转炉设计
转炉设计
1.1转炉炉型设计
1.1.1转炉炉型设计概述
（1）公称容量及其表示方法
公称容量（T），对转炉容量大小的称谓。即平时所说的转炉的吨位。
（2）炉型的定义
转炉炉型是指转炉炉膛的几何形状，亦即指由耐火材料切成的炉衬内形。炉型设计内容包括：
炉型种类的选择；炉型主要参数的确定；炉型尺寸设计计算；炉衬和炉壳厚度的确定；顶底复吹转炉设计。
1.1.2炉型种类及其选择
（1）炉型种类
根据熔池（容纳金属液的那部分容积）的形状不同来区分，炉帽、炉身部位都相同，大体上归纳为以下三种炉型：筒球形、锥球形和截锥形。
①筒球形炉型：该炉型的熔池由一个圆筒体和一个球冠体两部分组成，炉帽为截锥体，炉身为圆筒形。其特点是形状简单，砌砖简便，炉壳容易制造。在相同的熔池直径D和熔池深度h的情况下，与其他两种炉型相比，这种炉型熔池的容积大，金属装入量大，其形状接近于金属液的循环运动轨迹，适用于大型转炉。
②锥球形炉型（国外又叫橄榄形）：该炉型的熔池由一个倒置截锥体和一个球冠体两部分组成，炉帽和炉身与圆筒形形炉相同。其特点是，与同容量的其他炉膛相比，在相同熔池深度h下，其反应面积大，有利于钢、渣之间的反应，适用于吹炼高磷铁水。
③截锥体炉型：该炉型的熔池有一个倒置的截锥体组成。其特点是，形状简单，炉底砌筑简便，其形状基本上能满足于炼钢反应的要求。与相同容量的其他炉型相比，在熔池直径相同的情况下，熔池最深，适用于小型转炉。
结合中国已建成的转炉的设计经验，在选择炉型时，可以考虑：
100～200t以上的大型转炉，采用筒球形炉型；
50～80t的中型转炉，采用锥球形转炉；
30t以下的小型转炉，采用截锥体转炉。
1.1.3转炉炉型主要参数的确定
迄今为止，国内外还没有一套完整的转炉炉型的理论计算公式，不能完全从理论上确定一个理想的转炉炉型和炉型各部分尺寸参数。现有的公式都属于经验
公式。目前国内各厂进行转炉炉型设计时，一般都是采用“依炉建炉”的设计方法。即通过考察和总结同类转炉的长期生产情况和较先进的技术经济指标，结合采用经验公式和进行可行的模拟试验，再结合当地的条件做适当的修改，来确定转炉的炉型尺寸。
转炉炉型的主要参数的确定方法，通常采用推荐的方法。
①直接推荐各参数的数值范围。
②推荐经验计算公式。
以下为北京钢铁设计研究总院推荐的一套经验公式。
主要参数包括：V/T、H/D、h/D、d0/D、θ，出钢口参数（d T、β、L T）。对这些参数的确定需要持慎重态度，在进行炉型设计时，要仔细考虑确定这些参数，才能使设计出来的转炉炉型比较合理，满足工艺要求。
（1）炉容比（V/T，容积比或容积系数）
炉容比V/T是指新炉时，转炉炉膛有效容积V与公称容量T的比值（m3/t）。
意义：单位公称容量所占有的炉膛有效容积（也叫工作容积）的大小。它是炉型参数中一个最重要参数。它决定了转炉吹炼容积的大小。炉容比对吹炼操作、喷溅、炉衬寿命都有很大的影响。
根据炼钢工艺设计技术规定，要求转炉新砌炉衬的炉容比V/T应在0.9～0.95m3/t，小容量转炉取上限，大容量转炉取下限。中国设计部门推荐，炉容量越大，炉容比越小。下表为不同转炉炉容比的情况。
使用条件：90%～95%的铁水比，采用废钢矿石法冷却，使用部颁标准P08生铁，供氧强度B在3～4m3/(t·min)。
不同转炉炉容比
度，V/T 设计值比推荐值大些，例如：太钢50t 转炉为0.98 m 3/t ，包钢50t 转炉为0.99 m 3/t ，马钢50t 转炉的V/T 为0.975 m 3/t ，武钢50t 转炉的V/T 为0.95 m 3/t ，攀钢120t 转炉的V/T 为1.02 m 3/t ，20t 转炉定型设计为1.03 m 3/t ，15t 转炉定型设计取1.03～1.21 m 3/t 。
上述数据与实际比较接近，通常V/T 在0.95～1.05 m 3/t ，通常V/T 增大的原因是采用了较大的供养强度，吹氧时间缩短，
炉容比还可以采用经验公式计算：
06.0)(15100.0)(12100.0)(5.775.021
3131+??
????++=B P Si C T V
??? 式中，ω（C ）:铁水含碳量，%。 ω（Si ）:铁水含硅量，%。 ω（P ）:铁水含磷量，%。
B:供氧强度， m 3/(t ·min)。 （2） 高宽比（H/D ）
表示方法：H 内/ D 膛，炉型的高宽比；H/D ，炉壳的高宽比，两种的表示方法，相差一个炉衬厚度。
高宽比是反映炉型形状的另一个重要参数，决定了炉型是瘦长型还是短胖型。
经验证明，高宽比H/D<1.3则得不到防止喷溅的起码高度，国内高宽比不小于1.3。
炼钢工艺设计技术规定，要求炉壳的高宽比H/D 应在1.35～1.65范围，小容量转炉取上限，大容量转炉去下限。
3.01.065
.21
.0++=
B T
D
H 内 式中，H 内/D ：炉膛内高直径比； T:公称容量，t ；
B ：供氧强度，m 3/(t ·min)。
注意：设计时不能用高宽比计算尺寸，而是用高宽比值来校核所设计的炉型是否合理，炉型尺寸另有计算公式。 （3） 熔池深度直径比（h/D ）
熔池深度h ：熔池处于静止状态时金属液面到炉底的深度。 熔池直径D ：熔池处于静止状态时金属液面的直径。
根据实际经验，大多数转炉的h/D 在0.23～0.54范围内波动，一般h/D 为0.31～0.33。
熔池深度直径比h/D 可以用下面公式计算：
3
1)()19.0~17.0(T
V K D h = 式中，K —H 内/D 。
（4） 炉口直径比（d 0/D ）
d 0为炉口直径。因为在确定炉口直径比之前D 已经确定，所以炉口直径比的大小决定炉口的大小。
总结已投产的转炉，炉口直径比在0.31～0.69范围内波动，多数在0.5左右。
设计部门推荐d 0/D=0.43～0.53；大型转炉取下限，小型转炉取上限。 炉口直径比可用下式计算：
75.05.065.25.031
.00++=S T K D
d
式中，K ：H 内/D ； T ：公称容量，t ；
S:按月计最大废钢比。 （5） 帽锥角（θ）
指炉帽锥与炉身交接处，炉帽与转炉水平线之间的夹角。 确定θ的原则如下：
①便于炉气逐渐收缩逸出，减少炉气对炉帽衬砖的冲刷侵蚀。
②使炉锥段各层砌砖逐渐收缩，缩短砌砖的错台长度，增加砌砖的牢固性。如果θ值太小，砌砖错台太长容易塌落。
推荐值θ=60°～68°。大型转炉取下限，小型转炉取上限。一般炉帽部分的体积占炉膛体积的30%。
（6） 出钢口参数（位置、太小、长度和出钢口倾角β）
①出钢口位置。出钢口位置通常设在炉身与炉帽耐火材料的交接处。 ②出钢口倾角β。原则上讲应在开堵出钢口方便的情况下尽量减少β，国内已建成的转炉多数β值在15°～20°之间。如太钢50t 转炉为19°，鞍钢150t 转炉为20°，攀钢150t 转炉为20°。近几年新建大、中型转炉有些采用0°角。 减少出钢口倾角的优点如下：
a ．可以缩短出钢口长度，便于维护。
b ．可以缩短钢流长度（出钢口至钢包的距离），减少钢流的吸气和散热损失。
c ．出钢时炉内钢水不发生漩涡运动，避免钢流夹渣。
d ．出钢时钢包车行走距离短，出钢口倾角大，则行车距离长。 ③出钢口直径
a ．出钢口内径（d T ），其大小要满足出钢所需要的时间（2～8min ，依转炉大小
T
d T 75.163+=
式中，T 为公称吨位。
b ．出钢口外径（衬砖+炉壳的厚度）d ST .出钢口外径一般为出钢口内径的6倍左右。即：d ST =6d T 。
④出钢口长度L T 。出钢口长度一般为出钢口内径的7～8倍，即
L T =(7～8) d T
上述参数确定后，就可以进行炉型各部分尺寸的设计计算了。
注：不能用H/D ，h/D 计算炉型尺寸，只能用其校核设计尺寸是否合理。
1.1.4转炉设计计算
设计程序：
①确定所设计炉子的公称容量；
②选择炉型（筒球形、锥球形、截锥形）； ③确定炉型主要设计参数； ④计算熔池尺寸；
⑤确定整个炉型尺寸。 （1） 熔池尺寸的计算
在炉型尺寸的计算中首先要确定熔池尺寸，主要是熔池直径和熔池深度的计算确定，它是炉型尺寸中两个最重要的尺寸参数。熔池直径和深度计算出来后要校核h/D 是否合乎要求，否则应重新调整熔池直径和熔池深度值，直至h/D 合乎要求为止。
① 熔池直径（D ）。中国设计部门推荐采用如下计算公式：
