140t氧气顶吹转炉炉型设计.doc

课程设计说明书 学院 昆明工业技术学院 班级 07级冶金技术（1）班 姓名 陈 维 学号 2007210342号一. 设计任务1、原始条件2、炉型选择3、炉容比熔池尺寸计算⑴熔池直径的计算①确定初期金属装入量G②确定吹氧时间⑵熔池深度的计⑶熔池其它尺寸的 计算炉帽尺寸的计算⑴炉口直径:d0⑵炉帽倾角⑶炉帽高度⑷炉帽容积炉身尺寸的计算⑴炉膛直径⑵转炉总容积⑶炉身容积⑷炉身高度⑸炉型内高出钢口尺寸确定⑴出钢口内径⑵出钢口外径⑶出钢口长度⑷出钢口倾角炉壳厚度确定（2）炉壳的内径D壳内（3）炉底砖衬总厚度（4）炉壳类型高度（5）工作层耐火材料9.炉壳厚度确定炉型总高度炉壳直径炉壳转角半径10验算（1） 高宽比（2）熔池深度直径比（3）炉口直径比转炉设计的主要数据尺寸三．材料选择四 小结140t氧气顶吹转炉炉型设计 炉子的平均出钢量为140t，钢水的收得率为92%，最大废钢比去20%，采用废钢矿石冷却，铁水采用低磷生铁[W(Si) 0.85%, W（P） 0.2%, W(S) 0.05% ]氧枪采用三孔拉瓦型喷头，设计氧压为1.0Mpa转炉炉型是指转炉炉膛的几何尺寸。

设计一座炉型结构合理，满足工艺要求的转炉是保证车间正常生产的前提，而炉型设计又是整个转炉设计的关键目前，转炉大体上归为以下三种炉型：筒球形、截锥形、锥球形为了满足顶吹的要求，炉型趋于矮胖型，且炉底为弧底，所以选筒球形由于顶吹转炉吹炼过程中比较中稳，产生泡沫渣的量较多，因此炉容比的量较多，因此炉容比比顶吹炼的稍大，一般可选用0.90--- m3/t /t，最大不超过1.05m3/t,本设计选炉容比为V/T=0.91 m3/t 中国设计部门推荐采用公式：式中：D—熔池直径/ｍ； G—新炉金属装入量/t； t—吹氧时间/min； K—比例系数（见表1） 表1 不同吨位下的K值 吨位/ t＜2030～5050～120200250K2.0～2.31.85～2.101.75～1.851.55～1.601.5～1.55本设计K取1.64 利用桶球形的体积公式：=20.916（m3）供氧强度计算公式：根据生产实践经验，，一般低磷铁水为50～70 ，高磷铁水为62～69 m3/ t钢，本设计采用的是低磷铁水，取吨钢耗氧量为55 m3/ t钢，而吹氧时间的选择如表：表2 不同不同吨位下吹氧时间推荐值氧气转炉吨位/t＜5050～80﹥120宝钢300t吹氧时间/min12～1614～1816～2016本设计选用吹氧时间为15 min，所以供氧强度=55/15=4.2[m3/（t. min）]，则：=1.64×=5.050(m)它是一个比较重要的熔池尺寸参数，容量的转炉，在炉型和熔池直径确定以后，则可以用几何公式计算熔池深度：h=V金＋0.046D3/0.79D2=20.916＋0.046×5.0613/0.79×5.0612=1.332(m)设计部门推荐的球冠弓形高度为：h1=0.09D=0.09×5.050=0.495(m)炉底球冠曲率半径： R=0.99D=0.99×5.050=5.000(m)d0按d0/D=0.43～0.54选取，d0的选取既要考虑快速装料的需要，又要考虑不会造成太大的热量散失和严重喷溅，本设计取 d0=0.48D=0.48×5.050=2.424(m)根据炉帽倾角推荐值为60°～68°，大型转炉取下限，小型转炉取上限，本设计取θ=63°炉帽高度：H帽=H锥+H口式中H锥可用公式计算得到：H锥=(D－d0)tanθ =(5.050－2.424)tan63° =2.577(m)为了保证炉口正常形状，不会因为炉口耐火材料的熔损而使炉口扩大，在炉口设置高度为300～400㎜的直线段，本设计取350㎜，因此：H帽=H锥+H口=2.577+0.35=2.927（㎜）在炉口处设置水箱式水冷炉口炉帽部分容积： = H锥(D2+D d0+ d02)+ d02 H口 =×2.577×（5.0502+5.050×2.424+2.4242）+×2.4242×0.35=29.423+1.615=31.038（m3）炉膛直径D膛=D=5.050(m) （无加厚段）根据选定的炉容比V／T=0.91可求出：V总=0.9×140=127.4（m3）炉身容积：=127.4-20.916-31.038=75.446（m3）根据公式计算可得：=3.767(m)=1.332+2.927+3.767=8.026（m）其大小需要满足出钢所需时间（2～8min，依转炉大小的不同，一般为5min左右），和刚流对钢包内钢水的搅拌作用及钢水自出钢口流出后能处于密实而不飞溅的状态和不使钢流带渣，减少氧化，使钢水能以一定速度流如钢包，其大小可以采用经验公式计算得到：=0.175(m)出钢口砖衬外径（衬砖+钢壳厚度）dTS一般为出钢口内径的6倍左右：dTS=6dT=6×0.175=1.05(m)出钢口长度LT一般为出钢口内径dT的7～8倍，本设计取：LT=7×0.175=1.23(m)定义：炉子处于直立位置时，出刚口中心线与炉子水平线之间的 夹角。

