审核意见教研室主任签字：年月日六、教学系审核意见教学副主任签字：年月日注：1．本任务书由指导教师编制完成，经教研室及所在系审核同意后生效。
年产330万吨转炉炼钢车间设计
年产330万吨全连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计专业：冶金工程姓名：朱江江指导老师：折媛摘要本设计的主要任务是设计一座年产330万吨方坯的转炉炼钢车间。
本设计从基础的物料平衡和热平衡计算开始，主要包括以下几部分：转炉炉型设计、氧枪设计、转炉车间设计、连铸设备的选型及计算、以及炼钢操作制度和工艺制度，其中，转炉炼钢车间设计是本设计的重点与核心。
本设计设有转炉两座，转炉大小均为150t，平均吹氧时间为38min，纯吹氧时间为18min，转炉作业率为80%，转炉的原料主要有铁水、废钢以及其它一些辅助原料。
连铸坯的收得率为98%，另外本车间炉外精炼主要采用了喂丝以及真空脱气手段。
本车间的浇注方式为全连铸。
车间的最终产品为方坯。
此次的设计任务更加巩固了我所学的专业知识，与此同时也更加了解了转炉炼钢车间的各道工艺流程，为以后的工作打下了良好的基础。
关键词：顶底复吹转炉炼钢车间精炼连铸AbstactThe main task of this design is designing a plant wich perduce 3.3 million tons of steel per year. It is become the foundation of the material and thermal calculation, mainly include the following parts: the bof model designing, oxygen lance designing, equipment selection and calculation of continuous caster ,besides,also including operating and process system of steelmaking ,the core of the design is plant layoutingThis design has two 150t converter for steelmaking, the average time of oxygen applying is 38min ,pure oxygen applying time is 18min, the efficient of the bof is 80% , scrap metal and other auxiliary materials. The rate of casting billet is 98%, in addition , refining mainly adopts wire feeding and vacuum deairing, The final product is billet.The design more strengthened my major knowledge, at the same time also understand more about the converter steelmaking of each process , laiding a good foundation for the work of future.Keywords: top and bottom combined blown converter steelmaking refining casting continuous casting目录1 绪论 (7)1.1转炉冶炼原理简介[1] (7)1.2氧气转炉炼钢的特点 (8)1.3设计原则和指导思想 (8)1.4产品方案 (9)2 氧气转炉炼钢车间 (11)2.1初始条件 (11)2.2公称容量选择[2] (11)2.3转炉座数的确定 (11)2.4根据生产规模和产品方案计算出年需钢水量。
转炉氧枪控制功能规格书
1.1 氧枪系统设备概述一座转炉的氧枪系统由机械和介质供应系统两部份组成。
机械设备包括有：两台氧枪横移车和两台氧枪升降车(摆布装配)。
正常生产时，一台工作(位于转炉中心上方)，一台备用(位于待机位)，交替使用。
介质供应系统包括：氧枪冷却水、氧气、氮气阀门站及管道等。