t
G
K
D =
式中
D:熔池直径，m ；
G:新炉金属装入量，t ； t:吹氧时间，min
；
由平均出钢量T 换算G ：
ηB
T G +=22
式中，T ：平均出钢量，t ；
B ：老炉比新炉多产刚系数。一般B=10%～40%，大型转炉取下限，小型转炉取上限。
η：金属消耗系数，一般P08生铁η=1.07～1.15；J 13生铁η=1.15～1.20。
η=1/η金
η金：金属收得率。 吹氧时间的计算如下。
()
[]
min t /m t /m t 3
3?=供氧强度）
吨钢耗氧量（吹氧时间
它是另一个比较重要的熔池尺寸参数，对于一定容量的转炉，在炉型和熔池直径确定以后，可以利用几何公式计算熔池深度。 a ．截锥形熔池。利用截锥形的体积公式：
h 574.02D V =池
b ．筒球形熔池.
32046.0h 79.0D D V -=池
c ．锥球形熔池
320363.0h 70.0D D V -=池
熔池直径H 已求出，若能知道V 池就可以用以上公式求出各种炉型的h 值。 根据熔池定义，熔池体积V 池应等于金属液体积V 金，
即V 池=V 金
式中，V 金：新炉金属装入量占有的体积；V 金=G/ρ金，ρ金为金属液密度，取6.8～
7.0t/m 3
。
求出D 和h 后，校核：h/D 是否符合推荐值h/D=0.31～0.33；校核h 冲/h ，h 冲氧流股的冲击深度，h 应满足h 冲的需要，对多孔喷头h 冲/h=0.25～0.4为宜。 多孔喷头的h 冲经验计算公式如下：
4
.349
.2p 10d h 13用
钢
喉冲多孔枪冲??????
?
?+=--ρH h
式中，H 多孔枪：喷头距熔池液面高度（枪位），mm ；
d 喉：喷头喉口直径，mm ； ρ钢：钢液密度，t/m 3； P 用：氧气使用压力（表压），kgf/cm 2（1kgf/cm 2=98066.5Pa ） 先求出h 冲后再演算是否h 冲/h=0.25～0.40。 （3） 炉帽尺寸的计算确定
炉帽主要尺寸包括炉口直径、帽锥角，炉帽高度。
① 炉口直径d 0：按参数d 0/D=0.43～0.54计算或根据同类炉子d 0值选取，部分转炉的炉口直径见下表。
部分转炉的炉口直径
③炉帽高度H 帽。
锥口帽H H H +=
式中，H 口=300～400mm ，为了保持炉口的正常形状，防止因为衬砖蚀损而使其扩大，在炉口设置高度为300～400mm 的直线段。
θtan d 2
1
0）（锥-=D H
炉帽体积 锥口帽
V V V +=
（4） 炉身尺寸的计算
①炉膛直径D 膛：炉身为圆筒形，对于炉衬无加厚段的转炉其炉膛直径与熔池直径相同，即 D 膛=D 。 ② 炉身高度H 身： 炉身体积： 2
4D
V H π身
身
=
帽池身V V V V --=
V ：炉膛体积，由炉容比V/T 和公称容量T 确定V=（V/T ）T 。求出炉身高度后，整个炉型就计算出来了，这时要对炉型进行校核，计算出来的炉型尺寸应同时满
足V/T和H内/D膛的要求，如果不在推荐范围内，则要对炉型尺寸进行适当的调整使之符合炉型主要参数推荐值。
（5）出钢口尺寸的计算确定
按照炉型主要参数中的出钢口参数确定方法来确定。
1.1.5炉衬的组成、材质的选择及厚度确定
从设计的角度应注意：
①选择优质的耐火材料做炉衬。
②确定最佳炉衬厚度。
（1）炉衬的组成
炉衬一般由永久层、填充层和工作层三层组成。
永久层：紧贴炉壳钢板（或绝热层），通常是用一层镁砖或高铝砖侧砌而成，厚度113～115mm，其作用是保护炉壳钢板，修炉时不拆除。
填充层：介于永久层和工作层之间，一般是用焦油镁砂捣打而成，厚度一般80～100mm，有的工厂不做规定，只要达到找平的目的即可。填充层的作用是减轻工作层受热膨胀时对炉壳钢板的挤压作用，便于修炉时迅速拆除工作层和砌炉操作。也有的转炉不设填充层。
工作层：它的工作条件相当恶劣，工作层一般有煤炭砖砌成。所谓炉衬寿命即指工作层的寿命，当工作层被侵蚀损坏后（残余厚度约100mm），就要更换炉衬了。（2）材质选择
选择材质的原则如下：
①耐火度（抵抗高温作用而不熔化的性能）高；
②高温下的机械强度高，耐急冷急热性能好；
③化学性能稳定；
④资源广泛，价格便宜。
根据国内外多年来的生产实践证明，工作层采用煤炭砖是一种比较理想的炉衬砖。镁碳砖是采用天然菱镁矿和天然鳞片石墨为原料，用改质沥青和酚醛树脂做复合黏结剂；经破碎、筛分、调整黏度，加入适量鳞片石墨，加入黏结剂，添加适量抗氧化剂，经混炼、成型，经200～250℃硬化处理后即成成品。
镁碳砖具有耐高温、耐渣侵和耐剥落等优良的使用性能。与其他镁砖相比，在使用过程中变质层变薄，不至于引起砖体结构的剥落。加入相当数量的石墨改善了砖的导热性能，具有良好的抗震性。
永久层一般用烧成的镁砖或高铝砖。
（3）各层厚度的确定
一般炉身工作层厚度400～800mm，炉底工作层比炉身略薄一些，约350～600mm，填充层80～100mm,炉身永久层113～200mm，多数113～115mm，炉底永久层300～500mm。转炉各层炉衬厚度如下表所示。
根据不同部位的侵蚀情况，使用不同材质的耐火材料和砌成不同厚度的炉衬，使之各部位的侵蚀基本均匀，这就是所谓的均衡炉衬。又叫均衡砌炉或平衡炉衬。均衡砌炉是提高炉衬寿命，降低耐火材料消耗和成本的有效措施。近年来许多钢厂都采用了均衡砌炉，在不容易修补的耳轴两侧采用抗渣性能良好和抗氧化性能强的高级镁碳砖、在侵蚀较快的渣线部位采用抗渣性能良好的镁碳砖，在装料侧炉衬采用高抗渣性、高强度、高抗热震性的镁碳砖。出钢口则使用等静压
成型的整体镁碳砖出钢口。
1.1.6炉壳厚度和转角半径的确定
（1）炉壳作用
转炉炉壳类似于一个承受高温、高压的容器，它在使用过程中要承受下列作用力：
①静载荷产生的应力，包括炉料、炉衬和炉壳本身等重量产生的应力。 ②动载荷产生的应力，包括加料，特别是加废钢和清理炉口结渣时产生的冲击力，以及产生炉体在倾动中产生的巨大扭矩。
③炉衬的膨胀应力：炉子受热膨胀时产生巨大的热应力； ④热应力：由炉壳钢板轴向和径向的温度梯度产生的应力。
⑤ 其它应力：包括炉壳断面改变，局部加固及加工、安装过程中产生的应力。 （2）炉壳材质
根据炉壳的使用特点，要求炉壳使用的材质具有在高温时耐时效，抗蠕变及良好的成型性和焊接性能。一般小型转炉用碳素结构钢，大型转炉用低结构钢，如Q235、16Mn 、15MnTi 、14MnNb 、20g 等。 （3）炉壳厚度
炉壳厚度的确定目前尚无成熟的计算公式，原则上讲由于炉底各部分受力不均匀，炉底、炉身和炉帽应选用不同厚度的钢板。炉身受力最大，使用最厚的钢板，炉底为炉身厚度的80%左右。 经验公式为：（D 壳为炉壳外径）
壳身壳）～（D 0115.00089.0=δ
身壳帽壳）（δδ0.1~7.0= 身壳底壳）（δδ94.0~75.0=
小型转炉为了简化取材，一般炉底、炉身和炉帽都选用相同厚度的钢板，不同容量转炉的炉壳厚度见下表。
在转炉炉壳的帽锥与炉身直筒段连接处，直筒段与池锥，池锥与炉底球冠连接处，小转炉意直线尖角相连接，称谓拐角炉壳。采用拐角炉壳比较简单，容易制造、大、中型转炉为了减少应力集中，增加炉壳的坚固性，以圆弧连接，称为拐弧炉壳，其圆弧半径叫转角半径。在便于砌筑炉衬砖和不减薄炉衬厚度情况下，弧形段的转角半径一般以不大于炉衬总厚度为宜。这样炉壳弧形段的转角半径可按下式确定：
SR 1=SR 2≤δ身 SR 3=0.5δ底
式中，SR1：炉壳帽锥与直筒段相接处转角半径； SR2：炉壳池锥与与直筒段相接处转角半径； SR3：炉壳池锥与炉底球冠连接处转角半径； δ身、δ底：分别为炉身、炉底的衬砖总厚度。 （5） 炉壳的形状及特点
炉壳用钢板加工成截锥形炉帽，圆筒形炉身，和球冠形或截锥形炉底。 ① 炉帽
炉帽接近高温炉气，直接受喷溅钢渣的烧损，并受烟罩内高温烟气的热辐射。为了保持炉口形状不变，减少炉口结渣并便于清除，目前普遍采用水冷炉口。 水冷炉口的结构形式有水箱式和铸铁埋管式。目前，采用水箱式水冷炉口的较多。 水冷炉口的冷却水量q V （t/h ）为：
)(186.42.1j ch V t t qF
q -=ε
式中，ε：水冷炉口材料的辐射黑度，钢板取0.8，铸铁取0.87～0.95； q:水冷炉口的吸热强度（kJ/（m 2·h ））
