【正文】 （1）鋼水物理熱 Qg ： 先按求鐵水熔點(diǎn)的方法確定鋼水熔點(diǎn) Tg ；再根據(jù)出鋼和鎮(zhèn)靜時(shí)的實(shí)際溫降（通常前者為 40~60℃，后者約 3~5℃/min ,具體時(shí)間與盛鋼桶大小和澆注條件有關(guān)）以及要求的過(guò)熱度（一般為 50~90℃）確定出鋼溫度 Tz ；最后由鋼水量和熱容算出物理熱。根據(jù)其數(shù)據(jù)、相應(yīng)的溫度和熱容確定。 表 2—23 某些物料的物理熱 項(xiàng) 目 參 數(shù) （ kJ） 備 注爐氣物理熱 [(145025)]= 1450℃系爐氣和煙塵溫度煙塵物理熱 [(145025)+209]=渣中鐵珠物理熱[(152025)+272+(16901520)]=1520℃系鋼水熔點(diǎn)噴濺金屬物理熱1[(152025)+272+(16901520)]= 合 計(jì) Qx = （4）生白云石分解熱 Qb ：根據(jù)其用量、成分和表 2—20 所示熱效應(yīng)計(jì)算之。本計(jì)算取 5%則得： Qq =5% = kJ （6）廢鋼吸熱 Qf :用于加熱廢鋼的熱量系剩余熱量，即： Qf =Qs Qg Qr Qx Qb Qq = kJ故廢鋼加入量 Wf 為： Wf = 247。 %????熱 收 入 總 值 廢 鋼 吸 熱爐 渣 物 理 熱鋼 水 物 理 熱熱 效 率 ?若不計(jì)算爐渣帶走的熱量時(shí)： 10??熱 收 入 總 值廢 鋼 吸 熱鋼 水 物 理 熱熱 效 率 ? = %應(yīng)當(dāng)指出，加入鐵合金進(jìn)行脫氧和合金化，會(huì)對(duì)熱平衡數(shù)據(jù)產(chǎn)生一些影響。經(jīng)計(jì)算，其熱收入部分約占總熱收入的 ~%，熱支出部分約占 ~%，二者基本持平。本章以頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐為重點(diǎn)，對(duì)其爐型、爐襯、爐體金屬結(jié)構(gòu)和傾動(dòng)機(jī)構(gòu)以及底部供氣構(gòu)件進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)。頂?shù)讖?fù)吹兼有頂吹易于控制成渣過(guò)程和底吹可以增大熔池?cái)嚢杵鲝?qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，是節(jié)能降耗、擴(kuò)大品種、提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑；特別對(duì)于容量較大的轉(zhuǎn)爐，更具有其優(yōu)越性。據(jù)報(bào)道，日本基本淘汰了單純頂吹法，國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐的發(fā)展方向也是積極采用復(fù)吹。就吹煉的平穩(wěn)和噴濺程度而言，它優(yōu)于頂吹轉(zhuǎn)爐，而不及頂吹轉(zhuǎn)爐，故爐子高寬比略小于頂吹轉(zhuǎn)爐，卻大于底吹轉(zhuǎn)爐，即略呈矮胖型。通常其底部直徑 d≈,其熔池體積 Vc(m3)與熔池直徑 D(m)、熔池深度 h(m)有如下關(guān)系：Vc= 主要參數(shù)的確定 （1）爐容比：一方面由于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程比單純頂吹平穩(wěn)，其鋼渣噴濺高度相應(yīng)低于后者；另一方面，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐呈矮胖型，特別是采用截錐型熔池時(shí)，在裝入量和熔池直徑均相同的情況下，其熔池又比較深，以至熔池面以上的爐膛高度已比筒球型或錐球型的頂吹轉(zhuǎn)爐有所降低。從目前實(shí)際情況來(lái)看，爐容比取 。