氧枪横移车行走采用交流机电驱动，在工作位设有定位锁紧装置。
升降小车采用交流变频机电驱动卷扬升降，氧枪升降过程中速度可控制变化。
升降卷扬钢丝绳装有测力传感器。
氧枪设备系统组成：升降卷扬装置横移台车本体升降小车横移台车下部轨道横移台车上部轨道横移台车定位装置升降小车导轨氧枪本体升降小车缓冲器氧枪供氧供水软水管接头氧枪系统电器设备组成：序号设备名称设备参数及主要功能1 主控室操作台 (1) 操作地点选择；(2) 紧急住手；(3) 主回路切合；(4) 氧枪电流显示；(5) 氧枪实际枪位显示；(6) 氧枪枪位设定值显示；(7) 氧枪紧急提升；(8) 氧枪事故提升；(9) 自动升降枪操作；(10)点动升降枪操作；2 机旁操作箱 (1) 操作地点选择；(2) 紧急住手；(3) 主回路切合；(4) 操作允许显示；(5) 点动升降枪(快、慢速)；3 1＃氧枪变频器 (1) 机电转速控制：(2) 机电力矩控制；4 2＃氧枪变频器同上5 1＃机电抱闸抱闸控制6 2＃机电抱闸抱闸控制7 人机界面 (MMI) (1) 氧枪升降操作；(2) 详细状态指示；1.2 转炉系统设备概述转炉系统有转炉炉体和倾动装置及润滑系统组成，倾动装置采用全悬挂扭力杆平衡型式。
四台交流机电驱动，两级减速机，扭力 杆平衡装置平衡吸收转炉倾动时产生的扭振力矩的冲击，并将扭矩转化为垂直的拉力和压力。
转炉系统电器设备组成：设备参数及主要功能(1) 倾动转速控制； (2) 力矩控制； (1) 转炉倾动主令操作； (2) 操作地点选择； (3) 主回路切合； (4) 电流显示； (5) 急停； (6) 复归； (7) 倾动角度显示；(1) 转炉倾动主令操作； (2) 操作地点选择； (3) 主回路切合； (4) 急停； (5) 复归； (6) 倾动角度显示；序号 设备名称 1 倾动变频器×42 主控室主操作台3 炉前兑铁操作台4 炉前出渣操作台 (1) 转炉倾动主令操作；(2) 操作地点选择；(3) 主回路切合；(4) 急停；(5) 复归；(6) 倾动角度显示；5 炉后摇炉台(1) 转炉倾动主令操作；(2) 操作地点选择；(3) 主回路切合；(4) 急停；(5) 复归；(6) 倾动角度显示；6 抱闸机电×4 机电抱闸控制1.3 转炉自动化系统概述本系统的监控采用西门子公司的S7 系列PLC 控制，每座转炉的氧枪倾动系统使用一套PLC 控制。
转炉氧枪提升装置设计(含全套CAD图纸)
CAD图纸 QQ 36296518转炉氧枪提升装置设计摘要在炼钢生产中，氧枪提升机构是转炉炼钢过程中非常重要的部分，提升机构是利用卷筒来控制小车进而来控制氧枪的升降。
本文在结合生产需要，参考了鞍山热工仪表厂的氧枪提升设备的基础上，设计出转炉氧枪提升机构。
本设计根据最大的生产率原则，选择了三相异步电机、滑轮、制动器、联轴器以及钢丝绳驱动装置等部件，并且设计了卷筒装置、防坠落装置等主要零部件.文中阐述了系统整体构成和设计思路，重点讲述了卷扬装置的相关设计，最后对全文做了概括总结。
为了确保升降系统足够安全，中间增加了防坠落装置，同时,对键等零部件进行了校核，对减速器进行选择。
最后对氧枪提升装置的安装、使用、维护等方面做了相应的介绍。
本次设计出的提升装置结构合理、成本低廉、且便于安装和维护。
关键词：提升机构，氧枪，卷筒The Design of the Promoting Equipment ofoxygen lanceAbstractIn steel-making production,the promoting equipment have became an important part in the BOF steeling process .They use the drum to control the cart which can carry the oxygen lance rise or fall . In this paper, combining with the production require ,after referencing to the production of AnShan hest power engineer meter company and a number of mechanical design information, designing out the promoting