【正文】 可以確定 V 池 ，鋼 水密度可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算如下：取鋼水溫度為 1600。6959= m3 因此2323 4 0 4 ? ????? D DVh 池 =247。其直徑與熔池直接是一致的，故須確定的尺寸是爐身高度 H 身 。 （ 4） 爐帽尺寸 頂吹轉(zhuǎn)爐一般都是正口爐帽，其主要尺寸有爐帽傾角、爐口直徑和爐帽高度。傾角過小，爐帽內(nèi)襯不穩(wěn)定，容易倒塌；過大則出鋼時(shí)容易鋼渣混出和從爐口大量流渣。177。小爐子取上限，大爐子取下限，這是因?yàn)榇鬆t子的爐口 直徑相對要小些。 爐口直徑 d。一般爐口直徑為熔池直徑的 43%～ 53%較為適宜。 本設(shè)計(jì)取 45%。 爐帽高度 H 帽。 本設(shè)計(jì) H 口 取為 400mm。出鋼口的主要尺寸是中心線的水平傾角和直徑。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。國內(nèi)轉(zhuǎn)爐多為 45176。 出鋼口直徑 d 出。出鋼時(shí)間通常為 2～ 8min。時(shí)間過長（即出鋼口過小），鋼液容易二次氧化和吸氣，散 熱也大。 （ 6） 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 Vt/G（ m3/t）。公稱容量以轉(zhuǎn)爐爐役期的平均出鋼量來表示。通常，鐵水比增大，鐵水中 Si、 S、 P 含量高，用礦石作冷卻劑以及供氧強(qiáng)度提高時(shí)，為了減少噴濺和溢渣損失，提高金屬收得率和操作穩(wěn)定性，爐容比要適當(dāng)增大。對于大型轉(zhuǎn)爐，由于采用多孔噴槍和頂?shù)讖?fù)吹，操作比較穩(wěn)定，因此在其他條件相同的情況下，爐容比有所減小。 本設(shè)計(jì)取 m3/t。實(shí)際上它只是作為爐型設(shè)計(jì)的校核數(shù)據(jù) 。 則計(jì)算的 H 總 和 D 殼 就為： H 總 =++++= D 殼 =D+2 （爐襯厚度 +爐殼鋼板厚度） =+2（ +） =+ = 則高徑比就為 247。 4 轉(zhuǎn)爐爐襯與金屬構(gòu)件 爐襯材質(zhì)的選 擇 轉(zhuǎn)爐爐襯壽命是一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，受許多因素的影響，特別是受冶煉操作工藝水平的影響比較大。 根據(jù)爐襯的工作特點(diǎn)，其材質(zhì)選擇應(yīng)遵循以下原則： （ 1） 耐火度（即在高溫條件下不熔化的性能）高； （ 2） 高溫下機(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。但由于鎂炭磚成本較高，因此一般只用于諸如耳軸區(qū)、渣線等爐襯易損部位。有些轉(zhuǎn)爐則在永久層與爐殼鋼板之間夾有一層石棉板絕熱層。其主要作用是保護(hù)爐殼。 填充層介于永久層與工作層之間，一般用焦油鎂砂搗打而成，厚度 80～ 100 ㎜。也有的轉(zhuǎn)爐不設(shè)填充層。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 工作層系指與金屬、熔渣和爐氣接觸的內(nèi)層爐襯，工作條件極其苛刻。 爐帽可用二部煅燒鎂磚，也可根據(jù)具體條件選用其他材質(zhì)。 