【正文】 高為12m。表45 不同公稱噸位轉(zhuǎn)爐的值公稱噸位/t50120150210300/m～ 轉(zhuǎn)爐耳軸中心線標(biāo)高的確定轉(zhuǎn)爐耳軸中心線的標(biāo)高必須保證爐下鋼包車、渣罐車順利通行。 轉(zhuǎn)爐位置的確定氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間內(nèi)，轉(zhuǎn)爐通常是靠廠房柱子縱向排成一行。左右），鐵水包耳軸中心至轉(zhuǎn)爐耳軸中心的距離，m； ——轉(zhuǎn)爐耳軸中心標(biāo)高，m。對(duì)于冶煉普通低合金鋼(合金含量不大于2％)，錳鐵、硅鐵也可以不烤，但對(duì)于含鉻的鋼種，由于鉻鐵中含氮，需要進(jìn)行烘烤以去氮，一般要求烘烤溫度不低于400℃，烘烤時(shí)間不少于4h。中小型轉(zhuǎn)爐車間鐵合金供應(yīng)系統(tǒng)如圖410所示。(1)鐵合金貯料間 專為貯存鐵合金用，一般按鐵合金牌號(hào)和品種分類堆放，其貯存面積主要決定于鐵合金的日消耗量、堆積密度及貯存天數(shù)，堆積密度可參考表44數(shù)據(jù)。匯總斗的作用是不同種類的散狀料匯總暫存，其容量根據(jù)批料最大加入量選取。表43 各種散狀材料的堆積密度和自然堆角散 狀 材 料堆積密度/（t各種散狀材料的堆密度參見(jiàn)表43。設(shè)置高位料倉(cāng)在于起到臨時(shí)儲(chǔ)料的作用，并利用重力方式向轉(zhuǎn)爐及時(shí)和可靠地供料，保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)。各種原料的料倉(cāng)容積可按下式計(jì)算：在計(jì)算各種料倉(cāng)的尺寸時(shí)，其長(zhǎng)度要與鐵路車皮的長(zhǎng)度相適應(yīng)，其寬度要保證料倉(cāng)下部錐形部分的傾角（與水平的夾角）必須大于各種原料的自然堆角，以保證卸料方便。為保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)，應(yīng)設(shè)散狀料堆場(chǎng)。廢鋼堆場(chǎng)面積（m2）可按下式估算：式中 ——每日所需廢鋼量，t/d；——廢鋼儲(chǔ)存定額，d；——廢鋼儲(chǔ)存允許高度，有坑時(shí)包含坑的深度，～；——廢鋼堆積密度，t/m3,可參考表42選取。當(dāng)前，最有效的處理方法是噴粉處理。一般情況，經(jīng)處理后的混鐵車，每隔2～3次送到倒渣站倒渣，倒渣站扒渣機(jī)布置見(jiàn)圖44。轉(zhuǎn)爐煉鋼車間所需混鐵車臺(tái)數(shù)N（臺(tái)）計(jì)算式如下：式中 ——高爐鐵水最高日產(chǎn)量，t/d；——混鐵車容量，t；——混鐵車裝滿系數(shù)，；——混鐵車日周轉(zhuǎn)次數(shù)，一般取2～3次/d；——混鐵車作業(yè)率，；——鑄鐵車間所需鐵水量，t/d；——鑄鐵車間所需混鐵車臺(tái)數(shù)。而對(duì)應(yīng)的澆注跨一側(cè)進(jìn)行出鋼，使?fàn)t襯浸蝕均勻而延長(zhǎng)壽命，鋼水和爐渣運(yùn)輸分開，避免干擾或產(chǎn)生碰撞。④充分利用造價(jià)很高的轉(zhuǎn)爐跨各層平臺(tái)及其跨間高度，把一些占空間較高的工藝設(shè)備，盡量布置在該跨內(nèi)，以靠近轉(zhuǎn)爐和節(jié)省投資費(fèi)用。因此一個(gè)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間包括：①主要跨間主要跨間是由轉(zhuǎn)爐跨、澆鑄跨、加料跨組成，又稱為主廠房。此設(shè)計(jì)采用“下給頭”。它也是一支水冷槍。