【正文】 鄒春鋒，韓蕾蕾，張麗，[J].萊鋼科技.[20]王文軍,劉金剛,李戰(zhàn)軍,[A].鋼鐵，2010（9）.[18]韓明榮，[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008王社斌，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.[8][M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.[2] .[26]:6869.[3] .(2011)8.[27].[4]參考文獻(xiàn)[1]同時(shí)，感謝在整個畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作、分享經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)們，和在各個方面給予過我?guī)椭男值軅儭Ｒ驗(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。在我論文的完成過程中，張老師給與了我們的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷。第四章 繪圖致謝在本論文結(jié)稿之際，我想對在完成本次論文過程當(dāng)中給予我?guī)椭娜吮硎局孕牡母兄x。在本設(shè)計(jì)中所得的尺寸，滿足校核條件，也就是說根據(jù)這些尺寸而制出的爐型能滿足實(shí)際生產(chǎn)中的需要。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。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)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?；顮t底又分為大活爐底和小活爐底。（2）爐身圓筒形，依靠爐身使整個爐體與托圈相連接，傾動機(jī)構(gòu)又通過耳軸和托圈使?fàn)t體 轉(zhuǎn)動。h）。h）；中型轉(zhuǎn)爐 （～）104 kJ/（m2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/（m2水冷爐口的結(jié)構(gòu)形式有水箱式和鑄鐵埋管式。（1）爐帽爐帽接近高溫爐氣，直接受噴濺鋼渣的燒損，并受煙罩內(nèi)高溫?zé)煔獾臒彷椛?。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。采用拐角爐殼比較簡單，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，稱為拐弧爐殼，其圓弧半徑叫轉(zhuǎn)角半徑。經(jīng)驗(yàn)公式為：（D殼為爐殼外徑）小型轉(zhuǎn)爐為了簡化取材，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)爐的爐殼厚度見下表。爐殼厚度的確定目前尚無成熟的計(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。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。爐殼作用：轉(zhuǎn)爐爐殼類似于一個承受高溫、高壓的容器。出鋼口則使用等靜壓成型的整體鎂碳磚出鋼口。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。[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。與其它鎂磚相比，在使用過程中變質(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。根據(jù)國內(nèi)外多年來的生產(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。爐襯壽命是一個綜合性指標(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。工作層一般用鎂碳磚砌成。填充層的作用是減輕工作層受熱膨脹時(shí)對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。（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。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，不利于車間的生產(chǎn)組織和穩(wěn)定操作，爐體過重，傾動力矩大，所以不能單靠增加爐襯厚度來提高爐齡，因此要確定一個最佳爐襯厚度。、材質(zhì)選擇和厚度的確定轉(zhuǎn)爐的爐襯壽命反映了一個企業(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)中不可忽視的一個問題。