【文章內容簡介】 失，減少空氣吸入，避免影響爐襯壽命和改善爐前操作條件。一般爐口直徑為： 大轉爐取下限，小轉爐取上限。本設計 6290=選取為2830。 B 爐帽傾角傾角過小，爐帽砌磚容易塌落；傾角過大，出鋼時易從爐口流渣。一般為60176?！?8176。，大轉爐取下限，小轉爐取上限。本設計取60176。 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。直線段H直一般為300～400 mm。其計算公式如下： H帽＝H斜+H直＝1/2（Dd口）+(300～400)爐帽容積為：本設計計算選取H直=400mm，則 H帽=H斜+H直=1/2（Dd口）+400 =1/2（62902830）+400 爐身尺寸 轉爐在熔池面以上爐帽以下的圓筒柱體部分稱為爐身。爐身高度H身可按下式計算：轉爐有效容積V總＝公稱容量爐容比＝250＝225 V身＝V總－V帽－V熔＝225－－＝ m3 出鋼口尺寸 出鋼口主要參數(shù)包括出鋼口位置、出鋼口角度及出鋼口直徑。 A 出鋼口位置 出鋼時出鋼口應處于鋼液最深處，這樣鋼水容易出凈，又不易下渣。出鋼口位置設在爐帽和爐身內襯的交界處。 B 出鋼口角度 出鋼口角度是指出鋼口中心線與水平線的夾角，其大小應考慮縮短出鋼口長度，有利維修、減少鋼水二次氧化及熱損失，所以出鋼口角度在15176?！?5176。，國外不少轉爐采用0176。本設計采用15176。角的出鋼口。 C 出鋼口直徑 可按下列經(jīng)驗公式計算：式中 ——出鋼口直徑，cm； G——轉爐的公稱噸位，t。本設計計算 選取為224。 爐襯材質及爐襯厚度的確定爐襯材質一般分為工作層、填料層和永久層（有的沒有填料層）。本設計無填料層。材質分別為焦油白云石磚或焦油鎂砂磚、鎂砂、鎂磚。各部分爐襯和爐殼鋼板厚度可參照表32和表33所示。表32 轉爐爐襯厚度爐襯各部位名稱轉爐公稱噸位/t＜100100～200＞200本設計250爐帽永久層厚度/mm60～115115～150115～150150工作層厚度/mm400～600500～600550～650650爐身（加料側）永久層厚度/mm115～150115～200115～200200工作層厚度/mm550～700700～800750～850750爐身（出鋼側）永久層厚度/mm115～150115～300115～200200工作層厚度/mm500～650600～700650～750700爐底永久層厚度/mm300～450350～450350～450450工作層厚度/mm600～650600～650600～750750表33 轉爐爐殼鋼板厚度部 位轉爐噸位/t50100150200本設計250尺寸/mm爐帽4555606065爐身5570707580爐底4560606065爐殼鋼板常用的材質有16Mn、15MnTi、14MnNb等低合金高強度鋼。本設計選取鋼板材質為14MnNb。 爐子的高寬比核定H總＝H帽+H身++爐底爐襯厚度+爐底鋼板厚度＝3396+4246+1748+1200+65＝10655 mm D殼＝D+爐身兩邊爐襯的厚度+爐殼鋼板厚度＝6290+1850+160＝8300 mm H總/D殼=10655/8300= 在設計推薦值范圍內。國內外一些轉爐爐型主要工藝參數(shù)見表34。表34 國內外一些轉爐爐型主要工藝參數(shù)序號國 家中國日本中 國美國日本中國公稱噸位/t501001201502302503001爐殼全高H總/mm74708500975092501173211000115002爐殼外徑D殼/mm51105400667070007720820086703爐膛有效高度H內/mm649176728150848010600104584爐膛直徑D/mm35004000486052606250567068325爐內有效容積V/mm801211933156爐口直徑d口/mm18502200220025002360300036007熔池內徑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。)