過(guò)早地開氧或過(guò)遲地關(guān)氧都會(huì)造成氧氣的浪費(fèi)，若氧氣進(jìn)入煙罩也會(huì)引起不良影響；過(guò)遲地開氧或過(guò)早地關(guān)氧也不好，易造成氧槍粘鋼。圖37轉(zhuǎn)爐氧槍在行程中各操作點(diǎn)的標(biāo)高位置。為了縮短冶煉周期，在吹煉過(guò)程中氧槍應(yīng)快速提升，在爐口以上可快速下降；當(dāng)氧槍進(jìn)入爐口以下時(shí)，應(yīng)慢速下降，以便控制熔池的反應(yīng)和保證氧槍安全。 氧槍下部長(zhǎng)度取決于轉(zhuǎn)爐公稱噸位和煙罩尺寸。min 理論設(shè)計(jì)氧壓為 ＝ 出口氧壓為 ＝轉(zhuǎn)爐公稱噸位為 ＝250t氧氣進(jìn)口速度為 ＝60m/s（1）內(nèi)層管直徑內(nèi)層管是氧氣通道，直徑應(yīng)等于或略大于噴嘴進(jìn)口直徑，其計(jì)算方法與噴嘴的進(jìn)口直徑一樣?！?3176。～15176。目前國(guó)內(nèi)推薦馬赫數(shù)Ma=～。所以要求氧槍要有良好的水冷系統(tǒng)和牢固的金屬結(jié)構(gòu)，保證氧槍能夠耐高溫、抗沖刷侵蝕和振動(dòng)，加工制造方便等。 我國(guó)使用的噴補(bǔ)料是冶金鎂砂，常用的結(jié)合劑有固體水玻璃，即硅酸鈉（Na2O表34 國(guó)內(nèi)外一些轉(zhuǎn)爐爐型主要工藝參數(shù)序號(hào)國(guó) 家中國(guó)日本中 國(guó)美國(guó)日本中國(guó)公稱噸位/t501001201502302503001爐殼全高H總/mm74708500975092501173211000115002爐殼外徑D殼/mm51105400667070007720820086703爐膛有效高度H內(nèi)/mm649176728150848010600104584爐膛直徑D/mm35004000486052606250567068325爐內(nèi)有效容積V/mm801211933156爐口直徑d口/mm18502200220025002360300036007熔池內(nèi)徑D/mm3500400048605260625067408熔池深度h0/mm108513501447172519549熔池面積S/m210熔池容積V熔/m311爐帽傾角θ/(176。 爐襯材質(zhì)及爐襯厚度的確定爐襯材質(zhì)一般分為工作層、填料層和永久層（有的沒(méi)有填料層）。出鋼口位置設(shè)在爐帽和爐身內(nèi)襯的交界處?！?8176。對(duì)于一定噸位的轉(zhuǎn)爐，爐型和熔池直徑確定之后，可根據(jù)幾何公式計(jì)算熔池深度h0。 熔池直徑D熔池直徑指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時(shí)金屬液面的直徑。 高寬比高寬比指轉(zhuǎn)爐總高與爐殼外徑之比，用H總/D殼表示。選擇爐容比時(shí)應(yīng)考慮以下因素：(1)鐵水比、鐵水成分。在一定的反應(yīng)面積下可保證熔池深度，適用于小型轉(zhuǎn)爐，我國(guó)過(guò)去已建成的30t以下的小轉(zhuǎn)爐應(yīng)用較多。錐球型熔池由球缺體和截頭圓錐體組成。隨公稱噸位的增大，爐型由細(xì)長(zhǎng)型向矮胖型方向發(fā)展。參見(jiàn)表16所示。設(shè)計(jì)時(shí)爐齡可取20000～25000爐。表23 轉(zhuǎn)爐冶煉周期和吹氧時(shí)間推薦值轉(zhuǎn)爐公稱噸位/t＜3030～100＞100備 注冶煉周期/min28～3232～3838～45結(jié)合供氧強(qiáng)度、鐵水成分和所煉鋼種等具體條件確定吹氧時(shí)間/min12～1614～1816～20表24 轉(zhuǎn)爐煉一爐鋼的平均冶煉時(shí)間平均冶煉時(shí)間/min煉一爐鋼的時(shí)間/min裝料吹氧輔助時(shí)間出鋼倒渣合計(jì)5188533939 轉(zhuǎn)爐作業(yè)率轉(zhuǎn)爐作業(yè)率：指轉(zhuǎn)爐一年的有效工作天數(shù)與日歷天數(shù)之比。