转炉炉型计算
《t转炉炉型设计》doc版
《t转炉炉型设计》doc版《t转炉炉型设计》doc版课题名称140T 转炉炉型设计专业班级冶金0504 班姓名秦胜利系部冶金学院指导教师王鸿雁时间2007 年12 月9 日~ 12 月15 日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。
140T 转炉炉型设计 1 炉型设计步骤(1) 列出原始条件：公称容量，铁水条件。
废钢比，氧枪类型以及吹氧时间等。
(2) 根据条件选炉型(3) 确定炉容比(4) 计算熔池直径，熔池深度等尺寸(5) 计算炉帽尺寸(6) 计算炉身尺寸(7) 计算出钢口尺寸(8) 确定炉衬厚度(9) 确定炉壳厚度(10) 校核H/D (11) 绘制炉型图2 炉型设计与计算2.1 本次设计任务：设计140T 转炉炉型(1) 原始条件炉子平均出钢量为140t , 钢水收得率为92% ，最大废钢比取20% ，采用废钢矿石法冷却。
铁水采用低磷生铁[W(si)≤0.85%,W(F)≤0.2% W(5)≤0.05%] ; 氧枪采用三孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0mpa (2) 炉型选择根据原始条件采用筒球形炉型作为此次设计的转炉炉型(3) 炉容比，取V/T=0.989 2.2 炉型尺寸的计算(1) 熔池尺寸的计算①熔池直径计算：计算公式: D=k (G/t) 1/2 熔池直径式中: K—常数，取1.57 ；G—金属装入量，t ；T—吹氧时间，min 。
a: 确定初期金属装入量为G G=2T/2+B*1/2 式中：T——平均出钢量为，140t ；B——常数，取15% ；η金——金属收得率为92% ；G=2×140/2+15%*1/92%=141.557(t) V金=G/ρ金=141.557/6.8=20.817(m3) 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50~57 则供氧强度=吨钢耗氧量/吹氧时间=57/14=14[m3/(t*min)] D=1.57(141.557/14)1/2=4.99m 熔炉深度计算筒球型熔池深度的计算公式为：h熔=V金+0.046D3/0.79D2=20.817+0.046*4.993/0.79*4.992=1.35m 熔池其他尺寸的确定球冠的弓形高度: h1=0.15D=0.15×4.99=4.54m 球冠的曲率半径：R=0.91×D=0.15×4.99=4.54m 2.3 炉帽尺寸的确定(1) 炉口直径d0：d0=0.48D=0.48×4.99=2.4m (2) 炉帽倾角θ 取64°；(3) 炉帽高度(H 帽) 式中：Ho——炉口高度，取0.4m 在炉口设置水箱式水冷炉口2.4 炉身尺寸确定(1) 炉膛直径( 无加厚段) (2) 根据选定的炉容比为0.989 ，可求出炉子总容积为炉身高度: 则炉型内高: 2.5 出钢口尺寸计算(1) 出钢口直径: (2) 出钢口衬砖外径dr=63+1.7571/2=(6+1.75*140)1/2=17.5CM=0.175m (3) 出钢口长度dT =6dT=6*17.5=105cm=1.05m (4) 出钢口倾角β取18°LT=TdT=7×17.5=122.5cm=1.225m 符合高宽比的推荐值，因此认为所涉及的炉子尺寸是基本合适的。
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。
140T_转炉炉型设计
1 40T 转炉炉型设计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。
炼钢厂那么起着承上启下的作用，它既是高炉所生产铁水的用户，又是供应轧钢厂坯料的基地，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，到达了很高的生产率，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各种物料的运输流程必须合理，才能够使生产顺利进展。
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。
140T 转炉炉型设计1 炉型设计步骤(1) 列出原始条件：公称容量，铁水条件。
废钢比，氧枪类型以及吹氧时间等。
(2) 根据条件选炉型(3) 确定炉容比(4) 计算熔池直径，熔池深度等尺寸(5) 计算炉帽尺寸(6) 计算炉身尺寸(7) 计算出钢口尺寸(8) 确定炉衬厚度(9) 确定炉壳厚度(10) 校核H/D(11) 绘制炉型图2 炉型设计与计算2.1 本次设计任务：设计140T 转炉炉型(1) 原始条件炉子平均出钢量为140t , 钢水收得率为92% ，最大废钢比取20% ，采用废钢矿石法冷却。
铁水采用低磷生铁[W(si)≤0.85%,W(F)≤0.2% W(5)≤0.05%] ; 氧枪采用三孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0mpa(2) 炉型选择根据原始条件采用筒球形炉型作为此次设计的转炉炉型(3) 炉容比，取V/T=0.9892.2 炉型尺寸的计算(1) 熔池尺寸的计算①熔池直径计算：计算公式: D=k (G/t) 1/2熔池直径式中:K—常数，取1.57 ；G—金属装入量，t ；T—吹氧时间，min 。
