【正文】 快而且可靠，能夠進行連續(xù)作業(yè)，有利于自動化；但它的占地面積大，投資多，上料和配料時有粉塵外逸現(xiàn)象。廢鋼料斗容積的大小決定于每爐廢 鋼的裝入量。根據(jù)爐子噸位的不同，廢鋼塊單重波動范圍為150～ 2020kg。 本設(shè)計鐵水包數(shù)選用 6 個，其中兩個為備用。 車間所需混鐵車臺數(shù) N（臺）為 ： . 0 17 00 0Q ncPN m a x ?????? ? （ 51） 式中 ： Pmax— 高爐鐵水最高日產(chǎn)量， t/d； Q— 混鐵車容量， t，取 600t； n— 混鐵車裝滿系數(shù)，可取 ； c— 混鐵車日周轉(zhuǎn)次數(shù)，一般取 2～ 3 次 /d； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 23 η— 混鐵車作業(yè)率，約取 ； 經(jīng)計算得知，選取 14 個魚雷罐車。氧槍尾部裝有氧槍把持器，冷卻水進出管接頭，氧氣管接頭和吊環(huán)等。 ② 中外層鋼管管徑 根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，選取氧槍冷卻水耗量 Q 水 =250t/h；冷卻水進水速度 V 進=6m/s，出水速度 V 出 =7m/s。本設(shè)計選取 8㎜?！?176。 由式 (47)，并且取 CD=， T0=290K，又 P0=105Pa，代入上式，則 290 107 . 9 52 ???? 喉? 由上式可求得 ： d 喉 =47 ㎜ ⑤ 求噴孔出口直徑 根據(jù)等熵流表，在 Ma= 時， A 出 /A 喉 =，即喉出 22 ?? ?? ，故噴孔出口直徑 ???? 喉出 ㎜ （ 48） ⑥ 計算擴張段長度。 綜合考慮，選取馬赫數(shù) Ma=。噴頭常用紫銅制成；槍身由三層無縫鋼管套裝而成；尾部結(jié)構(gòu)連接輸氧管和冷卻水進出軟管。 （ 2） 車間小時耗氧量 ① 車間平均小時耗氧量 Q3(m3/h） ： Q3=NQ1=220625=41250m3/h (43) 式 中 ： N— 車間經(jīng)常吹煉的爐座數(shù)。主要承受鋼水、爐渣及耐材的靜載荷，以及金屬料沖擊；熱應(yīng)力作用，其材質(zhì)應(yīng)具有高的強度，本設(shè)計采用鍋爐鋼板和合金鋼板。噴嘴布置在按爐底部 φ= 同心圓上，且相互成 60176?？紤]到經(jīng)濟效益和產(chǎn)品需求，底部全程供氣，只是前期吹 N2，末期再改吹 Ar。min），則可以降低爐渣和金屬的氧化性，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 17 并達到足夠的攪拌強度。 轉(zhuǎn)爐爐襯設(shè)計 爐襯設(shè)計得主要任務(wù)是選擇合適的爐襯材質(zhì)，確定合理的爐襯組成和厚度，并確定相應(yīng)各層厚度，以確保獲得經(jīng)濟上的最佳爐齡。 則所選的 D 殼 =D+2（ +++） =+= H 總 =h+H 身 +H 帽 +H 襯 +H 鋼 =++++= 得本設(shè)計的轉(zhuǎn)爐相關(guān)數(shù)據(jù)為下表： 名稱 尺寸 單位 h m D m D 殼 m H 口 m H 帽 m H 身 m H 內(nèi) m H 總 m d 出 181 ㎝ d m θ 60 176。目前該層多用鎂炭磚和焦油白云石磚綜合砌筑。其主要功能是減輕爐襯受熱膨脹時對爐殼產(chǎn)生擠壓和便于拆除工作層。 永久層貼緊爐殼（無絕熱層時），維修時一般不予拆除。 近年來氧氣轉(zhuǎn)爐爐襯工作層普遍使用鎂炭磚，爐襯壽命顯著提高。 = 在高徑比所推薦的范圍之內(nèi)。 由此得到 Vt=120=108m3 （ 7） 高徑比 高徑比系指轉(zhuǎn)爐爐殼總高 H 總與爐殼外徑 D 殼之比值。但過大的爐容比又會使基建和設(shè)備投資增加。 Vt 系爐帽、爐身和熔池三個內(nèi)腔容積之和。