大型转炉 （4.2～5.0）×105 kJ/（m 2·h ）； 中型转炉 （33.5～37.7）×104 kJ/（m 2·h ）； 小型转炉 （25.1～29.3）×104 kJ/（m 2·h ）。 F ：水冷炉口传热面积，m 2； 1.2：安全系数；
t ch 、t j ：进、出口温度，一般为t j <35℃, t ch <45～55℃ ②炉身
圆筒形，依靠炉身使整个炉体与托圈相连接，倾动机构又通过耳轴和托圈使炉体 转动。 ③炉底
依据熔池形状不同有球冠形和截锥形之分，根据修炉方式，又有死炉底和活炉底之分。活炉底又分为大活炉底和小活炉底。
炼钢工艺设计技术规定：容量不大于100t 的转炉，一般采用截锥形活炉底，容量不小于150t 的转炉采用筒球形死炉底。
当炉衬和炉壳及厚度确定后，整个炉型就基本上确定了。最后在校核一下H/D 是否合适，否则重新调整炉型尺寸。
1.1.7炉型设计步骤
①列出原始条件：公称容量，铁水条件，废钢比，氧枪类型，吹氧时间（或供氧
强度）等；
②根据条件选择炉型； ③确定炉容比；
④计算熔池直径D ，熔池深度等尺寸； ⑤计算炉帽尺寸； ⑥计算炉身尺寸； ⑦计算出钢口尺寸； ⑧确定炉衬厚度； ⑨确定炉壳厚度 ⑩校核H/D ；
最后绘制炉型图。
1.1.8炉型设计举例
（1）原始条件
炉子平均出钢量为200t ，钢水收得率取92%，最大废钢比取20%，采用废钢矿石法冷却：铁水采用P08低磷生铁[ω(Si)≦0.85%]ω(P)≦0.2%ω(S)≦0.05%],氧枪采用四孔拉瓦尔喷头，设计氧压为1.0MPa 。 （2）炉型选择
根据原始条件采用筒球形炉型作为本设计炉型。 （3）炉容比：取V/T=1.05；（通常V/T 在0.95～1.05 m 3/t ） （4）熔池尺寸的计算 ①熔池直径的计算。
熔池直径的计算公式：
t
G K
D = 确定初期金属装入量G ；取B=15%则
）（金t 20290.01%1522002122=?+?=?+=ηB T G
）（金
金3m 7.298
.6202
==
=
ρG
V 确定吹氧时间，根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为50～57m 3/t （钢），高磷铁水约为62～69m 3/t （钢），本设计采用低磷铁水 ，取吨钢耗氧量
为57m 3
/t （钢），并取吹氧时间为14min 则
()[]
m in t /m 07.414
57
3?===
吹氧时间吨钢耗氧量供氧强度
取K=1.57 则
)(960.514
202
57
.1m D ==
②熔池深度计算。
筒球形熔池深度的计算公式为：
)m (405.196
.579.096.5046.07.2979.0046.02
32
3
=??+=+=
D D V h 金 确定D=5.960m ，h=1.405m 。 ③熔池其他尺寸确定。
球冠的弓形高度：h 1=0.15D=0.15×5.96=0.894（m ） 炉底球冠曲率半径：R=0.91D=0.91×5.96=5.414(m) （5）炉帽尺寸的确定
①炉口直径d 0：取d 0=0.48D=0.48×5.96=2.86(m) ②炉帽倾角θ：取θ=64° ③炉锥高度H 帽:
）（）（）（。锥m 18.364tan 86.296.52
1
tan d 210=?-=-=θD H
取H 口=400mm ，则整个炉帽高度为：
H 帽=H 锥+H 口=3.18+0.4=3.58（m ）
在炉口设置水箱式水冷炉口。 炉帽部分容积为：
口锥帽（H d D D H V 202
0024)d d 12ππ+++=
)(35.484.086.24
)86.286.296.596.518.3123222m =??++?+??=ππ（ （6）炉身尺寸确定
①炉膛直径D 膛=D(无加厚段)。
②根据选定的炉容比为1.05，可求出炉子总容量为V 总=1.05×200=210（m 3）
帽池总身V V V V --=
=210-29.7-48.35=131.95（m 3） ③炉身高度
)m (73.496.54
95
.1314
2
2
=?=
=
π
π
D V H 身
身
则炉型内高H 内=h+H 帽+H 身=1.405+4.73+3.58=9.715（m ） （7）出钢口尺寸的确定 ①出钢口直径
)(2.0)(2020075.16375.163m cm T d T =≈?+=+=
②出钢口衬砖外径：d ST =6d T =6×0.2=1.2m ③出钢口长度：L T =7d T =7×0.2=1.4m
④出钢口倾角β：取β=18°。 （8）炉衬厚度确定
炉身工作层选700mm ，永久层115mm ，填充层100mm ，总厚度700+115+100=915（mm ）
炉壳内径为D 壳内=5.96+0.915×2=7.79（m ）
炉帽和炉底工作层均选600mm ，炉帽永久层为150mm ，炉底永久层用标准镁砖立砌一层230mm ，黏土砖平砌三层65×3=195mm ，则炉底衬砖总厚度为600+230+195=1025（mm ）。
故炉壳内型高度为H 壳内=9.715+1.025=10.740m 工作层材质全采用镁碳砖。 （9）炉壳厚度确定
炉身部分选75mm 厚的钢板，炉帽和炉底部分选用65mm 厚的钢板，则 H 总=10740+65=10805mm D 壳=7790+2×75=7940mm
炉壳转角半径SR 1=SR 2=900mm ； SR3=0.5δ底=0.5×1025=510mm ； （10）验算高宽比
36.17940
10805==壳
总D H 可见H 总/D 壳≥1.3，符合高宽比的推荐值，因此认为所设计的炉子尺寸基本是合适的，能够保证转炉的正常冶炼。根据上述计算的炉型尺寸绘制出炉型图。 （11）绘制转炉炉型图
转炉氧枪装置设计
转炉氧枪装置设计 摘要：通过对转炉氧枪装置设计过程介绍，分析了氧枪横移车、升降小车以及氧枪刮渣器设计中的要点，提出了针对氧枪装置在保证转炉炼钢生产过程的连续性、可靠性以及安全性和维护便利性等方面的一套全新的设计方案，使氧枪装置使用维护性能得到较大提高，所提到的新型结构氧枪已在多个转炉炼钢生产现场得到验证。 关键词：事故提升系统；防坠枪装置；快速换枪；可控力矩刮渣器 氧枪装置用于向转炉内吹氧，使钢水脱碳；并加大冶炼强度，实现快速炼钢。 氧枪装置是转炉炼钢系统连续生产的重要在线设备，设置于转炉上方。氧枪工作时需插入转炉内吹氧，处于高温、液态渣包裹之中，因此，其对设备的运行安全性、可靠性、连续性设计提出了很高要求，因而设计中需要对这些需求提出切实可行的解决办法，以满足其复杂控制需求和适应其所处的恶劣工况。 氧枪装置设计依据来自于工艺专业的任务书，设备设计首先需要明确的是运行负荷，接下来进行方案设计、结构设计、施工图设计。 运行负荷：卷扬升降负荷应考虑升降小车、氧枪、金属软管、管内积水、枪体挂渣、刮渣器的刮渣力以及氮封塞、钢绳重量；横移车运行阻力按横移运行设备重量的0.025%计算[1]；横移锁紧装置的锁紧能力按运行阻力的4倍考虑；刮渣力按2～3t考虑。 横移车为一钢结构小车，分为上下两层，上层设置有升降卷扬装置及钢绳平衡器，下层设置横移传动装置，上下层之间由活动导轨和钢结构相连。升降卷扬机设有主传动和事故传动两套传动系统，通过离合器实现转换；卷扬控制设有两台绝对型编码器（一用一备、互相比照）控制升降行程、主传动电动机尾部装有增量型编码器控制升降速度；另装有钢绳张力传感器、位置行程开关等电控元件。钢绳平衡器吊挂在上层平台下部，既可调钢绳安装误差，又可在小车升降过程中平衡两根钢绳变形差，使两根钢绳受力始终一样。 事故传动是独立于主传动之外的事故提升系统，当出现车间停电、主电机故障、制动器电液推杆失效等事故时，可利用事故提升系统安全地将氧枪提出炉外，避免更大的事故发生。我们设计的事故提升系统形式为：在卷扬减速机的高速轴上设置气动离合器，增加一级减速，事故电机传动，EPS电源供电，制动器设置开闸气缸，采用气、电结合方式控制。事故提升时，控制室操作人员按下事故提升按钮，离合器电磁阀由UPS电源给电，离合器合上，舌簧开关给出信号后，事故电机给电启动，电机力矩建立起来后，制动器气缸用电磁阀由UPS电源给电，气缸将制动器打开，开始提枪。将氧枪提出炉口一定高度（由2台事故提枪位接近开关判断）后，制动器电磁阀断电（制动器抱闸），然后事故电机停电。最后离合器电磁阀断电复位。整个过程一键自动完成。
