200吨转炉炉型设计计算

第二部分200吨转炉炉型设计计算(一)转炉炉型及主要参数

一、转炉三种炉型介绍

转炉炉型应能适应炉内钢液、溶渣和高温气的循环运动规律，达到反应快、喷溅少和炉龄高等目的。内型应与残余炉衬的轮廓接近，以利减少炉衬的局部侵蚀和降低耐火材料的消耗，此外还要容易砌筑。

目前，氧气顶吹转炉金属熔池形状可分为三种炉型：

1.筒球形炉型

这种炉子形状简单、砌砖方便、炉壳容易制造。球形底可使散热面积小，倒渣时炉底形成拱顶而强度相对要大。球底熔池的形状接近金属液的循环轨迹。.常用于≧50吨的炉子。

2.锥球形炉型

这种炉子的熔池形状更符合钢流循环的要求，且与筒球形相比，当熔池深度相同时，熔池直径与反应而积均可稍大而有利于去磷反应的进行(见式2-6和式2-6)。常用于20~80吨的炉子。

3.截锥形炉型

熔池循环有死角，故适用于≧30吨的炉子。这种倒圆台的炉底比球形炉底易于砌筑.

二.炉子各部分主要尺寸参数的确定和计算

转沪的主要尺寸如[4]254图23一1所示.下面分五个部分进行讨论

(I)熔池部分

1.熔池直径的计算

式中：G——新炉金属料装入量，T（由原始条件给出）

t——吹氧时间，min

K——系数>30吨炉子K=1.85~2.1

系数<30吨炉子K=2.0~2.3

t=

3

3min

前期出钢量[T]加废钢后耗氧量[Nm/T]供养强度[Nm/T]G[T]

由表1-21可求“加废钢后每吨钢水耗氧量”=

氧[kg]

钢水[kg]×1000[T

kg

]×

3

32[kg]

22.4[Nm]

供氧强度可参表2—1，计算后，供养时间应符合表2—2的范围。

3

续表2—1

厂名樊纲鞍钢（西德）萨尔茨吉特（日）加古川（意）塔兰托宝钢公称容量120150200250300300喷头孔数三孔三孔三孔三孔三孔三孔供氧强度 2.5 2.454 2.63~4.4

表2—2 转炉供氧时间参数表

公称容量<5050~80>120供氧时间(min)12~1616~1814~20

2.金属熔池体积和熔池深度的计算

①当取铁水密度ρ=6.8[T/m3]时

则金属熔池体积V金属=G[T]×0.147[T/m3]

②锥球形熔池深度h=

3

2

0.0363D

0.7D

金属

V

(m)

③筒球形熔池深度h=

3

2

0.046D

0.79D

金属

V

(m)

由：比较式2—6与式2—7可知，当深度两者相同时，锥球形熔池直径稍大而可扩大熔池的渣钢反应界面有利于去磷的反应。

两种熔池相应尺寸见图2—1所示

图2—1 锥球形熔池（a）和筒形熔池（b）的示意图

3.熔池深度的核算

由[7]，对顶吹转炉要求有合适的熔池穿透比：

表2—3 熔池穿透比参数表

h/h穿

单孔喷头三孔喷头

0.4~0.70.25~0.4

(b)h’=R-

h h

D

R=1.1D

h’

(a) b=0.895D

h’=0.090D

h’D

R=1.1D

4.熔池穿透深度的三种计算式(结果近似可选用) ①试算式 h 穿

=[13( 2.9 3.44

0h ]/10[]d H P mm 锥穿设喉

[（） [7]69 2-28 式中： ρ= 6.8 [g/cm 3]

最高枪位 H 高=4.33d 出·P 0=35d 出[mm][7]

最佳枪位 H 佳=3.1d 出·P 0=25d 出[mm]

或 H*=1.4H 佳

②三孔喷头单孔穿透式 = d 出·V 单孔/(H 佳+ h 穿)

12

[]

mm

其中：V 单孔—[Nm 3/S 〕;其余参数的单位与试算式同。 (参西安冶院编的炼钢设计参考资料) 解：令x=，则x 2= h 穿 可得一般式

x 3+ax 2+bx+c=0 (x 有三个根)

以x=y -

3

a

代入则可得 Y2+py+q=0 (由y ：即可得根x ：=12

h 穿) ≧

y 1=

23233

2

2

3

2

2

3

()

()

()

()

q q q q q q =12

h 穿

(参四川矿业学院编的数学手册第13页)

式中：q= V 单孔[mm·Nm/S] P= H 佳=25 d 出 [mm]

V 单孔

=32422/]

m cm 单孔流量[Nm /S]

单孔出口面积[cm ][10 =32

24

(/4)[]10d cm 出供氧强度[Nm /T min]G[T]/3[孔]60[S] ③近似计种式 （参[4]15(2—7)式）

h 穿=40·0.50.6

0.4

[]/

1.625p d 0出

(≧)炉帽部分（参[4]254图23—1）

1、炉口 炉口小有利于出钢不留渣可防回磷，也可减少炉口辐射损失和防喷，但要便于加废钢，兑铁水和补炉等操作。

炉口尺寸与熔池直径之比为 d/D=0.43~0.53

炉口上部有柱形段高约300~400mm ，可防炉口耐火材料因耗损而迅速扩大炉口尺寸。 炉口外部有水冷炉圈(参图或[4]257图23-3和图23-2)可易于清除炉口上的结渣。

2.炉帽倾角当炉帽高度一定时，增大倾角θ则炉子容积扩大。倾角小时则耐火材料成悬臂型负荷而容易使