【文章內容簡介】 應爐內鋼 .液，溶渣和高溫氣的循環(huán)運動規(guī)律。達到反應快。噴濺少和爐令 高等目的。內型應與殘余爐襯的輪廓接近。以利減少爐襯的局部侵蝕和降低耐火材料的消耗， 此外還要容易砌筑。 目下氧氣頂吹轉爐金屬熔池形狀可分為三種爐型 : 。這種爐子形狀簡單、砌磚方便、爐殼容易制造。球形底可使散熱面積小，倒渣時爐底形成拱頂而強度相對要大。球底熔池的形狀接近金屬液的循環(huán)軌跡。 .常用于≧ 50 噸的爐子。 。這種爐子的熔池形狀更符合鋼流循環(huán)的要求，且與筒球形相比 ，當熔池深度相同時，熔池直徑與反應而積均可稍大而有利于去磷反應的進行 (見式 26 和式 26)。常用于 20~80 噸的爐子。 。熔池循環(huán)有死角，故適用于≦ 30 噸的爐子。這種倒圓臺的爐底比球形爐底易于砌筑 . 二 .爐子各部分主要尺寸參數的確定和計算 轉滬的主要尺寸如 [4]254 圖 23 一 1 所示 .下面分五個部分進行討論 (I)熔池部分 D =K /Gt 式中： G—— 新爐金屬料裝入量， T（由原始條件給出） t—— 吹氧時間， min K—— 系數 30 噸爐子 K=~ 系數 30 噸爐子 K=~ t= 33 m in180。 180。前 期 出 鋼 量 [T] 加 廢 鋼 后 耗 氧 量 [ N m / T ]供 養(yǎng) 強 度 [ N m / T ] G [ T ] 由表 121 可求“加廢鋼后每噸鋼水耗氧量” = 氧 [kg]鋼 水 [kg]179。 1000[Tkg ]179。 332[kg][Nm ] 供氧強度可參表 2— 1，計算后，供養(yǎng)時間應符合表 2— 2 的范圍。 參表 2— 1 轉爐供氧強度 [Nm3/T178。 min]參數表 廠名 唐鋼 天津二 鋼 首鋼 上海一廠 太鋼二煉 全鋼 武鋼二煉 公稱容量 5 15 30 30 50 50 50 噴頭孔數 單孔 三孔 三孔 三孔 三孔 三孔 三孔 供氧強度 4~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 續(xù)表 2— 1 廠名 樊綱 鞍鋼 （西德）薩爾茨吉特 （日）加古川 （意）塔蘭托 寶鋼 公稱容量 120 150 200 250 300 300 噴頭孔數 三孔 三孔 三孔 三孔 三孔 三孔 32 16 供氧強度 4 3 ~ 表 2— 2 轉爐供氧時間參數表 公稱容量 50 50~80 120 供氧時間 (min) 12~16 16~18 14~20 ①當取鐵水密度ρ =[T/m3]時 則金屬熔池體積 V 金屬 =G[T]179。 [T/m3] ②錐球形熔池深度 h= 3+金 屬V(m) ③筒球形熔池深度 h= 3+金 屬V(m) 由：比較以上兩式，當深度兩者相同時， 錐球形熔池直徑稍 大而可擴大熔池的渣鋼反應界面有利于去磷的反應。 由 [7]，對頂吹轉爐要求有合適的熔池穿透比： 表 2— 3 熔池穿透比參數表 h/h 穿 單孔噴頭 三孔噴頭 ~ ~ (結果近似可選用 ) ①試算式 h 穿 =[13( 2 . 9 3 . 4 40h ] / 1 0 [ ]dH P m mr+錐 穿設喉[ （ ） [7]69 228 式中： ρ = [g/cm3] 最高槍位 H 高 = 出 178。 P0=35d 出 [mm][7] 最佳槍位 H 佳 = 出 178。 P0=25d 出 [mm] 或 H*= 佳 ②三孔噴頭單孔穿透式 = d 出 178。 V 單孔 /(H 佳 + h 穿 ) 12[]mm 其中： V 單孔 — [Nm3/S〕 。其余參數的單位與試算式同。 (參西安冶院編的煉鋼設計參考資料 ) 解：令 x=，則 x2= h 穿 可得一般式 x3+ax2+bx+c=0 (x 有三個根 ) 以 x=y 3a 代 入則可得 32 17 Y2+py+q=0 (由 y：即可得根 x： = 12h穿 ) ∴ y1= 2 3 2 3332 2 3 2 2 3( ) ( ) ( ) ( )q q q q q q + + + += 12h穿 (參四川礦業(yè)學院編的數學手冊第 13 頁 ) 式中： q= V 單孔 [mm178。 Nm/S] P= H 佳 =25 d 出 [mm] V 單孔 = 32 4 2 2/]m c m單 孔 流 量 [ N m / S ]單 孔 出 口 面 積 [ c m ] [ 1 0 = 32 2 4( / 4 ) [ ]1 0d c mp 出供 氧 強 度 [ N m / T m i n ] G [ T ] / 3 [ 孔 ] 6 0 [ S ] ③近似計種式 （參 [4]15(2— 7)式） h穿 =40178。 0 .5 0 .6 0 .4[ ] / 1 .6 2 5pd r 180。0 出 (Ⅱ )爐帽部分（參 [4]254 圖 23— 1） 爐口 爐口小有利于出鋼不留渣可防回磷，也可減少爐口輻射損失和防噴，但要便于加廢鋼，兌鐵水和補爐等操作。 爐口尺寸與熔池直徑之比為 d/D=~ 爐口上部 有柱形段高約 300~400mm，可防爐口耐火材料因耗損而迅速擴大爐口尺寸。 爐口外部有水冷爐圈 (參圖或 [4]257 圖 233 和圖 232)可易于清除爐口上的結渣。 ，增大傾角θ則爐子容積擴大。傾角小時則耐火材料成懸臂型負荷而容易使爐帽傾塌。 一般傾角θ =55176。 ~70176。，大爐取下限。 當耐火材料弧度高時可取θ = 60176。士 3176。 H 帽 =12 （ Dd） tgθ（ 300~400) = H 帽 ′ +（ 300~400)〔 mm〕 (2 一 20) 式中： 300~400mrn 為爐口上端柱形段的高度 V 帽 = H 帽 ′（ D2 dD178。 d)+( 一 ) [m3] (2 一 21) (Ⅲ )爐身部分 H 身 = 2(1/4)pG身V (2一 22) 式中 :爐身容積 V 身 ，由爐容比 (V/T)確定， 為轉爐有效容積和公稱容量的比值。 轉爐有效容積 V=V 金屬 +V 身 +V 帽 (參 [4]圖 23 一 1) (2一 23) 2. 爐熔比 一般 (V/T)=~(參附表 ) (2 一 24) 當鐵水中 [Si、 P、 S]高，鐵水比大，并用礦石作冷卻劑，或提高供氧強度均要求相應增大爐熔比，這樣可以容納較多的渣量和順利地排出 CO 爐氣而 防止噴濺和過度沖刷爐襯。 32 18 取出鋼口在爐帽與爐身的交界處 ([5]492)，有利于在出盡鋼水的同時可少下渣而減少回磷，出鋼口直徑應保證出鋼時間在 3~6 分鐘左右。過小則出鋼時間長使鋼水降溫大，且鋼流沖 力小不利混勻鐵合金。過大則鋼流易發(fā)展而氧化并加大下渣量影響回磷，縮短出鋼口和長度可減少熱損失便于維修。出鋼口的水平傾角一般在 0~30176。之間 出鋼口直徑可由經驗式確定： d 出鋼口 = ? [cm] (225) T 一一爐子容量 [T] (N)滬襯材質的選擇，組成和厚度的確定 我國目前爐襯磚主要有焦油白云石磚和焦油鎂砂、磚兩種。它們的耐火度都在 2021℃以上，并有良好的抗堿性渣的能力。 爐襯的組成可分為 :工作層、填料層和永久層。分述如下 : 用以保護鋼板，用一層鎂磚側砌，厚約 113~115:mm。爐底永久層為 345mm ([4]51)。 可減輕工作層在受熱膨脹時對鋼板的擠壓作用，并可便于拆爐和調整爐容比，厚度 86~175mm。 3 工作層 厚度 400~800mm,爐底 350~600mrn,爐帽工作層由于使用三孔噴槍后，噴 濺高度下移，因此可比爐身工作層稍薄，約為爐身工作層的 86%。 