【正文】 G=2T2+B1η金 =21802+15%=182t；根據(jù)熔池的定義，熔池體積V池應(yīng)等于金屬液體積V金。即V池=V金；式中 V金－新?tīng)t金屬裝入量占有的體積，V金＝G初/ρ金，【 ρ金：鋼液密度，～?！咳鄢伢w積V池 ： V池=V金= G初/ρ金==；供氧強(qiáng)度m3tmin=噸鋼耗氧量m3t吹氧時(shí)間t=5116=(tmin)；熔池直徑D: =18216=。（h）筒球形熔池深度h的計(jì)算公式為： （公式34）即可獲得 （公式35），可獲得h=+=。校核：熔池深度直徑比（h/D）～，此處h/D=,符合要求。球冠的弓形高度（h1）：h1===；圖34爐帽示意圖爐底球冠曲率半徑（R）：R===； 爐帽尺寸的確定（1） 爐口直徑d0：d0===；（2） 爐帽傾角θ： θ=64176。（3） 爐帽高度 H帽：H帽＝H口+H錐；式中：H口=300～400mm，為了保持爐口的正常形狀，防止因?yàn)橐r磚蝕損而使其擴(kuò)大，在爐口設(shè)有高度為300～400mm的直線段，此處取400mm。爐錐高度 H錐：=1/2() =。則整個(gè)爐帽高度H帽為：H帽＝H口+H錐=+=；在爐口設(shè)置水箱式水冷爐口。爐帽體積V帽＝V口+V錐 V帽=π12H錐D2+Dd0+d02+π4d02H口 =π12（++)+π4= (m3)爐膛直徑D膛：D膛=D(無(wú)加厚段)= m；，可求出爐子總?cè)萘縑總，V總=180=162m3；V身=V總V池V帽==；爐身高度H身：爐身體積V身＝D2H身 ，則H身＝, H身=4=；則爐型內(nèi)高H內(nèi)：H內(nèi)=h+H身+H帽=++=；校核：高寬比（H內(nèi)/D膛）=,滿足H內(nèi)/～，所以符合要求。（1） 出鋼口內(nèi)徑（dT）通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式：=63+180；（2） 出鋼口外徑（襯磚+鋼殼的厚度）（dST）dST=6 dT=；（3） 出鋼口長(zhǎng)度（LT）LT=7dT=7=；（4） 出鋼口傾角β：取β=18176。、材質(zhì)選擇和厚度的確定轉(zhuǎn)爐的爐襯壽命反映了一個(gè)企業(yè)的管理水平和技術(shù)水平，并且直接影響轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率，因此爐襯壽命也是爐型設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問(wèn)題。提高爐襯壽命，從工藝方面考慮，就是要堅(jiān)持合理的操作制度（使用問(wèn)題），從設(shè)計(jì)角度講：（a）選擇優(yōu)質(zhì)的耐火材料作爐襯；（b）確定最佳爐襯厚度。爐襯太薄，爐齡低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差；爐襯太厚，爐齡可以提高，但是，爐襯前、后期裝入量差別大，不利于車(chē)間的生產(chǎn)組織和穩(wěn)定操作，爐體過(guò)重，傾動(dòng)力矩大，所以不能單靠增加爐襯厚度來(lái)提高爐齡，因此要確定一個(gè)最佳爐襯厚度。爐襯一般由永久層、填充層和工作層三層組成。（1）永久層：緊貼爐殼鋼板（或絕熱層），通常是用一層鎂磚或高鋁磚側(cè)砌而成，厚度113～115mm，其作用是保護(hù)爐殼鋼板，修爐時(shí)不拆除；（2）填充層：介于永久層和工作層之間，一般是用焦油鎂沙搗打而成。厚度一般80～100mm，有的工廠不做規(guī)定，只要達(dá)到找平的目的即可。填充層的作用是減輕工作層受熱膨脹時(shí)對(duì)爐殼鋼板的擠壓作用，便于修爐時(shí)迅速拆除工作層和砌爐操作。也有的轉(zhuǎn)爐不設(shè)填充層；（3）工作層：它的工作條件相當(dāng)惡劣，要受到鋼水、爐渣和爐氣的機(jī)械沖刷和化學(xué)侵蝕以及裝料時(shí)大塊廢鋼的沖撞；在兌鐵水，停吹、出鋼時(shí)，由于溫度變化要受到一系列外力的影響；由于不斷被侵蝕爐型要發(fā)生變化，影響爐內(nèi)反應(yīng)。工作層一般用鎂碳磚砌成。所謂爐襯壽命即指工作層的壽命，當(dāng)工作層被侵蝕損壞后（殘余厚度約100mm左右）就要更換爐襯了。爐襯壽命是一個(gè)綜合性指標(biāo)，它受許多因素的影響，特別是受冶煉操作水平的影響比較大，但是，合理選擇爐襯材質(zhì)改進(jìn)爐襯磚性能和質(zhì)量也是提高爐襯壽命的重要途徑。根據(jù)爐襯的使用特點(diǎn)，選擇材質(zhì)的原則是：（1）耐火度（抵抗高溫作用而不熔化的性能）高；（2）高溫下的機(jī)械強(qiáng)度高，耐急冷急熱性能好；（3）化學(xué)性能穩(wěn)定；（4）資源廣泛，價(jià)格便宜。根據(jù)國(guó)內(nèi)外多年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐證明：工作層采用鎂碳磚是一種比較理想的爐襯磚。