equipment .Based on the maximum productivity, making choice of the synchronous motor, irdler wheel ,arrester as well as steel wire rope, and then designing out the drum , anti-sink equipment and other major components. Besides ,the article elaborated on the composition and overall system design, focusing on the design of elevating equipment finally to have done a summary of the full text. In order to make the system safe enough, increasing an anti-sink equipment .A t the same time ,I also checking of the keys, choosing the reducer and other important part . Finally, having done a considerable introductions on the installation, use, maintenance, etc .This type promoting equipment with a rational structure , low-cost and easy to install and maintain.Keywords: promoting equipment, oxygen lance ,drum目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1选题背景和目的 (1)1.1.1选题背景 (1)1.1.2毕业设计目的 (1)1.2转炉氧枪系统介绍 (2)1.2.1我国氧气转炉炼钢的现状 (2)1.2.2 氧气转炉炼钢技术展望 (2)1.2.3氧枪系统的简介 (4)1.3 氧枪系统存在的问题及改造方案和措施 (4)1.3.1 氧枪小车 (4)1.3.2 小车变形 (5)1.3.3 升降小车导轮脱落 (5)1.3.4 氧枪枪体 (5)1.4 氧枪系统的优化 (6)2.整体方案评述 (7)2.1.系统方案比较 (7)2.2.传动系统 (7)2.2.1电机 (8)2.2.2联轴器 (9)3 氧枪提升机构参数计算 (11)3.1 原始数据 (11)3.2 提升拉力的计算 (11)4.钢丝绳滑轮及电动机的选择 (14)4.1 钢丝绳的选择 (14)4.2 确定滑轮主要尺寸 (14)4.3电动机的选择与校核 (15)4.3.1电机选择 (15)4.3.2.电动机发热校核 (16)5. 传动系统重要装置的选择与设计 (17)5.1 标准减速器的选择 (17)5.1.1 选用减速器的额定功率 (17)5.1.2 校核热平衡许用应力 (17)5.2 卷筒的设计 (18)5.2.1卷筒参数计算 (18)5.2.2卷筒强度计算 (20)5.3键的选择与校核 (22)5.4联轴器的选择 (22)5.4.1联轴器载荷计算 (22)5.4.2联轴器型号选择 (23)5.5制动器的选择 (23)6钢绳拉力传感装置和防坠落装置 (25)6.1拉力传感装置 (25)6.2 防坠落装置 (26)6.2.1工作原理 (26)6.2.2 楔块式瞬时安全钳装置 (27)7传动系统的润滑 (29)7.1润滑方法 (29)7.2润滑系统的选择原则 (29)7.3润滑方式的选择 (30)7.3.1减速器的润滑 (30)7.3.2轴承的润滑 (30)8经济性与可靠性分析 (31)8.1设备的经济性分析 (31)8.2 设备的可靠性 (31)8.3 设备的有效度 (31)结束语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)·全套设计QQ 36296518图纸1 绪论1.1选题背景和目的1.1.1选题背景近年来，随着国民经济的发展，各行业对钢铁的需求量不断加大，对于钢铁质量的要求也越来越高，制造新型的高炉生产设备是必须的。
