【正文】 連接方式主要有三種：（1）直接焊接，可省去耳軸座和連接件。（2）法蘭螺栓連接，即用過渡配合將耳軸裝入托圈的耳軸座中，再用螺栓和圓銷連接。（3）靜配合連接，即耳軸具有過盈尺寸，裝配時將其冷縮插入耳軸座，或把耳軸孔加熱后再裝進耳軸。常用的耳軸軸承是重型雙列向心球面滾子軸承。其特點是能承受重載、自動調(diào)位和保持良好的潤滑。本設(shè)計的連接方式為靜配合連接。 傾動機構(gòu)轉(zhuǎn)爐在冶煉過程中要前后傾轉(zhuǎn)，傾轉(zhuǎn)角度為177。360176。，以滿足兌鐵水、加廢鋼、補爐、出渣、出鋼等工藝操作的需要。傾動速度一般是可以調(diào)節(jié)的。此外，傾動機構(gòu)尚需與氧槍和煙罩升降機構(gòu)連鎖，且能適應(yīng)載荷的的變化和結(jié)構(gòu)的變形。傾動機構(gòu)的類型一般有以下幾種：（1）落地式。整個傳動裝置均安裝在地基上（圖34） 。傳動程序如下：電動機2→彈性聯(lián)軸器3→初級減速器4→末級減速器6→齒輪聯(lián)軸器7→耳軸帶動的轉(zhuǎn)爐8。整個傳動系統(tǒng)通過聯(lián)軸器連接。這種布置方式占地面積大，早期建造的小轉(zhuǎn)爐曾采用它。（2）半懸掛式。初級減速機和電動機安裝在地基上，末級減速機則懸掛在耳軸上(圖3—5)。傳動程序如下：電動機1→齒輪聯(lián)軸器2→初級減速機3→彈性聯(lián)軸器4→末級減速機5→轉(zhuǎn)爐7。 這種布置方式省掉連接耳軸的末級減速器，占地面積也較前者較少，通常適用于中型轉(zhuǎn)爐。 （3）懸掛式。整個傳動裝置全部懸掛在耳軸上。傳動程序與半懸掛式基本相同。這種布置方式的優(yōu)點是設(shè)備輕，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少。特別是末級減速機中采用了由數(shù)個小齒輪驅(qū)動向一大齒輪的多點嚙合傳動方式，使設(shè)備的運行安全可靠性大大提高，因而被廣泛采用。所以，在一般情況下，新建轉(zhuǎn)爐都采用這種傳動裝置。懸掛式傾動機構(gòu)如圖36所示。在本設(shè)計中采用懸掛式傾動機構(gòu)。圖34 落地式傳動裝置1— 制動器；2—電動機；3—彈性聯(lián)軸器；4—初級減速器；5，7—齒輪聯(lián)軸器；6—末級減速器；8—轉(zhuǎn)爐圖35 半懸掛式傳動裝置1—電動機；2—齒輪箱；3—初級減速器；4—彈性聯(lián)軸器；5—懸掛式末級減速器；6—制動器；7—轉(zhuǎn)爐圖36 懸掛式傾動機構(gòu)1—轉(zhuǎn)爐；2—齒輪箱；3—三級減速器；4—聯(lián)軸器；5—馬達；6—連桿；7—緩震抗扭矩 頂?shù)讖?fù)吹底部供氣構(gòu)件 底氣種類常用底氣氣源有NAr、0壓縮空氣、C()、CO2等。氣源壓力應(yīng)不小于3MPa，必要時應(yīng)設(shè)置5MPa的高壓供氣系統(tǒng)。氣源的選擇與吹煉功能有關(guān)。按照頂?shù)状禑捁δ埽數(shù)讖?fù)吹法可分為強化冶煉型、增加廢鋼比型和加強攪拌型三種。 (1)強化冶煉型。其特點是頂槍吹氧，底部也吹氧，同時還要吹入保護性燃料和中性氣體、石灰粉等。供氣構(gòu)件和系統(tǒng)都比較復(fù)雜。 (2)增加廢鋼型。其特點是頂槍上設(shè)有上、下孔。上孔專為CO完全燃燒成風提供氧氣，下孔專為氧化金屬中的雜質(zhì)供氧。底槍為氧—燃型噴槍，即可加熱廢鋼，又能攪拌熔他。采用這種手段通常使廢鋼用量增加10％。(3)加強攪拌型。其特點是頂槍吹氧．底部吹情性氣體和中性氣體N2等。其供氣構(gòu)件比較簡單。在本設(shè)計中采用的是強化冶煉型。 底氣用量采用底吹氧時，一般認為吹氧量占總氧量的20％一25％就足以使熔池獲得良好的攪拌，且廢鋼用量也基本上達到最大值。若超過30％，冶金特征變化不大?！?t?min)(標態(tài)時)，冶金特征已接近底吹法。采用底吹NAr、CO2等氣體時，／(t?min)，其冶金特征接近頂吹法；～(t?min)(標態(tài)時)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A(chǔ)r成本太高；全程吹N2，又會增加鋼中的氮。