炼钢设计原理课试题库
炼钢设计原理课试题库 (本科试用) 河北理工大学冶金工程教研室 一、填空题（每空1分）； 1.公称容量小于30吨的转炉采用炉型； 2.已建成转炉的炉容比V/T波动在～范围内； 3.如果高宽比H/D小于就得不到防止炉渣喷溅的起码高度； 4.设计部门推荐炉口直径比d0/D在～范围内选择； 5.帽锥角θ的推荐值为～度； 6.目前，转炉炉衬工作层多使用砖； 7.氧枪喷头一般用加工而成，目前多采用型； 8.喷头出口马赫数M一般应选定在左右； 9.炉膛压力P周应为+； 10.合适的喷孔夹角α应为～之间，喷孔间距A应为～d出； 11.三孔喷头的喷管流量系数C d=～； 12.氧枪冷却水的进水速度V j为～m/s，回水速度Vp为～m/s； 13.选择枪身各层套管壁厚的总原则是最厚，次之，最薄； 14.氧气在中心氧管内的流速应为～m/S； 15.氧气在中心氧管壁厚一般为～mm； 16.氧枪在炉内不被烧坏的条件是≤； 17.工业三废排放标准规定，≥12吨转炉排放烟气的含尘浓度≤g/Nm3烟气； 18.一般未燃法除尘控制空气过剩系数为； 19.转炉的最大炉气量出现在； 20.湿法烟气净化分三步进行，即、和； 21.一文热平衡计算的目的是为了确定，二文热平衡计算的目的是为了确定； 22.溢流文氏管的除尘效率为左右，可调喉口文氏管的除尘效率为； 23.选择除尘系统风机时要满足系统和的要求； 24.当选定电炉炉坡倾角为45度时，一般D/H为较合适； 25.电极心圆直径d三极心D； 26.连铸机的冶金长度应液芯长度； 27.连铸机的冷却区总长度必须铸坯的液芯长度； 28.混铁炉的作用是并铁水成分和温度； 29.混铁车的作用是并铁水； 30.炉子跨的高度决定于天车轨面标高； 31.当采用混铁车向转炉供应铁水时，加料跨标高决定于； 32.一般小方坯连铸机的中心距以为宜； 33.中间罐的修砌面积为m3/万吨钢； 34.转炉最大炉气量出现在炉役期的一炉钢冶炼期;
转炉炼钢设计-开题报告(终极版)
湖南工业大学 本科毕业设计（论文）开题报告 （2012届） 2011年12月19日
顶底复吹技术，工艺成熟，脱磷效果好，在后续的生产中采用多种精炼方法，其中LF、RH 、CAS—OB、VOD、VAD的应用可以很好的控制钢水的成分和温度，生产纯净钢，不锈钢等，连铸工艺能够实现连续浇铸，提高产量，降低成本，同时随着连铸技术的发展，近终型连铸，高效连铸等多种连铸技术得到应用，大大的提高了铸钢的质量，一定范围内降低了企业的成本。经现代技术和工艺生产出来的如板材，管线钢，不锈钢等的质量得到了很大的保障，市场的信誉度高，市场需求量大。 故设计建造年产310万t合格铸坯炼钢厂是可行的，也是必要的。 2.2 主要研究内容 研究内容包括设计说明书和图纸两个部分。 2.2.1 设计说明书 （1）中英文摘要、关键词 （2）绪论 （3）厂址的选择 （4）产品方案设计 （5）工艺流程设计 （6）转炉容量和座数的确定 （7）氧气转炉物料平衡和热平衡计算 （8）转炉炼钢厂主体设备设计计算（包括转炉炉型、供气及氧枪设计、精炼方法及设备、连铸设备） （9）转炉炼钢厂辅助设备设计计算（包括铁水供应系统、废钢供应系统、出钢出渣设备、烟气净化回收系统） （10）生产规模的确定及转炉车间主厂房的工艺布置和尺寸选择（包括车间主厂房的加料跨、炉子跨、精炼跨、浇注跨的布置形式及主要尺寸的设计确定）（11）劳动定员和成本核算 （12）应用专题研究 （13）结论、参考文献 2.2.2 设计图纸 （1）转炉炉型图 （2）转炉炼钢厂平面布置图 （3）转炉车间主厂房纵向剖面图 2.3 研究思路及方案 （1）根据设计内容，书写中英文摘要、关键词。 （2）查阅专业文献，结合毕业实习，收集当前转炉炼钢工艺技术、车间设
氧枪设计
氧枪设计 顶底复吹转炉是在氧气射流对熔池的冲击作用下进行的，依靠氧气射流向熔池供氧并搅动熔池，以保证转炉炼钢的高速度。因此氧气射流的特性及其对熔池作用对转炉炼钢过程产生重大影响，氧枪设计就是要保证提供适合于转炉炼钢过程得氧气射流。 转炉氧枪由喷头、枪身和尾部结构三部分组成，喷头一般由锻造紫铜加工而成，也可用铸造方法制造，枪身由无缝钢管制作得三层套管组成。尾部结构是保证氧气管路、进水和出水软管便于同氧枪相连接，同时保证三层管之间密封。需要特别指出的是当外层管受热膨胀时，尾部结构必须保证氧管能随外层管伸缩移动，氧管和外层管之间的中层管时冷却水进出的隔水套管，隔水套管必须保证在喷头冷却水拐弯处有适当间隙，当外层管受热膨胀向下延伸时，为保证这一间隙大小不变，隔水套管也应随外层管向下移动。 （1）喷头设计：喷头是氧枪的核心部分，其基本功能可以说是个能量转换器，将氧管中氧气的高压能转化为动能，并通过氧气射流完成对熔池的作用。 1）设计主要要求为： A 正确设计工况氧压和喷孔的形状、尺寸，并要求氧气射流沿轴线的衰减应尽可能的慢。 B 氧气射流在熔池面上有合适的冲击半径。 C 喷头寿命要长，结构合理简单，氧气射流沿氧枪轴线不出现负压区和强的湍流运动。 2）喷头参数的选择： A 原始条件： 类别\成分(%) C Si Mn P S 铁水预处理后设定值 3.60 0.10 0.60 0.004 0.005 冶炼Q235A,终点钢水C=0.10%根据铁水成分和所炼钢种进行的物料平衡计算，取每吨钢铁料耗氧量为50.4m3（物料平衡为吨钢耗氧52m3）,吹氧时间为20min 。转炉炉子参数为：内径6.532m ，熔池深度为1.601m ，炉容比0.92m3/t 。转炉公称容量270t ，采用阶段定量装入法。 B 计算氧流量 每吨钢耗氧量取 52m3，吹氧时间取20min min /70220270523m Q =? = C 选用喷孔出口马赫数为2.0、采用5孔喷头（如下图3-3所示），喷头夹角为14°喷孔为拉瓦尔型。 图3-3 五孔喷头
转炉工作原理及结构设计
攀枝花学院本科课程设计 转炉工作原理及结构设计 学生姓名： 学生学号： 院（系）： 年级专业： 指导教师： 二〇一三年十二月
转炉工作原理及结构设计 1.1 前言 1964年，我国第一座30t氧气顶吹转炉炼钢车间在首钢建成投产。其后，上钢一厂三转炉车间、上钢三厂二转炉车间等相继将原侧吹转炉改为氧气顶吹转炉。20世纪60年代中后期，我国又自行设计、建设了攀枝花120t大型氧气顶吹转炉炼钢厂，并于1971年建成投产。进入20世纪80年代后，在改革开放方针策的指引下，我国氧气转炉炼钢进入大发展时期，由于氧气转炉炼钢和连铸的迅速发展，至1996年我国钢产量首次突破1亿t，成为世界第一产钢大国。 1.2 转炉概述 转炉（converter）炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性（用镁砂或白云石为内衬）和酸性（用硅质材料为内衬）转炉；按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉；按吹炼采用的气体，分为空气转炉和氧气转炉。转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。其主要特点是：靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分（如碳、锰、硅、磷等）与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。炉料主要为铁水和造渣料（如石灰、石英、萤石等），为调整温度，可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。 1.2.1 转炉分类 1.2.1.1 炼钢转炉 早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴鼓入钢水进行吹炼。侧吹转炉容量一般较小，从炉墙侧面吹入空气。炼钢转炉按不同需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。直立式圆筒形的炉体，通过托圈、耳轴架置于支座轴承上，操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动。 50年代发展起来的氧气转炉仍保持直立式圆筒形，随着技术改进，发展成顶吹喷氧枪供氧，因而得名氧气顶吹转炉，即L-D转炉（见氧气顶吹转炉炼钢）;用带吹冷却剂的炉底喷嘴的，称为氧气底吹转炉（见氧气底吹转炉炼钢）。
