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电弧炉炉型设计
电弧炉炉型设计
电弧炉是电路炼钢车间的核心设备,电炉设计的好坏直接影响到炼钢生产的顺当与否。假设设计不合理造成先天性缺陷,一旦投产就很难再做改动,所以对于电炉设计应予以重视。
电弧炉炉型
电弧炉炉型是指炉子内部空间的外形和尺寸,不同的熔炼炉因工作条件不同,供热热源不同而有不同的内部空间。电弧炉近于球形体,从削减散热面动身,以球形为最好。现代电弧炉炉体中部是圆筒形,炉底为弧形,炉顶为拱形。
作为发热体,电极端部的三电弧位于炉内中心部位。
电弧炉设计应保证高的生产率,电能、耐火材料、电极等消耗要低,同时要满足冶金反响顺当进展,故应考虑以下因素:
选用大功率变压器;
保证高的热效率和电流效率;
承受高质量的耐火材料砌筑材料;
炉子各部格外形和尺寸设计布局合理;
炉子熔炼室容积能一次装入堆比量中等的全部炉料;
炉子倾斜10°~20°能保证钢液顺当流出。
熔池的外形和尺寸
电弧炉的大小以其额定容量来表示,所谓额定容量是指设计的电炉熔池所能容纳的钢水量。实际生产过程中,随着熔炼炉数的增多,熔池容积渐渐增大,装入量或者出钢量也就不断增加。另外生产中还常常用提高炉门槛即造假炉门槛的方法来增加炉产量,这样就消灭了超装问题,一般认为吵装20%50%为宜,不宜超装太多,大电弧炉根本上都不超装。
熔池:容纳钢液和熔渣的那局部容积。熔池的容积应能足够容纳适宜熔炼的钢液和熔渣,并留有余地。
池的外形
其外形应有利于冶炼反响的顺当进展,砌筑简洁,修补便利。目前使用的多为锥球型熔池,上局部为倒置的截锥,下局部为球冠。球冠形电炉炉底使得熔化了的钢液能积蓄在熔池底部,快速形成金属熔池,加快炉料的熔化并及早造渣去磷。截锥形电炉炉破便于补炉,炉坡倾角45°,其优点如下
○145°角叫自然锥角,砂子等松散材料成堆后的自然锥角正好也是45°
熔池尺寸计算
○1熔池容积V
。依据定义:V
池
=V+V
池 液 渣
式中 T—出钢液量;
V=T/ρ
液 液
ρ —钢液的密度,取7.0t/m3。
液
V=G/ρ
渣 渣 液
式中 G
—按氧化期最大渣量计算,钢液量的3%〔碱性〕;
渣
ρ—3~4t/m3,取3t/m3。
渣
○2熔池直径D〔渣面直径〕和深度H之比D/H。
在计算熔池直径D和深度H之前,首先要确定一个适宜的D/H值。在熔池容积确定的条件下,D/H越大,则熔池越浅。熔池容积确定,熔池越浅,熔池外表积越大,即钢、渣界面积越大,有利于钢渣之间的冶金反响,因此,期望D/H大一些。但是D/H太大,则熔池直径和熔炼室
直径都增大,于是路壳直径增大,导致D耗也增大,所以D/H又不能太大。
太大,炉壳散热面积增大,电
壳
假设D/H太小,熔池太深,钢液加热困难,温度分布不均匀性大。在氧化期应对金属进展良好的加热,并对熔池中的金属进展猛烈沸腾搅拌,以使金属成分和温度均匀。
当炉坡倾角45°时,D/H一般趣=5左右教适宜。
由截锥体和球冠体的体积计算公式可知,熔池的计算公式为:
V=h(D2+dD+d2)+h(3×+h2)
池 2 1 1
式中h—球冠局部高度,一般取h=H/5;
1 1
h—截锥局部高度,h=H-h=4/5H;
2 2 1
D—熔池液面直径,通常实行D/H=5;
d—球冠直径,因d=D-2h=5H-8/5H=17/5H
2
带入上式,整理后得V池=12.1H3=0.0968D3
利用上式可求出H和D的值。计算求得:
V=14.286m3 V
液
=1.0m3
渣
V=V+V=15.286m3
池 液 渣
D=5405㎜; H=1081㎜; h=216㎜; h=865㎜;
1 2
d=5405㎜;
熔炼室尺寸
熔炼室是指熔池以上至炉顶拱基的那局部容积,其大小应能一次装入积存密度中等的全部炉料。
熔炼室直径D
熔
炉坡与炉壁交界处的直径,为了防止钢液沸腾时炉渣冲刷炉壁砖或炉渣
到大炉坡与炉壁砖交界处,炉坡应高于炉门槛〔渣面与炉门槛平齐〕约100
㎜左右,即中选定炉坡倾角为45°时:
D=D+100=5405+100=5505mm
熔
熔炼室高度H
1
金属炉门槛至炉顶拱基的高度为熔炼室高度。炉衬门槛较金属门槛高
80~100。
从延长炉盖寿命和多装轻薄料考虑,期望熔炼室高度H大些,由于增大
1
熔炼室高度H1,炉盖距电弧和熔池面距离远,炉盖收到的辐射热相对少一些,
炉盖寿命长,另外,熔炼室高度H
1
大,装轻薄料多。但是假设熔炼室高度
H太大:
1
○1炉壳散热面积大→电耗多;
○2电极长→电阻大。
阅历值H/D=0.44~0.40.40t电炉,本设计取0.42,
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