【文章內(nèi)容簡介】 5） +272+（ 16901520） ]} = 即廢鋼比為： 247。（ 100+） 100%=% 將熱平衡計算結(jié)果列于表 27，如下。 由此可計算熱效率。 熱效率 η=（鋼水物理熱 +爐渣物理熱 +廢鋼吸熱） /熱收入總量 100% =（ Qg+Qr+Qf） /Qs100% =（ ++） /100% =% 若不計算爐渣帶走的熱量在內(nèi)時： 熱效率 η=（鋼水物理熱 ++廢鋼吸熱） /熱收入總量 100% =（ Qg+ Qf） /Qs100% =（ +） /100% =% 表 27 熱平衡表 收 入 支 出 項 目 熱量 /kJ % 項 目 熱量 /kJ % 鐵水物理熱 鋼水物理熱 元素氧化熱和成渣熱 爐渣物理熱 其中 C 氧化 廢鋼吸熱 Si氧化 爐氣物理熱 Mn 氧化 煙塵物理熱 P 氧化 渣中鐵珠物理熱 Fe 氧化 噴濺金屬物理 熱 SiO2成渣 輕燒白云石分 解熱 P2O5 成渣 熱損失 煙塵氧化熱 爐襯中碳的氧化熱 合 計 合 計 16 應(yīng)當指出，加入鐵合金進行脫氧和合金化，會對熱平衡數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的影響。對轉(zhuǎn)爐用一般生鐵冶煉低碳鋼來說，所用鐵合金種類有限，數(shù)量也不多。經(jīng)計算，熱收入部分約占總熱收入的 %~%，熱支出部分約占總熱支出的 %~%，二者基本持平。 17 3 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計及計算 轉(zhuǎn)爐爐型及其選擇 轉(zhuǎn)爐由爐帽、爐身、爐底三部分組成，轉(zhuǎn)爐爐型是指由上述三部分組成的爐襯內(nèi)部空間的幾何形狀。 由于爐帽和爐身的形狀沒有變化，所以通常按熔池形狀將轉(zhuǎn)爐爐型分為筒球型、錐球型和截錐型三種。爐型的選擇往往與轉(zhuǎn)爐的容量有關(guān)。 （ 1）筒球型。熔池由球缺體和圓柱體兩部分組成。爐型形狀簡單，砌筑方便，爐殼容易 制作 ， 我國最新新頒布的 YB9058— 92《煉鋼工藝設(shè)計技術(shù)規(guī)定》提出：≧ 150t的轉(zhuǎn)爐采用筒球型死爐底。 （ 2）錐球型。熔池由球缺體和倒截錐體兩部分組成。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。在同樣熔池深度的情況下，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。我國中小型轉(zhuǎn)爐 普遍采用這種爐型。 （ 3）截錐型。熔池為一個倒截錐體。爐型構(gòu)造比較簡單，平的熔池底較球型底容易砌筑。在裝入量和熔池直徑相同的情況下，其熔池最深，因此不適用于大容量轉(zhuǎn)爐，我國 30t 以下的轉(zhuǎn)爐采用較多 ，新制訂的技術(shù)規(guī)定提出“≤ 100t 轉(zhuǎn)爐一般采用截錐型活爐底”。 根據(jù)要求，本設(shè)計為年產(chǎn) 435 萬噸 三 吹二制轉(zhuǎn)爐車間， （ 1）計算年出鋼爐數(shù) N，如下： N=121440TT =13651440T ?? 爐數(shù) /每年 () 式中 T1 —— 每爐鋼的平均冶煉時間， min/爐，該數(shù)值可參考表 31 T2 —— 年有效作業(yè)天數(shù)， d 1440—— 年非生產(chǎn)天數(shù)， d 365—— 一年的日歷天數(shù)， d ?—— 轉(zhuǎn)爐作業(yè)率， %，如下公式 18 ? =3652T 100%= 365365 3T? 100% 轉(zhuǎn)爐與連鑄機相配合，全連鑄時， ? =80%～ 90%，本車間取 ? =85%。 T1 按表 31 取 40min。 則： N= 40 %853651440 ?? =11169 爐 /年 表 31 氧氣轉(zhuǎn)爐平均冶煉時間 公稱容量 /t 15 30 50 100~120 150 200 250 300 平均供氧時間 /min 12~14 14~15 15~16 16~18 18~19 19~20 20~21 21~22 平均冶煉時間 /min 25~28 28~30 30~33 33~36 36~38 38~40 40~42 42~45 （ 2）轉(zhuǎn)爐公稱容量 車間年產(chǎn)鋼水量 =nNq () 式中 n—— 車間吹煉爐座數(shù)，本設(shè)計 中經(jīng)常吹煉 轉(zhuǎn)爐座數(shù)為 兩 座 ，采用三吹二制。 