车间主体设备的设计

车间主体设备的设计

1. 转炉炉型设计 1.1型设计概述

1.1.1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。它是转炉生产能力的主要标志和炉型设计的重要依据。

目前国内外对公称容量的含义的解释还很不统一，归纳起来，大体上有以下1以平均金属装入量表示○2以平均出钢量表示○3以平均炉产良批三种表示方法。○量表示。

在一个炉役期内，炉役前期和后期的装入量或出钢量不同，随着吹炼的进行，炉衬不断地受到侵蚀，熔池不断扩大，装入量增大，所以三种表示方法都是以其平均容量来表示。这三种表示方法各有其优缺点，以平均金属装入量表示公称容量，便于进行物料平衡和热平衡计算，换算成新炉装入量时也比较方便。 以平均出钢量表示公称容量，便于车间生产规模核技术经济指标的比较，但是在进行炉型设计时需要做复杂的换算。

以平均出钢量表示公称容量则介于两者之间，其产量不受操作方法和浇铸方法的影响，便于炼钢后步工序的设计，也比较容易换算成平均金属装入量和平均炉产良批量。设计的公称容量与实际生产的炉产量基本一致。所以在进行炉型设计时采用以平均出钢量表示公称容量比较合理。 1.1.2 炉型的定义

转炉炉型是指转炉炉膛的几何形状，亦即由耐火材料砌成的炉衬内形。 1.1.3炉型设计的意义

转炉是转炉炼钢车间的核心设备，转炉炉型及其主要参数对转炉炼钢的生产效率、金属收得率、炉龄等技术经济指标都有着直接的影响，炉型设计是否合理关系到冶炼工艺能否顺利进行，如喷溅问题，除与操作因素有关外，炉型设计是否合理也是个重要的因素，并且车间的主厂房高度以及主要设备，像除尘设备、倾动机构设备等都与炉型尺寸密切相关。而且转炉一旦投产使用，炉型尺寸就很难再做改动，因为不论变动直径还是高度都涉及耳轴位置，它是与转炉基础联系在一起的，一般不能随意变动。

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所以说，设计一座炉型结构合理，满足工艺要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。

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。 1.2炉型种类及其选择

转炉炉型应能适应炉内钢液、熔渣和高温气的循环运动规律。达到反应快、喷减少和炉龄高等目的。内型应与残余炉衬的轮廓接近，以利减少炉衬的局部侵蚀和降低耐火材料的消耗。此外还要容易砌筑。

目前我国氧气顶吹转炉金属熔池形状可分为三种炉型：

筒球形炉型。这种炉子形状简单、砌砖方便，炉壳容易制造。球形底可使散热面积小，倒渣时炉底形成拱顶而强度相对要大。球底熔池的形状接近金属液的循环轨迹。使用于大型转炉。

锥球形炉型。该炉型的熔池有一个倒置截锥体和一个球冠体两部分组成，炉帽和炉身与筒球形炉型相同。其特点是，与同容量的其它炉型相比，在相同熔池深度下，其反应面积大，有利于钢、渣之间的反应，使用于吹炼高磷铁水。 锥形炉型。该炉型的熔池由一个倒置的截锥体组成。其特点是，形状简炉底砌筑简便；其形状基本上能满足炼钢反应的要求，与相同容量的其它炉型相比，在容池直径相同的情况下，熔池最深，适用于小型转炉。这种倒圆台的炉底比球形炉底易于砌筑。

总之，结合中国已建成的转炉的设计经验，在设计转炉时，可以考虑： 100～200t以上的大型转炉，采用筒球型； 50～80t的中型转炉，采用锥球型炉型； 30t以下的小型转炉，采用截锥形炉型；