時間短（即出鋼口過大），難以控制下渣，且鋼包內(nèi)鋼液靜壓力增長過快，脫氧產(chǎn)物不易上浮。以下。 出鋼口中心線水平傾角 θ1。為了維護爐口的正常形狀，防止因磚襯蝕損而使其迅速擴大，在爐口上部設(shè)有高度為 H 口 =300～ 400 ㎜的直線段。小爐子取上限，大爐子取下限。 本設(shè)計取 60176。目前傾角多為 60176。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 11 222 4 . 6 ) 0 8(4)(44 ? ???????? D VVVtDVH ?? 池帽身身 ? = 式中 V 帽 、 V 身 、 V 池 —— 分別為爐帽、爐身和熔池的容積； Vt—— 轉(zhuǎn)爐有效容積，為 V 帽 、 V 身 、 V 池 三者之和，取決于容量和爐容比。 )273(835 3 ??? Tρ =（ 1600+273） =85231565 =6959 ㎏ /m3 V 池 =105247。熔池深度指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時，從金屬液面到爐底的深度。 轉(zhuǎn)爐爐型各部分尺寸確定 （ 1）、熔池直徑 D。爐型構(gòu)造較為簡單，平的熔池較球型底容易砌筑。 在同樣的熔池深度的情況下，熔池直徑可以比筒球型大，增加了熔池反應(yīng)面積，有利于去磷、硫。爐型形狀簡單，砌磚方便，爐殼容易制造，被國內(nèi)外大、中型轉(zhuǎn)爐普遍使用。 轉(zhuǎn)爐爐型選擇及計算 （ 1） 轉(zhuǎn)爐由爐帽、爐身、爐底三部分組成、由于爐帽（截錐形）和爐身（圓柱形）的形狀沒有變化。由金屬平衡表計算可知，所需的轉(zhuǎn)爐鋼水年產(chǎn)量為 萬噸。隨著鋼鐵企業(yè)的改造和重組， 100t以上轉(zhuǎn)爐設(shè)備將會大量上馬占有市場的主導(dǎo)地位。另外，本次畢業(yè)設(shè)計對培養(yǎng)我們獨立思考問題和解決問題的能力有很大的提高，為今后工作做好理論儲備，都具有十分重要的意義?？紤]到我國的現(xiàn)狀及主要面臨的問題，說明我國雖然是一個鋼鐵大國，但是并不是一個鋼鐵強國。 （ 3）尾氣的回收利用。 d、 近終形連鑄技術(shù) :薄板坯連鑄、 帶鋼連鑄、薄帶連鑄、異型坯連鑄、中空圓坯連鑄。爐外精煉的方法都是一種或幾種精煉手段的綜合利用，如 LF、 RH、 DH、 VOD、 VAD、 CAS— OB、 ASEA— SKF等 [7]。 轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的進步 （ 1）長壽轉(zhuǎn)爐技術(shù) 濺渣護爐技術(shù)的研究開發(fā)和推廣應(yīng)用工作，使轉(zhuǎn)爐爐齡大幅度提高 [4]。從生產(chǎn)品種上分析，小型轉(zhuǎn)爐以生產(chǎn)普通建筑用鋼為主，主要和小方坯連鑄機配合使用，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 3 通常未采用鐵水預(yù)處理、計算機終點控制和爐外精煉等先進工藝裝備。 （ 3）自主創(chuàng)新能力不強。 現(xiàn)階段我國鋼鐵工業(yè)面臨的主要問題 （ 1）品 種質(zhì)量亟待升級。為應(yīng)對國際金融危機的影響，落實黨中央、國務(wù)院保增長、擴內(nèi)需、調(diào) 結(jié)構(gòu)的總體要求，確保鋼鐵產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)運行，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動產(chǎn)業(yè)升級，特編制本規(guī)劃，作為鋼鐵產(chǎn)業(yè)綜合性應(yīng)對措施的行動方案。