a: 确定初期金属装入量为GG=2T/2+B*1/2式中：T——平均出钢量为，140t ；B——常数，取15% ；η金——金属收得率为92% ；G=2×140/2+15%*1/92%=141.557(t)V金=G/ρ金=141.557/6.8=20.817(m3)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50~57 那么供氧强度=吨钢耗氧量/吹氧时间=57/14=14[m3/(t*min)] D=1.57(141.557/14)1/2=4.99m熔炉深度计算筒球型熔池深度的计算公式为：h熔=V金+0.046D3/0.79D2=20.817+0.046*4.993/0.79*4.992=1.35m 熔池其他尺寸确实定球冠的弓形高度:h1=0.15D=0.15×4.99=4.54m球冠的曲率半径：R=0.91×D=0.15×4.99=4.54m2.3 炉帽尺寸确实定(1) 炉口直径d0：d0=0.48D=0.48×4.99=2.4m(2) 炉帽倾角θ 取64° ；(3) 炉帽高度(H 帽)式中：H o——炉口高度，取0.4m在炉口设置水箱式水冷炉口2.4 炉身尺寸确定(1) 炉膛直径( 无加厚段)(2) 根据选定的炉容比为0.989 ，可求出炉子总容积为炉身高度:那么炉型高:2.5 出钢口尺寸计算(1) 出钢口直径:(2) 出钢口衬砖外径d r=63+1.7571/2=(6+1.75*140)1/2=17.5CM=0.175m(3) 出钢口长度d T' =6d T=6*17.5=105cm=1.05m(4) 出钢口倾角β取18°L T=T dT=7×17.5=122.5cm=1.225m符合高宽比的推荐值，因此认为所涉及的炉子尺寸是根本适宜的。
转炉物料平衡计算
C
[C]+1/2O2→{CO}
4.15×90%=3.735
3.735*16/12=4.98
8.715
[C]+O2→{CO2}
4.15×10%=0.415
0.415*32/12=1.107
1.522
Si
[Si]+O2→(SiO2)
0.600
0.60*32/28=0.686
1.286
入渣
Mn
[Mn]+1/2O2→(MnO)
产物量㎏
进入钢中的量/㎏
C
[C]→{CO}
13.38×0.08%×90%=0.010
0.013
0.023
[C]→{CO2}
13.38×0.08%×10%=0.001
0.003
0.004
Si
[Si]→(SiO2)
13.38×0.25%=0.033
0.038
0.071
Mn
[Mn]→(MnO)
13.38×0.37%=0.050
质量分数/%
52.58
14.72
10.97
1.27
2.93
8.25
5.00
2.7
1.27
0.31
100
①.表中除(FeO)和(Fe2O3)以外的总渣量为5.11+1.428+1.056+0.123+0.284+0.262+0.123+0.03=
8.416㎏，而终渣Σω(FeO)=15%(表1-4)，故总渣量为8.416/86.75%=9.701㎏。
3.62
炉渣
9.70
8.40
萤石
0.30
出钢量为60t转炉设计
转炉设计冶金工程课程设计任务书1 设计题目：转炉设计2已知条件：炉子平均出钢量为60t，钢水收得率取94%，最大废钢比取18%，采用废钢矿石法冷却：铁水采用P08低磷生铁[ω(Si)≦0.85%]ω(P)≦0.2%ω(S)≦0.05%]，氧枪采用四孔拉瓦尔喷头，设计氧压为1.0MPa。
3设计内容及要求：（1）确定炉型和炉容比（2）计算熔池尺寸、炉帽尺寸、炉身尺寸、出钢口尺寸、炉衬厚度及炉壳厚度（3）绘制转炉炉型图（4）其它要求：①在课程设计期间要努力工作，勤于思考，仔细检索文献和分析设计过程的问题。
②设计说明书必须认真编写，字迹清楚、图表规范、符合制图要求。
3 设计工作量：设计说明书1份；转炉炉型图1份；参考文献列表1份1.1转炉炉型设计1.1.1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。
（2）炉型的定义转炉炉型是指转炉炉膛的几何形状，亦即指由耐火材料切成的炉衬内形。
炉型设计内容包括：炉型种类的选择；炉型主要参数的确定；炉型尺寸设计计算；炉衬和炉壳厚度的确定；顶底复吹转炉设计。
1.1.2炉型种类及其选择（1）炉型种类根据熔池（容纳金属液的那部分容积）的形状不同来区分，炉帽、炉身部位都相同，大体上归纳为以下三种炉型：筒球形、锥球形和截锥形。
①筒球形炉型：该炉型的熔池由一个圆筒体和一个球冠体两部分组成，炉帽为截锥体，炉身为圆筒形。
其特点是形状简单，砌砖简便，炉壳容易制造。
在相同的熔池直径D和熔池深度h的情况下，与其他两种炉型相比，这种炉型熔池的容积大，金属装入量大，其形状接近于金属液的循环运动轨迹，适用于大型转炉。
②锥球形炉型（国外又叫橄榄形）：该炉型的熔池由一个倒置截锥体和一个球冠体两部分组成，炉帽和炉身与圆筒形形炉相同。
其特点是，与同容量的其他炉膛相比，在相同熔池深度h下，其反应面积大，有利于钢、渣之间的反应，适用于吹炼高磷铁水。
③截锥体炉型：该炉型的熔池有一个倒置的截锥体组成。
140t氧气顶吹转炉炉型设计
d 零/D=2.424/5.050=0.48
设计部门推存 d 零/D=0.43-0.53，大型转炉取下限，小型转 炉取上限，此设计满足此要求，因此可以根据数据作图。
转 炉设 计 的 主要 数 据尺寸
参数 0.91 炉容比(m3/t) 容池直径/㎜ 容池深度/㎜ 容池体积/m 炉帽倾角/ 炉帽高度/㎜ 炉帽容积/m
本设计选炉身工作层 700 ㎜，永久层 115 ㎜，填充层 100 ㎜，总后：700+115+100=915（㎜）