6012出鋼口內徑d內/mm17018020013出鋼口傾角/（176。）20201514H總/D殼15H內/D16爐容比17熔池面積/公稱噸位18D口/D55 補爐采用濺渣和噴補相結合的工藝措施，從而提高爐齡。濺渣是通過氧槍使用氮氣將爐渣濺起，使其粘補至爐襯上。常用的調渣劑有：輕燒白云石、生白云石、輕燒菱鎂球、冶金鎂砂、菱鎂礦渣和含MgO較高的石灰。轉爐熱噴補是熱態(tài)時對轉爐內襯損毀部位進行噴補的方法，熱噴補分為半干法、濕法兩種方法。 半干法：是將噴補料放入壓力罐，壓送到噴射嘴時在其附近和水混合的一種方法。 濕 法：，壓送到噴嘴進行噴補的方法。 我國使用的噴補料是冶金鎂砂，常用的結合劑有固體水玻璃，即硅酸鈉（Na2OnSiO2）、鉻酸鹽、磷酸鹽（三聚酸鈉）等。濕法和半干法噴補料成分如表35所示。表35 補爐料成分噴補方法噴補料成分/%各種粒度所占比例/%水分/%MgOCaOSiO2＞＜濕 法9113109015～17半干法905257510～17 氧槍設計氧槍又稱噴槍或吹氧管，它是轉爐吹氧設備中關鍵性部件。其構造如圖34所示。氧槍是由噴嘴和槍身兩部分組成。轉爐內反應區(qū)的溫度高達2000～2600℃。在吹煉過程中，氧槍不僅要承受熔池中爐氣、爐襯的輻射、對流和傳導的復雜熱交換作用，而且由于熔池內激烈的化學反應造成了鋼液、爐渣對氧槍的沖刷作用。所以要求氧槍要有良好的水冷系統(tǒng)和牢固的金屬結構，保證氧槍能夠耐高溫、抗沖刷侵蝕和振動，加工制造方便等。從圖34可知，槍身是由三層同心鋼管組成。內管是氧氣通道，內層管與中層管之間是冷卻水的進水通道；中層管與外層管之間是冷卻水的出水通道。 噴嘴類型的選擇與主要尺寸計算 噴嘴的類型本設計選用的是拉瓦爾型的噴嘴，噴孔數(shù)確定為四孔，整個噴嘴由收縮段、喉口段、擴張段三部分構成。喉口處于收縮段和擴張段的交界，此處截面積最小，通常把喉口直徑稱為臨界直徑，把該處的面積稱為臨界斷面積。 噴嘴主要尺寸的確定 （1）供氧量計算 根據(jù)物料平衡熱平衡計算得，每噸金屬氧耗量（標態(tài)），氧氣利用率取85%，轉爐金屬收得率為92%，則轉爐噸鋼氧耗量由計算可得約為60m3/t，吹氧時間為18min，則供氧量（標態(tài)）：即：Q＝（2）選用噴嘴出口馬赫數(shù) 馬赫數(shù)Ma的大小決定噴嘴氧氣出口速度，即決定氧射流對熔池的沖擊能力。選用過大，則噴濺大，清渣費時，熱損失增大，增大渣料消耗及金屬損失，而且轉爐內襯及爐底易損壞；選用過低，由于攪拌作用減弱，氧的利用率低，渣中TFe含量高，也會引起噴濺。當馬赫數(shù)Ma＞，要求更高理論設計氧壓，這樣，無疑在技術上不夠合理，經(jīng)濟上也不劃算。目前國內推薦馬赫數(shù)Ma=～。50～100t轉爐，Ma=～；大于120t轉爐，Ma=～。本設計中馬赫數(shù)選用Ma＝。（3）噴孔夾角 三孔噴嘴，為9176。～11176。；四孔噴嘴，為10176?！?3176。；五孔噴嘴，為13176?！?5176。本設計采用四孔噴嘴，選用噴孔夾角。 （4）確定理論設計氧壓 查等熵流（等熵流——氧氣由理想噴嘴流出時的超音速流。實際氧流通過時必定有摩擦，不能全絕熱。）表（表36），當Ma＝，＝，＝＝(5)計算喉口直徑每孔氧流量（標態(tài)），應用公式令＝（噴嘴流量系數(shù)），＝273+35＝308K[注：為氧氣滯止溫度K，一般按當?shù)叵奶鞙囟冗x取，=273+（30～40）K],=，代入上式：209＝＝則＝≈56mm表36 等熵流的實驗數(shù)據(jù)表中 ——馬赫數(shù)；——轉爐爐膛內氣體壓力，Pa；——理論設計氧壓，在設計噴嘴按理論設計氧壓選取，Pa；——進入噴嘴前氧氣的體積密度，kg/m3；——離噴嘴前氧氣的體積密度，kg/m3；——進入噴嘴前氧氣的溫度，K；——氧氣滯止溫度，K；——噴孔出口總斷面積，m2；——噴嘴喉口總斷面積，m2。