q—— 轉(zhuǎn)爐公稱容量， 則 q= nN年產(chǎn)鋼水量 = 1116924350000? = 考慮到鋼廠的發(fā)展空間，本設(shè)計中將轉(zhuǎn)爐的公稱容量去為 200t，爐型選擇上選擇 筒球型 爐型。 轉(zhuǎn)爐熔池尺寸的確定 轉(zhuǎn)爐爐型的各部分尺寸，主要是通過總結(jié)現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐的實際情況，結(jié)合一些經(jīng)驗公式并通過模型試驗來確定。 （ 1）熔池直徑 D。熔池直徑指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)下金屬液面的直徑。它主要與金屬裝入量和吹氧時間有關(guān)。 以下為計算熔池直徑的經(jīng)驗公式： 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—— 比例 系數(shù)， 參照 表 32 確定 ； t —— 平均每爐鋼純吹氧時間， min， 參照 表 33 確定 。 19 表 32 不同噸位下的 K值 轉(zhuǎn)爐噸位 /t 30 30~100 100 備注 K ~ ~ ~ 大容量取下限，小容量取上限 表 33 平均每爐鋼冶煉時間推薦值 轉(zhuǎn)爐容 量 /t 30 30~100 100 備注 冶煉時間 /min 28~32 (12~16) 32~38 (14~18) 38~45 (16~20) 結(jié)合供氧強度，鐵水成分和所煉鋼種等具體條件確定。 查表，取 K=， t=20min，又已知 G=200t，則 53 30 ???? TGkDmm （ 2） 筒球型 熔池深度 h的 確定 : 2 D DVh C ?? () 熔池體積 Vc =G/? = 其中 ? =則 15 23 ?? ???h mm 熔池的穿透深度： h穿 =( 6Tq2o ) （ ） 式中 T—— 轉(zhuǎn)爐容量，此處為 200t q 2o —— 供氧強度， m3 /（ t min） 6—— 氧槍噴頭孔數(shù) q 2o =m in /m 3吹氧時間噸鋼耗氧量 t=2055 = /（ t min） （ ） 則 h穿 =1145mm，它小于熔池的深度 h，則說明熔池深度合格。 （ 3） 筒球型球缺體半徑 R的 確定 . ?? DR 4800mm 20 爐帽尺寸的確定 （ 1） 爐口直徑 dD， 在滿足順利兌鐵水和加廢鋼的前提下， 適當減小爐口直徑， 以減少熱損失。一般爐口直徑為熔池直徑的 43％ ~53％ 較為適宜。本爐爐口直徑為： dD =48%D=48%5330=2560mm （ 2） 爐帽傾角 : 爐帽傾角θ 選取原則：便于爐氣逐漸收縮逸出，減少爐氣對爐帽襯磚的沖刷侵蝕；使帽錐各層磚逐漸收縮，縮短砌磚的錯臺長度，增加砌磚的穩(wěn)定性。如果角度值過大，砌磚錯臺太長容易脫落。 目前傾角多為 60176。177。 3176。，本設(shè)計 取 ??60? . （ 3） 爐帽高度 H 帽 : 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 =300~400mm的直線段。本爐取 H 口 =300mm。關(guān)于爐帽高度有如下公式： H 帽 = 21 （ DdD ） tanθ+H 口 （ ） 代入數(shù)據(jù)計算得： H帽 = 21 （ 53302560） tan60176。+300=2700mm 爐帽 總?cè)莘e V 帽 為： V 帽 =（ π/12） （ H 帽 H 口 ） （ D2+D d D + dD 2） +（ π/4） d D 2H 口 （ ） =（ π/12） （ ） （ ++） +（ π/4） = 在爐口處設(shè)置水箱試水冷爐口 。 爐容比及爐身尺寸的確定 爐容比是指轉(zhuǎn)爐有效容積 Vt 與公稱容量 G 之比值 Vt/G（ m3/t）。 Vt 是爐帽、爐身和熔池三個內(nèi)腔容積之和。公稱容量以轉(zhuǎn)爐爐役期的平均出鋼量來表示。 