H口 =π12（++)+π4= (m3)爐膛直徑D膛：D膛=D(無加厚段)= 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。爐帽體積V帽＝V口+V錐 V帽=π12H錐D2+D爐錐高度 H錐：=1/2() =。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。（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=+=。min=噸鋼耗氧量m3t吹氧時(shí)間t=5116=(t即V池=V金；式中 V金－新爐金屬裝入量占有的體積，V金＝G初/ρ金，【 ρ金：鋼液密度，～。則新爐金屬裝入量G：G=2T2+B吹氧時(shí)間的計(jì)算如下： 吹氧時(shí)間（t）=噸鋼耗氧量（m3/t）供氧強(qiáng)度[m3/(t】[11]由參考文獻(xiàn)[11]得知根據(jù)物料平衡計(jì)算結(jié)果可以得出轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì)的原始條件：爐子平均出鋼量為180t；%，此處取92%；%，此處取9%； （m3／t），此處取51（m3／t）；（D）最普遍的還是由北京鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院推薦的公式： 式中：D－熔池直徑，m；G－新爐金屬裝入量，T； t－吹氧時(shí)間，min；K－比例系數(shù)，（如表3－5所示）表3－5 不同噸位下的推薦K值噸位/t2030～5050～120200250大容量取下限，小爐子取上限K～～～～～。表3－4出鋼口內(nèi)徑推薦值容量（t）153050120150dT（m）出鋼口內(nèi)徑也可以采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： （公式32）式中：T－公稱噸位（b）出鋼口外徑（襯磚+鋼殼的厚度）dST出鋼口外徑一般為出鋼口內(nèi)徑的6倍左右，即dST＝6 dT；（4） 出鋼口長度 LT出鋼口長度一般為出鋼口內(nèi)徑的7～8倍，即LT＝（7～8）dT ；LT太長與β太大產(chǎn)生的作用相同；LT太短鋼流的導(dǎo)流不好，鋼流發(fā)散，易再次氧化。（3）出鋼口直徑（a）出鋼口內(nèi)徑（dT）出鋼口內(nèi)徑（dT）其大小要滿足出鋼所需要的時(shí)間（2～8分鐘，依爐子大小而不同，一般5分鐘左右）和鋼流對包內(nèi)鋼水的攪拌作用以及鋼水自出鋼口流出后能處于密實(shí)而不飛濺的狀態(tài)（鋼流不散）和不使鋼流帶渣，減少氧化，使鋼水能以一定的速度流入包內(nèi)。角。出鋼口傾角β值的大小，原則上講應(yīng)在開堵出鋼口方便的情況下盡量減少β角。（1）出鋼口位置出鋼口位置通常設(shè)在爐身與爐帽耐火材料的交界處（如圖3－3中a），這樣出鋼時(shí)鋼水能集中到帽錐處，保證了出鋼時(shí)出鋼口上方的鋼水始終處于最深狀態(tài)，鋼水能在一定壓力下以較快的流速流出流凈，若出鋼口設(shè)在爐帽或爐身段部位（如圖3－3中b、c）（a）出鋼時(shí)在出鋼口見渣時(shí)，爐內(nèi)還有部分鋼水沒有流凈；（b）鋼水夾渣。大爐子取下限，小爐子取上限。θ太大出鋼時(shí)還容易從爐口下渣，所以要從幾個因素綜合考慮確定。但是如果θ太大，勢必總增加爐帽長度，因?yàn)?，θ大些爐帽長度會增大，而 一定，爐帽長爐身就短，使得拖圈不好布置。如果θ值太小，砌磚錯臺太長容易塌落。確定θ值的原則：（1）便于爐氣逐漸收縮逸出，減少爐氣對爐帽襯磚的沖刷侵蝕。此處根據(jù)180t，取d0/D＝。這是轉(zhuǎn)爐出鋼最忌諱的一個問題，其危害是鋼水回磷和鋼流夾渣。但是爐口直徑比太大，即爐口直徑太大，熱損失大，從爐口吸入的冷空氣多，噴濺嚴(yán)重，低?！?。熔池深度直徑比h/D也可以用下式計(jì)算： （公式31）（式中：K－H內(nèi)/D）（d0/D） d0為爐口直徑。熔池過深因攪拌效果差，同樣容易噴濺，不利于加快熔池反應(yīng)。從吹氧動力學(xué)角度考慮，熔池深度應(yīng)是在一定吹煉條件下，既保證熔池得到良好的攪拌效果，又不致使氧氣流股穿透爐底，以達(dá)到提高吹煉速度，保護(hù)爐底，提高爐齡和安全生產(chǎn)的目的?！浚╤/D）熔池直徑D：熔池處于平靜狀態(tài)時(shí)金屬液面的直徑；熔池深度h：熔池處于平靜狀態(tài)時(shí)金屬液面到爐底的深度?！盁掍摴に囋O(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定”要求爐殼的高寬比（H/D）～，小容量轉(zhuǎn)爐取上限，大容量轉(zhuǎn)爐取下限。增加了投資和電耗。增加爐子高度是減少噴濺增加鋼水收得率的有效措施。例如美國國家鋼鐵公司大湖分廠270t轉(zhuǎn)爐H/，由于噴濺嚴(yán)重，～，導(dǎo)致吹氧時(shí)間延長到40分鐘。