18 / 79 （3）熔池直徑 D 計(jì)算： D = K TG/式中 D——熔池直徑，mG——新?tīng)t金屬裝入量，t,可取公稱容量 150t——吹氧時(shí)間，min，取 16K——比例系數(shù)，取 帶入數(shù)據(jù)得 =?? V 池 = V 金 = G / 金 = 150 / = m3 ? （4）熔池深度 h： h = V 池 / D2 = () =1600 mm （5）爐帽尺寸的確定：設(shè)計(jì)時(shí)考慮以下因素：穩(wěn)定性，便于兌鐵水和加廢鋼，減少熱損失，避免出鋼時(shí)鋼渣混出或從爐口流渣，減少噴濺。 1）爐帽傾角 θ：對(duì)于 150t 的轉(zhuǎn)爐，選取 62o。 3）爐帽高度 H 帽 ：為了維護(hù)爐口的正常形狀，防止因磚襯蝕損而使其迅速擴(kuò)大，在路口上部設(shè)有高度為 H 口 =400mm 的直線段。 224(tVVHD???池身 帽身 ）19 / 79 = )(4?? =式中： V 帽 、V 身 、V 池 ——分別為爐帽、爐身和熔池的容積； Vt——轉(zhuǎn)入有效容積，轉(zhuǎn)入有效容積=爐容比 公稱容量。? 1）出鋼口直徑 d 出 可按如下經(jīng)驗(yàn)式確定 ??出= 0.?cm 取 18cm8? 2）出鋼口襯磚外徑： dST = 6d 出 =6= m 3）出鋼口長(zhǎng)度 LT =7d 出 =7 = 爐襯設(shè)計(jì)爐襯設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是選擇合適的爐襯材質(zhì)，確定合理的爐襯組成和厚度，并提出相應(yīng)的磚型方案，以確保獲得經(jīng)濟(jì)上的最佳爐齡。爐帽傾斜部，直筒部，爐底部的工作層均采用鎂碳磚。 （3）出鋼口搗打料一般用焦油鎂砂；爐身的填充層，也是用焦油鎂砂搗打而成。 爐底供氣構(gòu)件的設(shè)計(jì) 底部供氣裝置是頂?shù)讖?fù)吹技術(shù)關(guān)鍵之一。采用四個(gè)雙套管式噴嘴，噴嘴對(duì)稱分布置于爐底，應(yīng)使底吹和頂吹產(chǎn)生的熔池環(huán)流運(yùn)動(dòng)同向，以獲得最佳的攪拌效果，即最快的熔池混勻。 轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件由爐殼、爐體支承裝置及傾動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。爐帽制成圓椎型。爐身呈圓柱形，爐底采用截錐型。在轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中，爐殼承受多種負(fù)荷的作用，是爐殼產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，以致引起不同程度的變形。本設(shè)計(jì)選用 16Mn。=10113/7090=≥ ，符合要求，所以認(rèn)為所設(shè)計(jì)的爐子尺寸基本HD總殼上是合適的，能夠保證轉(zhuǎn)爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)。托圈采用鋼板焊成呈矩形斷面的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其尺寸如下：斷面高度21 / 792100mm，斷面寬度 700mm，蓋板厚度 120mm，腹板厚度 70mm。爐殼與托圈間采用自調(diào)螺栓連接裝置。布置，且與焊在托圈蓋板上的支座鉸接。耳軸及其軸承：爐體和托圈的全部載荷都通過(guò)耳軸，經(jīng)軸承座傳給地基；同時(shí)傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的傾動(dòng)力矩又通過(guò)耳軸傳給托圈和爐體。采用合金鋼材質(zhì)，其直徑取1000mm，其軸承采用重型雙列向心球面滾子軸承，與托圈的連接方式采用法蘭螺栓連接。