年产330万吨转炉炼钢车间设计
年产330万吨全连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计 专业：冶金工程 姓名：朱江江 指导老师：折媛 摘要 本设计的主要任务是设计一座年产330万吨方坯的转炉炼钢车间。本设计从基础的物料平衡和热平衡计算开始，主要包括以下几部分：转炉炉型设计、氧枪设计、转炉车间设计、连铸设备的选型及计算、以及炼钢操作制度和工艺制度，其中，转炉炼钢车间设计是本设计的重点与核心。 本设计设有转炉两座，转炉大小均为150t，平均吹氧时间为38min，纯吹氧时间为 18min，转炉作业率为80%，转炉的原料主要有铁水、废钢以及其它一些辅助原料。连铸坯的 收得率为98%，另外本车间炉外精炼主要采用了喂丝以及真空脱气手段。本车间的浇注方式为全连铸。车间的最终产品为方坯。 此次的设计任务更加巩固了我所学的专业知识，与此同时也更加了解了转炉炼钢车间的各道工艺流程，为以后的工作打下了良好的基础。 关键词：顶底复吹转炉炼钢车间精炼连铸 Abstact The main task of this design is designing a plant wich perduce 3.3 million tons of steel per year. It is become the foundation of the material and thermal calculation, mainly include the following parts: the bof model designing, oxygen lance designing, equipment selection and calculation of continuous caster ,besides,also including operating and process system of steelmaking ,the core of the design is ing This design has two 150t converter for steelmaking, the average time of oxygen applying is 38min ,pure oxygen applying time is 18min, the efficient of the bof is 80% , scrap metal and other auxiliary materials. The rate of casting billet is 98%, in addition , refining mainly adopts wire feeding and vacuum deairing, The final product is billet. The design more strengthened my major knowledge, at the same time also understand more about the converter steelmaking of each process , laiding a good foundation for the work of future. Keywords: converter steelmaking refining casting
炼钢转炉氧枪工艺参数设计
摘要 2005年，我国钢产量是3.49亿吨，为世界上最大的生产国。2011年我国钢产量为6.83亿吨。是发展较为迅速的国家之一。在我国转炉炼钢厂众多，而且从90年代溅渣护炉技术兴起后迅速在全国得以普遍采用。而我国在转炉氧枪系统方面基本没有大的改进，现在使用的氧枪参数基本上是采用溅渣护炉技术以前确定的氧枪喷头参数，目前炼钢厂所使用的氧枪既要满足冶炼需要又要保证溅渣要求更要注重环境的保护。随时时代的进步我国对工业发展的要求也越来越严格，其中就包括了最大可能的保护生态环境。选这个题目最重要的意义就在于发现工业生产中最佳的转炉氧枪，以提高生产效率，较低消耗[1]。 本文针对150t转炉设计一种新型的6孔氧枪，型号为637型。 关键词转炉氧枪喷头参数
000本科毕业论文ABSTRACT ABSTRACT In 2005, China's steel output of 3.49tons, is the world's largest producer. In 2011China's steel production6.83tons. Is one of the relatively rapid development. In China's converter steelmaking plant of many, but from 90 time of slag splashing technology rise quickly in the country to commonly used. But our country in converter oxygen lance system basically no big improvement, now use the oxygen gun parameters basically is the use of slag splashing technology previously determined oxygen lance nozzle parameters, the current steelmaking plant the use of oxygen gun should not only meet the needs and requirements of smelting slag splashing to pay more attention to the protection of the environment. At any time the progress of the times on China's industrial development requirements more stringent, which includes the largest possible protection of the ecological environment. Select this topic the most important significance lies in the discovery of industrial production in the optimal oxygen gun of converter, to improve production efficiency, lower consumption [1]. In this paper 150t converter design a new 6Hole oxygen lance, models for type 637 diabetes. Key words Oxygen lance 、Nozzle parameters Parameter
转炉倾动系统电机同步控制研究