為此，可根據(jù)所煉鋼種的要求，采用不同的吹煉工藝。目前常用的有兩種，％的鋼時，％～％左右有時，切斷頂槍的氧氣，改為底吹N2，吹煉時間約5～10min。另一種是底部全程供氣，只是前期吹N2，未期再改吹A(chǔ)r。 供氣構(gòu)件目前常采用的供氣構(gòu)件主要有以下三類：(1)透氣磚。早期透氣磚內(nèi)有大小約100目的無數(shù)微細孔。其主要缺點是磚的致密性差，壽命低、氣流通過的阻力大。組合式透氣磚，它由多塊耐火磚按不同形式組合成各種磚縫并外包不銹鋼板而成。這種透氣磚致密度增加壽命提高，但氣流分布不均勻。（2)噴嘴。爐底噴嘴有單管式、套管式和實心環(huán)縫式三種。頂?shù)讖?fù)吹法發(fā)展初期，主要采用單管式爐底噴嘴噴吹A(chǔ)r、N2等非氧化性氣體。這種構(gòu)件供氣量調(diào)節(jié)范圍小。生產(chǎn)過程中，當氣流出口速度低于音速時，容易引起氣流脈動，造成間斷式供氣。從而導(dǎo)致噴嘴粘結(jié)，甚至灌鋼。此外，出口處氣流后座力(反向非連續(xù)性沖擊力)也大，會加速爐底耐火材料的毀損。套管式噴嘴的內(nèi)管和環(huán)縫均供氣，所供氣體的壓力和流量各異，為防止內(nèi)管粘鋼，環(huán)縫應(yīng)送入速度較高的氣體。通過調(diào)整內(nèi)外管中氣流的壓力和面積，可以改善氣流的性能。一般要求P內(nèi)／P縫,1≤A內(nèi)/A外≤3。內(nèi)外管壓差越大，氣流反向沖擊次數(shù)就越少，這對提高噴嘴壽命和減輕爐底耐火材料的損毀是有利的。若環(huán)縫出口氣體流速度達到音速，則會形成氣流屏障保護內(nèi)管。通過改變內(nèi)管壓力來調(diào)節(jié)流量。這種噴嘴既可用于噴吹非氧化性或氧化性氣體，也可噴粉。只是可調(diào)節(jié)的氣量范圍仍比較小。環(huán)縫式噴嘴只由環(huán)縫供氣，內(nèi)管用耐火材料堵實。當出口氣流速度達到音速時，可消除噴嘴結(jié)瘤，后座力也大大減小。該噴嘴的氣量調(diào)節(jié)范圍很大。其主要不足是不適用于噴吹氧化性較強的氣體，且因環(huán)縫狹窄(～)，也不適宜噴粉。(3)類環(huán)縫管式噴嘴。環(huán)縫內(nèi)設(shè)有許多細金屬管。它兼有透氣磚和噴嘴供氣的優(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(gòu)件。 噴嘴數(shù)量及布置目前對最佳噴嘴數(shù)量和布置方式尚無一致看法。一般來說，噴嘴數(shù)量多而直徑小些好。生產(chǎn)中噴嘴的數(shù)量為2～4個，具體視爐子容量和布置形式而定。第四章 轉(zhuǎn)爐氧槍設(shè)計及相關(guān)參數(shù)計算噴頭是氧槍的核心部分，其基本功能可以說是一個能量轉(zhuǎn)換器，它將氧管中氧氣的高壓能轉(zhuǎn)換為動能，并通過氧氣射流完成對熔池的作用。而氧氣射流的參數(shù)主要由噴頭參數(shù)所決定。 噴頭主要參數(shù)計算公式(1) 氧流量計算氧流量是指單位時間通過氧槍的氧量（m3/min）。氧流量的精確計算應(yīng)根據(jù)物料平衡求得。簡單計算氧流量則可用下式： m3/min對于普通鐵水，每噸鋼耗氧量為55～65m3/t，對于高磷鐵水，每噸鋼耗氧量為60～69m3/t。本設(shè)計取55m3/t.(2) 噴頭孔數(shù)現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐氧槍都用多孔噴頭。一般中、小型轉(zhuǎn)爐用三孔或四孔噴頭，大型轉(zhuǎn)爐用五孔或五孔以上的噴頭。在本設(shè)計中取五孔噴頭。(3) 理論計算氧壓及噴頭出口馬赫數(shù)M理論計算氧壓（又稱設(shè)計工況氧壓）是指噴頭進口處的氧氣壓強，近似等于滯止氧壓，它是噴頭設(shè)計的重要參數(shù)。噴頭出口馬赫數(shù)M是噴頭設(shè)計的另一個重要參數(shù)。M值與滯止氧壓和噴頭出口壓力P的比值（P/）有確定的對應(yīng)關(guān)系，如圖1。