（2） 炉壳 的内径 D
D 壳内=5.050+0.915=6880（㎜）
D 壳 内 =6880 （㎜）
5
壳内
（3） 炉底 砖 衬总 厚 度
炉帽和炉底的工作层都选 600 ㎜， 炉帽永久层为 150 ㎜炉底 永 久 层 用 标 准 镁 砖 立 砌 一 层 250 ㎜ ， 黏 土 砖 平 砌 三 层 67*3=210(㎜),则炉底砖衬总厚度为：600+250+210=1060（㎜） 黏土砖是应用广泛的耐火砖， 它有良好的物理机械性能， 教强的 机械强度，成本较低。
⑵ 炉帽 倾 角
根据炉帽倾角推荐值为 60°～68°，大型转炉取下限，小型 转炉取上限，本设计取 θ=63°
⑶ 炉帽 高 度
炉帽高度：H 帽=H 锥+H 口 式中 H 锥可用公式计算得到：H 锥=
1 (D－d0)tanθ 2 1 = (5.050－2.424)tan63° 2
=2.577(m) 为了保证炉口正常形状， 不会因为炉口耐火材料的熔损而使 炉口扩大，在炉口设置高度为 300～400 ㎜的直线段，本设计取 350 ㎜，因此：H 帽=H 锥+H 口=2.577+0.35=2.927（㎜） 在炉口处设置水箱式水冷炉口
120吨转炉倾动结构设计计算,毕业论文
摘要摘要在转炉设备中的倾动机械是实现转炉炼钢生产的关键设备之一，炉体的工作对象是高温的液体金属，在兑铁水、出钢等项操作时，要求炉体能平稳地倾动和准确的停位。
为获得如此低的转速，需要很大的减速比。
转炉炉体自重很大，再加装料重量等，整个被倾转部分的重员要达上百吨或上千吨。
目前己投产的最大炉容量为350吨转炉，其总重达到1450多吨。
要使这样大重员的转炉倾转就必须在转炉耳轴上施加几百，以至几千吨力·米的倾动力矩。
转炉炼一炉钢的时间，通常只有四十分钟左右。
转炉领动机械的工作属于“启动工作制”。
机构巾除承受基本静载荷作用外，还要承受由于启动、制动等引起的动载荷。
这种动载荷在炉口刮渣操作时，其数值甚至达到静载荷的两倍以上。
启、制动额繁，承受较大的动裁荷。
转炉倾动机械随着氧气转炉炼钢生产的普及和发展也在不断的发展和完善，出现了各种型式的倾功机械。
转炉倾动装置是转炉炼钢最主要的机械设备。
一种新型多点啮合全悬挂柔性传动装置，其一次减速机采用行星差动均载机构，使设备运转更加平稳；一、二次减速机之间采取花键套装悬挂式简支结构，并将其应用于转炉倾动装置，可解决传统型全悬挂转炉倾动装置因一、二次减速机之间的静不定联接结构所带来的机构不稳定性问题，从而提高了转炉设备的运行可靠性和检修维护性。
关键字转炉，炼钢机构，倾动机械，倾动装置、ABSTRACTABSTRACTIn the converter device tilting converter steelmaking machinery is the key to achieving one of the devices, the work of the furnace temperature of the liquid metal object is in against the hot metal, a steel other items of operation, the required tilting furnace can be smooth and accurate stop bit. To obtain such a low speed,; requires a lot of reduction ratio. Weight converter furnace, with the massive weight loading, by tilting the entire staff to be part of the weight or thousands of tons of hundreds of tons.Currently has the largest production capacity of 350 tons of converter furnace, the total weight reached more than 1450 tons. Members of such a large weight to make the converter tilting axis to be applied in Converter hundreds of ears, as well as thousands of tons of force Moment m dump. Converter steel smelting pot of the time, usually only four minutes later.Converter dynamic mechanical work leading a "start-up system."In addition to the basic static towel body under load, but also take the start, braking and other dynamic load caused.This dynamic load in the mouth blowing slag operation, its value even up to more than twice the static load.Kai, the amount of fan brake, move the CD under large