Techniques of Automation & Applications | 3 转炉倾动系统电机同步控制研究 张得涛１，王少军２，杨智利２ （1.内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古 包头 014010;2.包钢集团设计研究院,内蒙古 包头 014010） 摘 要：本文针对包钢万腾钢铁的120吨转炉倾动系统,系统的介绍了多电机同步控制研究。文中详细的介绍了基于PROFiBUS 和 主从控制实现了转炉倾动系统的总体设计方案、系统组成、网络结构和控制原理。利用交流变频传动及西门子的主从控制技术,不仅很好的解决了转炉倾动负荷平衡难题,使系统能稳定可靠地运行，而且还减少了设备故障率及排除故障的时间，降低了生产成本。 关键词：变频调速装置;同步控制;SIMOLINK 光纤网;主从控制 中图分类号:TP29 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2013)08-0003-03 Study of the Motor Synchronous in the Converter Tilting System ZHANG De-tao, WANG Shao-jun, YANG Zhi-li ( 1. Information Engineering College, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010 China; 2. Baotou Steel Group Design and Research Institute, Baotou 014010 China ) Abstract: In this paper, aimed at Baotou million proton steel 120 tons converter tilting system, introduces the motor synchronous control research. The paper introduces in detail based on the PROFiBUS and master-slave control realization of converter tilting system’s overall design, system structure, network structure and realizing method. By using AC variable fre-quency drive and Siemens master-slave control technology, not only a good solution to the converter tilting load balancing problem, so that the system can be stable and reliable operation, but also to reduce the rate of equipment failure and troubleshooting time, reduce production costs. Keyword: variable frequency speed control device; synchronized control; SIMOLINK optical network; master slave control 收稿日期：２０１２－１０－２５ １ 引言 转炉的倾动控制作为炼钢车间电气传动控制系统发挥着关键作用。随着计算机控制技术和电力拖动技术的发展,转炉倾动的控制方案有了较大的改进。炉体倾动部分一般采用四台倾动电机来拖动,并且通过减速机刚性连接,采用扭力杆力矩吸收方式和全悬挂固定方式。并且出现了四台电机由四套变频装置来分别拖动的控制。随着四台变频器拖动四台电机的出现,因此如何实现电机出力相等以及速度协调控制就成了关键问题。 ２ 转炉倾动系统 ２．１ 转炉倾动系统工艺设备概况 万腾钢厂拥有120T 顶底复吹转炉二座,转炉采用四点啮合全悬挂倾动和扭力杆装置,它主要由驱动电动机、一次减速机、二次减速机和扭力杆系统组成。还有4套底吹透气砖及供气系统。炉体与托圈连接采用三点球面支撑方式,能适应转炉炉壳的热膨胀。转炉炉口、炉帽、托圈均为水冷。 转炉倾动装置的技术参数如下:(1) 转炉采用全正力矩操作。 (2) 倾动速度0.2-1.0转/分,无级调速。(3) 四台110kW 交流电机驱动。(4) 正常最大操作力矩160 t.m 。 ２．２ 转炉倾动系统的操作 转炉倾动机构共4台电动机驱动,采用4套变频器分别驱动4台电动机,4套变频器通过simlink 网实现4
转炉氧枪系统检修施工方案
260吨转炉氧枪系统检修方案 一、工程概况： 1.1 设备基本结构组成 氧枪系统基本构成有氧枪升降小车、氧枪横移小车、氧枪固定轨道、氧枪本体、氧枪事故提升、氧枪氮气、氧气及冷却水系统组成。 1.2 设备基本参数 1.2.1 氧枪本体参数 1、锥形氧枪外径：直段402 mm，最大直径630mm 2、氧枪长度：～25000mm 3、氧枪喷嘴型式： 5 孔拉瓦尔 4、吹炼氧气压力： 1.2~1.6MPa 5、冷却水流量： 350m3/h 6、冷却水压力： 1.0～1.2MPa 7、冷却水入口温度： 35℃ 8、氧枪喷头设计平均寿命： 400 次 氧枪本体材质： 1、外层钢管材质 20g 无缝钢管 2、中层钢管材质 20g 无缝钢管 3、内层钢管材质不锈钢钢管 4、喷嘴脱氧铜 1.2.2 氧枪升降及横移装置的主要参数 形式迅速交换、壁行式 提升负荷：～25t 升降速度：高速40m/min 低速4m/min 停位精确度：± 10 mm 升降行程：20000mm 驱动电机：200kW（交流变频） 钢丝绳张力传感器用于钢丝绳松弛检测和张力检测
型号：530-20t 最小分度数： 1.7kg 数量 4 个 制动器YWB630-3000-6300HR、WL 1.3 设备功能 一座转炉设两根氧枪，两根氧枪分别安装在各自的升降、横移装置上，互为备用，从操作位置到备用位置的更换用电动横移装置来进行。既容易又迅速，实现氧枪迅速而准确的更换。维护和检修不间断生产。另外，氧枪固定在升降小车上到达规定的为后由位置控制编码器和行程开关通过其横移装自动控制置。氧气在阀门站经压力和流量调节后供给氧枪。两根氧枪共用一套氧气供应系统，通过快速切断阀门进行切换。供氧系统最大氧气流量60480Nm3/h。 1.4 设备检修缺陷 1、氧枪升降小车固定轨道各支撑焊缝检查加固。 2、氧枪升降小车下线检查供氧供水波纹补偿器，升降小车导轮轴承检查并润滑。升降小车滑轮检查并润滑。 3、钢丝绳检查更换。 图1 氧枪升降横移示意图
150吨转炉倾动机构设计
150吨转炉倾动机构设计 摘要 转炉设备中，倾动机械是实现转炉炼钢生产的关键设备之一，炉体的工作对象是高温的液体金属，在兑铁水、出钢等项操作时，要求炉体能平稳地倾动和准确的停位。为获得如此低的转速，需要很大的减速比。转炉炉体自重很大，再加装料重量等，整个被倾转部分的重量要达上百吨或上千吨。转炉倾动机械的工作属于“启动工作制”。机构除承受基本静载荷作用外，还要承受由于启动、制动等引起的动载荷。这种动载荷在炉口刮渣操作时，其数值甚至达到静载荷的两倍以上。转炉倾动机械随着氧气转炉炼钢生产的普及和发展也在不断的发展和完善，出现了各种型式的倾动装置。本设计为带有扭力杆缓冲止动装置的全悬挂式倾动机械，扭力杆可以缓冲转炉倾动时产生的载荷和冲击，而且对耳轴不产生轴向力。本设计的主传动系统为四个对角线布置的一次减速机带动一个位于其中心的二次减速机，从而带动整个转炉进行回转工作。每一台一次减速机的输入轴由一个直流驱动电动机带动工作，四台一次减速机借助其法兰盘凸缘固定在二次减速机的外壳上，在其输出轴上安装的小齿轮与安装在耳轴上的悬挂大齿轮相啮合，组成二次减速机。 关键词：转炉，倾动机械，倾动装置