表 21 轉(zhuǎn)爐爐襯厚度設(shè)計(jì)參考值 爐襯各部位名稱 轉(zhuǎn)爐容量 ＜ 100 100～ 200 ＞ 200 本設(shè)計(jì)選用 爐帽 永久層厚度 /㎜ 60～ 115 115～ 150 115～ 150 120 工作層厚度 /㎜ 400～ 600 500～ 600 550～ 650 500 爐身（加料側(cè)） 永久層厚度 /㎜ 115～ 150 115～ 200 115～ 200 120 工作層厚度 /㎜ 550～ 700 700～ 800 750～ 850 700 爐身（出鋼側(cè)） 永久層厚度 /㎜ 115～ 150 115～ 200 115～ 200 120 工作層厚度 /㎜ 500～ 650 600～ 700 650～ 750 700 爐底 永久層厚度 /㎜ 300～ 450 350～ 450 350～ 450 400 工作層厚度 /㎜ 550～ 600 600～ 650 600～ 750 600 選擇爐身鋼板厚度為 80㎜，爐底和爐帽的厚度為 60㎜ 。 轉(zhuǎn)爐爐型選筒球形 ，其中球缺體半徑取 R=。； ② 出鋼口直徑 d 出 ： 2 ???出 ㎜ （ 310） （ 6）轉(zhuǎn)爐有效高度 H 內(nèi) ： H 內(nèi) = h+H 身 +H 帽 =++= ㎜ (311) （ 7）轉(zhuǎn)爐總高 H 總 ： H 總 =H 內(nèi) +H 襯 +δ 底 +δ 帽 =+1060+130= ㎜ （ 312） （ 8）爐殼直徑 D 殼 ： D 殼 =D+D 襯 +2δ 身 =+2020+160= ㎜ (313) 式中 ： δ 身 — 爐身鋼板厚度，取 80 ㎜； D 襯 — 爐身處兩側(cè)爐襯的厚度； (9) 高寬比核定 ： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 H 總 /D 殼 =(在 ～ 范圍內(nèi)） 所以設(shè)計(jì)合格。 爐襯材質(zhì)選擇 表 轉(zhuǎn)爐爐襯厚度選取值 名稱 工作層 /㎜ 填充層 /㎜ 永久層 /㎜ 絕熱層 /㎜ 爐帽 600 90 140 20 爐身（加料側(cè)） 800 90 150 20 爐身（出鋼側(cè)） 700 90 150 20 爐底 600 90 350 20 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底部供氣構(gòu)件設(shè)計(jì) 底氣種類 本設(shè)計(jì)確定 采用加強(qiáng)攪拌型，所以頂槍吹氧，底部吹惰性氣體和中性氣體 N2等。min）時(shí)，其冶金特征已接近頂吹法；達(dá)到 ～ （ t最大供氣強(qiáng)度一般不超過 （ t全程吹 Ar，成本太高；全程吹 N2，又會增加鋼中的氮。 供氣構(gòu)件 本設(shè)計(jì)采用類環(huán)縫式噴嘴，在環(huán)縫中 設(shè)有許多細(xì)金屬管，它兼有透氣磚和噴嘴的優(yōu)點(diǎn)，適用于噴吹各種氣體和粉劑，還簡化了細(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。 底吹元件布置 底吹噴嘴布置應(yīng)使底吹和頂吹產(chǎn)生的熔池環(huán)流運(yùn)動同向，且是熔池?cái)嚢杈鶆驎r(shí)間最短，以此獲得最佳的攪拌效果。分布即偏軸心布置。 爐殼設(shè)計(jì) 爐殼通常由爐帽、爐 身和爐底三部分組成。 傾動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用全懸掛式傾動機(jī)構(gòu)，采用無級調(diào)速，轉(zhuǎn)速為 ～ 。 ② 高峰小時(shí)耗氧量 Q2（ m3/h） ： 4 1 2 5 020 552 5 060T6 0 G WQ 22 ????? Nm3/h （ 42） 式中 ： T2— 平均每爐純吹氧時(shí)間， min。 ② 車間高峰小時(shí)耗氧量 Q4（ m3/h） ： Q4=n/NQ2=41250m3/h （ 44） 制氧機(jī)能力的選擇 根據(jù)轉(zhuǎn)爐車間的小時(shí)平均需氧量確定選取制氧機(jī)座數(shù)及能力。 