转炉系统设备

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1 转炉的公称吨位怎样表示，我国顶吹转炉的最大公称吨位是多少?

转炉的公称吨位又称公称容量，是用炉役炉平均出钢量来量度。例如120t 转炉，即炉役炉平均出钢量为120t；300t转炉，炉役炉平均出钢量是300t。用炉役炉平均出钢量表示公称吨位，既不受装入炉料中铁水比例的限制，也不受浇铸方法的影响。根据转炉的炉出钢量，可以计算出相应的装入量。

出钢量=装入量/金属消耗系数 (11-1)

装入量=出钢量×金属消耗系数 (11-2)

金属消耗系数为吹炼1t钢所消耗钢铁料的数量，由于原材料及操作条件的不同，金属消耗系数也不一样。

顶吹转炉公称吨位在lOOt以下的为小型转炉，公称吨位在200t以上的为大型转炉，100～200t的为中型转炉。目前我国转炉最大公称吨位是300t。不同吨位转炉的冶炼周期和吹氧时间推荐值见表11-1。

转炉公称吨位/t＜3030-100＞100

冶炼周期/min28-3222-3838-45

吹氧时间/min12-1614-1715-18

2 什么是转炉炉型，选择转炉炉型的依据有哪些?

转炉炉型指砌砖后转炉的内型的几何形状。选择转炉炉型应考虑以下因素： (1)有利于炼钢过程物理化学反应的进行；有利于炉液、炉气运动；有利于熔池的均匀搅拌。

(2)喷溅要小，金属消耗要少。

(3)炉壳容易加工制造；炉衬砖易于砌筑；维护方便，炉衬使用寿命长。

(4)有利于改善劳动条件和提高转炉的作业率。

3 转炉炉型有哪几种，各有什么特点?

已投产的顶吹转炉炉型有筒球型和锥球型两种。推荐采用锥球型。转炉炉型如图11-1所示。

图11-1 顶吹转炉炉型示意图

a一筒球型；b—锥球型

(1)筒球型。熔池由圆筒体与球缺体组合而成，如图11-1a所示。它的特点是炉型简单，炉壳加工容易，内衬砌筑方便，有利炉内反应的进行。如攀钢120t 转炉，太钢50t转炉等，都是筒球型的炉型。

(2)锥球型。熔池由倒圆锥台体与球缺体组合而成，如图11-1b所示。锥球型熔池更适合于炉液的运动，利于物理化学反应的进行，在熔池深度相同的情况下，若底部尺寸适当，熔池直径比筒球型相应大些，因而增加了反应面积，有利于脱除P、S。如宝钢300t转炉，首钢210t转炉就是这种炉型。

4 转炉的主要参数有哪些?

转炉的主要参数有：

(1)转炉的公称吨位。这在前面11-1题中已有阐述。

(2)炉容比。又称容积系数，即转炉砌砖后的工作容积(又称有效容积)与公称吨位之比，可用符号V/T表示，单位是m3/t。炉容比是表明每公称吨位钢所需要的冶炼空间。原料中铁水比例多，或铁水中Si、P含量高，或者冷却剂以铁矿石(或氧化铁皮)为主，炉容比应选择大些。炉容比一般在0.85～1.0的范围，为减少喷溅，炉容比最好在0.90以上。

(3)高宽比。转炉总高与炉壳外径之比，用H

总/D

壳

表示。高宽比过大，转炉

炉体细长，导致厂房高度及相关设备高度增高，因而基建投资费用和设备费用也相应增多；高宽比过小，转炉是矮胖型，喷溅物易于从炉口喷出，热量、金属损失较大，同时也恶化了操作人员的劳动环境。所以，高宽比也是衡量转炉设计是否合理，各参数选择是否恰当的一个标志。一般高宽比在1.35～1.65的范围内选择。

5 转炉为什么采用水冷炉口，怎样维护炉帽?