傾動(dòng)機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)機(jī)—齒輪傳動(dòng)方式，為了保證設(shè)備運(yùn)行的安全性和實(shí)現(xiàn)設(shè)備輕、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少的目的，本設(shè)計(jì)采用全懸掛四點(diǎn)嚙合的傾動(dòng)機(jī)構(gòu)布置形式。360176。傾動(dòng)速度一般是可調(diào)的。傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)有傾動(dòng)速度、傾動(dòng)力矩和耳軸位置。本次設(shè)計(jì)取轉(zhuǎn)速為 ，傾動(dòng)機(jī)構(gòu)選用全懸掛式。耳軸的最佳位置應(yīng)兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性。噴頭由紫銅經(jīng)機(jī)加工或用鍛造方法制成，槍身由無(wú)縫管做成的三層套管組成。其設(shè)計(jì)包括噴頭設(shè)計(jì)，水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)，槍身和尾部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要要求為：A 正確設(shè)計(jì)工況氧壓和噴孔的形狀、尺寸，并要求氧氣射流沿軸線的衰減應(yīng)盡可能的慢。C 噴頭壽命要長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，氧氣射流沿氧槍軸線不出現(xiàn)負(fù)壓區(qū)和強(qiáng)的湍流運(yùn)動(dòng)。 表 3—2 噴頭參數(shù)的原始數(shù)據(jù)類別 \成分 (%) C Si Mn P S鐵水預(yù)處理后設(shè)定值 冶煉 Q235B,終點(diǎn)鋼水 C=%根據(jù)鐵水成分和所煉鋼種進(jìn)行的物料平衡計(jì)算，取每噸鋼鐵料耗氧量為 48m3 ,吹氧時(shí)間為 16min。 （2）氧氣流量：當(dāng)裝入量為 150t 時(shí)氧氣流量為：Q=48150/16=450m3/min。噴孔分散度 m=d 間 /d 出 =。取 CD=，T 0=290K，P 0==，由 ?? 得 喉喉 ?????A 則 d 喉 ==40mm （5）確定噴孔出口直徑：由 M= 查得 A 出 /A 喉 =（見(jiàn)于“可壓縮等熵流函數(shù)表” ） ，即 ????23 / 79 則 =52mm .??喉出 （6）確定噴孔其它幾何尺寸：收縮段長(zhǎng)度為 58mm，噴孔喉口的直線段長(zhǎng)度為 3mm，擴(kuò)散段的半錐角取7o，則擴(kuò)張段長(zhǎng)度 L 為： o7tan2d喉出?L ot405 收縮段進(jìn)口尺寸 d 收 =56mm，收縮段長(zhǎng)度為 L 收 = 收 =45mm。噴頭端面設(shè)計(jì)成與噴頭軸線的垂直平面相交夾角為 12176。 氧槍水冷系統(tǒng)氧槍槍身由三層同心無(wú)縫管組成，其長(zhǎng)度決定于爐子尺寸與工藝布置要求。已知氧流量 Q=450Nm3/min，氧氣流在中心管內(nèi)的流速按 50m/s, 保證其經(jīng)濟(jì)性和安全性。1688mm。中層及外層鋼管的直徑主要根據(jù)冷卻水的流速和流量來(lái)確定。進(jìn)水速度選取 6m/s，出水速度選取 7m/s，端頭處的水流速取為 9 m/s。氧槍受熱表面所受的最大熱負(fù)荷值大約為（～）10 6kJ/h進(jìn)水環(huán)縫截面積： ???）（水水 VQF出水環(huán)縫截面積： m272 ）（水水已知中心鋼管外徑 d 內(nèi) 1=168mm，則中層鋼管的內(nèi)徑為： 21d4）（ 內(nèi)中 ???F 26870? m19?選取中層鋼管為 248。同理，外層鋼管內(nèi)徑為： 212)d(4d中外 ??F2906??m20選取外層鋼管為 248。為保證銅頭能有較高的壽命，應(yīng)使銅頭底部的流通間隙高度小于外冷卻水層環(huán)縫厚度。