氧槍設(shè)計(jì) 氧槍由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)三部分組成。 噴頭設(shè)計(jì) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 （ 1）噴頭類型與選擇 本設(shè)計(jì)選用拉瓦爾型噴頭，孔數(shù) 定為 5 孔，噴孔夾角為 15176。 （ 2） 噴頭尺寸計(jì)算 ① 氧流量計(jì)算 .56 8 720 2 5 055 ????? 吹氧時(shí)間 出鋼量每噸鋼耗氧量氧流量 m3/min （ 45） 式中 ： 每噸鋼耗氧量為 55～ 65m3/t，本設(shè)計(jì)選 55m3/t； ② 理論計(jì)算氧壓 由等熵流函數(shù)表可查得 ： 當(dāng)馬赫數(shù) M= 時(shí)， P/P0=，將選取的P=105Pa 帶入，則可求得 P0=105Pa 其中 ： P— 轉(zhuǎn)爐爐膛內(nèi)氣體壓力，即噴孔出口處氣流的壓力， Pa，選取范 圍（ ～ ） 105Pa； P0— 使用氧壓，在設(shè)計(jì)噴頭時(shí)按理論計(jì)算氧壓選取， Pa； ③ 選用噴孔出口馬赫數(shù)與噴孔數(shù)。參照武鋼煉鋼三分廠 250t 轉(zhuǎn)爐氧氣使用情況，選取轉(zhuǎn)爐噴孔數(shù)為 5 孔，能保證氧氣流股有一定的沖擊面積與沖突深度，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。 噴頭每個(gè)噴孔氧氣流量 q： .5687q ??? 噴孔數(shù)氧流量 m3/min(標(biāo)態(tài)） （ 46） 噴管實(shí)際氧氣流量 QV： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 00DV T PA1 .7 8 2 CQ ?? 喉 (47) 式中 ： 一般單孔 CD=～ ；三孔噴頭 CD=～ 。取擴(kuò)張段的半錐角 α為 4176。按照經(jīng)驗(yàn)，噴頭傾角 β=176。為宜。 ⑧ 噴孔喉口段長度確定 喉口段長度的作用 ： 一是穩(wěn)定氣流；二是使收縮段和擴(kuò)張段加工方便，為此過長的喉口段反而會使阻損增大，因此喉口段長度推薦為 5～ 10 ㎜。 氧槍槍身設(shè)計(jì) 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(jìn)水通道，中層管與外層管之間是冷卻水通道。 取中心管內(nèi)氧氣流速 V0=50m/s，則中心氧管內(nèi)徑 2 1 045 0011 ?????? ??? ㎜ （ 411） 式中 ： F1— 中心氧管內(nèi)截面積，㎡； V0— 管內(nèi)氧氣流速， m/s，一般取 40～ 50m/s，這里取 V0=45m/s； 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品規(guī)格，選取中心鋼管為 φ219㎜ 8 ㎜。又中心氧管外徑 d1 外 =219 ㎜，則 ： 進(jìn)水環(huán)縫面積 222 115. 7c m0. 01157m36006 250VQF ?????進(jìn)水 （ 412） 出水環(huán)縫面積 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 223 99. 2c 250VQF ?????出水 （ 413） 所以，中層鋼管的內(nèi)徑 d2： 5 0 . 3 1 5 . 74dF4d 22122 ??????? ?? 外 （ 414） 選取中層鋼管 d2 外 =φ253㎜ 8 ㎜。 （ 2）氧槍長度的確定 氧槍全長包括下部槍身長度 l1和尾部長度 l2。故 l2的長度取決于爐子容量和煙罩尺寸。 