【正文】 LF爐精煉爐的設(shè)計特點可歸納如下：（1）LF爐采用鋼包底部透氣磚吹氬攪拌，較之ASEASKF鋼包爐使用電磁攪拌簡單，投資費用少；（2）LF爐與ASEASKF同樣采用非真空下電弧爐加熱鋼水，與VAD爐在低真空下加熱相比，可以不用電極插入真空蓋處的動密封及要求非磁性材料結(jié)構(gòu)，簡化設(shè)備，節(jié)省制作與維修費用；（3）在非真空下電弧爐加熱，又采用了專門的爐渣，可使LF爐加熱鋼水在埋弧狀態(tài)下進行，既可以提高熱效率，又減輕了電弧對精煉爐爐襯的熱侵蝕； LF法原理圖a—埋弧加熱； b—真空處理；1—加熱蓋；2—電極；3—加料槽；（4）為了獲得良好的還原精煉效果，在加熱時，加熱爐蓋與鋼包爐口密封接觸，即在密封下進行電弧加熱，防止外部空氣進入，并加入碳粉造成鋼包爐內(nèi)還原性氣氛，使包內(nèi)氣氛中氧氣含量下降到不大于2％，爐渣中（FeO）％；（5）與VOD相比，LF具有外部能源加熱手段的靈活性，設(shè)備對鋼種的適應(yīng)性擴展了；而且在還原氣氛下造高堿度渣精煉，有利于脫硫。 LF精煉爐 LF精煉爐的特點 LF精煉爐在常壓下通過電弧加熱鋼包內(nèi)鋼水，并同時造高堿度合成渣精煉和底部吹氬攪拌（）。比如采用連鑄的轉(zhuǎn)爐車間，尤其是全連鑄車間，往往都選用LF或其他加熱型精煉裝置。厚板：脫氫、脫硫、減少氧化物夾雜；鋼軌：脫氫；輪箍：脫氫、去除夾雜物；薄板：脫碳、脫氧；管材：脫硫、減少氧化物夾雜；軸承鋼：脫硫、減少氧化物夾雜物、脫硫、改變硫化物形態(tài)；不銹鋼：脫碳保鉻、脫氫、減少夾雜物、降低成本。鋼水爐外精煉包括在鋼水包中對鋼水進行調(diào)整溫度、成分、去氣、去夾雜及去除有害元素的操作和處理，以達到鋼水潔凈，成分和溫度均勻與穩(wěn)定的目的。 7 爐外精煉7 爐外精煉隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展和工農(nóng)業(yè)對鋼材質(zhì)量要求的提高，鋼廠需要爐外精煉工藝，爐外精煉技術(shù)是一項提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本的先進技術(shù)，是現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。又中心氧管外徑，則進水環(huán)縫截面積：出水環(huán)縫面積：所以，中層鋼管的內(nèi)徑：根據(jù)標準熱軋無縫鋼管產(chǎn)品規(guī)格選取中層鋼管為。 ② 中、外層鋼管管徑。 ① 中心氧管管徑。外層管主要是供出水用，冷卻水經(jīng)過噴頭后溫度升高10～15℃，水的體積略有增大，一般選用出水流速為6～7m/s，管徑是我計算和鋼管的選擇方法與中層管相同。 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。后經(jīng)中層管外側(cè)流出。則中心氧管內(nèi)徑 （） ② 中層管管徑的確定。本設(shè)計取45m/s。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）。 氧槍示意圖 槍身各層尺寸的確定 ① 中心氧管管徑的確定。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。⑩ 噴頭五噴孔中心分布圓直徑。為宜。按照經(jīng)驗，噴頭傾角β=176。⑨ 確定噴孔傾角β。⑧ 噴孔收縮段長度與收縮段進口直徑。一般取3～10mm。,則擴張段長度： （）⑦ 確定噴孔喉口直線段長度。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 mm⑤ 求噴孔出口直徑。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（入口氧壓）： （） 取設(shè)計工況氧壓近似等于滯止氧壓。參照同類轉(zhuǎn)爐氧槍使用情況，對于210t轉(zhuǎn)爐噴孔數(shù)取5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。馬赫數(shù)確定原則已如前述。① 計算氧流量。圖61 M與Po、V之間的關(guān)系 M、V、P0之間的關(guān)系 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, 噴頭計算本設(shè)計按公稱容量210t轉(zhuǎn)爐設(shè)計氧槍噴頭尺寸。它與噴頭出口壓力的差異決定了氧氣出口后的流態(tài)，因此，爐膛壓力P也是噴頭設(shè)計的重要參數(shù)之一。 ④ 爐膛壓力。噴頭出口馬赫數(shù)Ma是噴頭設(shè)計的另一個重要參數(shù)。 ③ 理論計算氧壓及噴頭出口馬赫數(shù)Ma。但是與單孔噴頭比較，多孔噴頭氧氣射流衰減較快，吹煉搶位較低，易燒搶，因而對噴頭的冷卻要求更高，加工制作復(fù)雜。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。 ② 噴頭孔數(shù)。本設(shè)計選取63 Nm3/t。氧流量的精確計算應(yīng)根據(jù)物料平衡求得。 噴頭參數(shù)選擇原則 ① 氧流量計算。 噴頭尺寸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。雙流道氧氣噴頭有兩種形式，即端部式和頂端式。