并確定了車間的工藝布置，對跨數(shù)及相對位置進行設(shè)計，簡述了其工藝流程，并在此基礎(chǔ)上進行設(shè)備計算，包括轉(zhuǎn)爐爐型計算，轉(zhuǎn)爐爐襯計算及金屬構(gòu)件計算，氧槍設(shè)計，凈化系統(tǒng)設(shè)備計算，然后進行車間計算和所用設(shè)備的規(guī)格和數(shù)量的設(shè)計，在此基礎(chǔ)上進 行車間尺寸計算，確定各層平臺標高。講述了設(shè)計轉(zhuǎn)爐車間的方法和步驟，說明書中對車間主要系統(tǒng)例如鐵水供應(yīng)系統(tǒng)，廢鋼供應(yīng)系統(tǒng)，散裝料供應(yīng)系統(tǒng)，鐵合金供應(yīng)系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)等進行了充分論證和比較確定出一套最佳設(shè)計方案。 關(guān)鍵詞 : 轉(zhuǎn)爐； 400 萬噸；設(shè)計；設(shè)備計算；車間計算 第一章 文獻綜述 國內(nèi)外鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況 鋼鐵產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，涉及面廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、消費拉動大，在經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展、財政稅收、國防建設(shè)以及穩(wěn)定就業(yè)等方面發(fā)揮著重要作用。 據(jù)最新統(tǒng)計，我國的鋼鐵產(chǎn)能己近 7 億噸 [2]，從長遠的發(fā)展趨勢看，新建中小規(guī)模的煉鋼項目相對較少，對系統(tǒng)的升級和技術(shù)改造將成為主要方向。 （ 2）布局調(diào)整進展緩慢。 我國氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼研究現(xiàn)狀與技術(shù)進步 我國氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼研究現(xiàn)狀 進入新世紀以來，我國氧氣轉(zhuǎn)爐技術(shù)進入高速發(fā)展階段。實踐證明，采用噴鎂脫硫工藝優(yōu)于以 KR 法為代表的石灰劑脫硫方法 [4]。 （ 4）精煉新工藝 精煉手段有渣洗、真空、攪拌、加熱、噴吹。 c、 連鑄機高溫出坯技術(shù)。 （ 2）干法除塵，濕法除塵，重力除塵對煙塵進行回收利用 [10]。 轉(zhuǎn)爐煉鋼廠設(shè)計研究的目的與意義 目前，我國正處在發(fā)展中的關(guān)鍵階段，國民經(jīng)濟實力需要大力提升，各個方面的硬件設(shè)施都需要大力完善，而鋼鐵行業(yè)在其中起著舉足輕重的作用。 轉(zhuǎn)爐煉鋼的設(shè)計研究不僅可以使我對整個煉鋼工藝流程加以熟悉，也鍛煉我鉆研的能力，為走上工作崗位，打下堅實的理論基礎(chǔ)。大力發(fā)展 100t到 300t的轉(zhuǎn)爐設(shè)備，比較適合我國國情，應(yīng)進一步完善冶煉、分析、檢測的自動控制，推廣擋渣技術(shù)。 87%鐵水 萬噸 入爐金屬料 萬噸 13%廢鋼 萬噸 93%轉(zhuǎn)爐鋼水 萬噸 97%鋼包 萬噸 LF 精煉 萬噸 3%損失 13..10 萬噸 2%損耗 萬噸 98%RH 精煉 萬噸 %損失 萬噸 %中間包 萬噸 %氧化鐵皮 萬噸 %鋼坯 萬噸 %連鑄切頭 萬噸 1%中間罐結(jié)殼 萬噸 %連鑄廢品 萬噸 %合格坯 400 萬噸 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 8 轉(zhuǎn)爐座數(shù)和大小的確定 設(shè)計年產(chǎn) 400 萬噸合格鑄坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)。= 噸 所以，取 n= 3 則 q= 噸 所以 ： 本設(shè)計選 三 座 120 噸的轉(zhuǎn)爐進行煉鋼。