【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(guò)渡配合將耳軸裝入托圈的耳軸座中，再用螺栓和圓銷(xiāo)連接。（3）靜配合連接，即耳軸具有過(guò)盈尺寸，裝配時(shí)將其冷縮插入耳軸座，或把耳軸孔加熱后再裝進(jìn)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(diǎn)是能承受重載、自動(dòng)調(diào)位和保持良好的潤(rùn)滑。本設(shè)計(jì)的連接方式為靜配合連接。 傾動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)爐在冶煉過(guò)程中要前后傾轉(zhuǎn)，傾轉(zhuǎn)角度為177。360176。，以滿(mǎn)足兌鐵水、加廢鋼、補(bǔ)爐、出渣、出鋼等工藝操作的需要。傾動(dòng)速度一般是可以調(diào)節(jié)的。此外，傾動(dòng)機(jī)構(gòu)尚需與氧槍和煙罩升降機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu)的類(lèi)型一般有以下幾種：（1）落地式。整個(gè)傳動(dòng)裝置均安裝在地基上（圖34） 。傳動(dòng)程序如下：電動(dòng)機(jī)2→彈性聯(lián)軸器3→初級(jí)減速器4→末級(jí)減速器6→齒輪聯(lián)軸器7→耳軸帶動(dòng)的轉(zhuǎn)爐8。整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)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(jí)減速機(jī)和電動(dòng)機(jī)安裝在地基上，末級(jí)減速機(jī)則懸掛在耳軸上(圖3—5)。傳動(dòng)程序如下：電動(dòng)機(jī)1→齒輪聯(lián)軸器2→初級(jí)減速機(jī)3→彈性聯(lián)軸器4→末級(jí)減速機(jī)5→轉(zhuǎn)爐7。 這種布置方式省掉連接耳軸的末級(jí)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(gè)傳動(dòng)裝置全部懸掛在耳軸上。傳動(dòng)程序與半懸掛式基本相同。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備輕，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少。特別是末級(jí)減速機(jī)中采用了由數(shù)個(gè)小齒輪驅(qū)動(dòng)向一大齒輪的多點(diǎn)嚙合傳動(dòng)方式，使設(shè)備的運(yùn)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(dòng)裝置。懸掛式傾動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖36所示。在本設(shè)計(jì)中采用懸掛式傾動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖34 落地式傳動(dòng)裝置1— 制動(dòng)器；2—電動(dòng)機(jī)；3—彈性聯(lián)軸器；4—初級(jí)減速器；5，7—齒輪聯(lián)軸器；6—末級(jí)減速器；8—轉(zhuǎn)爐圖35 半懸掛式傳動(dòng)裝置1—電動(dòng)機(jī)；2—齒輪箱；3—初級(jí)減速器；4—彈性聯(lián)軸器；5—懸掛式末級(jí)減速器；6—制動(dòng)器；7—轉(zhuǎn)爐圖36 懸掛式傾動(dòng)機(jī)構(gòu)1—轉(zhuǎn)爐；2—齒輪箱；3—三級(jí)減速器；4—聯(lián)軸器；5—馬達(dá)；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(lèi)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(shí)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(qiáng)化冶煉型、增加廢鋼比型和加強(qiáng)攪拌型三種。 (1)強(qiáng)化冶煉型。其特點(diǎn)是頂槍吹氧，底部也吹氧，同時(shí)還要吹入保護(hù)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(diǎn)是頂槍上設(shè)有上、下孔。上孔專(zhuān)為CO完全燃燒成風(fēng)提供氧氣，下孔專(zhuān)為氧化金屬中的雜質(zhì)供氧。底槍為氧—燃型噴槍?zhuān)纯杉訜釓U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(qiáng)攪拌型。其特點(diǎn)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(jiǎn)單。在本設(shè)計(jì)中采用的是強(qiáng)化冶煉型。 底氣用量采用底吹氧時(shí)，一般認(rèn)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(dá)到最大值。若超過(guò)30％，冶金特征變化不大?！?t?min)(標(biāo)態(tài)時(shí))，冶金特征已接近底吹法。采用底吹NAr、CO2等氣體時(shí)，／(t?min)，其冶金特征接近頂吹法；～(t?min)(標(biāo)態(tài)時(shí))則可以降低爐渣和金屬的氧化性，并達(dá)到足夠的攪拌強(qiáng)度。／(tmin)。全程吹A(chǔ)r成本太高；全程吹N2，又會(huì)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(shí)，％～％左右有時(shí)，切斷頂槍的氧氣，改為底吹N2，吹煉時(shí)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(lèi)：(1)透氣磚。早期透氣磚內(nèi)有大小約100目的無(wú)數(shù)微細(xì)孔。