表 2— 4 我國部分轉爐爐襯厚度（ mm）設計參考數據 公稱容量（ T） 爐帽工作層 爐身永久層 填料層 工作層 爐底工作層 爐底厚度 球形 ≦ 30 400~600 60~115 40~60 550~600 400 730 ≧ 50 450~600 115 60~80 550~700 500~600 900~1050 4416~ (Ⅴ )爐子外形尺寸 的寬度比（ H 總 /D 殼）（參 [4]254 圖 23— 1） 爐子高寬比大則增加轉爐的傾翻力矩，并使廠房高度隨之增加。但可減少爐子的噴濺，爐子高寬比小則增加熔池的反應面積。 表 2— 5 我國推薦的轉爐高寬比和爐殼厚度 公稱容量（ T） ≦ 30 50~80 120~150 300 高寬比 ~ ~ ~ 爐殼厚 32 55~70 70~80 80~90 32 19 （二 )爐型設計計計算 ⑴ 原始條件 爐子平均出鋼量為 140t，鋼水收得率為 91%，廢鋼比為 %，采用廢鋼礦石法冷卻； 鐵水采用表 1— 1 給定鐵水； 氧槍采用四孔拉瓦爾型噴頭，設計氧壓為 。 ⑵ 爐型選擇 根據原始條件采用筒球形爐型作為本設計爐型。 ⑶ 爐容比 取 V/T= ⑷ 熔池尺寸的計算 ① 熔池直徑的計算 熔池直徑的計算公式 tGKD? G:取 B=12%，則 G=105/= ； V 金 =117*= ：噸鋼耗氧量計算得 57m3 ，取吹氧時間為 20min。則 供氧強度 = ? ?357 2 . 8 5 m / m in20 t??? ? ???噸 鋼 耗 氧 量吹 氧 時 間 取 K= 則 1171 .9 4 5 9 5 m m20D ? ? ? ② 熔池深度 *計算 筒球形熔池深度的計算公式為： 3 3220 . 0 4 6 D 1 7 . 2 0 . 0 4 6 4 . 5 9 5 1 . 2 9 8 [ ] 1 2 9 8 [ m ]0 . 7 9 D 0 . 7 9 4 . 5 9 5Vh m m? ??? ? ? ??金 確定 D=， h=。 ③ 熔池其他尺寸確定 球冠的弓形高度： ? ?1h 0. 15 0. 15 45 95 0. 68 9. 25Dm? ? ? ? 爐底球冠曲率半徑 ? ?0. 91 0. 91 45 95 41 81 .4 5 mRD? ? ? ? ⑸ 爐帽尺寸的確定 ① 爐口直徑 d0：取 d0==179。 4595=2298（ m） ② 爐帽傾角 θ：取 θ=61176。 ③ 爐帽高度 H 帽 ： 32 20 ? ? ? ?01 11 ta n ( 4 . 5 9 5 2 2 0 5 . 6 ) ta n 6 1 2 . 1 6 0 m22H D d ?? ? ? ? ? ? ?帽 取 ? ?35 mHm?口 ，則整個爐帽高度為： ? ?1 2 1 6 0 0 .3 5 3 2 .4 6 0H H H m? ? ? ? ?口帽 帽 在爐口出設置水箱式水冷爐口。 爐帽部分容積為： ? ?? ?? ?2 2 20 0 012 2 231 2 42 .1 6 4 .5 9 5 4 .5 9 5 2 .2 9 8 2 .2 9 8 2 .2 9 8 0 .3 31 2 42 1 .8 6 mV H D D d d d H??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ??口帽 帽 ⑹ 爐身尺寸確定 ① 爐膛直徑 D 膛 =D（無加厚層） ② 根據選定的爐容比為 ，可求出爐子總容積為 V 總 =179。 97=（ m3） ? ?3 1 0 4 .9 4 2 1 .8 6 1 7 .2 6 5 .8 8 mV V V V? ? ?池身 總 帽 ③ 爐身高度? ? 44VHmD??? ? ???身身 則爐型內高 ? ?1 .2 9 8 3 .9 7 2 .4 6 7 .6 7 5H h H H m? ? ? ? ? ? ?內 身帽 ⑺ 出鋼口尺寸的確定