300吨转炉设计0000

课程设计说明书

题 目：300吨顶底复吹转炉设计说明书 学生姓名：

学 院： 材料科学与工程 系 别： 材料与冶金工程 班 级： 指导教师：

二〇一二年十二月

300t 顶底复吹转炉炉型设计

转炉的设计包括炉型设计、转炉中心及倾动力矩的计算、转炉机构的设计计算。 炉型设计包括确定所设计炉子的公称容量、选择炉型、确定炉型主要设计参数、计算熔池尺寸、整个炉型尺寸。

1 炉型选择

结合中国已建成的转炉的设计经验，在选择炉型时，250-300t 的转炉，采用筒球形炉型，所以本设计采用筒球形[1]。

2转炉主要尺寸参数的确定及计算

2.1 熔池形状及尺寸计算

① 熔池直径：D=K 式中：G — 新炉子金属装入量

t — 吹氧时间（取18min ）

K — 比例系数(取1.5) 确定初期装入量G ：

取B=10﹪ 08.1=η ==ηη1金0.925

B —老炉比新炉多产钢系数

η—金属消耗系数

η金—金属收得率

t 57.308G B

2T

2=⨯=

+η

D = 1.5×

18

57.308 =6.211 m

② 熔池深度h ：

2

3

D

79.0D

046.0+=

金V h

取37m kg =金ρ 3

m 08.447

57.308G

===

金

金ρV

m h 816

.1= 校核：29.0=D h 符合要求[2]。

2.2 炉帽尺寸的计算

① 炉口直径0d

取m

6.30=d [3]

② 帽锥角θ

取 ︒=60θ

③ 炉帽高度 帽H

400~300H =口mm （本设计取400mm ） ()m

261.2t a n d D

2

1H 0=-=

θ锥

m 661.2469.24.0H H H =+=+=锥口帽 ④ 炉帽容积帽V

炉帽体积约为炉熔体积的30%[4]。

m 90%30300V =⨯=帽

2.3 炉身尺寸的确定

① 炉膛直径 D =膛D （炉衬无加厚段的转炉） ② 选取炉容比为 t m /13

炉膛体积 3300m V = ③ 炉身高度

m D V V V D H 479.5/)(4/V 422=--==ππ池帽身身

④ 炉型内高

m 688.10H h =++=身帽内H H

2.4 出钢口尺寸的确定

① 出钢口中心线与水平倾角取 018=β ② 出钢口直径 m

T d T 242.030075.16375.163=⨯+=

+=

③ 出钢口衬砖外径 m d d T st 455.1243.066=⨯== ④ 出钢口长度 m

d L T T 819.1243.05.75.7=⨯==[5]

3 炉衬的组成、材质选择及厚度确定

炉衬一般由永久层和工作层组成。永久层选用轻质高铝砖侧砌而成。

炉身工作层800mm ，永久层150mm ，填充层100mm ，钢板85mm ，总厚度1135mm;炉帽炉底工作层700mm ，填充层90mm ，钢板75mm ，炉帽永久层115mm ，总厚度980mm;炉底永久层230mm ，炉底填充层195mm ，钢板75mm ， 总厚度11200mm [6]。

m

481.8D m 156.11==总总H

校核：32.1=D H 符合要求。

4 氧枪的设计

氧流量=吨钢耗氧量×出钢量／吹炼时间 本设计采用低磷铁水.取吨钢耗氧量为57m 3／t 吹炼时间为18min

氧流量Q=57×300／18=950m 3／min [7]

4.1选定氧枪的喷孔数

本设计选定的喷孔数为4孔，且为拉瓦尔喷孔，喷孔夹角为12°

出口马赫数为M=2.0。

4.2 设计工况氧压

查等熵流表,当M=2.0时，o p p =0.1278 取P=P 膛=1.5510⨯Pa 工况氧压pa 107.11p p P 5

⨯==

膛设P

4.3 计算喉口直径

每孔氧流量min 5.2374q 3m q v == 利用公式：0

T D

T P A C 784.1q 设

=

取C D =0.9，T 0=290K 。

式中：q —每个喷孔的氧流量（极态）m 3／min At —喉口面积 cm 2

Po —喷头前的氧气压力MPa 取0.79MPa To---喷头前的氧气温度 K 取290K C D --- 喷孔流量系数 4孔喷头 C D =0.9 求得：d T =52mm ， 取喉口长度L T =20mm

4.4 确定喷孔出口直径

当M=2.0时，查等熵流表得喉出A A 688.1=

mm 68A A d d T =⨯

=喉出出

4.5 确定喷孔其他几何尺寸

取喷口喉口的收缩角ɑ收=50o 。

收缩段的作用是将气流从低速（M=0.2马赫）加速到声速。由于起初的气流速度比较低。所以从中心氧管到收缩段的精度要求并不高。收缩段到喉口的过渡平缓和光滑，收缩段入口直径与中心氧管的内径相等。

扩张角ɑ扩=10o 扩张段长度mm 902

a tan 2d d L T =⎪⎪⎭

⎫ ⎝

⎛-=

扩

出扩

4.6 氧枪水冷系统设计

4.6.1 氧枪枪身尺寸确定

氧枪枪身由三层无缝钢管组成，其长度决定于炉子尺寸与工艺布置要求。枪身各层钢管的直径厚度计算如下： A 、中心钢管直径的确定：

已知氧流量min 3m 950q v =氧气流在中心管内的流速按40-60m/s 考虑（相当马赫数M=2）取50m/s

v 0v q A 工=

min 3m 44.1T p T p q q 00v

v ==标

标工

取中心管内氧气流速为50m/s,则中心管直径为：

m 192.0A 4d 0

1==

π

中心管的厚度及直径根据标准无缝钢管产品规格选定为mm 6203⨯φ[8]