熔池由球體和圓柱體兩部分組成。與相同容量的筒球型比較，錐球型熔池較深，有利于保護爐底。熔池為一個倒截錐體。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 10 經(jīng)過比較，由于筒球型轉(zhuǎn)爐砌筑方便且爐殼容易制造以及考慮到本設(shè)計所需熔池容量為 120t，所以選擇了 筒球型 。我國設(shè)計部門推薦的計算熔池直徑的經(jīng)驗公式為： tGKD? 式中 D—— 熔池直徑， m； G—— 新爐金屬裝入量， t，可取公稱容量； K—— 系數(shù)， t—— 平均每爐鋼純吹氧時間， min， 系數(shù) K 的推薦值 轉(zhuǎn)爐容量 /t ﹤ 30 30～ 100 ﹥ 100 備注 K ～ ～ ～ 大容量取下限，小容量取上限 根據(jù)表中所列，本設(shè)計為公稱 容量 120t 轉(zhuǎn)爐，所以取 K=， t=16 則計算熔池直徑為： mtGKD ?????? （ 2）熔池深度 h。本設(shè)計去 ，當 R= 時，熔池體積 V 池 和熔池直接 D 及熔池深度 h 有如下關(guān)系： V 池 = 根據(jù)爐子容量與鋼水密度可以確定 V 池 ，鋼 水密度可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算如下：取鋼水溫度為 1600。其直徑與熔池直接是一致的，故須確定的尺寸是爐身高度 H 身 。傾角過小，爐帽內(nèi)襯不穩(wěn)定，容易倒塌；過大則出鋼時容易鋼渣混出和從爐口大量流渣。小爐子取上限，大爐子取下限，這是因為大爐子的爐口 直徑相對要小些。一般爐口直徑為熔池直徑的 43%～ 53%較為適宜。 爐帽高度 H 帽。出鋼口的主要尺寸是中心線的水平傾角和直徑。國內(nèi)轉(zhuǎn)爐多為 45176。出鋼時間通常為 2～ 8min。 （ 6） 爐容比（或容積比） 爐容比系指轉(zhuǎn)爐有效容積 Vt 與公稱容量 G 之比值 Vt/G（ m3/t）。通常，鐵水比增大，鐵水中 Si、 S、 P 含量高，用礦石作冷卻劑以及供氧強度提高時，為了減少噴濺和溢渣損失，提高金屬收得率和操作穩(wěn)定性，爐容比要適當增大。 本設(shè)計取 m3/t。 則計算的 H 總 和 D 殼 就為： H 總 =++++= D 殼 =D+2 （爐襯厚度 +爐殼鋼板厚度） =+2（ +） =+ = 則高徑比就為 247。 根據(jù)爐襯的工作特點，其材質(zhì)選擇應(yīng)遵循以下原則： （ 1） 耐火度（即在高溫條件下不熔化的性能）高； （ 2） 高溫下機械強度高，耐急冷急熱性能好 （ 3） 化學(xué)性能穩(wěn)定； （ 4） 資源廣泛，價格便宜。有些轉(zhuǎn)爐則在永久層與爐殼鋼板之間夾有一層石棉板絕熱層。 填充層介于永久層與工作層之間，一般用焦油鎂砂搗打而成，厚度 80～ 100 ㎜。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 13 工作層系指與金屬、熔渣和爐氣接觸的內(nèi)層爐襯，工作條件極其苛刻。 表 21 轉(zhuǎn)爐爐襯厚度設(shè)計參考值 爐襯各部位名稱 轉(zhuǎn)爐容量 ＜ 100 100～ 200 ＞ 200 本設(shè)計選用 爐帽 永久層厚度 /㎜ 60～ 115 115～ 150 115～ 150 120 工作層厚度 /㎜ 400～ 600 500～ 600 550～ 650 500 爐身（加料側(cè)） 永久層厚度 /㎜ 115～ 150 115～ 200 115～ 200 120 工作層厚度 /㎜ 550～ 700 700～ 800 750～ 850 700 爐身（出鋼側(cè)） 永久層厚度 /㎜ 115～ 150 115～ 200 115～ 200 120 工作層厚度 /㎜ 500～ 650 600～ 700 650～ 750 700 爐底 永久層厚度 /㎜ 300～ 450 350～ 450 35