第二章 转炉炉型设计

第二章 转炉炉型设计

炉型设计的任务是确定所选炉型各部位的主要参数和尺寸，据此再绘出工程图。

2.1 转炉炉型的选择

本设计为230t 的大型转炉，选用筒球型转炉。

2.2 转炉炉容比与高宽比

2.2.1 炉容比（V/T , m 3/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。选取炉容比为0.90.

2.2.2 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。取1.55.

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 K G t =求得，其中：

G ——新炉金属装入量，取公称容量，230t ，由前面计算可得； t ——吹氧时间，取20min ； K ——比例系数，取1.50； 则熔池直径D = 5.09m 。

(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。对于筒球型熔池，取球缺体半径R = 1.1D =4.02m ，此时熔池体积C V 与熔池直径存在如下关系：230.7900.046C V hD D =-，即320(0.046)/0.79C h V D D =+。

熔池体积C V = 230/7.6= 30.263m ； 则熔池深度h 0=1.77m 。

2.3.2 炉帽尺寸

（1） 炉帽倾角α

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α = 62°。

（2） 炉口直径d 0

本设计中取取炉口直径为熔池直径的45%，即d 0 = 5.09×45% =2.29m

(3) 炉帽高度H

帽

取炉口上部直线段高度H

口 =350mm ，则炉帽高度为：

H 帽 =1/200()tan D d H α-+= 1/2（5.09—2.29）tan62°+ 0.35 = 2.98m 2.3.3 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。其直径与熔池直径一致，即为D 。

（2） 炉身高度H

身

H 身 = 22C 4/()4(V )/()b V D V V D ∏=--∏帽身

式中 V 身、V 帽 、C V ——分别为炉身、炉帽、熔池的容积。其中：

332

/24()t a n /4V D d d H α=-+

口口口

帽ππ =2220.262(H H )(D +Dd +d )+0.785d H -口口口口口帽

b V ——转炉有效容积，为V 身、V 帽 、C V 三者之和，取决于容量和炉容

比。b V = 炉容比×G 。

根据已得的数据，则有：V 帽=30.943m b V =207.003m H

身=7.17m 。

2.3.4 出钢口尺寸

出钢口内口一般设在炉帽与炉身交界处，以使转炉出钢时其位置最低，便于钢水全部出净。

（1） 出钢口中心线水平倾角β

为了缩短出钢口长度，以利于维修和减少钢液二次氧化及热损失，大型转炉出钢口中心线水平倾角趋于减小，本设计中取β = 15°

(2) 出钢口直径

d 出

出钢口直径决定出钢时间，因此随炉子容量而定。可用如下经验公式确定： 63 1.75T d =+出 cm 式中 T ——转炉公称容量，230t 。 则在本设计中，出钢口直径为：21.58c m 。

(3) 出钢口衬砖外径和出钢口长度取出钢口衬砖外径为出钢口直径的6倍，即为：21.58×6 = 129.48 cm 。

取出钢口长度为其直径的7倍，即为：21.58×7 = 151.06 cm

2.3.5 炉衬

通常炉衬由永久层、填充层和工作层组成，也有的转炉不设填充层。在本设计中不设填充层。

永久层紧贴炉壳，修炉时不予拆除。其主要作用是保护炉壳，用镁砖砌筑。

工作层是与金属、熔渣和炉气接触的内层炉衬，工作条件苛刻，设计中用镁碳砖砌筑。

各层厚度参考高泽平《炼钢工艺学》表2-3，设计中取值见表2-1：

表2-1 转炉炉衬厚度取值

炉衬各部分名称厚度取值/mm 炉帽永久层130

工作层600 炉身（加料侧）永久层130

工作层800 炉身（出钢侧）永久层130

工作层700 炉底永久层400

工作层700

2.3.6 炉壳

炉壳由钢板制成，常用材质有16Mn 、15MnTi 、14MnNb等，本设计采用16Mn 钢，其厚度参考参考指导书表2-6，设计中取值如下：

炉帽炉壳厚：78 mm ；

炉身炉壳厚：90 mm ；

炉底炉壳厚：78 mm 。