其主要缺點(diǎn)是磚的致密性差，壽命低、氣流通過(guò)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(shí)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(guò)程中，當(dāng)氣流出口速度低于音速時(shí)，容易引起氣流脈動(dòng)，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(huì)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(guò)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(duì)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(dá)到音速，則會(huì)形成氣流屏障保護(hù)內(nèi)管。通過(guò)改變內(nèi)管壓力來(lái)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(shí)。當(dāng)出口氣流速度達(dá)到音速時(shí)，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(qiáng)的氣體，且因環(huán)縫狹窄(～)，也不適宜噴粉。(3)類(lèi)環(huán)縫管式噴嘴。環(huán)縫內(nèi)設(shè)有許多細(xì)金屬管。它兼有透氣磚和噴嘴供氣的優(yōu)點(diǎn)，適用于噴吹各種氣體和粉劑，還簡(jiǎn)化了細(xì)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(duì)最佳噴嘴數(shù)量和布置方式尚無(wú)一致看法。一般來(lái)說(shuō)，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(gè)，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(jì)及相關(guān)參數(shù)計(jì)算噴頭是氧槍的核心部分，其基本功能可以說(shuō)是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器，它將氧管中氧氣的高壓能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，并通過(guò)氧氣射流完成對(duì)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(jì)算公式(1) 氧流量計(jì)算氧流量是指單位時(shí)間通過(guò)氧槍的氧量（m3/min）。氧流量的精確計(jì)算應(yīng)根據(jù)物料平衡求得。簡(jiǎn)單計(jì)算氧流量則可用下式： m3/min對(duì)于普通鐵水，每噸鋼耗氧量為55～65m3/t，對(duì)于高磷鐵水，每噸鋼耗氧量為60～69m3/t。本設(shè)計(jì)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(jì)中取五孔噴頭。(3) 理論計(jì)算氧壓及噴頭出口馬赫數(shù)M理論計(jì)算氧壓（又稱(chēng)設(shè)計(jì)工況氧壓）是指噴頭進(jìn)口處的氧氣壓強(qiáng)，近似等于滯止氧壓，它是噴頭設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。噴頭出口馬赫數(shù)M是噴頭設(shè)計(jì)的另一個(gè)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(duì)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(jì)算公稱(chēng)容量300t轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)氧槍噴頭尺寸。采用普通鐵水。冶煉IF鋼。(1) 計(jì)算氧流量: 取每噸鋼耗氧量為55m3,，出鋼量按公稱(chēng)容量300噸計(jì)算，則通過(guò)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(lèi)轉(zhuǎn)爐氧槍使用情況，對(duì)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?lài)姙R，提高成渣速度和改善熱效率。(3) 設(shè)計(jì)工況氧壓:根據(jù)等熵流表，當(dāng)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(jì)算），則噴口滯止氧壓： 取設(shè)計(jì)工況氧壓近似等于滯止氧壓。(4) 計(jì)算喉口直徑:噴頭每個(gè)噴孔氧氣流量： m3/min 由噴管實(shí)際氧氣流量計(jì)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(shí)，即，故噴孔出口直徑： 取80mm. (6) 計(jì)算噴孔擴(kuò)張段長(zhǎng)度:取擴(kuò)張段的半錐角為40,則擴(kuò)張段長(zhǎng)度:(7) 確定噴孔喉口直線段長(zhǎng)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(jì)中取喉口直線段長(zhǎng)度=5mm。(8) 噴孔收縮段長(zhǎng)度與收縮段進(jìn)口直徑:收縮段長(zhǎng)度與收縮段進(jìn)口直徑應(yīng)該以能使整個(gè)噴頭布置下7個(gè)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(gè)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(yàn)，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(gè)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(jì)算氧槍槍身由三層無(wú)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(jìn)水通道，中層管與外層管之間是冷卻水出水通道。