鑄坯定尺長(zhǎng)度，取決于加熱的尺寸，、6m等。要考慮各個(gè)工序相應(yīng)的合格產(chǎn)品收得率，其方法一般是根據(jù)鋼材產(chǎn)品方案按軋鋼煉鋼煉鐵的順序逆向逐步推算出來(lái)。衡陽(yáng)歷來(lái)是“南北要沖，兩廣咽喉”，交通極為發(fā)達(dá)，京廣和湘桂兩條鐵路干線在此交匯，京珠高速公路、107和322國(guó)道以及連接湘、贛、閩三省的“三南公路”貫穿全境。考慮靠近現(xiàn)有工業(yè)基地建廠，以促進(jìn)對(duì)原材料、動(dòng)力和半成品的供銷協(xié)作與生產(chǎn)協(xié)作，并有利于組織廢料利用的生產(chǎn)。 煉鋼工藝流程廢鋼廢鋼槽高爐鐵水罐氧氣氧槍鐵水混鐵車稱量轉(zhuǎn)爐擋渣出鋼鋼水鋼包吹氬喂絲中間包結(jié)晶器二冷區(qū)拉矯機(jī)火焰切割機(jī)鑄坯精整合格坯初軋精軋鋼材廢鋼回爐保護(hù)渣LF爐鐵合金保溫劑烘烤爐渣罐渣場(chǎng)渣液煙罩煙道一級(jí)文氏管抽氣機(jī)煙囪排空廢氣二級(jí)文氏管噴淋塔氣化冷卻廢水沉淀池泥漿煤氣儲(chǔ)氣罐礦石或鐵皮地下料倉(cāng)全膠帶上料系統(tǒng)螢石石灰焦炭高位料倉(cāng)稱量漏斗匯集漏斗 圖12 轉(zhuǎn)爐車間工藝流程圖第2章 設(shè)計(jì)概述 設(shè)計(jì)原則及內(nèi)容 設(shè)計(jì)原則（1）貫徹執(zhí)行黨和國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策及其有關(guān)規(guī)定，在選擇廠址和進(jìn)行工廠總平面布置時(shí)，應(yīng)盡量避免或少占用現(xiàn)有耕地，節(jié)約土地；三廢(廢氣、廢水、廢渣)的處理和排除不應(yīng)有害于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，且應(yīng)綜合利用。（2）聯(lián)合重組進(jìn)展不快，產(chǎn)業(yè)布局有待優(yōu)化。一般情況，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，基礎(chǔ)設(shè)施、基礎(chǔ)工業(yè)、建筑業(yè)發(fā)展較快，鋼材消費(fèi)量增長(zhǎng)較快，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)條鋼型材比例較大。根據(jù)衡陽(yáng)鋼管廠的地理?xiàng)l件，并結(jié)合近幾年國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉與爐外精煉等主要煉鋼生產(chǎn)工藝的新技術(shù)，為其設(shè)計(jì)年產(chǎn)260萬(wàn)噸鋼的全連鑄轉(zhuǎn)爐煉鋼車間。鋼鐵是經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)發(fā)展必不可少的基礎(chǔ)材料。（5）產(chǎn)能過(guò)剩與成本上升并存，經(jīng)濟(jì)效益水平偏低。（2）設(shè)計(jì)中的重大技術(shù)決定和方案必須緊密結(jié)合我國(guó)的具體情況，保證技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理相結(jié)合，在技術(shù)方案可靠的前提下，盡量節(jié)省基建投資。特別是“三廢”的排除不應(yīng)影響職工住宅區(qū)和附近居民點(diǎn)的生活與健康。 