120T转炉炼钢课设

学号：*********

河北联合大学成人教育

毕业设计说明书

论文题目：120转炉炼钢设计

学院：河北联合大学继续教育学院

专业：大专

班级：12冶金

*名：**

指导教师：***

2014 年11 月20 日

目录

目录 (1)

序言 (2)

120T 转炉炉型设计 (2)

1.设计步骤 (2)

2.炉型设计与计算 (2)

3.炉衬简介 (5)

120T 转炉氧枪喷头设计 (7)

1.原始数据 (7)

2.计算氧流量 (7)

3.选用喷孔参数 (7)

4.设计工况氧压 (7)

5.设计炉喉直径 (8)

6.计算 (8)

7.计算扩张段长度 (8)

8.收缩段长度 (8)

9.装配图 (8)

120T 转炉氧枪枪身设计 (9)

1.原始数据 (9)

2.中心氧管管径的确定 (9)

3.中层套管管径的确定 (10)

4.外层套管管径的确定 (10)

5.中层套管下沿至喷头面间隙的计算 (10)

6.氧枪总长度和行程确定 (11)

7.氧枪热平衡计算 (11)

8.氧枪冷却水阻力计算 (11)

结束语 (13)

参考文献 (14)

致谢 (15)

序言

现在钢铁联合企业包括炼铁，炼钢，轧钢三大主要生产厂。炼钢厂则起着承上启下的作用，它既是高炉所生产铁水的用户，又是供给轧钢厂坯料的基地，炼钢车间的生产正常与否，对整个钢铁联合企业有着重大影响。目前，氧气转炉炼钢设备的大型化，生产的连续化和高速化，达到了很高的生产率，这就需要足够的设备来共同完成，而这些设备的布置和车间内各种物料的运输流程必须合理，才能够使生产顺利进行。

转炉是炼钢车间的核心设备，设计一座炉型合理满足工艺需求的转炉是保证车间正常生产的前提，而炉型设计又是整个转炉设计的关键。

120T 转炉炉型设计

1. 设计步骤

1.1 列出原始条件：公称容量，铁水条件。废钢比，氧枪类型以及吹氧时间等。

1.2 根据条件选炉型

1.3 确定炉容比

1.4 计算熔池直径，熔池深度等尺寸

1.5 计算炉帽尺寸

1.6 计算炉身尺寸

1.7 计算出钢口尺寸

1.8 确定炉衬厚度

1.9 确定炉壳厚度

1.10 校核 H/D

1.11 绘制炉型图

2. 炉型设计与计算

2.1 本次设计任务：设计 120T 转炉炉型

(1) 原始条件炉子平均出钢量为 120t ，钢水收得率为 90% ，最大废钢比取

10% ，采用废钢矿石法冷却。铁水采用P80低磷生铁[W

(si)≤0.85%,W

(F)

≤0.2%

W (5)≤0.05%] ; 氧枪采用三孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为 1.0mpa (2) 炉型选择

根据原始条件采用锥球形炉型作为此次设计的转炉炉型 (3) 炉容比，取 V/T=0.989 2.2 炉型尺寸的计算 (1) 熔池尺寸的计算

A ： 熔池直径计算：计算公式 : t

G K

D = 熔池直径式中 : K — 常数，取 1.57 ； G — 金属装入量， t ； T — 吹氧时间， min 。确定初期金属装入量为 G=2T/2+B*1/2

式中： T —— 平均出钢量为， 120t ； B —— 常数，取 15% ； η金—— 金属收得率为 90% ；

G=）（金t T 17.1209

.01

%15212021*%1522=⨯+⨯=+η

V 金=G/ρ金=120.17/6.8=17.67(m 3) B ：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 50~57 则供氧强度=吨钢耗氧量/吹氧时间=57/14=4.07[m 3/(t*min)] D=1.57

14

17

.120=4.6（m ） 炉深度计算

锥球型熔池深度的计算公式为：

)(46.16

.47.06.404.067.177.004.02

32

3

m D D V h =⨯⨯+=+=

金 熔池其他尺寸的确定

球冠的弓形高度： h 1=0.15D=0.15×4.6=0.69（m ） 炉底球冠曲率半径：R=0.91D=0.91×4.6=4.19（m ） 2.3炉帽尺寸的确定

(1) 炉口直径 d0： d 0=0.48D=0.48×4.6=2.21（m ）

（2）炉帽倾角 θ 取 64° ； (3) 炉帽高度 (H 帽 ) 45.464tan )4.274.6(2

1

0=⨯-=帽

H （m ） 式中： H o —— 炉口高度，取 0.4m 整个炉帽高度为： H 帽=H 膛+H 口=4.45+0.4=4.85（m ） 在炉口设置水箱式水冷炉口

)

(1.264.04.24

4.24.26.46.44

5.212

4

12

32220

2

002m H d d D D H V =⨯⨯+

+⨯+⨯⨯=

⋅⋅+

⋅+⋅⋅=π

π

π

π

）（）（帽帽

2.4 炉身尺寸确定 (1) 炉膛直径 ( 无加厚段 )

(2) 根据选定的炉容比为 0.989 ，可求出炉子总容积为 V 总=0.989×120=118.68（m 3）

V 身=V 总—V 金—V 帽=118.68—17.67—26.1=74.91（m 3） （3）炉身高度：H 身=

）（身

m D V 51.46.44

91

.744

2

2

=⨯=

⨯π

π

则炉型内高 : H 内=h+H 帽+H 身=1.46+4.85+4.51=10.82（m ） 2.5 出钢口尺寸计算

(1) 出钢口直径 : d T =)(17.0)(52.167.163m cm T ==+ (2) 出钢口衬砖外径 d st =6d T =6×0.17=0.72（m ） (3) 出钢口长度 L T =7d T =7×0.17=1.19（m) (4) 出钢口倾角β取 18° 2.6 炉衬厚度确定

炉身工作层选 700(mm) ，永久层 115(mm) ，填充层取 100(mm )总厚度为 700+115+100= 915(mm) 。

炉壳内径为 : D 壳内 =4.6+0.915×2=6.43(m)

炉帽和炉底工作层均选 600mm ，炉帽永久层 150mm ，炉底永久层用标准镁砖立