參見(jiàn)圖42。計(jì)算相關(guān)公式：按氣體狀態(tài)方程，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量向工況流量的換算： 式中 ——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，Pa； ——管內(nèi)氧氣工況壓力，Pa；——標(biāo)準(zhǔn)溫度，273K；——管內(nèi)氧氣實(shí)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(jìn)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(jìn)水環(huán)形通道截面，m；——高壓冷卻水進(jìn)口流量，m/s；——高壓冷卻水進(jìn)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(chē)間設(shè)計(jì)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，煉鋼車(chē)間處于中間環(huán)節(jié)，它以煉鐵車(chē)間的鐵水為主要原料，而將產(chǎn)品供給軋鋼車(chē)間軋制成各種規(guī)格的鋼材，以滿(mǎn)足市場(chǎng)的需要。故煉鋼車(chē)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(chē)間和軋鋼車(chē)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(dāng)今新建和改建轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間的基本工藝應(yīng)當(dāng)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(diǎn)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(chē)間的總體布置和工藝流程時(shí)，必須精心設(shè)計(jì)，多方案比較，處理好車(chē)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(gè)物流順行，互不交叉干擾，各個(gè)工序作業(yè)順暢，以充分滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要，并盡可能采用機(jī)械化，自動(dòng)化的操作和管理。 轉(zhuǎn)爐車(chē)間組成與生產(chǎn)能力計(jì)算[7] 轉(zhuǎn)爐車(chē)間組成現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)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(yùn)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(chǎng)與配料間；鐵合金倉(cāng)庫(kù)及散狀原料貯運(yùn)設(shè)施；中間渣場(chǎng)；耐火材料倉(cāng)庫(kù)；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(cè)及計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)施；備品備件庫(kù)，機(jī)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(chē)間的主要生產(chǎn)操作都集中在主廠房?jī)?nèi)進(jìn)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(gè)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(gè)統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)，叫做公稱(chēng)容量。我國(guó)轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量一般用一個(gè)爐役期內(nèi)的平均爐產(chǎn)鋼水量來(lái)表示。當(dāng)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(jì)是300噸轉(zhuǎn)爐。（2）轉(zhuǎn)爐座數(shù)。本設(shè)計(jì)采用“二吹二”制。在現(xiàn)代化鋼廠中由于先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，比如轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)是轉(zhuǎn)爐的壽命大大延長(zhǎng)，快速補(bǔ)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(chē)間生產(chǎn)能力的確定轉(zhuǎn)爐車(chē)間生產(chǎn)能力的確定，實(shí)質(zhì)上就是轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量及爐座數(shù)的選定。在選定轉(zhuǎn)爐容量和座數(shù)時(shí)，要根據(jù)產(chǎn)品，產(chǎn)量的需要和原料資源儲(chǔ)量或來(lái)源，以及運(yùn)輸、水、電、氣的供應(yīng)條件等進(jìn)行論證。確定煉鋼生產(chǎn)規(guī)模之后，即可計(jì)算所需用的爐容量與座數(shù)。（1）計(jì)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(shí)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(shí)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(shí)，一般取η=82~85%。若轉(zhuǎn)爐與單臺(tái)連鑄機(jī)相配合全連鑄時(shí)取η=75~80%。本設(shè)計(jì)中采用