load.With the converter tilting of oxygen converter steel production machinery popularity and development are constantly develop and improve, there has been dumping of various types of power machinery.Converter tilting device is the main steelmaking machinery and equipment.A new multi-point full suspension of flexible engagement gear, the first planetary gear differential with uniform load, making the equipment run more smoothly; the first and second spline gear set to fly between the simply supported structure, and Tilting converter is applied, can solve traditional full suspension converter tilting device for the first and second gear connection between the structure statically indeterminate problem of instability caused by institutions to improve the operation of converter equipment reliability and repair maintenance.Keywords converter, steel body, tilting machine, tilting devices目录摘要 (I)ABSTRACT ...................................................................................................................... I I1 绪论 (1)2转炉计算 (2)2.1炉型计算 (2)2.1.1炉型的类别 (2)2.1.2炉型尺寸的计算 (2)2.1.3空炉重心计算 (5)2.2转炉的耳轴最佳位置确定 (7)2.2.1计算摩擦力矩 (7)2.2.2预设耳轴的位置 (8)2.2.3计算耳轴的最佳位置 (8)2.3利用黄金分割法对倾动力矩最优化设计 (10)2.3.1黄金分割法的含义 (10)2.3.2黄金分割法的应用 (11)2.3.3计算转炉最优化液体重心 (11)2.3.4计算空炉力矩 (16)2.3.4计算倾动力矩 (18)3设计转炉倾动机构 (20)3.1转炉倾动机构工作方案 (20)3.1.2 倾动机构设计计算 (21)3.1.2配齿计算 (22)3.1.3 初步计算齿轮的主要参数 (24)3.2 啮合参数计算 (26)3.2.1中心距计算 (26)3.2.2计算齿轮的宽度 (27)3.2.3计算变位系数 (27)3.3几何尺寸的计算 (27)3.3.1齿轮参数 (27)3.3.2对行星架的尺寸设计计算 (30)3.4装配条件的验算 (32)3.4.1邻接条件 (32)3.4.2 同心条件 (32)3.4.3 安装条件 (32)3.4.4箱体及前后机盖的设计 (33)4强度计算 (34)4.1强度校核 (34)4.1.1齿轮的参数选用 (34)4.1.2高速级外啮合齿轮副中弯曲强度的校核 (36)4.1.2中速级外啮合齿轮副中接触强度的校核 (38)4.1.3底速级外啮合齿轮副中弯曲强度的校核 (42)4.2基本构件转矩的计算 (44)4.3 密封和润滑 (45)6总结 (46)参考文献 (47)致谢 (48)1 绪论转炉炼钢工艺要求往一个冶炼周期内耍完成小钢、倒边、兑铁水、加废钢和取样、测温以及吹炼等操作，需要要倾动转炉多次，因此电动机启、制动频繁。
150吨转炉设计
转炉炉型设计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、金属收得率、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，车间主厂房高度和转炉配套的其他相关设备的选型。
2.1 炉型的选择本设计为150t的中型转炉，选用筒球型转炉。
2.2 炉容比与高宽比2.2.1 炉容比（V/T , m3/t）炉容比是转炉有效容积与公容量的比值，主要与供氧强度有关，本设计选取炉容比为0.932.2.2 高宽比高宽比是指转炉炉壳总高度与炉壳外径的比值，是作为炉型设计的校核数据。
在1.25-1.45之间。
2.3 转炉主要尺寸的确定2.3.1 熔池尺寸（1）熔池直径D熔池直径是指转炉熔池在平静状态时金属液面的直径。
可根据公式D?KG ——新炉金属装入量，t；（取公称容量） t ——吹氧时间，min，取16min K——比例系数，取1.70则熔池直径D?K1.7×√（150÷16）＝5.21m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。