(6)計算出口直徑依據(jù)Ma＝，查等熵流表得A/A喉＝A＝＝（7）計算擴張段長度取半錐角為5176。：tg5176。＝（8）計算收縮段長度L收＝d喉＝56＝≈67mm收縮段半錐角希望為18176?！?3176。，最大不超過30176。收縮段的長度。收縮段入口處的直徑，一般希望為喉口直徑的2倍左右。收縮段入口處的直徑可由下列公式確定：取收縮段半錐角為22176。，有 (9)噴嘴喉口長度的確定喉口長度推薦為5～10mm。取L喉＝10mm 氧槍槍身各層管徑尺寸的確定氧槍槍身由三層無縫鋼管套裝而成，內層是氧氣通道，內層管和中層管之間的環(huán)縫是進水通道，中層管和外層管之間的環(huán)縫是出水通道。 選定供氧強度(標態(tài))為I＝min 理論設計氧壓為 ＝ 出口氧壓為 ＝轉爐公稱噸位為 ＝250t氧氣進口速度為 ＝60m/s（1）內層管直徑內層管是氧氣通道，直徑應等于或略大于噴嘴進口直徑，其計算方法與噴嘴的進口直徑一樣。其計算如下所示：噴嘴進口面積F1（：大氣絕對壓力，105Pa）內層管直徑＝＝＝≈179mm查常用鋼材手冊GB227080不銹鋼無縫鋼管熱軋鋼管系列P688頁，取壁厚為12mm，則d1外＝179+122＝203mm（2）中層管內徑中層管直徑主要根據(jù)冷卻水的流速和流量來確定。高壓冷卻水從內層管與中層管之間的環(huán)縫進入，以噴嘴頂部轉彎180176。后經(jīng)中層管與外層管之間的環(huán)縫流出。中層管徑尺寸的選擇，應保證中層管與內層管之間的通道有足夠的斷面積，以通過一定流速，一定壓強，足夠流量的冷卻水，使噴嘴和管體得到良好的冷卻，中層管尺寸計算如下：選定高壓冷卻水進口流量：＝150t/h高壓冷卻水進口流速：W水＝5m/s進水環(huán)通道截面積：=查常用鋼材手冊GB227080不銹鋼無縫鋼管熱軋鋼管系列P688頁，取壁厚為16，則228+162=260mm（3）外層管內徑外層管主要是供出水用，冷卻水經(jīng)過噴嘴后溫度升高10～15℃，體積略有增大，一般出水流速為6～7m/s，外管尺寸的計算及選擇方法與中層管相同。已知：150t/h，260mm選定出水流速W水＝7m/s出水環(huán)通道截面積：外層管內徑：查常用鋼材手冊GB227080不銹鋼無縫鋼管熱軋鋼管系列P688頁，取壁厚為19 mm，則274+192＝312mm∴槍身三層管尺寸分別為：。 氧槍長度的確定 如圖35所示，氧槍全長是下部槍身年度和尾部長度之和。氧槍尾部裝置有氧槍把持器、冷卻水進出管接頭、氧氣管接頭和吊環(huán)等。 氧槍下部長度取決于轉爐公稱噸位和煙罩尺寸。H氧槍＝——氧槍頭部最低位置至爐口的距離，它等于鋼液面距爐口距離減去鋼液面距氧槍噴頭端面距離，所以本設計=4246+3396400=7242mm,一般=200～400，取=400m；——轉爐爐口至煙罩下緣的距離，考慮到活動煙罩提起后，便于觀察火焰，一般取350～5OOmm，大轉爐取上限，小轉爐取下限，本設計取400mm?！獰熣窒戮壷翢煹拦拯c的距離。這段距離與拐點的角度、煙罩直線段的長度以及轉爐噸位大小有關，一般取3000～4000mm,本設計取4000mm；——斜煙道拐點至氧槍密封口上緣的距離本設計取值為3000mm， ——氧槍噴嘴部位需要清渣，或發(fā)生故障進行處理時，氧槍應提出煙道氧槍插入孔邊緣一定距離。氧槍頭部底面距氧槍插入孔上緣的距離一般取500～800mm,本設計取值為800mm； ——根據(jù)氧槍把持器設備的要求確定,本