转炉炼钢技师考试题(A、B、C)
转炉炼钢技师试题（A）一、判断题（每小题1分，共20分）1、炼钢主要金属原料是指铁水、废钢、石灰。
2、入炉铁皮除成分和粒度要求外，应干燥、清洁、无油污。
3、冶金石灰的主要化学成分是碳酸钙（CaCO3）。
5、生白云石的主要化学成分是碳酸钙（CaCO3）和碳酸镁（MgCO3）。
6、铁和钢都是铁碳合金，一般称碳含量大于2.00%叫铁，碳含量小于或等于2.00%的叫钢。
7、转炉炼钢主要是氧化反应。
8、转炉前期氧化主要是硅、锰、碳的氧化。
9、吹炼过程枪位控制的基本原则是化好渣、快脱碳，与炉温状况无关。
10、装入量过大会造成喷溅增加、化渣困难、炉帽寿命缩短。
11、氧气流股喷出氧枪喷头后，压力吁愈来愈小，气流速度也愈来愈小。
12、磷的氧化反应是放热反应，低温有利于磷的氧化。
13、单渣法是开吹时一次将造渣剂加入炉内的方法。
14、终点前降枪操作的目的主要是提温。
15、转炉补炉料配加沥青的作用是，沥青经烧结可形成碳素骨架，有利于炉料和炉衬粘结。
16、转炉炉壳通常是用普通钢板焊接成的。
17、炉内残存有高氧化亚铁（FeO）液态渣时，进行兑铁会产生喷溅事故。
18、活性石灰特点是氧化钙（CaO）含量高、气孔率高、活性度小于300ml。
19、炉渣的来源是由石灰、白云石和萤石等造渣材料熔化组合而成。
20、合金化加入顺序：合金化的合金元素先加，脱氧用的合金元素后加。
二、选择题（每小题2分，共30分）1、石灰的主要成分为（）。
A CaOB CaCO3C CaC22、为了驱除钢中的硫、磷有害杂质，需在熔炼过程中加入一定量的（）。
A 白云石B 矿石C 石灰3、将焙烧温度过低或焙烧时间过短，含有过多未分解CaCO3的石灰称为（）石灰。
A 过烧B 生烧C 普通4、采用高质量的活性石灰，对脱硫、脱磷反应有（）。
A 有利B 无影响C 有害5、将脱氧剂直接加入钢液的脱氧方法叫（）。
A 扩散脱氧B 真空脱氧C 沉淀脱氧6、合金化加入顺序为（）。
A 合金化的合金元素先加，脱氧用的合金元素后加B 脱氧用的合金元素先加，合金化的合金元素后加C 合金化和脱氧用的合金同时加7、氧气顶吹转炉的炉衬由（）耐火材料砌成。
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辽宁科技学院课程实践报告课程实践名称：设计一座公称容量为X吨的转炉和氧枪指导教师：班级：姓名：2011年7 月12 日课程设计（论文）任务书题目：设计一座公称容量为80吨的转炉和氧枪系别：冶金工程系专业：冶金技术班级：学生姓名：学号：指导教师（签字）：2011年 6 月 27日一、课程设计的主要任务与内容一、氧气转炉设计1.1氧气顶吹转炉炉型设计1.2氧气转炉炉衬设计1.3转炉炉体金属构件设计二转炉氧枪设计2.1 氧枪喷头尺寸计算2. 2氧枪枪身和氧枪水冷系统设计2.3升降机构与更换装置设计2.4氧气转炉炼钢车间供氧二、设计（论文）的基本要求1、说明书符合规范，要求打印成册。
2、独立按时完成设计任务，遵守纪律。
3、选取参数合理，要有计算过程。
4、制图符合制图规范。
三、推荐参考文献（一般4～6篇，其中外文文献至少1篇）期刊:[序号] 作者.题名[J].期刊名称.出版年月，卷号（期号）：起止页码。
书籍：[序号] 著者.书写[M].编者.版次（第一版应省略）.出版地：出版者，出版年月：起止页码论文集：[序号] 著者.题名[C].编者. 论文集名，出版地：出版者，出版年月：起止页码学位论文：[序号] 作者.题名[D].保存地：保存单位，年份专利文献：[序号] 专利所有者.专利题名[P].专利国别：专利号，发布日期国际、国家标准：[序号] 标准代号，标准名称[S].出版地：出版者，出版年月电子文献：[序号] 作者.电子文献题名[文献类型/载体类型].电子文献的出版或可获得地址，发表或更新日期/引用日期报纸:［序号］作者.文名[N].报纸名称，出版日期（版次）四、进度要求序号时间要求应完成的内容（任务）提要1 2011年6月27日－2011年6月29日调研、搜集资料2 2011年6月30日－2011年7月2日论证、开题3 2011年7月3日－2011年7月5日中期检查4 2011年7月6日－2011年7月7日提交初稿5 2011年7月8日－2011年7月10日修改6 2011年7月11日－2011年7月12日定稿、打印7 2011年7月13日－2011年7月15日答辩五、专业教研室审核意见教研室主任签字：年月日六、教学系审核意见教学副主任签字：年月日注：1．本任务书由指导教师编制完成，经教研室及所在系审核同意后生效。