確定爐容比應(yīng)綜合考慮。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，為了減少噴濺或溢渣損失，提高金屬收得率和操作穩(wěn)定性，爐容比要適當增大。但過大的爐容比又會使基建和設(shè)備投資增加。對于大型轉(zhuǎn)爐，由于采用多孔噴槍和頂?shù)讖?fù)吹，操作比較穩(wěn)定，因此在其他條件相同的情況下，爐容比有所減少。 轉(zhuǎn)爐新砌爐襯的爐容比推 薦值為 ~，大轉(zhuǎn)爐取下限，小轉(zhuǎn)爐取上限。 本次設(shè)計中，取爐容比為： Vt/G= m3/t 由選定的爐容比為 ，可求出爐子的總?cè)莘e為： 21 V 總 =200=180m3； 則可得出爐身容積： V 身 =180 池V 帽V == 求出爐身容積，則可算得爐身高度： H 身 =（ 4V身） /（ πD2） =（ 4） /（ π） =5355m， () 則爐型內(nèi)高可算出： H 內(nèi) =H 帽 +H 身 +h=2700+5355+1585=9640mm。 () 出鋼口尺寸的確定 出鋼口尺寸一般都設(shè)在爐帽與爐身的交界處，以使轉(zhuǎn)爐出鋼時其位置最低，便于鋼水全部出凈。出鋼口的主要尺寸是中心線的水平傾角和直徑。 （ 1）出鋼口直徑 d 出 。 出鋼口直徑?jīng)Q定出鋼時間，隨爐子容量不同而異。出鋼時間通常為 2 至 8 分鐘。時間縮短（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。時間過長（即出鋼口過?。?，鋼液容易二次氧化和吸氣，散熱也大。 通常按下面的公式來確定： d 出 =（ 63+） 1/2 （ ） 式中 G 為轉(zhuǎn)爐公稱容量， t。 在式（ ）中代入數(shù)據(jù)計算，得 d 出 =（ 63+200） 1/2==。 （ 2）出鋼口中心線水平傾角 β。 為了縮短出鋼口長度，以利于維修和減少鋼液二次氧化及熱損失，大型轉(zhuǎn)爐的 β趨于 減小。國外不少轉(zhuǎn)爐采用了 0176。，國內(nèi)轉(zhuǎn)爐多為 45176。以下。從實際情況考慮，本爐傾角β取 o30 (3)出鋼口爐襯外徑 STd =6出d=1220mm (4)出鋼口長度 出dLT 7? =1420mm 爐襯厚度的確 定 通常爐襯由永久層、填充層、工作層組成。有些轉(zhuǎn)爐則在永久層和爐殼鋼板之間夾有一層石棉板絕熱層。 永久層緊貼爐殼（無絕熱層時），修爐時一般不予拆除。其主要作用是保護爐殼。該層常用鎂磚砌筑。 填充層介于永久層和工作層之間，一般用焦油鎂砂搗打而成。其主要作用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。 22 工作層是指與金屬、熔渣和爐氣接觸的內(nèi)層爐襯，工作條件極其苛刻，目前多用鎂碳磚和焦油白云磚綜合砌筑。 爐帽可用二步煅燒鎂磚，也可根據(jù)具體條件選用其它材質(zhì)。 轉(zhuǎn)爐各部位的爐襯厚度設(shè)計參考值如表 34 所示。 表 34 轉(zhuǎn)爐爐襯厚度設(shè)計參考值 爐襯各部分名稱 轉(zhuǎn)爐容量 /t 100 100200 200 爐帽 永久層厚度 /mm 60115 115150 115150 工作層厚度 /mm 400600 500600 550650 爐身（加料側(cè)） 永久層厚度 /mm 115150 115200 115200 工作層厚度 /mm 550700 700800 750850 爐身（出鋼側(cè)） 永久層厚度 /mm 115150 115200 115200 工作層厚度 /mm 500650 600700 650700 爐底 永久層厚度 /mm 300450 350450 350450 工作層厚度 /mm 550600 600650 600750 砌筑轉(zhuǎn)爐爐襯選擇磚型時應(yīng)考慮以下一些原則： （ 1）在可能條件下，盡量選用大磚，以減少磚縫，還可以提高筑爐速度，減輕勞動強度； （ 2）力爭砌筑過程中不打或少打磚，以提高磚的利用率和保證磚的砌筑質(zhì)量； （ 3）出鋼口用高壓整體成型專用磚，更換方便、快捷；爐底用帶弧形的異型磚； （ 4）盡量減少磚型種類。 根據(jù)表 34 和公稱容 量，對爐襯厚度進行選