高度比對爐子進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，影響也相當(dāng)大。高寬比是反映爐型形狀的另一個重要參數(shù)，決定了爐型是瘦長型還是矮胖型。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的是180t轉(zhuǎn)爐，同時(shí)根據(jù)爐子越大，爐容比越小的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。在考慮了諸多因素之后我國設(shè)計(jì)部門推薦：爐子越大 ，爐容比越小。爐容比大勢必增加爐子高度H（H還受H/D的影響），增加廠房高度和傾動力矩。爐容比決定了爐子吹煉容積的大小，并對吹煉操作、噴濺、爐襯壽命都有很大的影響。對這些參數(shù)的確定需要持慎重態(tài)度，在進(jìn)行爐型設(shè)計(jì)時(shí)，要仔細(xì)考慮確定這些參數(shù)，才能使設(shè)計(jì)出來的爐型比較合理，滿足工藝要求。所以說爐型主要參數(shù)的確定方法，也是采用推薦的方法：（a）直接推薦各參數(shù)的數(shù)值范圍； （ 圖32）（b）推薦經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，主要介紹由北京鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院推薦的一套經(jīng)驗(yàn)公式。目前國內(nèi)各廠在進(jìn)行爐型設(shè)計(jì)時(shí)，一般都是采用“依爐建爐”的設(shè)計(jì)方法。由于煉鋼生產(chǎn)的因素是復(fù)雜多變的和進(jìn)行高溫模擬試驗(yàn)研究相當(dāng)困難，所以盡管國內(nèi)、外很多人對爐型設(shè)計(jì)問題進(jìn)行過研究，但迄今為止還沒有形成一套完整的爐型理論計(jì)算公式，不能完全從理論上確定一個理想的爐型和爐型的各部分尺寸參數(shù)。結(jié)合我國已建成的轉(zhuǎn)爐的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在選擇爐型時(shí)，可以考慮：表31 不同公稱容量對應(yīng)的建議爐型公稱容量（t）爐型100～200t以上的大爐子筒球型50～80t的中型爐子錐球型30t以下的小爐子截錐型因此根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，在設(shè)計(jì)中我們選擇筒球型?？傊畱?yīng)能使轉(zhuǎn)爐煉鋼獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗。爐型的定義：轉(zhuǎn)爐爐型是指轉(zhuǎn)爐爐膛的幾何形狀，亦即指由耐火材料砌成的爐襯內(nèi)形。所以在進(jìn)行爐型設(shè)計(jì)時(shí)采用以平均出鋼量表示公稱容量比較合理。以平均出鋼量表示公稱容量則介于兩者之間，其產(chǎn)量不受操作方法和澆鑄方法的影響，便于煉鋼后步工序的設(shè)計(jì)，也比教容易換算成平均金屬裝入量和平均爐產(chǎn)良坯量。這三種表示方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，以平均金屬裝入量表示公稱容量，便于進(jìn)行物料平衡和熱平衡計(jì)算，換算成新爐裝入量時(shí)也比較方便。目前國內(nèi)外對公稱容量的含義的解釋還很不統(tǒng)一，歸納起來，大體上有以下三種表示方法：（1） 以平均金屬裝入量（t）表示；（2） 以平均出鋼量（t）表示；（3） 以平均爐產(chǎn)良坯量（t）表示。[9]有參考文獻(xiàn)[9]可得知公稱容量（T），是對轉(zhuǎn)爐容量大小的稱謂，即平時(shí)所說的轉(zhuǎn)爐的噸位。轉(zhuǎn)爐爐型及其主要參數(shù)對轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)率、金屬收得率等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有直接的影響，其設(shè)計(jì)是否合理也關(guān)系到冶煉工藝能否順利進(jìn)行，車間主廠房高度與轉(zhuǎn)爐配套的其他相關(guān)設(shè)備的選型。簡言之，物料平衡和熱平衡計(jì)算對整個爐型設(shè)計(jì)，如同萬里之行的第一步，有了第一，方有已后，妥善開始，則以后好走，意義非凡。通過根據(jù)給定的鋼種進(jìn)行的物料平衡計(jì)算，一方面確定了煉制所煉鋼種的可行性，另一方面，確定了之后爐型設(shè)計(jì)中所需的數(shù)據(jù)，例如：、 （m3／t）、%?？梢郧蟮肹O]=% =,此差值來自于出鋼時(shí)的二次氧化。[7][8] 由參考文獻(xiàn)[7][8]可得知（1） 冶煉Q234鋼時(shí)選錳鐵和硅鐵脫氧表223錳鐵和硅鐵各中元素成分含量（%）成分CS