大小：原则上讲应该在保证开堵出钢口方便的情况下尽量减小，国内已建转炉多数在15°～20°，也有部分采用0°角本设计取出钢口倾角β=18°一般炉身工作层厚度为400～800㎜，炉底工作层比炉身稍薄，约350～600㎜，填充层为60～100㎜，炉身永久层为113～200㎜，多数为 113～115㎜，炉底永久层为300～500㎜，转炉各层炉衬厚度如表：容积/ t＜100 t100～200＞200炉帽工作层/㎜炉身工作层/㎜炉底工作层/㎜炉身永久层/㎜400～600550～700550～600115～150500～600700～800600～650115～200550～650750～850600～750115～200炉底耐材总厚/㎜850～1050950～1100950～1200本设计选炉身工作层700㎜，永久层115㎜，填充层100㎜，总后：700+115+100=915（㎜）D壳内=5.050+0.915=6880（㎜） 炉帽和炉底的工作层都选600㎜，炉帽永久层为150㎜炉底永久层用标准镁砖立砌一层250㎜，黏土砖平砌三层 67*3=210(㎜),则炉底砖衬总厚度为：600+250+210=1060（㎜）黏土砖是应用广泛的耐火砖，它有良好的物理机械性能，教强的机械强度，成本较低。

H 壳内=H + 炉底砖衬总厚度 = 8.026 + 1.060 =9.086（m）工作层材料全部采用镁砖工作层的条件相当的恶劣，一般用镁碳砖砌底，镁碳砖是采用天然凌镁砖和天然白磷片石墨为原料，用*质沥青和**树脂复合黏结剂，经破碎，筛分，调整粘度，加入粘合剂，添加适量抗氧化剂，经混炼，成型200-250度硬化处理后，即为成品具有耐高温，耐渣侵和耐剥落等优良的使用性能与其他镁砖因此在使用过程中变质层变薄，不至于引起砖体结构的剥落，加入相当数量的石墨改善了砖的导热性能，具有良好的抗震性用镁砖砌筑炉衬，大幅读提高了炉衬的使用寿命再配溅渣护炉等护炉技术，可使炉衬寿命大1万炉以上 炉底/㎜53-70 容量/t100-150炉帽/㎜53-60炉身/㎜52-75据上表：炉身部分选65mm厚的钢板，炉帽和炉底部分选用60mm厚的钢板，则：H总=9086+60=9146 （㎜）D壳=6880+602=7000 （㎜）在便于砌筑炉衬和不减薄炉衬厚度的条件下，弧形段的转角半径一般以不大于炉衬总厚度为宜即：SR1=SR2=800（㎜）本设计取SR3=0.51060=500（mm） 高宽比是反映炉型的形状的一个重要参数，决定了炉型是瘦长型还是矮胖型。

表4，不同吨位转炉高宽比吨位/t25-6080-130>130宝钢300H总/1.6-1.51.5-1.41.4-1.31.35H 2.2-1.851.85-1.61.6-1.41.54小容量转炉取上限，大容量转炉取下限 本设计 H总/D壳=9146 /7000=1.31大于1.3 H内/D膛=8.026/5.050=1.59 符合中国设计部门推存植因此认为所设计的炉于尺寸基本是适合的，能够保证转炉的正常冶炼进行h/D=1.332/5.050=0.263据统计大多数转炉的h/D在0.23-0.54范围内波动，一般为h/D为0.31-0.33此设计满足要求d零/D=2.424/5.050=0.48设计部门推存d零/D=0.43-0.53，大型转炉取下限，小型转炉取上限，此设计满足此要求，因此可以根据数据作图。