吹炼过程中，高温炉气以一定速度冲出炉口，同时还带出喷溅物粘附于炉口，很难清理；在加废钢、兑铁水时，炉口还要受到冲撞和高温冲刷；因此炉口部位的耐火衬砖极易损坏，发生炉口变形，与炉衬砖寿命不能同步，又不便维护修理。所以在炉口装有水冷构件，以减缓炉El损坏变形，使其能与炉衬砖寿命同步。

炉帽上设有出钢口，它经常受高温炉气和喷溅物的直接热作用。为了保护炉帽减小变形，在炉帽外壳钢板上焊有环形伞状挡渣板，可以避免喷溅物直接粘附在炉帽外壳钢板上，同时对炉体和托圈也起到了保护作用。还可用环形冷却水管冷却炉帽。

6 转炉炉体由哪几部分组成，炉底的结构有哪两种形式?各有什么特点，炉壳采用什么材料制作?

转炉炉体是由炉帽、炉身、炉底3部分组成。其中炉底结构有两种类型，即固定式死炉底和可拆卸式活炉底。固定式炉底的转炉，其炉壳是一个整体，修砌炉衬时，从炉口进入炉内工作，称为上修法。可拆卸炉底的转炉，炉帽与炉身的外壳是一个整体，炉底与炉身用螺栓固定；修炉时首先拆下炉底，炉身内衬与炉底分别进行拆、砌，然后将修砌好的炉底运来安装；修炉时是从炉身下部进入炉内，因此也称下修法。

吹炼过程中，转炉炉壳始终处在高温下工作，制作炉壳的钢板不仅要承受耐火材料、金属液、熔渣液的全部重量；倾动时要承受扭转力矩的作用，还要适应

高温频繁作业的特点。为此要求炉壳在高温下不变形，在热应力作用下不破裂，具有足够的强度和刚度。采用优质低合金钢容器钢板制作。炉壳钢板厚度可根据转炉的公称吨位，并参考已投产相应转炉的数据及国家钢板标准选用。

7 转炉的托圈与耳轴的作用是什么，其结构是怎样的，各用什么材料制作?

托圈与耳轴是支撑转炉炉体和传递倾动力矩的构件。托圈断面为矩形箱体结构，在中间焊有垂直筋板以增加其刚度，托圈内通水冷却，可降低热应力。其材质可用优质Q345钢板焊接成型，或用铸钢成型。为了制造加工、运输的方便，大型转炉的托圈可分段制造后再组装成一体。图11-4是剖分成4段加工的托圈示意图。

另外还有一种托圈是半圆形开口式结构，称为马蹄形托圈，如图11-5所示。这种托圈，转炉炉体可以整体移出，易地拆炉修砌，能实现一吹一的吹炼模式。

图11-5 马蹄形托圈

1—倾动用机械；2一轴承；3一支撑伸出轴；

4一托圈；5一转炉炉体

耳轴必须具有足够的强度和刚度，可用40Cr合金钢锻造加工制造。耳轴受热会产生轴向伸长和翘起变形，因此为适应耳轴伸长的位移，有一侧耳轴的轴承选用轴向游动的，其轴承支座为铰链连接结构；通常将驱动侧耳轴的轴承选用轴向固定的，而另一侧耳轴的轴承选用轴向游动的。耳轴也可通水冷却。

8 转炉托圈与炉身的连接固定装置有哪些种，其结构是怎样的?

托圈与炉身连接固定装置的形式有三点球面支撑装置、悬挂式装置、夹持器连接装置、薄片钢带连接装置等。新建大型转炉多采用三点球面支撑装置。

(1)三点球面支撑装置。三个支撑点的位置是：一个在出钢口对侧托圈的中心线上，其余两个与其呈120°角位置；每一个支撑点都由焊接在托圈上的水平销轴座、水平销、活节螺栓、两组凹凸球面垫圈以及固紧螺母组成，如图11-6所示。

图11-6 托圈与炉身三点球面支撑装置

l一活节螺栓；2一上球面垫圈组；3一炉体

连接支撑法兰；4一下球面垫圈组；5一水平

销轴；6一托圈；7一炉壳

(2)悬挂支撑盘的连接装置结构如图11-7所示。它是三点支撑连接，位于两个耳轴部位支撑点是基本承重支点；在出钢口对侧托圈底面与炉壳相连接的支点8，是一个倾动支撑点，传递倾动载荷称为倾动支座。与倾动支座对称的位置上有导向定位装置7。