圖41 M與Po、V之間的關(guān)系表41 M、V、P0之間的關(guān)系M氧射流出口溫度/K氧射流出口音速/m/sV/m/sP0/MPa備 注200161129104270242217195405485542582假定氧氣滯止溫度為290K, 300噸轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭尺寸計算公稱容量300t轉(zhuǎn)爐設(shè)計氧槍噴頭尺寸。采用普通鐵水。冶煉IF鋼。(1) 計算氧流量: 取每噸鋼耗氧量為55m3,，出鋼量按公稱容量300噸計算，則通過氧槍的氧流量： /min (2) 選用噴孔出口馬赫數(shù)與噴孔數(shù):馬赫數(shù)確定原則已如前述。綜合考慮，選取馬赫數(shù)M=。參照同類轉(zhuǎn)爐氧槍使用情況，對于300t轉(zhuǎn)爐噴孔數(shù)取7孔，能保證氧氣流股有一定的沖擊面積與沖擊深度，熔池內(nèi)盡快形成乳化區(qū)，減少噴濺，提高成渣速度和改善熱效率。(3) 設(shè)計工況氧壓:根據(jù)等熵流表，當M=,；取噴頭出口壓力（為爐膛壓力，此處按近似等于大氣壓力計算），則噴口滯止氧壓： 取設(shè)計工況氧壓近似等于滯止氧壓。(4) 計算喉口直徑:噴頭每個噴孔氧氣流量： m3/min 由噴管實際氧氣流量計算式： ，取，又，代入上式，則由上式可求出 d喉 = 60mm (5) 求噴孔出口直徑:根據(jù)等熵流表，在M= 時，即，故噴孔出口直徑： 取80mm. (6) 計算噴孔擴張段長度:取擴張段的半錐角為40,則擴張段長度:(7) 確定噴孔喉口直線段長度:喉口直線段的作用是保持喉口直徑穩(wěn)定。一般取3～10mm。在本設(shè)計中取喉口直線段長度=5mm。(8) 噴孔收縮段長度與收縮段進口直徑:收縮段長度與收縮段進口直徑應(yīng)該以能使整個噴頭布置下7個噴孔為原則，并盡可能使收縮孔大一些。(9) 確定噴孔傾角β:多孔噴頭的各個流股是否發(fā)生匯交以效應(yīng)角θ為界，大于θ則各流股很少匯交，小于θ則必定匯交。按照經(jīng)驗，噴頭傾角β=176?！?76。為宜。綜合考慮取β=15176。(10) 噴頭五噴孔中心分布圓直徑:在噴孔傾角β確定以后，噴孔中心分布圓（即噴孔間距）是影響氧射流是否匯交的另一個因素。從降低氧射流匯交考慮，噴孔中心分布圓大為好，但噴孔中心公布圓要受到噴頭尺寸的限制。綜合考慮，取五噴孔中心分布圓直徑： 300噸轉(zhuǎn)爐氧槍槍身尺寸計算氧槍槍身由三層無縫鋼管套裝而成，內(nèi)層管是氧氣通道，內(nèi)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出水通道。參見圖42。計算相關(guān)公式：按氣體狀態(tài)方程，標準狀態(tài)下的流量向工況流量的換算： 式中 ——標準大氣壓，Pa； ——管內(nèi)氧氣工況壓力，Pa；——標準溫度，273K；——管內(nèi)氧氣實際溫度（即氧氣滯止溫度）。圖42 氧槍示意圖中心氧管內(nèi)截面積： 式中 ——中心氧管內(nèi)截面積，m； ——管內(nèi)氧氣工況流量，m/s； ——管內(nèi)氧氣流速，m/s，一般取40～50m/s。將、代入上式，即可求。則中心氧管內(nèi)徑進水環(huán)縫截面積：中層管內(nèi)徑： 式中 ——中層管內(nèi)徑，m；——內(nèi)層管外徑，m；——進水環(huán)形通道截面，m；——高壓冷卻水進口流量，m/s；——高壓冷卻水進水流速，一般選用5～6m/s。 中心氧管直徑管內(nèi)氧氣工況流量取中心管內(nèi)氧氣流速，則中心氧管內(nèi)徑：第五章 車間設(shè)計鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，煉鋼車間處于中間環(huán)節(jié)，它以煉鐵車間的鐵水為主要原料，而將產(chǎn)品供給軋鋼車間軋制成各種規(guī)格的鋼材，以滿足市場的需要。故煉鋼車間在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中起著承前啟后的作用，其生產(chǎn)正常與否直接影響到煉鐵車間和軋鋼車間的生產(chǎn)。