对于筒球型熔池，取球缺体半径R = 1.1D = 5726mm，此时熔池体积VC与熔池直径存在如下关系：VC?0.790hD?0.046D，即h0?23VC?0.046D0.79D23。
熔池体积VC = 装入量/比重 =150/5.0 = 30m3 则熔池深度h0?VC?0.046D0.79D23＝（30+0.046×5.21）/（0.790×5.21）＝1.70m322.3.2 炉帽尺寸（1）炉帽倾角?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。
在本设计中取? = 60°.（2）炉口直径d0本设计中取炉口直径为熔池直径的48%，即d0 = 5.21×48% = 2.5m =2500mm (3) 炉帽高度H帽口 = 350 mm，则炉帽高度为：取炉口上部直线段高度HH帽 = ?(D?d)tan??H= 1/2（5.21 — 2.5）tan60°+ 0.35 = 2.70m 0022.3.3 炉身尺寸（1）炉身直径转炉炉帽以下，熔池面以上的圆柱体部分称为炉身。
200吨转炉炉型设计计算
200吨转炉炉型设计计算第⼆部分200吨转炉炉型设计计算(⼀)转炉炉型及主要参数⼀、转炉三种炉型介绍转炉炉型应能适应炉内钢液、溶渣和⾼温⽓的循环运动规律，达到反应快、喷溅少和炉龄⾼等⽬的。
内型应与残余炉衬的轮廓接近，以利减少炉衬的局部侵蚀和降低耐⽕材料的消耗，此外还要容易砌筑。
⽬前，氧⽓顶吹转炉⾦属熔池形状可分为三种炉型：1.筒球形炉型这种炉⼦形状简单、砌砖⽅便、炉壳容易制造。
球形底可使散热⾯积⼩，倒渣时炉底形成拱顶⽽强度相对要⼤。
球底熔池的形状接近⾦属液的循环轨迹。
.常⽤于≧50吨的炉⼦。
2.锥球形炉型这种炉⼦的熔池形状更符合钢流循环的要求，且与筒球形相⽐，当熔池深度相同时，熔池直径与反应⽽积均可稍⼤⽽有利于去磷反应的进⾏(见式2-6和式2-6)。
常⽤于20~80吨的炉⼦。
3.截锥形炉型熔池循环有死⾓，故适⽤于≦30吨的炉⼦。
这种倒圆台的炉底⽐球形炉底易于砌筑.⼆.炉⼦各部分主要尺⼨参数的确定和计算转沪的主要尺⼨如[4]254图23⼀1所⽰.下⾯分五个部分进⾏讨论(I)熔池部分1.熔池直径的计算式中：G——新炉⾦属料装⼊量，T（由原始条件给出）t——吹氧时间，minK——系数>30吨炉⼦K=1.85~2.1系数<30吨炉⼦K=2.0~2.3t=33min′′前期出钢量[T]加废钢后耗氧量[Nm/T]供养强度[Nm/T]G[T]由表1-21可求“加废钢后每吨钢⽔耗氧量”=氧[kg]钢⽔[kg]×1000[Tkg]×332[kg]22.4[Nm]供氧强度可参表2—1，计算后，供养时间应符合表2—2的范围。
32.⾦属熔池体积和熔池深度的计算①当取铁⽔密度ρ=6.8[T/m 3]时则⾦属熔池体积V ⾦属=G[T]×0.147[T/m 3]②锥球形熔池深度h=320.0363D 0.7D +⾦属V (m)③筒球形熔池深度h=320.046D 0.79D +⾦属V (m)由：⽐较式2—6与式2—7可知，当深度两者相同时，锥球形熔池直径稍⼤⽽可扩⼤熔池的渣钢反应界⾯有利于去磷的反应。
转炉设计（2）
转炉设计（2）1 转炉炉型选型设计及相关参数计算1转炉炉型设计1.1.1 炉型选择氧⽓顶底复吹转炉是20世纪70年代中、后期，开始研究的⼀项新炼钢⼯艺。
其优越性在于炉⼦的⾼宽⽐略⼩于顶吹转炉却⼜⼤于底吹转炉，略呈矮胖型；炉底⼀般为平底，以便设置底部喷⼝。
综合以上特点选⽤转炉炉型为锥球型(适⽤于中⼩型转炉见图1-1)。
图1-1 常见转炉炉型(a)筒球型；(b)锥球型；(c)截锥型1.1.2 主要参数的确定本设计选⽤氧⽓顶吹转炉(公称容量50t)。
(1) 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。
从⽬前实际情况来看，转炉炉容⽐⼀般取0.9~1.05m3/t。
本设计取炉容⽐为1.05m3/t。
(2) ⾼径⽐转炉⾼径⽐，通常取1.35～1.65。
⼩炉⼦取上限，⼤炉⼦取下限。
本设计取⾼径⽐：1.40。
(3) 熔池直径D 可按以下经验公式确定：tG KD = (1-1)式中 D ——熔池直径，m ；G ——新炉⾦属装⼊量，t ，可取公称容量； K ——系数，参见表1-1；t ——平均每炉钢纯吹氧时间，min ，参见表1-2。
表1-1 系数K 的推荐值注：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：38.3155085.1==D m(4) 熔池深度h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h1=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：23665.0033.0DD V h +=池 (1-2)由池V G 1ρ=可得：09.705.7501===ρGV 池(m 3)将池V 代⼊式(7-2)得：98.038.3665.038.3033.009.7665.0033.02323=??+=+=DD V h 池(m)(5) 炉⾝⾼度⾝H转炉炉帽以下，熔池⾯以上的圆柱体部分称为炉⾝。
150t顶底复吹转炉炉型设计
