300吨氧气顶底复吹转炉设计

300吨氧气顶底复吹转炉设计

1 转炉炉型及各部分尺寸

1.1 转炉炉型及其选择

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。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分为筒球型、锥球型和截锥型等三种。炉型的选择往往与转炉的容量有关。

由于筒球型炉型形状简单，砌砖方便，炉壳容易制造，故选择筒球型。

1.2 转炉炉型各部分尺寸的确定

转炉炉型各部分尺寸，主要是通过总结现有转炉的实际情况，结合一些经验公式并通过模型试验来确定。

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。

t G K D /=

式中 D —熔池直径，m ； K —系数，参见表4.1；

G —新炉金属装入量t ，可取公称容量；

t —平均每炉钢铁纯吹氧时间，min ，参见表4.2。

结合炉子公称容量的大小,取t=18，K=1.5故

t G K D /==1.5×18/300=6.124m 。

(2) 熔池深度h 。熔池深度是指转炉熔池在平静状态时金属液面到炉底的深度。

对筒球型熔池直径D 及池深h 有如下关系

32046.090.70D hD V -=池

m D D V h .8241.124

690.70.124646.0043.4890.7046.002

323=⨯⨯+=+=池

这里 43.489

.6300====铁铁池ρG

V V m ³。

2.炉帽尺寸的确定

（1） 转炉一般都用正口炉帽，其主要尺寸有炉帽倾角，炉口直径和炉帽高度。

取炉帽倾角θ＝60°。

（2） 炉口直径d 。在满足顺利兑铁水和加废钢的前提下，应适当减小炉口直径，以减少热损失。炉口直径一般为熔池直径的43%～53%。小炉子取上限，大

炉子取下限。取 d=43%D=0.43×6.124=2.633m

（3） 炉帽高度H 帽。为了维护炉口的正常形状，防止因砖衬蚀损而使其迅速扩

大，在炉口上部设有高度H 口=300mm 的直线段。因此炉帽高度为：

()口帽H d D H +-=θtan 21= 1∕2(6.124-2.633) ×tan60°﹢0.3＝

3.323m 。

炉帽总容积为： ()()

口口帽

帽H d d Dd D H H

V 2224

12⨯+---=

π

π

=π÷12﹙3.323-0.3﹚﹙6.124 ²＋6.124×2.633＋

2.633²﹚＋π÷4×2.633²×0.3=49.565m ³。

3. 炉容比的确定

炉容比指转炉有效容积V t 与公称容积G 之比V t ／G ，取炉容比为0.8m 3／t ，则

V t =240m 3

4. 炉身尺寸的确定

转炉炉帽以下，熔池面以上的圆柱体部分称为炉身，其直径与熔池直径是一致的故需确定的尺寸是炉身高度H 身。

()2

2-44D

V V Vt D V H ππ池帽身身-===4.989m 。 5.出钢口尺寸的确定

出钢口内口一般都设计在炉帽与交界处，以使转炉出钢时其位置最低，便于钢水全部出净。出钢口的主要尺寸是中心线的水平倾角和直径。

出钢口中心线水平倾角和直径θ1。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，大型转炉的θ1趋于减小。取θ1=15°

出钢口直径d 出。出钢口直径决定着出钢时间，因此随着炉子容量而异。通常d 出按下面的经验公式确定：

d 出=2433.2430075.16375.163==⨯+=+cm G mm

2 转炉炉衬

2.1炉衬材质选择

转炉炉衬寿命是一个重要的技术经济指标，受许多因素的影响，特别是受冶炼操作工艺水平的影响比较大。但是，合理选用炉衬的材质是提高炉衬寿命的基础。

根据炉衬的工作特点，其材质选择应遵循以下原则：

（1）耐火度（即在高温条件下不熔化的性能）高；

（2）高温下机械强度高，耐急冷急热性能好；

（3）化学性能稳定；

（4）资源广泛，价格便宜。

2.2 转炉炉型各部分尺寸的确定

通常炉衬由永久层、填充层和工作层组成。

永久层紧贴炉壳，修炉时一般不予拆除。其主要作用是保护炉壳，该层常用镁砖砌筑。

填充层介于永久层与工作层之间，一般用焦油镁砂捣打而成。其主要功能是减轻炉衬受热膨胀时对炉壳产生挤压和便于拆除工作层，也有的转炉不设填充层。

工作层系指与金属、熔渣和炉气接触的内层炉衬，工作条件极其苛刻。目前，该层多用镁碳砖和焦油白云石综合砌筑。

炉帽可用二步煅烧镁砖，也可根据具体条件选用其他材质。

炉帽：永久层150mm，填充层100mm，工作层650mm；

炉身（加料侧）：永久层200mm，填充层100mm，工作层850mm；

炉身（出钢侧）：永久层200mm，填充层100mm，工作层750mm；

炉底：永久层400mm，工作层750mm。

永久层选用镁砖砌筑，填充层选用焦油镁砂捣打而成，工作层选用镁碳砖和焦油白云石砖综合砌筑。

炉帽钢板厚度取75mm，炉身钢板厚度取85mm，炉底钢板厚度取85mm。

3 砖型选择

砌筑转炉炉衬选择砖型时应该考虑以下原则：

（1）在可能条件下，尽量选用大砖，以减少砖缝，还可提高筑炉速度，减轻劳动强度；

（2）力争砌筑过程中不打或少打砖，以提高砖的利用率和保证砖的砌筑质量；

（3）出钢口用高压整体成型专用砖，更换方便、快捷；炉底用带弧形的异形砖；

（4）尽量减少砖型种类。

4 转炉高宽比

高宽比系指转炉炉壳总高H

总与炉壳外径D

壳

之比值,实际上它只是作为炉型

设计的校核数据。