在現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)中氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼占重要地位，當今新建和改建轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的基本工藝應(yīng)當是：鐵水預(yù)處理——復(fù)吹轉(zhuǎn)爐——爐外精煉——連鑄。氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要特點是，轉(zhuǎn)爐的冶煉周期短，日產(chǎn)爐數(shù)多，產(chǎn)量大，生產(chǎn)頻率高。因此，在確定氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的總體布置和工藝流程時，必須精心設(shè)計，多方案比較，處理好車間內(nèi)外部各工序環(huán)節(jié)的銜接關(guān)系，以及與煉鐵，軋鋼的協(xié)調(diào)，保證各個物流順行，互不交叉干擾，各個工序作業(yè)順暢，以充分滿足生產(chǎn)的需要，并盡可能采用機械化，自動化的操作和管理。 轉(zhuǎn)爐車間組成與生產(chǎn)能力計算[7] 轉(zhuǎn)爐車間組成現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間一般由以下各部分組成：主廠房（包括爐子跨，原料跨，爐外精煉及鋼包轉(zhuǎn)運跨，澆注系統(tǒng)各跨間）；鐵水處理站及鐵水倒灌間或混鐵爐間；廢鋼堆場與配料間；鐵合金倉庫及散狀原料貯運設(shè)施；中間渣場；耐火材料倉庫；一，二次煙塵凈化設(shè)施及煤氣回收設(shè)施；水處理設(shè)施；分析，檢測及計算機監(jiān)控設(shè)施；備品備件庫，機修間；生產(chǎn)必須的生活福利設(shè)施；水，電，氣等的供應(yīng)設(shè)施。而車間的主要生產(chǎn)操作都集中在主廠房內(nèi)進行，通常主廠房至少包括原料跨，爐子跨和澆注跨（單跨或多跨間）。 轉(zhuǎn)爐容量和座數(shù)的確定 （1）轉(zhuǎn)爐容量。轉(zhuǎn)爐在一個爐役期內(nèi)，由于爐襯受到侵蝕逐漸減薄，轉(zhuǎn)爐容量也隨之增大，所以，應(yīng)有一個統(tǒng)一的衡量標準，叫做公稱容量。我國轉(zhuǎn)爐公稱容量一般用一個爐役期內(nèi)的平均爐產(chǎn)鋼水量來表示。當前，設(shè)備容量大型化以成為氧氣轉(zhuǎn)爐發(fā)展的方向。本設(shè)計是300噸轉(zhuǎn)爐。（2）轉(zhuǎn)爐座數(shù)。本設(shè)計采用“二吹二”制。在現(xiàn)代化鋼廠中由于先進技術(shù)的應(yīng)用，比如轉(zhuǎn)爐濺渣護爐技術(shù)是轉(zhuǎn)爐的壽命大大延長，快速補爐技術(shù)等，使的所有的轉(zhuǎn)爐均處于工作狀態(tài)，極大地提高了設(shè)備利用率。 轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)能力的確定轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)能力的確定，實質(zhì)上就是轉(zhuǎn)爐公稱容量及爐座數(shù)的選定。在選定轉(zhuǎn)爐容量和座數(shù)時，要根據(jù)產(chǎn)品，產(chǎn)量的需要和原料資源儲量或來源，以及運輸、水、電、氣的供應(yīng)條件等進行論證。確定煉鋼生產(chǎn)規(guī)模之后，即可計算所需用的爐容量與座數(shù)。（1）計算年出鋼爐數(shù)。每一吹煉爐座的年出鋼爐數(shù)N為：=爐／年式中 T1——每爐鋼的平均冶煉時間，min/爐 T2——年有效作業(yè)天數(shù)，d/a。 T3——年非生產(chǎn)天數(shù)；1440——一天的時間，min/d；365——一年的日歷天數(shù)，d/a。η——轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，%，如下式 若轉(zhuǎn)爐與模鑄或與部分連鑄配合時，一般取η=82~85%。若轉(zhuǎn)爐與單臺連鑄機相配合全連鑄時取η=75~80%。本設(shè)計中采用