课程设计说明书题目名称： 150t顶底复吹转炉炉型设计学院机械工程系(部)课程设计任务书2013-2014 学年第2学期2014 年6月27日教研室主任（签名）系（部）主任（签名）目录1.摘要 (1)2 转炉物料平衡与热平衡计算 (1)2.1 原始数据的选取 (2)2.1.1 原材料成分 (2)铁水、废钢成分见表1.1 (2)2.1.2 假设条件 (3)2.1.3 冶炼钢种及规格成分 (3)2.2.1 渣量及其成分计算 (3)2.2.3 氧气消耗量计算 (7)2.2.4 炉气量及成分计算 (8)2.2.5 未加废钢和合金时的物料平衡表 (8)2.3.1 热收入 (9)2.3.2 热支出 (9)2.3.3 热平衡表 (11)2.4 吨钢物料平衡 (11)3 转炉炉型设计 (12)3.1 转炉炉型的选择 (12)3.2 转炉炉容比与高宽比 (12)3.2.1 炉容比（V/T , m3/t） (12)3.2.2高宽比 (13)3.3 转炉主要尺寸的确定 (13)3.3.1熔池尺寸 (13)3.3.2 炉帽尺寸 (13)3.3.4 出钢口尺寸 (14)3.3.5 炉衬 (15)3.3.6 炉壳 (15)结束语 (17)参考文献 (18)1.摘要转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。
转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。
碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。
转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。
2003年我国转炉钢产量已接近1.9亿t,占我国钢产量的85.2%,约占世界转炉钢的25%。
50～300t转炉由2001年的75座增至2003年的134座,工艺技术进一步优化。
转炉炉型设计计算
2.转炉炉型设计及计算2.1转炉容量的计算2.1.1根据生产规模和产品方案计算出年需要钢水量：年需钢水量=良坯收得率年需良坯量年需不同钢种的连铸方坯250×104t ，连铸板坯200×104t 。
连铸收得率99%，则：年需钢水量=99%450=450×104t 2.1.2计算年出钢炉数：（按2吹2计算） 年出钢炉数=2冶炼周期转炉作业率日历时间冶炼周期年炼钢时间⨯⨯=⨯2转炉作业率=79.5%100%365290100%=⨯=⨯日历天数转炉有效作业天数转炉有效作业天数：日历天数扣除大于20min 以上的一切检修和故障时间总和，转炉工艺设计技术规范规定，当转炉与单台连铸机配合全连铸时为275～300天。
本设计取290天。
冶炼周期按容量大小确定，大于100t 为38～45min ，本设计取40min ， 则：年出钢炉数=2×365×79.5%×24×60/40=20880炉每天出钢炉数=炉年作业天数年出钢炉数7229020880==平均产钢水量=215.5t 208804500000==年出钢炉数年产钢水量2.1.3按标准系列确定炉子容量：选定250t 转炉2座，按照2吹2方式生产。
核算车间年产量：250×20880×99%=495.9×104t 良坯。
2.2转炉炉型设计 2.2.1原始条件炉子平均出钢量为250t ，铁水密度6.8g/cm 3，铁水收得率为92%。
2.2.2炉型选择顶底复吹转炉的炉型基本上与顶吹和底吹转炉相似；它介于顶吹转炉和底吹转炉之间。
为了满足顶底复吹的要求炉型趋于矮胖型，由于在炉底上设置底吹喷嘴，炉底为平底，所以根据原始数据，为了便于设置底部供气构件，选择截锥形炉型。
2.2.3炉容比炉容比指转炉有效容积V t 与公称容量T 之比值V t /T(m 3/t)。
V t 系炉帽、炉身和熔池三个内腔容积之和。
标准转炉炉型
标准转炉炉型
标准转炉炉型主要根据金属熔池的形状进行分类，包括筒球型、锥球型和截锥型三种。
其中，筒球型炉型由一个球缺体和一个圆筒体组成，具有炉型形状简单，砌筑方便，炉壳制造容易等优点。
熔池内型比较接近金属液循环流动的轨迹，在熔池直径足够大时，能保证在较大的供氧强度下吹炼而喷溅最小，也能保证有足够的熔池深度，使炉衬有较高的寿命。
大型转炉多采用这种炉型。
锥球型和截锥型炉型也各有其特点，但具体的形状和优缺点可能会因不同的设计和应用而有所差异。
此外，炉型的炉衬一般由工作层、填充层和永久层所构成。
工作层是指直接与液体金属、熔渣和炉气接触的内层炉衬，它要经受钢、渣的冲刷、熔渣的化学侵蚀、高温和温度急变、物料冲击等一系列作用。
要求工作层在高温下有足够的强度，一定的化学稳定性和耐急冷急热等性能。
永久层紧贴炉壳钢板，在修炉时一般不拆除，其主要作用是保护炉壳钢板，该层通常用镁砖砌成。
请注意，这里提供的信息是一般性的，具体的炉型设计和选择可能会根据实际的炼钢需求和条件进行变化。
在实际应用中，还需要考虑炉型的适应性、耐久性、经济性以及环保性等多方面因素。
180t顶吹氧转炉炉型尺寸计算
转炉炉型设计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、金属收得率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。
（一）转炉公称容量及其表示方法公称容量（T），是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。
所以在本文中所设计中的180t转炉，其炉役期内的平均出钢量为180t，即此处公称容量（T）取180t。
（二）转炉炉型的选择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。
转炉设计
1转炉设计1.1炉型设计1. 原始条件炉子平均出钢量为100吨，钢水收得率取90.36%，最大废钢比取10%，采用废钢矿石法冷却。