產(chǎn)品方案 煉鋼產(chǎn)品方案主要取決于軋鋼對(duì)坯料的要求，同時(shí)也要考慮到目前轉(zhuǎn)爐所能冶煉的品種，連鑄所能澆鑄的鑄坯斷面及尺寸(坯重)，以及它們各自在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的合理性，使煉鋼能力與軋鋼能力相平衡。 冶煉的鋼種、代表鋼號(hào)及其化學(xué)成分本設(shè)計(jì)冶煉的鋼種、代表鋼號(hào)及其化學(xué)成分見(jiàn)表21所示。它包括吹煉時(shí)間（即吹氧時(shí)間，與供氧強(qiáng)度有關(guān)），輔助時(shí)間（兌鐵水、加廢鋼、取樣、測(cè)溫、倒渣、出鋼和補(bǔ)爐等），以及耽誤時(shí)間（檢查爐襯、清理爐口、因調(diào)度不及時(shí)的等待，設(shè)備臨時(shí)故障）等三部分。一般非作業(yè)天數(shù)波動(dòng)在10～35天，即作業(yè)率為90%～97%。轉(zhuǎn)爐的冷修過(guò)程，包括冷卻、拆爐、檢修煙罩、砌爐、烘爐等幾個(gè)步驟。本設(shè)計(jì)選定1座公稱容量為250的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，采用“一吹一”方案。筒球型熔池是由圓柱體和球缺體組合而成。在同樣熔池深度情況下，如底部尺寸適當(dāng)，熔池直徑會(huì)比筒球型大些，反應(yīng)面積有所增加，有利于脫除P、S。本設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐的公稱容量是250t，選用錐球型死爐底。供氧強(qiáng)度增大時(shí)，吹煉速度較快，為了不引起噴濺就要保證有足夠的反應(yīng)空間，爐容比相應(yīng)增大些；(3)冷卻劑的種類。因此，高寬比是轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)是否合理、各參數(shù)選擇是否恰當(dāng)?shù)囊粋€(gè)尺度。Friedl由統(tǒng)計(jì)得到如下公式： D＝（） （3－2） 式中 G——轉(zhuǎn)爐公稱噸位，t。 A 爐口直徑在滿足兌鐵水和加廢鋼的前提下，應(yīng)盡量減少爐口直徑，以降低熱損失，減少空氣吸入，避免影響爐襯壽命和改善爐前操作條件。 C 爐帽高度H帽 爐帽的總高度是截錐體高度與爐口直線段高度之和。國(guó)外不少轉(zhuǎn)爐采用0176。各部分爐襯和爐殼鋼板厚度可參照表32和表33所示。濺渣是通過(guò)氧槍使用氮?dú)鈱t渣濺起，使其粘補(bǔ)至爐襯上。表35 補(bǔ)爐料成分噴補(bǔ)方法噴補(bǔ)料成分/%各種粒度所占比例/%水分/%MgOCaOSiO2＞＜濕 法9113109015～17半干法905257510～17 氧槍設(shè)計(jì)氧槍又稱噴槍或吹氧管，它是轉(zhuǎn)爐吹氧設(shè)備中關(guān)鍵性部件。 噴嘴類型的選擇與主要尺寸計(jì)算 噴嘴的類型本設(shè)計(jì)選用的是拉瓦爾型的噴嘴，噴孔數(shù)確定為四孔，整個(gè)噴嘴由收縮段、喉口段、擴(kuò)張段三部分構(gòu)成。（3）噴孔夾角 三孔噴嘴，為9176。實(shí)際氧流通過(guò)時(shí)必定有摩擦，不能全絕熱。收縮段入口處的直徑，一般希望為喉口直徑的2倍左右。后經(jīng)中層管與外層管之間的環(huán)縫流出。這段距離與拐點(diǎn)的角度、煙罩直線段的長(zhǎng)度以及轉(zhuǎn)爐噸位大小有關(guān)，一般取3000～4000mm,本設(shè)計(jì)取4000mm；——斜煙道拐點(diǎn)至氧槍密封口上緣的距離本設(shè)計(jì)取值為3000mm， ——氧槍噴嘴部位需要清渣，或發(fā)生故障進(jìn)行處理時(shí)，氧槍應(yīng)提出煙道氧槍插入孔邊緣一定距離。）