冶煉工藝要求噴頭能正確合理地供氧，使熔池得到強烈而均勻的攪拌，達到快速化渣和強化元素氧化的目的。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。 本設(shè)計中采用的是類環(huán)縫管式噴嘴。該噴嘴的氣量調(diào)節(jié)范圍撒。 爐底噴嘴有單管式、套管式和實心環(huán)縫式三種。另一種是底部全程供氣，只是前期吹N2,末期再改吹A(chǔ)r。為此，可根據(jù)所煉鋼種的要求，采用不同的吹煉工藝。min)（標態(tài)）。min)（標態(tài)），則可以降低爐渣和金屬的氧化性，并達到足夠的攪拌強度。② 底氣用量 采用底吹惰性或中性氣體時，(t其供氣構(gòu)件比較簡單。3）加強攪拌型。2）增加廢鋼型。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。按照吹煉功能，頂?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。綜上所述，轉(zhuǎn)爐總高： H總=H殼內(nèi)＋=＋=（m） 轉(zhuǎn)爐外殼直徑： D殼=D殼內(nèi)＋2=＋=（m）驗算高徑比：=～，因此認為所涉及的爐子尺寸基本上是合適的，能夠保證轉(zhuǎn)爐的正常冶煉。故本設(shè)計采用鍋爐鋼板制作爐殼。爐殼的材質(zhì)力求抗蠕變強度高、焊接性能又好的材料。爐身和爐底的連接分為固定式和可拆式兩種。爐身制成圓柱形，它是整個路子的承載部分，受力最大。水冷爐口有兩種：一種是鋼板焊成的水箱；另一種是把蛇形鋼管埋鑄在鑄鐵的爐口圈內(nèi)。由于爐帽，特別是爐口受高溫作用易變形，所以普遍采用水冷爐口。 轉(zhuǎn)爐金屬構(gòu)件和底部供氣構(gòu)件 爐殼爐殼通常由爐帽、爐身和爐底三部分組成。根據(jù)210t轉(zhuǎn)爐爐襯襯材。工作層用鎂碳磚和焦油白云石磚綜合砌筑。填充層介于永久層與工作層之間，用焦油鎂磚沙搗打而成，厚度約為80～100mm。永久層緊貼爐殼（無絕熱層時），修爐時一般不予拆除。 爐襯組成及厚度確定通常爐襯由永久層、填充層和工作層組成。但是，合理選用陸沉（特別是工作層）的材質(zhì)是提高爐襯壽命的基礎(chǔ)。通常由下面的經(jīng)驗式確定： = = （）式中 ——轉(zhuǎn)爐公稱容量，t。時間太短（即出鋼口過大），難以控制下渣，且鋼包內(nèi)鋼液靜壓力增長過快，脫氧產(chǎn)物不易上浮。出鋼口直徑?jīng)Q定出鋼時間，隨爐子容量不同而異。本設(shè)計取15。為了縮短出鋼口長度，以利維修和減少鋼液二次氧化及熱損失，大型轉(zhuǎn)爐的θ1趨于減小，一般為15176。出鋼口的主要尺寸是中心線的水平傾角和直徑。爐帽高度為： （）=（）tan63176。本設(shè)計取爐口直徑的45%。一般爐口直徑為熔池直徑的43%～53%較為適宜。本設(shè)計取爐帽傾角為63176?！?8176。傾角過小，爐帽內(nèi)襯不穩(wěn)定，容易倒塌；過大則出鋼時容易鋼渣混出和從爐口大量流渣。代入數(shù)據(jù)可得： = ⑥ 爐帽尺寸爐帽尺寸包括爐帽傾角、爐口直徑和爐帽高度。其直徑與熔池直徑是一致的，故須確定的尺寸是爐身高度。~。但是高徑比過大，在爐膛體積一定時，反應(yīng)面積反而小，氧氣流股易沖刷爐壁，對爐襯壽命不利，而且導(dǎo)致廠房高，基建費用大，轉(zhuǎn)爐傾動力矩大，耗電大。因為當爐膛內(nèi)高H內(nèi)和內(nèi)徑D確定后，再根據(jù)所設(shè)計的爐襯和爐殼厚度，高徑比也就被確定下來了。④ 高徑比（或高寬比）高徑比系指轉(zhuǎn)爐爐殼總高H總與爐殼外徑D殼之比值。對于容量較小的爐子，鐵水比大且Si、P、S含量高，以及供氧強度增加和底部噴口直徑大者，取上限。由于采用的是復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程比單純頂吹平穩(wěn)，且鋼渣噴濺高度也較低，所以復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的爐容比可略小于頂吹轉(zhuǎn)爐。從目前實際情況來看，~。當供氧強度提高時，隨著爐內(nèi)反應(yīng)加劇，如果爐膛自由空間不足，必然會發(fā)生大量的渣鋼噴濺或泡沫渣翻滾溢出，造成較多的金屬損失。③ 爐容比（或容積比）爐容比系指轉(zhuǎn)爐有效容積Vt與公稱容量G之比值。截錐型熔池：通常倒錐體頂面直徑b≈。熔池深度指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時，從金屬液面到爐底的深度。； t——平均每爐鋼純吹氧時間，min，本設(shè)計取18min； 系數(shù)K的推薦值轉(zhuǎn)爐容量/t＜3030～100＞100備 注K～～～大容量取下限，小容量取上限 平均每爐鋼冶煉時間推薦值轉(zhuǎn)爐容量/t＜3030～100＞100備 注冶煉時間/min28～32(12～16)32～38(14～18)38～45(16～20)結(jié)合供氧強度、鐵水成分、所煉鋼種等具體條件確定注：括號內(nèi)數(shù)系吹氧時間參考值。熔池直徑指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時金屬液面的直徑。 轉(zhuǎn)爐爐型主要參數(shù)確定 轉(zhuǎn)爐爐型各部分尺寸，主要是通過總結(jié)