转炉--课程计说明书0.docVIP

1 转炉炉型选型设计及相关参数计算 1 转炉炉型设计 1.1.1 氧气顶底复吹转炉是20世纪70年代中、后期，开始研究的一项新炼钢工艺。其优越性在于炉子的高宽比略小于顶吹转炉却又大于底吹转炉，略呈矮胖型；炉底一般为平底，以便设置底部喷口。 综合以上特点选用转炉炉型为锥球型(适用于中小型转炉见图1-1)。 图1-1 常见转炉炉型 (a)筒球型； (b)锥球型； (c)截锥型 1.1.2 主要参数的确定 本设计选用氧气顶吹转炉(公称容量50t)。 (1) 炉容比 炉容比系指转炉有效容积与公称容量之比值。转炉炉容比主要与供氧强度有关，与炉容量关系不大。从目前实际情况来看，转炉炉容比一般取0.9~1.05m3/t。本设计取炉容比为 (2) 高径比 转炉高径比，通常取1.35～1.65。小炉子取上限，大炉子取下限。本设计取高径比：1.40。 (3) 熔池直径 可按以下经验公式确定： (1-1) 式中 D——熔池直径，m； G——新炉金属装入量，t，可取公称容量； K——系数，参见表1-1； t ——平均每炉钢纯吹氧时间，min，参见表1-2。 表1-1 系数K的推荐值 转炉容量/t ＜30 30～100 ＞100 备 注 K 1.85～2.10 1.75～1.85 1.50～1.75 大容量取下限，小容量取上限 表1-2 平均每炉钢冶炼时间推荐值 转炉容量/t ＜30 30～100 ＞100 备注 冶炼时间/min 28～32(12～16) 32～38(14～18) 38～45(16～20) 结合供氧强度、铁水成分、所炼钢种等具体条件确定 注：括号内数系吹氧时间参考值。 设计中转炉的公称容量为50t，取K为1.85，t取15min。可得： m (4) 熔池深度 锥球型熔池倒锥度一般为12°~30°，当球缺体半径R=1.1D时，球缺体高=0.09D的设计较多。熔池体积和熔池直径D及熔池深度h有如下的关系： (1-2) 由可得： (m3) 将代入式(7-2)得： (m) (5) 炉身高度 转炉炉帽以下，熔池面以上的圆柱体部分称为炉身。其直径与熔池直径是一致的，故须确定的尺寸是炉身高度。 (1-3) 式中 、、——分别为炉帽、炉身和熔池的容积； Vt——转炉的有效容积，为、、三者之和，取决于容量和炉容比。 代入数据可得： =3.19 （6）熔池其它尺寸的计算 设计部门推荐的球冠弓形高度为： h1=0.09D=0.09×3.38=0.3042 (m) 炉底球冠曲率半径： R=0.99D=0.99×3.38=3.3462 (m) (7) 炉帽尺寸 炉帽尺寸包括炉帽倾角、炉口直径和炉帽高度。 ① 炉帽倾角。 炉帽倾角一般为60°~68°，小炉子取上限，大炉子取下限。本设计取炉帽倾角为65° ② 炉口直径 一般炉口直径为熔池直径的43%～53%较为适宜。小炉子取上限，大炉子取下限。本设计取炉口直径为1.8m ③ 炉帽高度 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=300～400mm的直线段。炉帽高度为： (1-4) =0.5×（3.38-1.8）×tan65°+ =1.69+0.3 =1.99(m) 那么，炉帽总容积为： = =16.80(m3) (8) 出钢口尺寸 出钢口一般都设在炉帽与炉身交界处，以使转炉出钢时其位置最低，便于钢水全部出净。出钢口的主要尺寸是中心线的水平倾角和直径。 ① 出钢口中心线水平倾角。 为了缩短出钢口长度，以利维修和减少钢液二次氧化及热损失，大型转炉的θ1趋于减小，一般为15°~20°。本设计取15。 ② 出钢口直径 出钢口直径决定出钢时间，随炉子容量不同而异。通常又下面的经验式确定： = =12.7(cm) 式中 ——转炉公称容量，t。 ③ 出钢口衬砖外径： =6=6×0.127=0.762(m) ④ 出钢口长度： =7=7×0.127=0.889(m) （9）炉身尺寸的计算 ①炉膛直径 炉膛直径D膛=D=3.38(m) （无加厚段） ②转炉总容积 根据选定的炉容比V／T = 1.05可求出： V总=1.05×50 = 52.5（m3） ③炉身容积 炉身容积： ④炉身高度： 炉身高度：根据公式计算可得：= ⑤炉型内高 = 1.1.3 本设计为增加废钢型顶底复合吹炼法。不仅在转炉底部布置喷吹惰性气体或中性气体N2来加强搅拌