铁水采用P08属于低磷生铁；氧枪采用三孔拉瓦尔型喷头.2. 炉型选择：根据原始条件采用锥球形炉型。
3. 炉容比：取V/T=1.004. 熔池尺寸的计算 熔池直径：G=t B T 95.102936.01%1521002122=⨯+⨯=⋅+η （取B=15%）314.158.695.102m G V ===ρ 确定吹氧时间和吨钢耗氧量：本设计采用低磷铁水，取吨钢耗氧量为56.8)(/3钢t m 。
并取吹氧时间为12min ，则 供氧强度min)]/([733.4128.563⋅==t m 取K =1.8则 )(27.51295.1028.1m D == 锥球型熔池深度的计算公式为)(05.127.57.027.50363.014.157.00363.02323m D D V h =⨯⨯+=+=确定D =5.27m, h =1.05m熔池其他尺寸确定 球冠的弓形:)(527.027.510.010.01m D h =⨯== )(717.427.5895.0895.01m D D =⨯==炉底球冠曲率半径：)(797.527.51.11.1m D R =⨯==5. 炉帽尺寸的确定炉口直径：()m D d 530.227.548.048.00=⨯==炉帽倾角：取065=θ 3) 炉帽高度帽H )(94.265tan )53.227.5(21tan 2100m d D H =-=-=θ 取mm H 400=口，则整个炉帽高度为： ）（口锥帽m H H H 34.34.094.2=+=+= 由于我们采用水冷炉口炉帽部分容积为：口锥帽）（H d d Dd D H V 202002412ππ+++=)(56.384.053.24)53.253.227.527.5(94.2123222m =⨯⨯++⨯+⨯⨯=ππ6. 炉身尺寸确定1) 炉膛直径D D =膛=5.27m （无加厚段）2) 根据选定的炉容比为1.00，可求出炉子总容积为 ）（容31000100.1m V =⨯= ）（帽池总身346.438.5615.14100m V V V V =--=--= 3) 炉身高度 )(3.135.27446.4422m D V H =⨯=⨯=ππ身身4) 炉型内高m H H h H 52.813.234.305.1=++=++=身帽内7. 出钢口尺寸的确定1) 出钢口直径)(15.0)(15.5301075.16375.163m cm T d T =≈⨯+=+= 2) 出钢口衬砖外径)(0.915.066m d d T ST =⨯== 3) 出钢口长度)(05.115.077m d L T T =⨯== 4) 出钢口倾角β：取018=β8. 炉衬厚度确定炉身工作层选600mm,永久层115mm,填充层90mm,总厚度为600+115+90=805（mm ）炉壳内径为 6.882805.05.27=⨯+=壳内D炉帽和炉底工作层均选600mm,炉帽永久层为150mm,炉底永久层用标准镁砖立砌，一层230mm,粘土砖平砌三层65×3=195（mm ）,则炉底衬砖总厚度为600+230+195=1025（mm ）,故炉壳内形高度为)(9.545025.18.52m H =+=壳内，工作层材质全部采用镁碳砖。
转炉设计
转炉设计1.1转炉炉型设计1.1.1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。
（2）炉型的定义转炉炉型是指转炉炉膛的几何形状，亦即指由耐火材料切成的炉衬内形。
炉型设计内容包括：炉型种类的选择；炉型主要参数的确定；炉型尺寸设计计算；炉衬和炉壳厚度的确定；顶底复吹转炉设计。
1.1.2炉型种类及其选择（1）炉型种类根据熔池（容纳金属液的那部分容积）的形状不同来区分，炉帽、炉身部位都相同，大体上归纳为以下三种炉型：筒球形、锥球形和截锥形。
①筒球形炉型：该炉型的熔池由一个圆筒体和一个球冠体两部分组成，炉帽为截锥体，炉身为圆筒形。
其特点是形状简单，砌砖简便，炉壳容易制造。
在相同的熔池直径D和熔池深度h的情况下，与其他两种炉型相比，这种炉型熔池的容积大，金属装入量大，其形状接近于金属液的循环运动轨迹，适用于大型转炉。
②锥球形炉型（国外又叫橄榄形）：该炉型的熔池由一个倒置截锥体和一个球冠体两部分组成，炉帽和炉身与圆筒形形炉相同。
其特点是，与同容量的其他炉膛相比，在相同熔池深度h下，其反应面积大，有利于钢、渣之间的反应，适用于吹炼高磷铁水。
③截锥体炉型：该炉型的熔池有一个倒置的截锥体组成。
其特点是，形状简单，炉底砌筑简便，其形状基本上能满足于炼钢反应的要求。
与相同容量的其他炉型相比，在熔池直径相同的情况下，熔池最深，适用于小型转炉。
结合中国已建成的转炉的设计经验，在选择炉型时，可以考虑：100～200t以上的大型转炉，采用筒球形炉型；50～80t的中型转炉，采用锥球形转炉；30t以下的小型转炉，采用截锥体转炉。
1.1.3转炉炉型主要参数的确定迄今为止，国内外还没有一套完整的转炉炉型的理论计算公式，不能完全从理论上确定一个理想的转炉炉型和炉型各部分尺寸参数。
现有的公式都属于经验公式。
目前国内各厂进行转炉炉型设计时，一般都是采用“依炉建炉”的设计方法。
即通过考察和总结同类转炉的长期生产情况和较先进的技术经济指标，结合采用经验公式和进行可行的模拟试验，再结合当地的条件做适当的修改，来确定转炉的炉型尺寸。
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7转炉炉型设计
7.1 转炉的座数、公称容量及生产能力的确定
为了有效地提高转炉利用率及提高平均日作业率，借鉴同类型厂家经验，本设计采用“三吹二”制度。