但是也不绝对，还要根据当地的铁水条件，主要是P、S含量，来考虑确定最合适的转炉炉型。对于顶底复吹转炉，可以采用截球形炉型。

顶底复吹转炉的炉型基本上与顶吹转炉和底吹转炉相似；它介于顶吹转炉和底吹转炉之间。本例设计的转炉公称容量大于200t，故选择筒球型炉型。 1.3转炉炉型主要参数

目前国内外各厂在进行转炉炉型设计时，一般都是采用“依炉建炉”的设计

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方法。主要参数包括：V/T、H/D、h/D、do/D、θ，出钢口参数dT、β、LT 炉容比（V/T）是指新炉时，转炉的炉膛有效容积V与公称容量T的比值。它的意义是单位公称容量所占有的炉膛有效容积的大小。它是炉型参数中一个最重要的参数，它决定了转炉吹炼容积的大小。本设计取炉容比V/T=1 m3/t 1.3.1 炉型设计原始条件

炉子平均出钢量为250t，钢水收得率为94.8797%，废钢比为6.4%，采用废钢矿石法冷却；铁水采用低磷低硫铁水。 1.3.2 熔池尺寸的计算

根据生产炉的情况选择供氧强度为3.5 Nm3/t.min。

冶炼低磷铁水时，加废钢后的吨钢耗氧量一般为50～57 Nm3/t 新炉金属装入量G=250/94.8797%=263.49 t 供氧时间=

吨钢耗氧量?平均出钢量供氧强度?新炉金属装入量

=

56?2503.5?263.49= 15min

○

1熔池直径D?KG

tD?1.5?263.49/15=6.29 m 式中D——熔池直径，m G——新炉金属装入量，t t——吹氧时间，min K——比例系数

V3熔池深度h=池?0.046D0.79D2 V池=G/ρ金=263.49/6.8=38.75m3

38.75?0.046?6.293 h= 0.79?6.292=1.61m ○

2熔池其它尺寸的确定 球冠的弓形高度：h1=0.12D=0.12×6.29=0.75m

3

炉底球冠曲率半径：R=1.1D=1.1×6.29=6.92m 1.3.3 炉帽尺寸的确定

○

1炉口直径d0: d0=0.5D=0.5×6.29=3.15m ○

2炉帽倾角θ：65° ○

3炉帽高度h(D?d帽=0)tan?2

=(6.29?3.15)tan652=3.37m

取炉口高度H口=0.4 m，则整个炉帽高度为：

H帽= h帽+H口=.37+0.4=3.77m，在炉口处设置水箱式水箱式水冷炉口炉帽部分容积为： V（D2+Dd20+d0）?H口d20）帽=?h帽12?4

V3.14?3.37?（6.292+6.29?3.15+315.2）3.14?0.4?3.152）帽=12?4

=64.23m3 1.3.4 炉身尺寸确定

○

1炉膛直径D膛= D=6.29m ○

2根据选定的炉容比，可求出炉子总体积为V总=1×250=250m3 V身=V总―V池―V帽

=250―38.75―64.23=147.02m3 ○

3炉身高度H4V身4?147.02身= ?D2=

3.14?6.292=4.73m

则炉型内高H内=h+ H帽+H身=1.61+3.77+4.73=10.11m 1.3.5 出钢口尺寸的确定

○

1出钢口的直径dT=63?1.75T=63?1.75?250=22.4cm ○

2出钢口衬砖外径dST=6dT =134.4cm ○

3出钢口长度LT=7dT=156.8cm

4

4出钢口倾角β：取β=18° ○

1.4转炉各个部分耐火材料的选择 1.4.1炉衬的组成

炉衬一般由永久层、填允层和工作层三层组成。

1永久层：紧贴炉壳钢板，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。

2填允层：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80～○

100mm。填允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。也有的炉不设填允层。

3工作层一般用镁碳砖砌成。○所谓炉衬寿命即工作层的寿命，当工作层被侵蚀损坏后（残余厚度10mm）就要更换炉衬了。 1.4.2各层厚度的确定

工作层厚度为400～800mm，炉底工作层比炉身略薄一些，约350～600mm,填允层80～100mm，炉身永久层 …… 此处隐藏：1996字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……