鎂碳磚具有耐高溫、耐渣侵和耐剝落等優(yōu)良的使用性能。與其它鎂磚相比，在使用過(guò)程中變質(zhì)層變薄，不至于引起磚體結(jié)構(gòu)的剝落，加入相當(dāng)數(shù)量的石墨改善了磚的導(dǎo)熱性能，具有良好的抗震性。用鎂碳磚砌筑爐襯，大幅度提高了爐襯使用壽命，再配合濺渣護(hù)爐等護(hù)爐技術(shù)，爐襯壽命可以達(dá)到萬(wàn)爐以上。[12]由參考文獻(xiàn)[12]得知一般爐身工作層厚度400～800mm，爐底工作層比爐身略薄一些，約350～600mm，填充層80～100mm，爐身永久層113～200mm多數(shù)113～115mm，爐底永久層300～500mm。 根據(jù)不同部位的侵蝕情況，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(lái)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(jí)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。表37 不同噸位轉(zhuǎn)爐對(duì)應(yīng)的各層爐襯推薦厚度容量（t）100t 100～200t200t以上爐帽工作層（mm）400～600500～600550～650爐身工作層（mm）550～700700～800750～850爐底工作層（mm）550～600600～650600～750爐身永久層（mm）115～150115～200115～200爐底耐材總厚850～1050950～1100950～1200爐身工作層選700mm，永久層115mm，填充層100mm，總厚度700+115+100=915mm=；則爐殼內(nèi)徑為D殼內(nèi)，D殼內(nèi)=+=；爐帽和爐底工作層均選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，黏土磚平砌三層653=195mm，則爐底襯磚總厚度為600+230+195=1025mm=；故爐殼內(nèi)型高度為H殼內(nèi)，H殼內(nèi)=+=；工作層材質(zhì)全采用鎂碳磚。爐殼作用：轉(zhuǎn)爐爐殼類(lèi)似于一個(gè)承受高溫、高壓的容器。 它在使用過(guò)程中要承受下列作用力：：包括爐料、爐襯和爐殼本身等重量產(chǎn)生的應(yīng)力； ：包括加料，特別是加廢鋼和清理爐口結(jié)渣時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，以及爐體在傾動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的巨大扭矩；：爐子受熱膨脹時(shí)產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力；：由爐殼鋼板軸向和徑向的溫度梯度產(chǎn)生的應(yīng)力；：包括爐殼斷面改變，局部加固及加工、安裝過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力。根據(jù)爐殼的使用特點(diǎn)，要求爐殼使用的材質(zhì)具有在高溫時(shí)耐時(shí)效，抗蠕變及良好的成型性和焊接性能。一般小型轉(zhuǎn)爐用碳素結(jié)構(gòu)鋼，大型轉(zhuǎn)爐用低結(jié)構(gòu)鋼，如Q2316Mn、15MnTi、14MnNb、20g等。爐殼厚度的確定目前尚無(wú)成熟的計(jì)算公式，原則上講由于爐底各部分受力不均勻，爐底、爐身和爐帽應(yīng)選用不同厚度的鋼板。爐身受力最大，使用最厚的鋼板，爐底為爐身厚度的80%左右。經(jīng)驗(yàn)公式為：（D殼為爐殼外徑）小型轉(zhuǎn)爐為了簡(jiǎn)化取材，一般爐底、爐身和爐帽都選用相同厚度的鋼板，不同容量轉(zhuǎn)爐的爐殼厚度見(jiàn)下表。表35不同容量轉(zhuǎn)爐的爐殼鋼板的推薦厚度容量/t≤5050～90100～150160～200210～250≧250爐帽/mm16～3250～6053～6060～7565～7070～75爐身/mm18～3650～6552～7070～7576～8080～85爐底/mm16～3250～6053～6060～6565～7070～75在轉(zhuǎn)爐爐殼的帽錐與爐身直筒段連接處，直筒段與池錐，池錐與爐底球冠連接處，小轉(zhuǎn)爐意直線尖角相連接，稱(chēng)謂拐角爐殼。采用拐角爐殼比較簡(jiǎn)單，容易制造、大、中型轉(zhuǎn)爐為了減少應(yīng)力集中，增加爐殼的堅(jiān)固性，以圓弧連接，稱(chēng)為拐弧爐殼，其圓弧半徑叫轉(zhuǎn)角半徑。在便于砌筑爐襯磚和不減薄爐襯厚度情況下，弧形段的轉(zhuǎn)角半徑一般以不大于爐襯總厚度為宜。這樣爐殼弧形段的轉(zhuǎn)角半徑可按下式確定：SR1=SR2≤δ身SR3=式中，SR1：爐殼帽錐與直筒段相接處轉(zhuǎn)角半徑；SR2：爐殼池錐與與直筒段相接處轉(zhuǎn)角半徑；SR3：爐殼池錐與爐底球冠連接處轉(zhuǎn)角半徑；δ身、δ底：分別為爐身、爐底的襯磚總厚度。