【文章內容簡介】 口：d口=（～）D (34)本設計取d口== == ③ 爐帽高度H帽：H帽== （35）式中H口—爐口直線段高度，取H口=300㎜：④ 爐帽總容積V帽：V帽=（H帽－H口）（D2+Dd口+d口2）+d口2 H口 （36） = （3) 爐身尺寸計算 ① 爐身體積V身：VT=T=150=138m3 （37）V身=VTV帽V池= （38）式中：VT—轉爐有效容積，m3； ② 爐身高度H身： H身=== = （39）(4） 出鋼口尺寸的確定① 出鋼口中心線水平傾角θ1：取θ1=0176。；② 出鋼口直徑d出： （310）（5）轉爐有效高度H內：H內= h+H身+H帽=++ =㎜ (311) （6）轉爐總高H總：H總=H內+H襯+δ底+δ帽=+1040+=㎜ δ底——爐底鋼板厚度，δ帽—爐帽鋼板厚度，取54 mm （312） （7）爐殼直徑D殼： D殼=D+D襯+2δ身=4902+1920+127=6931㎜ (313) 式中：δ身—爐身鋼板厚度，㎜； D襯—爐身處兩側爐襯的厚度；(8) 高寬比核定：H總/D殼=(～）所以設計合格。 轉爐爐襯設計爐襯設計得主要任務是選擇合適的爐襯材質，確定合理的爐襯組成和厚度，并確定相應各層厚度，以確保獲得經濟上的最佳爐齡[9,10]。 爐襯材質選擇表31 轉爐爐襯厚度選取值 名稱工作層/㎜填充層/㎜永久層/㎜絕熱層/㎜爐帽5509013020爐身（加料側）7509015020爐身（出鋼側）6509015020爐底6009040020[11,12] 底氣種類本設計確定采用加強攪拌型，所以頂槍吹氧，底部吹惰性氣體和中性氣體N2等。 底氣用量采用底吹NAr、CO2等氣體時，（tmin）時，其冶金特征已接近頂吹法；～（tmin），則可以降低爐渣和金屬的氧化性，并達到足夠的攪拌強度。（tmin）。全程吹Ar，成本太高；全程吹N2，又會增加鋼中的氮。考慮到經濟效益和產品需求，底部全程供氣，只是前期吹N2，末期再改吹Ar。 供氣構件本設計采用類環(huán)縫式噴嘴，在環(huán)縫中設有許多細金屬管，它兼有透氣磚和噴嘴的優(yōu)點，適用于噴吹各種氣體和粉劑，還簡化了細金屬管磚的制作工藝，是很有發(fā)展前途的一種供氣構件。在本設計當中，由于是150t轉爐，噴嘴數量選6個。 底吹元件布置底吹噴嘴布置應使底吹和頂吹產生的熔池環(huán)流運動同向，且是熔池攪拌均勻時間最短，以此獲得最佳的攪拌效果。噴嘴布置在按爐底部φ=，且相互成60176。分布即偏軸心布置。 轉爐爐體金屬構件設計轉爐金屬構件是指爐殼、支承裝置（托圈與耳軸）和傾動機構。 爐殼設計爐殼通常由爐帽、爐身和爐底三部分組成。主要承受鋼水、爐渣及耐材的靜載荷，以及金屬料沖擊；熱應力作用，其材質應具有高的強度，本設計采用鍋爐鋼板和合金鋼板。本設計采用全懸掛式傾動機構，采用無級調速，～。4氧氣轉爐供氧系統(tǒng)設計 氧氣的供應 轉爐煉鋼車間需氧量計算（1）一座轉爐吹煉時的小時耗氧量計算 ① 平均小時耗氧量Q1（Nm3/h）： Nm3/h （41） 式中： G—平均爐產鋼水量，t；W—噸鋼耗氧量，m3/t，可取45～55m3/t；T1—平均每爐鋼水冶煉時間，min。 ② 高峰小時耗氧量Q2（m3/h）：Nm3/h （42） 式中：T2—平均每爐純吹氧時間，min。 (2) 車間小時耗氧量① 車間平均小時耗氧量Q3(m3/h）：Q3=NQ1=212375=24750m3/h (43) 式中：N—車間經常吹煉的爐座數。② 車間高峰小時耗氧量Q4（m3/h）：Q4=n/NQ2=24750m3/h （44）根據轉爐車間的小時平均需氧量確定選取制氧機座數及能力。本設計選取2座26000m3/h的制氧機。 氧槍設計[13]氧槍由噴頭、槍身和尾部結構三部分組成。噴頭常用紫銅制成；槍身由三層無縫鋼管套裝而成；尾部結構連接輸氧管和冷卻水進出軟管。 噴頭設計（1）噴頭類型與選擇本設計選用拉瓦爾型噴頭，孔數定為5孔，噴孔夾角為15176。，噴孔布置選擇周邊布置，出口馬赫數M=。 (2) 噴頭尺寸計算① 氧流量計算m3/min （45）式中：每噸鋼耗氧量為55～65m3/t，本設計選55m3/t；② 理論計算氧壓 由等熵流函數表可查得：當馬赫數M=，P/P0=，將選取的 P=105Pa帶入，則可求得P0=105Pa其中： P—轉爐爐膛內氣體壓力，即噴孔出口處氣流的壓力，Pa，選取范圍（～）105PaP0—使用氧壓，在設計噴頭時按理論計算氧壓選取，Pa；③ 選用噴孔出口馬赫數與噴孔數。綜合考慮，選取馬赫數Ma=。參照武鋼煉鋼三分廠150t轉爐氧氣使用情況，選取轉爐噴孔數為5孔，能保證氧氣流股有一定的沖擊面積與沖突深度，熔池內盡快形成乳化區(qū)，減少噴濺，提高成渣速度和改善熱效率。④ 計算吼口直徑。噴頭每個噴孔氧氣流量q：m3/min(標態(tài)） （46）噴管實際氧氣流量QV： (47)式中： 一般單孔CD=～；三孔噴頭CD=～。由式(47)，并且取CD=，T0=290K，又P0=105Pa，代入上式，則由上式可求得： d喉=36㎜⑤ 求噴孔出口直徑根據等熵流表，在Ma=，A出/A喉=，即，故噴孔出口直徑mm （48）⑥ 計算擴張段長度。取擴張段的半錐角α為4度，則擴張段長度㎜ （49）⑦ 確定噴孔傾角β：多孔噴頭的各個流股是否發(fā)生交匯以效應角θ為界，大于θ則各流股很少交匯，小于θ則必定交匯。按照經驗，噴頭傾角β=176。～176。為宜。綜合考慮選取β=15176。⑧ 噴孔喉口段長度確定喉口段長度的作用：一是穩(wěn)定氣流；二是使收縮段和擴張段加工方便，為此過長的喉口段反而會使阻損增大，因此喉口段長度推薦為5～10㎜。本設計選取8㎜。 氧槍槍身設計氧槍槍身由三層無縫鋼管套裝而成，內層管是氧氣通道，內層管與中層管之間是冷卻水進水通道，中層管與外層管之間是冷卻水通道[14]。(1)槍身各層尺寸的確定① 中心氧管管徑的確定管內氧氣工況流量Q0： （410） ==式中： P標—標準大氣壓，Pa；P0—管內氧氣工況壓力，Pa；T標—標準溫度，273K；T0—管內氧氣實際溫度，一般取290K。取中心管內氧氣流速V0=50m/s，則中心氧管內徑㎜ （411）式中： F1—中心氧管內截面積，㎡；V0—管內氧氣流速，m/s，一般取40～50m/s，這里取V0=45m/s；根據標準熱軋無縫鋼管產品規(guī)格，選取中心鋼管為φ18010mm。② 中外層鋼管管徑根據生產實踐經驗，選取氧槍冷卻水耗量Q水=200t/h；冷卻水進水速度V進=6m/s，出水速度V出=7m/s。又中心氧管外徑d1外=180㎜，則： 中層鋼管和外層鋼管直徑的確定[15]進水環(huán)縫截面積：F1=Q水/V進=200/（63600）= 進水速度取6m/s出水環(huán)縫截面積：F2= Q水/V出=200/（73600）= m2 出水速度取7m/s已知中心鋼管外徑為187mm，則中層鋼管的內徑為d中=[(4)/+]1/2==210mm；取為205mm根據標準無縫鋼管產品規(guī)格選定為φ2197mm同理，外層鋼管內徑為：d外=[(4)/+]1/2==241mm根據標準無縫鋼管產品規(guī)格選定為φ27316mm（2）氧槍長度的確定氧槍全長包括下部槍身長度l1和尾部長度l2。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。故l2的長度取決于爐子容量和煙罩尺寸。本設計參照鞍鋼一百五十噸轉爐參數，取氧槍總長為18m，氧槍工作行程為15m。 5轉爐車間原材料供應由于所建的是兩座150噸的轉爐，所以采用容量為400噸的混鐵車。 車間所需混鐵車臺數N（臺）為： (51)式中：Pmax—高爐鐵水最高日產量，t/d； Q—混鐵車容量，t，取400t； n—混鐵車裝滿系數，可取 ； c—混鐵車日周轉次數，一般取 2～3 次/d； η—混鐵車作業(yè)率，約取 ；經計算得知，選取11 個魚雷罐車。廢鋼間面積的大小決定于廢鋼需要的堆存用的面積、鐵路條數、料槽位置及稱量設備占用的面積，高度取決于工藝操作所需要的吊車軌面標高。廢鋼堆積的面積可按下式估算：m2 （52）式中： Q—每日所需廢鋼量，t/d；x—廢鋼儲存定額（天數），d，取3天；H—廢鋼儲存允許高度，有坑時包含的深度，；ρ—廢鋼堆積密度，t/m3，；廢鋼料斗容積V（m3）：廢鋼入爐一般通過廢鋼料斗，由普通吊車像兌鐵水那樣裝入轉爐。廢鋼料斗容積的大小決定于每爐廢