150 t converter tilting mechanism design Abstract Converter device, tilting mechanical equipment is one of the key steelmaking production , furnace work object is a liquid metal temperatures in hot metal , other items when tapping operation , requiring tilting furnace can smoothly and accurately stop bit . To obtain such a low speed, requires a large reduction ratio. Great weight converter furnace , plus loading weight, etc. , the entire weight of the part to be tilting up hundreds of tons or thousands of tons . Converter tilting mechanical work belongs to " start working system ." In addition to the basic institutions to withstand static loads , but also to withstand dynamic loads due to start , braking caused . This dynamic load in the mouth skimming operation, more than twice its value even to static loads. With the converter tilting BOF steelmaking machinery popularization and development also continues to develop and improve , there have been various types of tilting the device . The torsion bar is designed with a full buffer stopper suspended mechanical tilting torsion bar and can buffer the impact load generated when the converter is tilted , and the axial force is not generated trunnion . The design of the main drive system is arranged in a four diagonal reducer drive one at the center of the second gear , so as to drive the rotary converter work performed . Each one gear input shaft driven by an electric motor driven by a DC to work four first gear with its flange flange mounted on the second gear housing , the output pinion shaft installation and installation in the trunnion suspension gear meshed , the second gear component . Keywords:Converter, Tilting machine, Tilting devices
设计180吨转炉计算
180t转炉炼钢车间i 学号： 课程设计说明书设计题目：设计180t的转炉炼钢车间 学生姓名： 专业班级： 学院： 指导教师： 2012年12月25日
目录 1 设备计算 1.1转炉设计 .1.1.1炉型设计------------------------------------------------------------1 2.1 氧枪设计 2.1.1氧枪喷头设计------------------------------------------------6 2.1.2氧枪枪身设计------------------------------------------------8 3.1 烟气净化系统设备设计与计算 --------------------------------------------------------------12 注：装配图 1.图1. 180t转炉炉型图--------------------------------------------------6 2.图2. 枪管横截面--------------------------------------------------------8 3. 图3.180t氧枪喷头与枪身装配图12---------------------------------12
1 设备计算 1.1转炉设计 1.1.1炉型设计 1、原始条件 炉子平均出钢量为180吨钢水，钢水收得率取90%，最大废钢比取10%，采用废钢矿石法冷却。 铁水采用P08低磷生铁 (ω(Si)≤0.85%，ω(P)≤0.2%，ω(S)≤0.05%)。 氧枪采用3孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0MPa 2、炉型选择：根据原始条件采用筒球形炉型作为本设计炉型。 3、炉容比 取V/T=0.95 4、熔池尺寸的计算 A.熔池直径的计算 t K D G = 确定初期金属装入量G ：取B=18%则 ()t 18290.01 18218021B 2T 2G =?+?=?+= ％金η () 3m 4.268 .6182 G V == = 金 金ρ 确定吹氧时间：根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为50~57m 3/t (钢)，高磷铁水约为62~69m 3/t (钢)，本设计采用低磷铁水，故取吨钢耗氧量为57m 3/t (钢)，并取吹氧时间为18min 。则 ()[] min t /m 1.318 56 3?=== 吹氧时间吨钢耗氧量供氧强度 取K=1.70则 ()m 46.518 182 70 .1D == B.熔池深度的计算 筒球型熔池深度的计算公式为： ()m 458.1406 .579.0406.5046.04.26D 70.0D 0363.0V h 2 3 2 3 =??+=+= 金
设计年产300万吨合格铸坯的转炉炼钢车间指导书
毕业设计指导书 指导教师孔辉学生姓名 ## 班级冶081 一、设计(论文)的题目： 设计一个年产300万吨合格铸坯的转炉炼钢车间 二、设计(论文)的目的： 进行钢铁厂设计需要花费大量精力和时间，且独立性强，因此对提高学生的综合能力（查阅文献能力、独立设计选型与计算能力、Autocad制图能力等）很有帮助。通过教师制定每一阶段的明确目标，在督促学生完成任务的同时，与学生共同商讨，共同学习有教学相长的作用。 三、设计(论文)的内容及要求： 1、文献调研及生产现场考察。 要求查阅近年相关文献20篇以上，其中外文资料不少于3篇，一篇外文译成中文。2、设计说明书内容： （1）设计原则和依据 （2）产品大纲的制定 （3）工艺流程的选择与论证 （4）物料平衡与热平衡计算 （5）车间主体设备的计算与选择 （6）车间工艺布置 （7）车间厂房的布置 （8）采用新工艺说明 3、工程制图： （1）车间工艺平面布置图一张 （2）车间横剖视图一张 （3）转炉炉体图一张，为CAD制图。 四、时间安排： 第1周：查阅设计资料及生产调研，了解不同钢种的成分、用处、生产要点；了解本单位的设备条件及工艺过程 第2-4周：设计方案的确定与论证 第5-6周：转炉冶炼典型钢种的物料平衡和热平衡计算 第7-9周：车间主体设备的设计
第10-11周：车间主厂房的设计 第12-14周：用计算机绘制车间平面布置图、剖面图及炉体本体图 第15-16周：编写设计说明书 第17周：准备答辩 五、推荐参考文献： [1] 冯聚合.艾立群，刘建华.铁水预处理和炉外精炼.冶金工业出版社，2006； [2] 张树勋.钢铁厂设计原理. 冶金工业出版社，2005年第一版； [3] 胡会军.田正宏. 宝钢分公司炼钢厂：上海，2009；
转炉氧枪设计方案
广青金属有限公司 65T转炉φ180氧枪及氧枪喷头设计方案 山东崇盛冶金氧枪有限公司 2012年2月 65T转炉φ180氧枪及氧枪喷头设计方案