2．本任务书一式两份（可复印），原件在毕业设计（论文）手册中，复印件由学生保存。
3．空白部分可根据内容多少自行增删。
课程设计内容及要求：指导教师：（签字）年月日课程设计评语：成绩：（五级分制）指导教师：（签字）年月日摘要本文着重介绍了80t转炉设备先进技术结构在中型转炉上的应用，对80t转炉设备进行了简要设计计算与理论研究。
介绍了氧枪喷头在炼钢过程中的应用和设计氧枪的计算过程和步骤，并对设计结果进行分析画出转炉及氧枪喷头的简图。
关键词：转炉设计；顶底复吹；氧枪AbstractThis paper emphatically introduces the advanced techniques and structures of 80t converter equipm ent allocated in Bao Shah Iron ＆Steel General Works and their applications to the medlum-sized converter．Brief design calculatl—oils and theoretic research are carried out for the 80t codverter equipment．For the gun must be introduced in the steel process applications and designing oxygen of a computation process, and steps, and to design the analysis of the converter and oxygen of the gun must be simplified.Keywords: Converter design; the combined—blowing system; oxygen gun一、氧气转炉设计 (2)1.1氧气顶吹转炉炉型设计 (2)1.1.1原始条件 (2)1.1.2炉型选择 (2)1.1.3 炉容比 (2)1.1.4熔池尺寸的计算 (2)1.1.5炉帽尺寸的确定 (3)1.1.6炉身尺寸的确定 (4)1.1.7出钢口尺寸的确定 (5)1.1.8底部供气构件设计 (5)1.2氧气转炉炉衬设计 (6)1.2.1炉衬材质的选择 (6)1.2.2炉衬的组成和厚度的确定 (6)1.3转炉炉体金属构件设计 (7)1.3.1炉壳作用 (7)1.3.2炉壳材质 (7)1.3.3炉壳厚度 (7)1.3.4转角半径 (8)1.3.5 支承装置 (8)二转炉氧枪设计 (10)2.1 氧枪喷头尺寸计算 (10)2.1.1转炉氧枪喷头尺寸计算 (10)2. 2转炉氧枪枪身尺寸计算 (12)2.3氧枪水冷系统设计 (14)2.3.1氧枪受热机理分析 (14)2.4 氧枪升降机构与更换装置 (15)结论 (17)参考文献 (18)致谢 (19)设计一座工称容量80吨的氧气转炉及所使用的氧枪一、氧气转炉设计1.1氧气顶吹转炉炉型设计1.1.1原始条件转炉的公称容量为80t1.1.2炉型选择合理的炉型应能适应炉内金属液、炉渣和炉气的循环运动规律，有利于提高供氧强度和减少喷溅，从而加快炉内物理化学反应，降低原材料消耗，考虑到转炉倾动力矩要小，炉壳容易制造，炉衬砖砌筑方便，以改善劳动条件。
结合中国已建成的转炉的设计经验，采用锥球型转炉。
1.1.3 炉容比炉容比系指转炉有效容积与公称容量之比值。
转炉炉容比主要与供氧强度有关，与炉容量关系不大。
由于顶底复吹转炉吹炼过程比较平稳，产生泡沫渣的量比顶吹转炉要少得多，喷溅少，因此其炉容比比顶吹转炉小，但比底吹转炉要稍大。
本设计选用的炉容比为0.98m3/t..1.1.4熔池尺寸的计算和转炉的公称容量及其表示方法表1-1 系数K的推荐值转炉容量/t ＜20 30～50 50～120 250 K 2.0～2.3 1.85～2.10 1.75～1.85 1.5～1.55表1-2 平均每炉钢冶炼时间推荐值转炉容量/t ＜50 30～100 ＞100 备注冶炼时间/min 28～32(12～16)32～38(14～18)38～45(16～20)结合供氧强度、铁水成分、所炼钢种等具体条件确定熔池尺寸计算主要是确定熔池直径和熔池深度。
