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炉型设计计算
炉型设计的主要任务是确定所选炉型各部分主要参数和尺寸,据此再绘制出工程图。
1、原始条件
炉子平均出钢量为90t,铁水密度7.20g/cm3,铁水收得率为92%。
2、炉型选择
顶底复吹转炉的炉型基本上与顶吹和底吹转炉相似;它介于顶吹转炉和底吹转炉之间。为了满足顶底复吹的要求炉型趋于矮胖型,由于在炉底上设置底吹喷嘴,炉底为平底,所以根据原始数据,为了便于设置底部供气构件,选择截锥形炉型。
3、炉容比
炉容比指转炉有效容积Vt与公称容量T之比值Vt/T(m3/t)。Vt系炉帽、炉身和熔池三个内腔容积之和。公称容量以转炉炉役期的平均出钢量表示,这种表示方法不受操作方法和浇注方法的影响。本设计取炉容比1.05。
4、熔池尺寸的计算
1)熔池直径D:熔池直径通常指熔池处于平静状态时金属液面的直径。
D=K
=1.5×
=3.67m
式中G ——炉子公称容量,t;
t ——平均每炉钢纯吹氧时间,取分钟
h=
V===12.5m
h==1.62m
3.炉帽尺寸的确定。顶吹转炉一般都用正口炉帽,其主要尺寸有炉帽倾角、炉口直径和炉帽高度。设计时应考虑到以下因素:确保其稳定性;便于兑铁水和加废钢;减少热损失;避免出钢时钢渣混出或从炉口流渣;减少喷溅。
1)炉帽倾角θ:倾角过小,炉帽,内衬不稳定性增加,容易倒塌;过大时出钢时容易钢渣混出或从炉口流渣。本炉子取60°,因为大炉口的炉口直径相对来说要小些。θ=60°
2)炉口直径d:一般来说,在满足兑铁水和加废钢的前提下,应适当减小炉口直径,以利于减少热损失,减少空气进入炉内影响炉衬寿命和改善炉前操作条件。实践表明,取炉口直径为熔池直径的43-53%较为适宜。本设计取d=6.12×48%=2.94m
3)炉帽高度H帽:
H膛=(D-d)tanθ
=(6.12-2.94) tan60°
=2.75m
为了维护炉口的正常形状,防止因砖衬蚀损而使其迅速扩大。在炉口上部设有高度为H口=300-400mm的直线段。取H口=400mm,因此炉帽高度为
H帽=H膛+H口=2.75+0.4=3.15 m
在炉口处设置水箱式水冷炉口。
4)炉帽的部分容积为:
V帽=H膛(D2+Dd+d2)+d2H口
=2.75×(6.12+6.12×2.94+2.942)+×2.942×0.4
=48.83m3
4.炉身尺寸确定
炉膛直径D膛=D(无加厚段)。
V金===41.67m3
根据选定的炉容比为:1.05,可求出炉子的总容为
V总=1.05×300=315 m3
V身=V总-V池-V帽=315-41.67-48.83=224.5m3
(4)炉身高度H身===7.64 m
则炉型内高H内=h+H帽+H身=1.94+3.15+7.64=12.73 m
5.出钢口尺寸的确定。
出钢口一般都设在炉帽与炉身交界处,以便当转炉处于水平位置出钢时其位置最低,可使钢水全部出净。出钢口的主要尺寸是其中心线的水平倾角和直径。
1)出钢口中心线水平倾角θ:出钢口角度是指出钢口中心线与水平显得夹角,其大小应考虑缩短出钢口长度,有利维修、减少钢水二次氧气及热损失,大型转炉的出钢口角度趋向减小。国外不少采用0°,但0°倾角使钢流对钢包内金属的冲力变小。本设计取θ=18°
2)出钢口直径dT:出钢口直径决定着出钢时间,因此随炉子容量而异。出钢时间通常为2-8min。通常d出==24.250.24 m
出钢口衬砖外径dsT=6 dT=6×0.24=1.44 m
6 .炉衬厚度确定
炉身工作层选800mm,永久层200mm,填充层100mm,
总厚度为800+200+100=1100 mm
炉壳内径为D壳内=6.12+1.1×2=8.32 m
炉帽和炉底工作层选650mm,炉帽永久层为150mm,炉底永久层用标准镁砖 立砌一层230mm,粘土砖平砌三层65×3=195mm,
则炉底砖衬总厚度为650+230+195=1075mm
故炉壳内型高度为H壳内=12.73+1.075=13.805 m
工作层材质全采用镁碳砖。
表2.1 转炉炉衬厚度的设计值
炉衬各部位名称 转炉容量 300t 炉帽 永久层厚度(mm) 150 工作层厚度(mm) 650 炉身 永久层厚度(mm) 200 工作层厚度(mm) 800 炉底 永久层厚度(mm) 230 工作层厚度(mm) 650 材质的选择
选用沥青或树脂结合的镁碳转,含碳量为14%。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
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