爐殼用鋼板加工成截錐形爐帽，圓筒形爐身，和球冠形或截錐形爐底。（1）爐帽爐帽接近高溫爐氣，直接受?chē)姙R鋼渣的燒損，并受煙罩內(nèi)高溫?zé)煔獾臒彷椛?。為了保持爐口形狀不變，減少爐口結(jié)渣并便于清除，目前普遍采用水冷爐口。水冷爐口的結(jié)構(gòu)形式有水箱式和鑄鐵埋管式。目前，采用水箱式水冷爐口的較多。水冷爐口的冷卻水量qV（t/h）為：式中，ε：水冷爐口材料的輻射黑度，～；q:水冷爐口的吸熱強(qiáng)度（kJ/（m2h））【注：大型轉(zhuǎn)爐 （～）105 kJ/（m2h）；中型轉(zhuǎn)爐 （～）104 kJ/（m2h）；小型轉(zhuǎn)爐 （～）104 kJ/（m2h）?！縁：水冷爐口傳熱面積，m2； ：安全系數(shù)；tch、tj：進(jìn)、出口溫度，一般為tj35℃, tch45～55℃。（2）爐身圓筒形，依靠爐身使整個(gè)爐體與托圈相連接，傾動(dòng)機(jī)構(gòu)又通過(guò)耳軸和托圈使?fàn)t體 轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）爐底依據(jù)熔池形狀不同有球冠形和截錐形之分，根據(jù)修爐方式，又有死爐底和活爐底之分?；顮t底又分為大活爐底和小活爐底。煉鋼工藝設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定：容量不大于100t的轉(zhuǎn)爐，一般采用截錐形活爐底，容量不小于150t的轉(zhuǎn)爐采用筒球形死爐底。根據(jù)此次設(shè)計(jì)為180噸位，所以選擇筒球形采用筒球形死爐底。爐身部分選75mm厚的鋼板，爐帽和爐底部分選用65mm厚的鋼板。所以：H總=9820+65=9885mm；D殼=6311+75+75=6411mm；爐殼轉(zhuǎn)角半徑SR1=SR2=900mm；SR3==1025=510mm；:驗(yàn)算高寬比H總D殼=98856411=見(jiàn)H總/D殼≥，～，因此認(rèn)為所設(shè)計(jì)的爐子尺寸基本是合適的，能夠保證轉(zhuǎn)爐的正常冶煉。根據(jù)上述計(jì)算的爐型尺寸可繪制出爐型圖。根據(jù)物料平衡和熱平衡計(jì)算中獲得設(shè)計(jì)必須的數(shù)據(jù)和根據(jù)相應(yīng)噸位確定的推薦值，確定了爐型設(shè)計(jì)中必須的尺寸。并通過(guò)給定的高寬比推薦值用以校核。在本設(shè)計(jì)中所得的尺寸，滿足校核條件，也就是說(shuō)根據(jù)這些尺寸而制出的爐型能滿足實(shí)際生產(chǎn)中的需要。所以可以進(jìn)入下一步，CAD制圖。第四章 繪圖致謝在本論文結(jié)稿之際，我想對(duì)在完成本次論文過(guò)程當(dāng)中給予我?guī)椭娜吮硎局孕牡母兄x。我的張榮良導(dǎo)師首屈一指。在我論文的完成過(guò)程中，張老師給與了我們的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷。在自身繁忙的工作之余，耐心的指導(dǎo)與及時(shí)的糾正，是可見(jiàn)的幫助；導(dǎo)師的嚴(yán)謹(jǐn)、敬業(yè)、高尚寬厚的學(xué)術(shù)情懷和人格魅力在為我們樹(shù)立榜樣的同時(shí)，也在潛移默化中影響著我們，這是隱藏的幫助。因?yàn)樗幝毼坏脑?，張老師工作繁多，但在我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等，張老師都是耳提面命，授之以漁，不厭其煩。在此謹(jǐn)向張老師致以學(xué)生誠(chéng)摯的謝意和對(duì)其治學(xué)風(fēng)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某缇粗?。同時(shí)，感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作、分享經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)們，和在各個(gè)方面給予過(guò)我?guī)椭男值軅?。再一次真誠(chéng)地向幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示感謝，請(qǐng)接收我的衷心謝意。參考文獻(xiàn)[1]RD，,[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1982.[2] .[26]:6869.[3] .(2011)8.[27].[4]鄭淑國(guó),[A].鋼鐵，2008（6）.[5] . 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