該處的間隙面積為 2hmh %7vq75????WA又知 2hd1h）（???25 / 79故 ???????）（）（?A(4)氧槍總長(zhǎng)度和行程確定：根據(jù)氧槍總長(zhǎng)公式為 87654321 hhh?槍Hm. ..0..0759 ???? 式中 h1——氧槍最低位置至爐口距離，m ； ??????口爐 身爐 帽 H h2——爐口至煙罩下沿的距離，取 ； h3——煙罩下沿至煙道拐點(diǎn)的距離，取 ； h4——煙道拐點(diǎn)至氧槍孔的距離，m； h5——為清理結(jié)渣和換槍需要的距離，取 ； h6——根據(jù)把持器下段要求決定的距離，m ； h7——把持器的兩個(gè)卡座中心線間的距離，m ； h8——根據(jù)把持器上段要求決定的距離，m 。 連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù)連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù)是決定連鑄機(jī)機(jī)械設(shè)備性能和尺寸的基本前提，也是連鑄機(jī)車間工藝布置的主要依據(jù)。 鋼包允許的最大澆注時(shí)間鋼包允許的最大澆鑄時(shí)間主要受鋼種、鋼包容量、包襯材質(zhì)、烘烤條件、覆蓋保溫劑、鋼包加蓋等因素影響，可按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：27 / 79 ?? in9175式中： tmax——鋼包允許的最大澆注時(shí)間，min； G——鋼包容量，t，本設(shè)計(jì)中為 275 t； f——質(zhì)量系數(shù)，本設(shè)計(jì)選取 f =12。 拉坯速度主要受連鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度、結(jié)晶器出口鑄坯凝殼厚度及拉坯力的限制。結(jié)晶器有效長(zhǎng)in6mKmin28K度 。板坯： ?）（方坯： m384）（ （2）工作拉速：根據(jù)最大拉速及已有廠的經(jīng)驗(yàn)，取工作拉速為板坯 ； 方坯 ?? 連鑄機(jī)的流數(shù)連鑄機(jī)的流數(shù)計(jì)算式如下： GNtFv??式中：G——鋼包容量，t； t——鋼包澆鑄時(shí)間，min； F——鑄坯斷面面積， m2； v——該斷面的工作拉速，m/min； ρ——鑄坯密度，t/m 3，本設(shè)計(jì)為 t/m3。 鑄坯的液相深度和冶金長(zhǎng)度液相深度計(jì)算如下： 2max4vKDL?式中： L——液相深度，m； D——鑄坯厚度，mm； vmax——最大拉速， m/min； K——綜合凝固系數(shù)，mm/min 1/2 板坯 ，方坯 min26m?K。?L根據(jù)生產(chǎn)中的一般經(jīng)驗(yàn)： ；.則 液相深度：板坯 m ； 方坯 m。代入數(shù)據(jù)得：板坯 R0= 方坯 R0= m 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的確定連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力與煉鋼爐的類別、容量和座數(shù)、冶煉鋼種、爐外處理工藝、鑄坯斷面、鑄機(jī)臺(tái)數(shù)和流數(shù)、連澆爐數(shù)、連鑄機(jī)作業(yè)率等因素有關(guān)，且應(yīng)根據(jù)煉鋼廠的實(shí)際情況。代入數(shù)據(jù)得： 板坯 Q=354 t/h ； 方坯 Q= t/h 。?可得： 板坯 G= 萬(wàn)噸 ； 方坯 G=307 萬(wàn)噸。 結(jié)晶器的設(shè)計(jì)結(jié)晶器之連鑄設(shè)備中最關(guān)鍵的部位，主要起著鑄坯成形的作用。本設(shè)計(jì)中結(jié)晶器采用弧形橫斷面的在線調(diào)寬板坯結(jié)晶器，其內(nèi)壁采用銅鉻材質(zhì)。板坯： mm185%3180???）（ mm025）（方坯： mm）（ mm）（