7.1.1根据生产规模和产品方案计算出年需钢水量
据国内同类转炉经验所得η坯=95%~99%。
取η坯=99%
年浇铸钢液量=η坯年合格坯产量=
万吨）(04.404%
99400= 7.1.2选取转炉作业率和冶炼一炉钢平均时间
对“三吹二”制度而言，转炉有效时间为310天/年
则转炉作业率=%93.84%100365
310%100=⨯=⨯年日历时间转炉有效时间 根据同类型厂家，取冶炼时间为41 min 。
7.1.3计算出年出钢炉数（N ）
（炉）冶炼平均时间转炉冶炼作业率年日历时间1088341
93.8460243652=⨯⨯⨯=⨯=N （炉）21766108832=⨯=N
7.1.4平均炉产钢水量
平均炉产钢水量=年浇铸钢液量年出钢炉数=（吨）6.18521766
1004.4044
=⨯ 本设计中取转炉公称容量为185吨，参考《钢铁厂设计原理》下册，140页，表7-4可知185吨的转炉公称容量，平均冶炼时间与所取冶炼时间基本符合。
7.1.5车间生产能力的确定
车间年生产钢水量=转炉公称容量⨯年出钢炉数
=185⨯21766
=402.671（万吨）
检验是否满足要求：
%1%339.0%1004040400
40404004026710<-=⨯-=计算误差合乎要求。
7.2转炉炉型的主要参数
7.2.1原始条件
炉子平均出钢量为185t ，收得率取99%，最大废钢比取12.49%。
采用矿石法冷却；铁水采用P12低P 生铁[ω(Si)≤0.85% ω(P)≤0.2% ω(S)≤0.06%]；氧枪采用四孔拉瓦尔喷头，设计氧压1.0MPa 。
7.2.2炉型选择
根据原始条件及采用顶底复吹工艺的要求，本设计将采用截锥型炉型作为设计炉型。
7.2.3炉容比
取V/T=0.92
7.2.4熔池尺寸的计算
熔池直径的计算公式
t
G k D = a.确定初期金属装入量G .取B=20% 则
)(18392
.012.021852122t B T G =⋅+⨯=⋅+=金η )(91.268.61833m G V ===金
金ρ 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50~70m 3/t(钢)，高磷铁水约为62~69m 3/t （钢），本设计采用低磷铁水，取取吨钢耗氧量为63m 3/t ，并取吹氧时间为t =18min.则
()[]
m in /5.318633⋅===t m 吹氧时间吨钢耗氧量供养强度 取K=1.72 则)(484.518
18372.1m t G K D =⋅=⋅=
② 截锥型熔池深度的计算公式为:
)(559.1484.5574.091.26574.0574.0222m D V D V h =⨯=⨯==）
（金池
③熔池其他尺寸确定.
)(839.3484.57.07.01m D D =⨯==
7.2.5炉帽尺寸的确定
①炉口直径d 0.取
)(797.2484.551.00m d =⨯=
②炉帽倾角: 取︒64
③炉帽高度H 帽:
取H 口=400mm ，
)(755.264tan )797.2484.5(2
1tan )(2100m d D H =⨯-=⋅-=θ锥 则整个炉帽高度为：
)(155.34.0755.2m H H H =+=+=锥口帽
在炉口处设置水箱试水冷炉口。
炉帽体积：
320022086.4040
.3846.2)(124m d Dd D H H d V V V =+=++⋅+⋅⋅=
+=锥口锥口帽ππ
7.2.6炉身尺寸确定
①炉膛直径D 膛=D(无加厚型)=5.484 m
②根据炉熔比为0.92，可求出炉子总容积为
)(2.17018592.03m V =⨯=总 )(43.10291.2686.402.1703m V V V V =--=--=帽池总身
③炉身高度
)(337.4)484.5(443.10242
2m D V H =⋅=⋅=π
π
身身 则炉型内高
)(492.7337.4155.3m H H H =+=+=身帽内
7.2.7出钢口尺寸的确定
①出钢口直径
)(2.0)(66.1918575.16375.163m cm T d T ==⨯+=+=
②出钢口衬砖外径:
)(2.12.066m d d T ST =⨯==
③出钢口长度：
)(4.12.077m d L T T =⨯==
① 出钢口倾角β:︒=20β
7.2.8炉衬厚度确定
炉身工作层选750mm ，永久层选140mm.填充层100mm ，
总厚度为： 750＋140＋100=990mm
炉壳内径为：
)(464.799.02484.599.02m D D =⨯+=⨯+=壳内
炉帽工作层550mm ，永久层140mm.
炉底工作层650mm ，永久层230＋3×65=425mm.
炉底永久层用标准镁砖砌一层230mm ，
黏土砖平砌三层65×3=195mm
则炉底砖衬总厚度为650＋425=1075mm
故炉壳内型高度为
)(126.10075.1492.7559.1m H =++=壳内
工作层材质全部采用镁碳砖。
7.2.9炉壳厚度确定
炉身部分选70mm 厚的钢板，炉帽和炉底部分选用60mm 厚的钢板.则
)(10186601012606.0mm H H =+=+=内总
)(604.707.02464.7m D =⨯+=壳
7.2.10验算高宽比
34.17604
10186==壳总
D H 符合高宽比推荐值1.25～1.45之间，因此认为所设计的炉子尺寸基本上是合适的，能够保证转炉的正常冶炼进行。
根据上述计算的炉型尺寸绘制出炉型如图所示。