50T转炉炉体设计书

目录

1.原始条件 4

2.炉型选择 4

3.炉容比的确定 4

4.熔池直径的计算 4

5.炉帽尺寸的确定 6

6.炉身尺寸的确定 6

7.出钢口尺寸的确定 6

8.炉衬厚度确定7

9.炉壳厚度的确定9

10.验算高宽比9

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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;

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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；

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原始条件

炉子平均出钢量为50t ； 铁水采用生铁水； 氧枪采用四孔喷头。

1. 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50t 转炉属小型故用截锥型。 2. 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，取炉容比取上限为0.95m ³/t.

3. 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

转炉吨位/t

<30 30~100 >100 备注

K

1.85~

2.10

1.75~1.85

1.50~1.75

达容量取下限，小容量取

上限

4

A ． 确定初期金属装入量G ：则

m314.77

50===ρG V 液

(钢液的密度取t m /0.73)

B ． 确定吹氧时间：

表2 平均每炉钢冶炼时间推荐值

转炉容量/t

<30

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，铁水成分和所炼钢种等具体条件确定。

取吨钢耗氧量为60m 3/t 钢，并取吹氧时间为15min （参见表2）。 则

min /m3415

60

(min))/m32∙===t t q o 供氧时间吨钢耗氧量（供氧强度

K 取1.8 则

mm G K D 328615

50

8.1t =*==

取3.286m

氧气射流穿透深度

mm n

q T H o 980)(36.0)(36.0256.04450256

.02=⨯=∙=⨯穿 ② 熔池深度的计算

筒球型熔池深度的计算公式为：

m t

D V 156.1)

286.3(574.0/m314.7574.0c h 2

2=⨯==深 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，

一般应使深穿h H 〈

本题中：

深穿h H 〈

符合要求。 所以确定

D=3.286m,h=1.156m

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