時(shí)，氧槍不能下降。大轉(zhuǎn)爐應(yīng)取上限，本設(shè)計(jì)取值為400mm；(2)吹氧點(diǎn)。此點(diǎn)位置不影響轉(zhuǎn)爐的傾動(dòng)為準(zhǔn)，過(guò)高會(huì)增加氧槍升降所占用的輔助時(shí)間；(5)最高點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用測(cè)試副槍（如圖38所示）。目前應(yīng)用廣泛的是測(cè)溫與定碳復(fù)合探頭。③附屬跨間包括煉鋼所需的石灰、白云石等原料的焙燒；機(jī)修、制氧、供水等系統(tǒng)，還有爐渣的處理、煙塵的處理等系統(tǒng)。⑦在大中型轉(zhuǎn)爐車間應(yīng)設(shè)置參觀和人行安全架空走道，以保證安全。 鐵水供應(yīng)系統(tǒng)對(duì)于容量≥100t的轉(zhuǎn)爐應(yīng)優(yōu)先采用混鐵車，容量＜100t的轉(zhuǎn)爐可采用混鐵爐。我國(guó)還未形成混鐵車容量系列，可參考表41數(shù)據(jù)選擇。鐵水倒罐站內(nèi)一般設(shè)有二條運(yùn)輸線和與其垂直布置的受鐵坑(又叫鐵水坑位于鐵水線下面)，一個(gè)受鐵坑有兩個(gè)鐵水轉(zhuǎn)注位置。石灰系處理后渣較粘，可用機(jī)械扒渣法除渣；蘇打系處理時(shí)渣稀，用真空吸渣法除渣效果較好。但一般是廢鋼一次一斗裝入。其布置方式可根據(jù)外部供料條件和總圖布置確定。采用運(yùn)輸帶的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)輕便，運(yùn)輸能力大；工作可靠；有利于自動(dòng)化；原料破損少。采用哪一種方案要根據(jù)車間總體布置、轉(zhuǎn)爐容量以及散狀料儲(chǔ)存定額等因素而定。料倉(cāng)寬度一般在滿足皮帶機(jī)或振動(dòng)管的卸料前提下盡量減少，以縮短爐子跨的寬度，改善原料在料倉(cāng)中的分布，增大其有效容積。其供應(yīng)系統(tǒng)如圖49所示，應(yīng)保證散狀料分批定量且按順序向轉(zhuǎn)爐加料。也有不經(jīng)匯總斗，直接由稱量漏斗連續(xù)地加料，但其批料所需的全程時(shí)間就很接近于各次批料之間的間隔時(shí)間，勢(shì)必影響轉(zhuǎn)爐正常的加料操作。也有的大型轉(zhuǎn)爐車間采用類似于散狀料系統(tǒng)的“地面料倉(cāng)皮帶爐上料倉(cāng)”的方式。不需要烘烤的鐵合金用稱量車送到中間料斗，再用叉式車送往鋼包。原料跨廠房的寬度取決于轉(zhuǎn)爐容量及工藝布置，在21～27m之間。1）吊車軌面標(biāo)高27m。值與圖中其他尺寸的關(guān)系為：式中 ——轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)到接受鐵水的位置，一般取傾動(dòng)角=30176。表46是國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)頂吹轉(zhuǎn)爐耳軸中心線標(biāo)高的數(shù)值。這種布置方案，向轉(zhuǎn)爐供應(yīng)鐵水、廢鋼及鋼水澆鑄吊運(yùn)鋼包的距離較短，減少車間設(shè)備相互干擾。 轉(zhuǎn)爐操作平臺(tái)轉(zhuǎn)爐操作平臺(tái)包括爐前與爐后操作平臺(tái)，供冶煉操作取樣、測(cè)溫、開堵出鋼口、擋渣出鋼、補(bǔ)爐和進(jìn)行脫氧加合金料等操作使用。(1)加料溜槽平臺(tái)。(3)高位料倉(cāng)平臺(tái)。本設(shè)計(jì)取值為(2)氧槍傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝平