【文章內(nèi)容簡介】 通鋼、一般結(jié)構(gòu)鋼等 原材料供應(yīng) 鐵水供應(yīng)　　。煉鋼車間平均日需鐵水約23000噸，年需鐵水約842萬噸。轉(zhuǎn)爐所需鐵水全部經(jīng)過鐵水脫硫站進(jìn)行脫硫預(yù)處理。處理后再送往轉(zhuǎn)爐進(jìn)行脫碳處理。 廢鋼供應(yīng)煉鋼廠年需164萬噸，來自廢鋼加工間的合格廢鋼準(zhǔn)備間分類堆存。然后通過20/5電磁吊車進(jìn)行配料裝槽。 裝料時(shí)按廢鋼不同類型分層裝料，料槽裝好后，用110+110t起重機(jī)加入轉(zhuǎn)爐。 散裝料和鐵合金供應(yīng) 煉鋼車間需要的各種輔原料約84萬噸/年，鐵合金約18萬噸/年。由地下料倉通過帶式運(yùn)輸機(jī)送往煉鋼車間。2設(shè)備計(jì)算 爐型設(shè)計(jì)1）原始條件爐子平均出鋼量為200t，鋼水收得率取92％，最大廢鋼比取20％，采用廢鋼 礦石法冷卻；鐵水采用P08低磷生鐵（Si≤％ P≤% S≤%）；氧槍采用4孔拉瓦爾型噴頭。2）爐型選擇：根據(jù)原始條件采用筒球型爐型作為本設(shè)計(jì)爐型3）爐容比 取V/T＝4） 熔池尺寸的計(jì)算(1) 熔池直徑的計(jì)算 ①確定初期金屬裝入量：取 B＝15％則 ② 確定吹氧時(shí)間：根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，噸鋼耗氧量，一般低磷鐵水約為50～57m3/t鋼，高磷鐵水約為62～69 m3/t鋼，本設(shè)計(jì)采用低磷鐵水，取噸鋼耗氧量為57m3/t鋼，并取吹氧時(shí)間為16min。則取K= 則 (2) 熔池深度計(jì)算 筒球型熔池深度的計(jì)算公式為：確定D＝，h=。(3) 熔池其它尺寸確定 球冠的弓形高度 h1=＝＝ 爐底球冠曲率半徑R= =＝5） 爐帽尺寸的確定(1) 爐口直徑d0：取d0＝＝＝(2) 爐帽傾角θ：取θ＝64176。 (3) 爐帽高度H帽：取H口＝400mm，則整個(gè)爐帽高度為： 在爐口處設(shè)置水箱式水冷爐口。 爐帽部分容積為：6） 爐身尺寸確定(1) 爐膛直徑D膛＝D（無加厚段）(2) ，可求出爐子總?cè)莘e為V總＝250＝225m3 (3) 爐身高度 則爐型內(nèi)高7）出鋼口尺寸的確定(1) 出鋼口直徑 (2) 出鋼口襯磚外徑(3) 出鋼口長度(4) 出鋼口傾角β：取β=18176。8） 爐襯厚度確定爐身工作層選800mm，永久層115m，填充層100mm，總厚度為800+115+100＝1015mm。爐殼內(nèi)徑為：D殼內(nèi)＝+2＝爐帽工作層選600mm，爐底工作層選600mm，爐帽永久層為150mm，爐底永久層用標(biāo)準(zhǔn)鎂磚立砌一層230mm，粘土磚平砌三層653＝195mm，則爐底磚襯總厚度為 600+230+195＝1025mm。故爐殼內(nèi)型高度為：H殼內(nèi)＝+＝工作層材質(zhì)全部采用鎂碳磚。使用不同材質(zhì)的耐火材料和砌成不同厚度的爐襯，使之各部位的侵蝕基本均勻，這就是所謂的均衡爐襯，又叫均衡砌爐或平衡爐襯。均衡砌爐是提高爐襯壽命，降低耐火材料消耗和成本的有效措施。近年來許多鋼廠都先后采用了均衡砌爐，在不容易修補(bǔ)的耳軸兩側(cè)采用抗渣性能良好抗氧化性能強(qiáng)的高級鎂碳磚、在 侵蝕較快的渣線部位采用抗渣性能良好的鎂碳磚，在爐襯裝料側(cè)采用高抗渣性、高強(qiáng)度、高抗熱震性的鎂碳磚。出鋼口則使用等靜壓成型的整體鎂碳磚出鋼口。9）爐殼厚度確定 爐身部分選80mm厚的鋼板，爐帽和爐底部分選用70mm厚的鋼板，則 爐殼轉(zhuǎn)角半徑SR1=SR2=900mm SR3=＝1025＝513mm10）驗(yàn)算高寬比 可見≥,，符合高寬比的推薦值，因此認(rèn)為所設(shè)計(jì)的爐子尺寸基本上是合理的，能夠保證轉(zhuǎn)爐的正常冶煉進(jìn)行。根據(jù)上述計(jì)算的爐型尺寸繪制出爐子圖型如圖2所示： 圖 2 轉(zhuǎn)爐爐型圖 轉(zhuǎn)爐空爐重心及傾動力矩1） 空爐重心坐標(biāo)橫坐標(biāo)x= mm 縱坐標(biāo)x= mm取轉(zhuǎn)爐耳軸坐標(biāo)為y=6350 mm2）轉(zhuǎn)爐傾動力矩傾動力矩的計(jì)算前提：鋼水量： 300t 渣量： 35t轉(zhuǎn)爐傾動角度： 轉(zhuǎn)爐最大靜態(tài)力矩：~440選用4臺790kw的電動機(jī) 氧搶設(shè)計(jì) 技術(shù)說明1）在脫磷硫轉(zhuǎn)爐和脫碳轉(zhuǎn)爐上使用副槍技術(shù)。脫硫轉(zhuǎn)爐副槍裝置用于測定鐵水溫度、碳含量、和取樣等，使脫硫轉(zhuǎn)爐能在不間斷吹煉的情況下進(jìn)行熔池溫度的測量及取樣，以配合計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對脫硫轉(zhuǎn)爐的冶煉的動態(tài)控制。脫硫轉(zhuǎn)爐副槍的功能及設(shè)備組成、結(jié)構(gòu)形式同脫硫轉(zhuǎn)爐部分。(1) 多種探頭副槍一般情況配有一下幾種探頭：—測溫定碳取樣探頭—測溫定氧取樣探頭—測溫探頭—液面測定探頭(2) 五種功能—測定剛水溫度—測定鋼水含碳量—測定鋼水含氧量—取樣供分析鋼水化學(xué)成分—測定熔池液面高度(3) 副槍系統(tǒng)設(shè)備具備以下主要功能—從鋼水中取樣，并用多功能探頭測量鋼水溫度和含碳量—吹煉后測量熔池液位—測量自由氧含量(4) 副槍系統(tǒng)控制方式—現(xiàn)場手動控制—半自動控制—自動控制—事故控制：在事故方式下，可通過氣動馬達(dá)將副槍將轉(zhuǎn)爐中提起。為便于修爐操作，副槍槍體的托襯裝置設(shè)計(jì)為旋轉(zhuǎn)升降形式。轉(zhuǎn)爐修爐時(shí)，旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)離工作位。 噴頭設(shè)計(jì)1）原始數(shù)據(jù) 低磷鐵水，冶煉鋼種以低碳鋼為主 轉(zhuǎn)爐公稱容量250t，爐容比V/T=，爐膛直徑D＝5965㎜，有效高度H內(nèi)＝10071mm,熔池深度h=1671mm,2）計(jì)算氧流量 取噸鋼耗氧量57m179。，吹氧時(shí)間16min，則氧流量Q＝57250/16＝891m179。/min3）選用噴孔出口馬赫數(shù)為M=，采用四孔噴頭，噴孔夾角為12176。4）設(shè)計(jì)工況氧壓查等熵流表，當(dāng)M=，P/Po＝，定P膛＝105Pa,則5）計(jì)算喉口直徑每孔氧流量q=/5=891/4=179。/min利用公式 令CD=, To=290K, Po=105Pa，則 求得dT＝＝54mm 取喉口長度LT＝20mm6）計(jì)算依據(jù)M=，查等熵流表 A出/A喉＝ 7）計(jì)算擴(kuò)張段長度 取半錐角為，則擴(kuò)張段長度 取92mm 8）取收縮α收＝50176。，則收縮半角為25176。,收縮段的長度由作圖法確定，L1=91mm 槍身設(shè)計(jì)1）原始數(shù)據(jù)冷卻水流量=250t/h，冷卻水進(jìn)水速度=6m/s，冷卻水回水速度=7m/s，冷卻水噴頭處流速=9m/s，中心氧管內(nèi)氧氣流速= 50m/s，冷卻水進(jìn)水溫度17℃，吹煉過程中水溫升=20℃，其中回水溫度＝45℃，進(jìn)水溫度＝25℃；槍身外管長Lp=，槍身中層管長Lj=，中心氧管長Lo=，180176。局部阻損系數(shù)ξ=2）中心氧管管徑的確定 中心氧管管徑的公式 管內(nèi)氧氣的工況體積流量 中心氧管的內(nèi)截面積 中心氧管的內(nèi)徑 根據(jù)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品規(guī)格為 φ2038㎜的鋼管 驗(yàn)算氧氣在鋼管內(nèi)的實(shí)際流速 符合要求3）中層套管管徑的確定環(huán)縫間隙的流通面積 中層管的內(nèi)徑為 根據(jù)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品規(guī)格為φ24512㎜的鋼管。驗(yàn)算實(shí)際水速 符合要求4）外層套管管徑的確定 出水通道的面積為 外管內(nèi)徑為 根據(jù)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品規(guī)格為φ29916㎜的鋼管。驗(yàn)算實(shí)際水速 符合要求 5）中層套管下沿至噴頭面間隙h的計(jì)算 該處的間隙面積為 又知 故 圖3 氧槍噴頭與槍身裝配圖6）氧槍總長度和行程確定（見圖4） 根據(jù)公式氧槍總長為 H槍=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7+h8 ＝+++++++ ＝式中： h1－氧槍最低位置至爐口距離；mh2－爐口至煙罩下沿的距離；h3－煙罩下沿至煙道拐點(diǎn)的距離；h4－煙道拐點(diǎn)至氧槍孔的距離；h5－為清理結(jié)渣和換槍需要的距離；h6－根據(jù)把持器下段要求決定的距離；mh7－把持器的兩個(gè)卡座中心線間的距離；mh8－根據(jù)把持器上段要求決定的距離。m 氧槍行程為H行＝h1+h2+h3+h4+h5=++++= 圖4氧槍長度計(jì)算 7. 氧槍熱平衡計(jì)算 冷卻水耗水量 因?yàn)閝1＞q，且Q＜Fw,證明前面設(shè)計(jì)中選擇的耗水量是足夠的,且也是合適的. 8）氧槍冷卻水阻力計(jì)算 氧槍冷卻水系統(tǒng)是由輸水管路、軟管和氧槍三部分串聯(lián)而成的。冷卻水系統(tǒng)最大阻力損失部分是氧槍，大約占總阻力損失的80％以上。利用氧槍進(jìn)水管入口和回水管出口兩個(gè)平面的實(shí)際氣體的柏努力方程式，即其能量平衡關(guān)系來確定氧槍冷卻水的進(jìn)水壓力。 設(shè)進(jìn)水管入口為Ⅰ面，回水管出口為Ⅱ面，則 式中 PⅠ，PⅡ－進(jìn)、出口壓力，(Pa)ZⅠ, ZⅠ－Ⅰ、Ⅱ面高度，(m)。 vj，vp－進(jìn)、出水速度，(m/s)。ρ－水的密度，（1000㎏/m3）。g －重力加速度，(m/s2).因?yàn)閆Ⅰ≈ZⅡ,vj≈vp,PⅡ＝0，所以PⅠ≈h失12，即氧槍冷卻水的進(jìn)水壓力近似等于氧槍冷卻水的阻力損失。其阻力損失為 式中 lj、lp－進(jìn)、回水管的長度，(m)。λj、λp－進(jìn)、回水管的摩擦阻力系數(shù)，(λj=, λp=)。 vj、vp－進(jìn)、回水管內(nèi)和底部的水速，(m/s)。 ξ－180176。局部阻力損系數(shù)，(ξ=)。 ρ－水的密度，（1000㎏/m3）。 dej、dep－進(jìn)、回水管的有效直徑，也叫當(dāng)量直徑， 冷卻水進(jìn)水壓力P1= Pa≈106Pa1）吹煉條件 轉(zhuǎn)爐公稱容量為200t，3吹3，金屬最大裝入量為G=275t，鐵水含碳量C1＝4 ％，鋼水含碳量C2＝％，冶煉周期為40min，吹氧時(shí)間為16min。2）煙氣及煙塵有關(guān)參數(shù)爐氣成分：CO=86% , CO2=10% , N2=% ,O2=%煙氣進(jìn)口塵濃為 Co=供氧強(qiáng)度 B=3. 6 m3/t鋼min燃燒系數(shù) α＝進(jìn)入凈化系統(tǒng)的煙氣溫度 tgj=900℃3）供水溫度一文用不經(jīng)冷卻循環(huán)水為40℃，二文用循環(huán)水經(jīng)冷卻為30℃，供水壓力為Pw=（送至用戶最高點(diǎn)）1）爐氣量計(jì)算 故 2）煙氣量計(jì)算采用未燃法，燃燒系數(shù) α＝ ，燃燒后的干煙氣量 V = （1+αCO%）Vo = (1+86%)135200 =152687(Nm3/h)假定燃燒后煙氣仍殘留有氧氣，則煙氣成分為： CO =（1－α）CO%Vo/V= ()86%135200/152687=% 3）煙氣濃度修正根據(jù)回收中期，煙氣量為爐氣量的152687∕135200=，故進(jìn)口煙塵濃度應(yīng)修正，即： =（Kg∕Nm3)4）回收煤氣量的計(jì)算每噸鋼產(chǎn)生的爐氣量等于 1000（4％－％）247。121247。（+）＝（Nm3）= Nm3考慮到前后期不回收煤氣，定回收率為70％，＝（Nm3）5）煙氣的物理數(shù)據(jù)的計(jì)算(1) 密度ρ0 先求煙氣公升分子量MM＝CO%MCO+CO2%MCO2＋N2%MN2＋O2%MO2=28+44+28+32=ρ0= M/=(kg/Nm3) (2) 定壓比熱Cp氣溫為900℃時(shí)， Cp1＝CO%CpCO +CO2%CpCO2＋N2%CpN2＋O2%CpO2 = ＋＋＋ = +++= = (KJ/Nm3℃)氣溫小于100℃時(shí)：Cp2 ＝ ＋＋＋＝ ＝(KJ/Nm3℃)采用全濕法未燃法凈化回收系統(tǒng)，在抽風(fēng)機(jī)上裝備液力偶合器，以降低非吹煉期的電耗，并使抽風(fēng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下得以進(jìn)行沖水。調(diào)速比為2900/750＝ 流程如下：氧氣轉(zhuǎn)爐→活動煙罩→固定煙罩→汽化冷卻煙道→連接管→溢流定徑文氏管→重力擋板脫水器→矩形滑板調(diào)徑文氏管→180度彎頭脫水器→復(fù)擋脫水器 →流量孔板→風(fēng)機(jī)前切斷閥→抽風(fēng)機(jī)（配備液力偶合器）→三通切換閥→①水封逆止閥 →煤氣主管道→煤氣儲氣柜 ② 放散煙囪→點(diǎn)火器 按照流程順序，對一文，重力脫水器，二文，彎頭脫水器，復(fù)擋脫水器，五個(gè)設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算分列于后，并作貯氣柜和抽風(fēng)機(jī)的選擇。 主要設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇1）溢流定徑文氏管（一文） 一文主要設(shè)計(jì)參數(shù)定為： 喉口氣速VT＝65m/s，水氣比LT=（按進(jìn)口氣溫9