第五章 轉(zhuǎn)爐車間原材料供應(yīng) 鐵水供應(yīng) 由于所建的是兩座 250 噸的轉(zhuǎn)爐，所以采用容量為 600 噸的混鐵車。 鐵水包選擇 由金屬料平衡可計(jì)算出每爐鋼水需要鐵水 231t，考慮過余裝量 10%后可裝254t，由此選擇鐵水包容量為 260t。鐵水包耳軸位置選取為鐵水包全高一半偏上 500 ㎜。 廢鋼的供應(yīng) 廢鋼是作為 冷卻劑加入轉(zhuǎn)爐的。加入轉(zhuǎn)爐的廢鋼塊度，最大長度不得大于爐口直徑的 1/3， 最大截面積要小于爐口的面積的 1/7。 （ 1）廢鋼的加入方式 目前在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間，向轉(zhuǎn)爐加入廢鋼的方式有兩種，一種是直接用橋式吊車吊運(yùn)廢鋼槽倒入轉(zhuǎn)爐；另一種是用廢鋼加料車裝入廢鋼； 本設(shè)計(jì)選用直接用橋式吊車吊運(yùn)廢鋼槽倒入轉(zhuǎn)爐。廢鋼堆積的面積可按下式估算 ： 1 9 7 12 . 32 0 8 21 .2 HQxA ??? ??? ? ㎡ （ 52） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 式中 ： Q— 每日所需廢鋼量， t/d； x— 廢鋼儲存定額（天數(shù)）， d，取 3 天； H— 廢鋼儲存允許高度，有坑時(shí)包含的深度，取 ； ρ— 廢鋼堆積密度， t/m3，取 ； （ 3） 廢鋼料斗容積 V（ m3） ： 廢鋼入爐一般通過廢鋼料斗，由普通吊車像兌鐵水那樣裝入轉(zhuǎn)爐。廢鋼料斗容積 V 計(jì)算如下 ： .169fn qV ????? ? （ 53） 式中： q— 每爐加入廢鋼量， t； n— 料斗裝滿系數(shù)，取 ； f— 每爐加入廢鋼的斗數(shù)，取 1； ρ— 廢鋼堆積密度， t/m3； 散狀材料的供應(yīng) 轉(zhuǎn)爐散狀材料包括石灰、白云石、螢石、鐵礦石、氧化鐵皮、焦炭等。供應(yīng)系統(tǒng)包括散狀料堆場、地下（地面）料倉、由地下料倉送往主廠房的運(yùn)料設(shè)施、轉(zhuǎn) 爐上方高位料倉、稱量和向轉(zhuǎn)爐加料的設(shè)施。 高位料倉容積和數(shù)量的確定 高位料倉的作用在于臨時(shí)儲料，并利用重力向轉(zhuǎn)爐及時(shí)和可靠地供料保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)。椎體部分的傾角不小于 45176。放料口尺寸為標(biāo)準(zhǔn)散狀料尺寸的 3～ 6 倍以上，一般大致為 150～ 300 ㎜，以保證料倉內(nèi)的散狀料能自由下落，避免堆積成拱和卡料。本設(shè)計(jì)選用共用高位料倉。 鐵礦石 ： ? ? ? ? ?? ????? 石灰 ： ? ? ? ? ? ? 34 0 4 . 0 3 m1 . 00 . 8 310 . 0 5 0 12401 4 4 00 . 9 32 5 0V ?? ????? 螢石 ： ? ? ? ? 34 5 . 5 4 m1 . 70 . 8 10 . 0 0 3 72401 4 4 00 . 9 32 5 0V ?? ????? 白云石 ：內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 ? ? ? ? 32 6 6 . 1 3 m1 . 70 . 8 10 . 0 1 8 72401 4 4 00 . 9 32 5 0V ?? ????? 焦炭粉 ： ? ? ? ? 105. 0 002401 4 4 00 . 9 32 5 0V ?? ????? 各散料標(biāo)準(zhǔn)倉計(jì)算和數(shù)量的確定 ： 鐵礦石、石灰、螢石、白云石、焦粉用料倉容量選 25m3，則 ：