熔池直径和熔池深度不是两个孤立的尺寸，而是两个相互制约的尺寸参数。
在设计时应保证熔池直径与熔池深度之比在一个适合的范围内，已建成转炉的熔池深度直径比值在0.23～0.54范围内波动，一般为0.31～0.33。
(1)熔池直径(D)。
熔池直径(D)是指转炉熔池在平静状态时金属液面的直径。
利用统计方法，找出现有炉子直径和容量之间的关系，作为计算熔池直径的依据。
根据武汉钢铁设计院推荐的公式，得：D = 0.392T +20 式中，T 为转炉公称容量。
∴ D = 0.3928020+ = 3.92m(2)熔池深度(H 0)。
熔池深度是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之后，便可利用几何公式计算出锥球型转炉熔池深度H 0。
锥球型熔池由倒锥台和球缺体两部分组成，利用截锥体积和球冠体积公式，可进行计算：V 池 = 12π( H 0-H 1)(D 2+DD 1+D 21)+π H 1(R-30H )式中，H 1为缺球体部分的高度：R 为缺球体部分曲率半径； D 为熔池直径； D 1为倒锥台底面直径。
根据统计，取R=1.1D ，H 1=0.09D ，D 1=0.895D 代入上式化简后得： V 池 = 0.70D 2H 0 – 0.0363D 3又根据熔池定义，熔池体积V 池应等于金属液体积V 金，即 V 池=V 金 式中，V金为新炉金属装入量占有的体积，V金=G/金ρ，金ρ为金属液密度，取金ρ=7.0t/m 3。
∴ V 池=V 金=83/7.0=11.9≈12m 3∴ H 0=D D V 2370.0363.00+池=）（）（92.370.092.30363.01223⨯⨯+=1.32m 结合上面求得的熔池直径和熔池深度，得熔池深度直径比H 0/D 为：H 0/D=1.3/3.92=0.33，符合设计要求。
(3)熔池其他尺寸的确定：球冠的弓形高度：hl=0.09D=0.09⨯3.92=0.3528m 炉底球冠曲率半径：R=1.1D=1.1⨯3.92=4.312m 1.1.5炉帽尺寸的确定氧气转炉一般采用正口炉帽，主要尺寸有炉口直径、炉帽倾角和炉帽高度。
(1)炉帽倾角θ。
炉帽倾角θ是指炉子处于直立位置时，炉帽与水平线之间的夹角。
它的大小应便于炉气的逐渐收缩逸出，以减少炉气对炉帽衬砖的冲刷侵蚀。
根据已建成投产的转炉的炉帽倾角一般为600～680， 大炉子取下限，小炉子取下限。
故本例取θ=650。
(2)炉口直径d 。
在满足兑铁水、加废钢和辅助材料、出渣修炉等操作要求的前提下，应尽量缩小炉口直径，以便减少喷溅、热量损失和冷空气的吸入量。
一般炉口直径为：d =(0.43～0.53)D大炉子取上限，小炉子取下限。
故取d=0.48D=0.48⨯3.92=1.88m(3)炉帽高度H 帽。
炉帽总高度是截锥体高度(H 高)与炉口直线段高度(H 直)之和。
设置直线段的目的是为了保持炉口形状和保护水冷炉口，其高度H 直一般为300～400mm,取H 直=300mm 。
炉帽高度的计算公式如下：H 帽= H 高+ H 直=21(D-d)tan θ +300=21⨯(3920-1880)tan650+300=2.49m炉帽的有效容积V 帽为： V 帽=V 锥+V 直=12πH 锥(D 2+Dd+d 2)+4πd 2H 直=1214.3⨯（ 2.49-0.3）⨯[(3.92)2+3.92⨯1.88+(1.88)2]+414.3⨯(1.88)2⨯0.30=15.9m 3≈16m 31.1.6炉身尺寸的确定 转炉在熔池面以上、炉帽以下的圆柱体部分称为炉身。
一般炉身的直径就是熔池直径。
炉身高度H 身可按下式计算：（1）炉膛直径 D 膛=D=3.92m（2）根据选定的炉容比为tm /90.03，可求出炉子的总容积V 总=0.90⨯80=723mV 身=V 总-V 池-V 帽=72-11.26-15.9=44.843m （3） ∴ H 身=)92.3(14.384.4442⨯⨯=3.72m 则炉型内高H 内=H 0+H 帽+H 身=1.32+2.49+3.72=7.53m 1.1.7出钢口尺寸的确定转炉设置出钢口的目的是为了便于渣钢分离，使炉内钢水以正常的速度和角度流入钢包中，阻止炉渣流入钢包，以利于在钢包内进行脱氧合金化作业和提高钢的质量。