简介 山东崇盛冶金氧枪有限公司，系冶金氧枪及喷头的专业研究生产单位。位于中国潍坊高新技术产业开发区。技术力量雄厚，技术装备先进，检测手段齐全。我公司在转炉用氧枪设计方面有丰富的设计和制造经验，例如：宝钢300吨转炉炼钢φ406氧枪喷头，武钢三炼钢250吨转炉用φ355锥度氧枪及喷头，马钢300吨转炉用φ355锥度氧枪及喷头，济钢210吨转炉用φ355氧枪及喷头，新余三期210T 转炉炼钢φ325氧枪及喷头，上海罗泾150吨转炉炼钢φ299氧枪及喷头，河北承德钢铁、普阳钢铁、宁波钢铁、天铁、安阳钢铁、通化钢铁等150吨转炉炼钢φ299氧枪及喷头，目前均正常使用，效果良好。现国内120吨以上转炉用氧枪80％由我公司设计制造。 公司秉承“以人为本，科技领先”的发展战略，技术力量雄厚，拥有世界先进水平的科研机构、精良的机械加工设备及国内一流的检测设施，最大程度上保证产品最佳的使用性能。 65T转炉φ180×1孔喷头设计方案
一、设计工况参数： 1、出钢量：～65吨/炉 2、现场操作氧流量：～4200Nm3/hr 3、现场操作供氧压力：0.85～1.0Mpa （阀后压力） 4、纯吹氧吹炼时间：13～15min 5、冷却水压力：≥1.2MPa 6、进出水温差≤27℃（水温差根据现场实际情况要有所差异） 7、氧枪喷头形式：1孔拉瓦尔孔喷头 二、喷头参数设计 2.1马赫数的选择 流体力学中表征流体可压缩程度的一个重要的无量纲参数,记为,定义为流场中某点的速度v同该点的当地声速c之比,即=v/c, 在可压缩流中,气体流速相对变化dv/v同密度相对变化之间的关系是dρ/ρ＝-2dv/v，即在流动过程中，马赫数愈大,气体表现出的可压缩性就愈大。另外，马赫数大于或小于1时,扰动在气流中的传播情况也大不相同。因此，从空气动力学的观点来看，马赫数比流速能更好地表示流动的特点。按照马赫数的大小，气体流动可分为低速流动、亚声速流动、跨声速流动、超声速流动和高超声速流动等不同类型。 马赫数就是气流速度与当地温度条件下的音速之比： M＝U/a 式中：U为气流速度m/s a为在当地温度下的音速，单位m/s 氧枪的供氧压力的大小是由喷头的出口马赫数确定的，氧气的压力能转化成
转炉倾动装置事故分析及对策
转炉倾动装置事故分析及对策 发表时间：2017-07-18T10:48:18.677Z 来源：《电力设备》2017年第8期作者：黄普庆 [导读] 摘要：转炉设备安装中，倾动装置安装是非常重要的一项内容，为了避免因安装质量事故造成的损失，过程控制是非常重要的，只有在过程中严格管控，规范每一个环节，才能有效避免问题的发生。 （中天钢铁集团有限公司江苏常州 213011） 摘要：转炉设备安装中，倾动装置安装是非常重要的一项内容，为了避免因安装质量事故造成的损失，过程控制是非常重要的，只有在过程中严格管控，规范每一个环节，才能有效避免问题的发生。 关键词：倾动装置；事故；成因；预防 1.倾动装置安装质量事故 倾动装置到场一般为整体到货，安装内容主要是二次减速机安装到耳轴上，并将切向键安装到位。在安装过程中，易发的事故主要有打齿轮安装未安装到位和切向键安装未达设计要求。主要表现在，减速机往耳轴安装时，安装到一定位置后，大齿轮被耳轴某些硬点卡住，不能继续安装就位，也不能将大齿轮从耳轴卸下，即使最终卸下，也会导致齿轮孔和耳轴上出现较大的伤痕，设备部件报废，致使整 安装工作出现较大的质量事故。 另一个质量问题是，切向键研配出现问题，导致研配后的尺寸过大或过小，过大则会出现上键不能达到设计要求，装配后的长度未达到设计要求，键组接合面未到达满装配，过小则使上键即使全部装入，尚不能到达设计的过盈量，导致键组报废。如果不能正确安装切向键组，在生产过程中可能出现键组白动松动的问题，进而引发生产事故。 2.事故成因分析 2.1二次减速机安装及质量问题成因分析 二次减速机安装方法一般采用滑移法安装，即在倾动平台上搭设临时平台，平台标高根据二次减速机外形尺寸确认，一般使减速机放上后大齿轮轮孔中心标高略低于耳轴中心标高，安装过程中，利用千斤顶或是斜垫板调整，调整到耳轴与轮孔四周问隙均匀并对准键槽后，利用四台或多台倒链将减速机拉到位，在拉倒链的过程中要随时调整耳轴和大齿轮轮孔之问的问隙，保持均匀，出现偏差及时调整。检查时要用塞尺沿耳轴一周里外两侧检查，直至设备装配到位。 图为二次减速机与耳轴组 1一炉壳装；2一托圈；3一手拉葫芦；4一二次减速机； 5一千斤顶；6-横向移动滚杠；7一纵向移动滚杠 大齿轮被卡住的主要原因是由于齿轮孔和齿轮轴问隙不均或内部有未处理的硬点，导致部件小部分位置接触，局部受力过大，相接触金属材料胶合，引起粘连，继续受力继而引发金属碎屑脱落，进一步加剧接触面破损，甚至形成大的金属碎块，致使整个大齿轮轮孔与耳轴之问无问隙，摩擦力过大，齿轮与耳轴抱死，无法最终安装到位，亦不能轻易退出重新处理。 2.2切向键研配及质量问题成因分析 倾动装置的二组切向键分别与大齿轮及长耳轴连接，传递扭力距，使炉体正反转。由于转炉负荷大，工作频率高，所以对切向键组安装要求高，必须保证安装质量。二次减速机装配到长耳轴上后，键槽的位置对齐，正确测量键与键槽实际过盈量，把键槽、键全长按100 mm等分测量，并记录误差，误差大处进行研磨处理，保证其过盈量为0.26 mm。用红丹粉检查其接触面，使其上下斜面及键与键槽接触面大于80，研磨时应注意保证每对切向键组的截面形状为矩形，不得研为平行四边形，并将每对切向键组做好记号，写上安装位置编号。切向键安装利用游锤撞击安装法，游锤重量200-300Kg。装配是用游锤锤击切向键使其紧密结合，安装到位后，分别锁紧压盖。安装也可以采用冷装法，即用液氮将切向键冷却到一定温度，利用热胀冷缩的原理，将键冷却缩小0.26mm，然后直接装入，冷装时切忌敲击。每组切
设计一座公称容量为3215;200t吨的氧气转炉炼钢车间毕业设计
设计一座公称容量为3×200t吨的氧气转炉炼钢车间毕业设计 目录 摘要.............................................. 错误!未定义书签。ABSTRACT ............................................ 错误!未定义书签。引言. (1) 1 设计方案的选择即确定 (2) 1.1车间生产规模、转炉容量及座数的确定 (2) 1.2车间各主要系统所用方案的比较及确定 (2) 1.2.1 转炉冶炼工艺及控制 (2) 1.2.2 铁水供应系统 (2) 1.2.3 铁水预处理系统 (3) 1.2.4 废钢供应系统 (4) 1.2.5 散装料供应系统 (4) 1.2.6 转炉烟气净化及回收工艺流程 (6) 1.2.7 铁合金供应系统 (7) 1.2.8 炉外精炼系统 (7) 1.2.9 钢水浇注系统 (8) 1.2.10 炉渣处理系统 (10) 1.3炼钢车间工艺布置 (11) 1.3.1 车间跨数的确定 (11) 1.3.2 各跨的工艺布置 (12) 1.4车间工艺流程简介 (12) 1.5原材料供应 (15) 1.5.1 铁水供应 (15) 1.5.2 废钢供应 (15) 1.5.3 散装料和铁合金供应 (15) 2设备计算 (16) 2.1转炉计算 (16)
2.1.2 转炉空炉重心及倾动力矩 (22) 2.2氧抢设计 (24) 2.2.1 技术说明 (24) 2.2.2 喷头设计 (25) 2.2.3 枪身设计 (27) 2.3净化及回收系统设计与计算 (33) 2.3.1吹炼条件 (33) 2.3.2参数计算 (34) 2.3.3流程简介 (36) 2.3.4 主要设备的设计和选择 (36) 2.3.5 计算资料综合 (39) 2.4炉外精练设备的选取及主要参数 (39) 2.4.1主要设计及其特点 (39) 2.4.2 主要工艺设备技术性能 (40) 3车间计算 (50) 3.1原材料供应系统 (50) 3.1.1 铁水供应系统 (50) 3.1.2 废钢场和废钢斗计算 (51) 3.1.3 散状料供应系统 (52) 3.1.4 合金料供应系统 (54) 3.2浇铸系统设备计算 (55) 3.2.1钢包及钢包车 (55) 3.2.2连铸机 (56) 3.3渣包的确定 (64) 3.4车间尺寸计算 (67) 3.4.1 炉子跨 (67) 3.4.2 其余各跨跨度 (62) 3.5天车 (63) 4 新技术和先进工艺、设备的应用 (64) 4.1铁水预处理脱硫 (64)