60吨转炉设计

一 转炉计算

炉型设计

1. 原始条件

炉子平均出钢量为60吨，钢水收得率取90%，铁水比取90.5%，采用废钢矿石法冷却。铁水采用P08低磷生铁[w(si)≤0.85% w(p)≤0.2% w(s)≤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

根据原始条件采用锥球型作为本设计炉型。 3. 炉容比

取V/T=1)(/3钢t m 4. 熔池尺寸的计算

1) 熔池直径的计算公式 t

G K

D = (1) 确定初期金属装入量G ：取B=15%则 G=

）（金t B T 6290.01

%182602122=⨯+⨯=⋅+η ）（金

金312.98

.662

m G V ==

=

ρ (1) 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)(/3钢t m ，高磷铁水约为62～69)(/3钢t m ，本设计采用低磷铁水，取吨钢耗氧量为57)(/3钢t m 。并取吹氧时间为15min ，则 供氧强度=

m in)]/([8.315

57

3⋅==t m 吹氧时间吨钢耗氧量

取K =1.80则 )(660.315

62

80

.1m D == 2) 熔池深度计算

锥球型熔池深度的计算公式为

)(162.166

.37.066.30363.01.970.00363.02

32

3

m D D V h =⨯⨯+=+=

金 确定D =3.66m, h =1.162m

3) 熔池其他尺寸确定 (1) 球冠的弓形高度:

)(3294.066.309.009.01m D h =⨯==

(2) 炉底球冠曲率半径：

)(026.466.31.11.1m D R =⨯==

（3） m D h 3294.09.01== 5. 炉帽尺寸的确定 1) 炉口直径 0d :

()m D d 90.166.352.052.00=⨯==

2) 炉帽倾角θ：

取067=θ

3) 炉帽高度帽H

)(07.267tan )9.166.3(21

tan 2100m d D H =-=-=θ）（锥

取mm H 380=口，则整个炉帽高度为：

）（口锥帽m H H H 45.238.007.2=+=+=

在炉口处设置水箱式水冷炉口

炉帽部分容积为：

口

锥帽）（H d d Dd D H V 2020024

12

π

π

+

++=

)06.1438.09.14

)9.19.166.366.3(07.212

3222m =⨯⨯+

+⨯+⨯⨯=

π

π

6. 炉身尺寸确定

1) 炉膛直径D D =膛=3.66m （无加厚段） 2) 根据选定的炉容比为1，可求出炉子总容积为

）

（容360601m V =⨯= ）

（帽池总身382.3606.1412.960m V V V V =--=--=

3) 炉身高度

)(50.366.34

82

.364

2

2

m D V H =⨯=

⨯=

π

π

身

身

4) 炉型内高

）（身帽内m H H h H 112.750.345.2162.1=++=++=

由

97.166

.3112

.7H ==

膛

内H 知符合2.2—1.85范围 7. 出钢口尺寸的确定

1) 出钢口直径)(13.0)(136075.16375.163m cm T d T =≈⨯+=+= 2) 出钢口衬砖外径)(78.013.066m d d T ST =⨯== 3) 出钢口长度)(91.013.077m d L T T =⨯== 4) 出钢口倾角β：取015=β

8. 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27.52805.066.3=⨯+=壳内D

炉帽工作层500mm ，炉底工作层选550mm,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550+230+195=975（mm ）,故炉壳内形高度为)087

.8975.112.7m H （壳内=+=，工作层材质全部采用镁碳砖。

9. 炉壳厚度确定

炉身部分选60mm 厚的钢板，炉帽和炉底部分选用55mm 厚的钢板。则 )(8142558087mm H =+=总 )(53906025270mm D =⨯+=壳

炉壳转角半径 )4909755.05.0)

(800321mm SR mm SR SR （底=⨯====δ

10. 验算高宽比

51.15390

8142

==

壳

总D H

可见，

3.1〉壳

总D H ，符合高宽比的推荐值。因此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。

二．氧枪设计

2.1喷头设计

1. 原始数据

转炉公称容量60吨，低磷铁水，冶炼钢种以低碳钢为主。

转炉参数，炉容比V/T ＝1,熔池直径D ＝3660mm,有效高度H 内＝7112mm, 熔池深度h ＝1162mm 。

2. 计算氧流量

取吨钢耗氧量57m 3,吹氧时间15min,则氧流量 ()min /22815/60573m q v =⨯=

3. 选用喷孔

出口马赫数为M ＝2.0 ,采用三孔喷头,喷孔夹角为10°。 4. 设计工况氧压

查等熵流表，当M ＝2.0时0，Pa P P P 50103.1,1278.0/⨯==膛定，则

()pa p p p p 55

01017.101278

.0103.1⨯=⨯==膛

设

5. 计算喉口直径

每孔氧流量 m in /3763/2283m q q v === 利用公式,

1017.10,290,90.0,784.1500

Pa p K T C T p A C q D T D

⨯====设设

令则

290

41017.1090.0784.1765

2⨯⨯⨯⨯⨯

⨯=t d π

求得mm m d T 32032.0==，取喉口长度mm L T 10=。 6. 计算d 出

依据M ＝2.0，查等熵流表 688.1=喉出A A