车间主体设备的设计(4)

L=(10.11-1.61-0.3)+1.2+4+3.918=17.32m

?t=3.14×0.325×17.32×0.983×106/(4.1868×103×250)=16.6℃ ?t——冷却水进出温差，℃

q——氧枪平均最大热负荷，KJ/m2.h C——水的比热，KJ/m3.℃ Q——水的流量，m3/h d——氧枪的外径，m

L——氧枪喷头到烟道出口的长度，m

h1——氧枪最低位置至路口的距离，mm ； h2——炉口至烟罩下沿的距离，一般取350～500mm； h3——烟罩下沿至烟道拐点的距离, 一般取3000～4000mm； h4——烟道拐点至氧枪插入孔的距离，一般等于h3的三分之二 ； 由计算可知，冷却水升温△t≤20℃，所以设计的氧枪满足要求。 2.2.8 氧枪总长度和行程的确定

氧枪全长包括下部枪身长度l1和尾部长度l2。氧枪尾部安装有氧枪把持器，冷却水进出管接头，氧气管接头和吊环等。故l2取决于布置上述装置所需的尺寸。氧枪下部枪身长度取决于炉子容量和烟罩尺寸。图中的h2为把持器下缘至烟罩氧枪口顶面距离，主要按操作安全选定。图中的h1为氧枪处于极限位置时喷头端面至平静熔池面的垂直距离。从防止喷溅和挂渣考虑，垂直段愈高，烟罩倾斜角度愈大愈好，但这样会增加氧枪的长度，影响氧枪强度，还会增加厂房高度，因此必须综合考虑。氧枪总长H枪可按下式确定：

H枪=h1?h2?h3?h4?h5?h6?h7?h8

H枪=(10.11-1.61-0.3)+1.2+4+3.918+0.8+0.8+1+0.5=20m 式中 h1——氧枪最低位置至炉口的距离mm

h2——炉口至烟罩下沿的距离，取1.2mm

h3——烟罩下沿至烟道拐点的距离, 一般取3000～4000mm

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h4——烟道拐点至氧枪插入孔的距离，一般等于h3的三分之二 h5——为清理结渣和换枪需要的距离mm，取为0.8m h6——根据把持器下端的要求决定的距离mm，取为0.8m h7——把持器的两个卡座中心线间的距离mm，取为1m h8——根据把持器上段要求决定的距离mm，取为0.5m 其中氧枪行程H行为：H行=h1?h2?h3?h4?h5=18m 2.2.9 喷头及氧枪的设计参数表（表2）

表2 喷头及氧枪的参数

名称 喉口直径 喉口长度 出口直径 扩张段长度 最佳枪位 最高枪位 喷孔夹角 扩张段半锥角 出口马赫数

2.3氧枪的升降机构与更换装置

为了适应转炉冶炼操作的要求，一炉钢吹炼过程中需要多次升降氧枪以调整枪位，因此氧枪升降机构和更换装置要具备一下特点：

应具有合适的升降速度并可以变速。冶炼过程中氧枪在炉口以上应快速升降，以缩短冶炼周期；当氧枪进入炉口一下时则应慢速升降，以便准确控制枪位来控制熔池反应。目前国内大、中型转炉氧枪升降速度，快速高达50m/min,慢速为5m/min左右，小型转炉一般为8～15m/min 。

应保证氧枪升降平稳，控制灵活，操作安全。机构简单，便于维护。

单位 数值 mm mm mm mm mm mm 度 度 50 10 65 86 1600 14 5 2 名称 中心氧管内径 中心氧管壁厚 中层套管内径 中层套壁厚 外层套管内径 外层套管壁厚 供氧压力 冷却水升温 氧气流量 单位 mm mm mm mm mm mm Pa ℃ m3/S 数值 206 10 262 4 296 8 10.172×105 12.5 15.56 12

应具有安全连锁装置。为了保证安全生产，氧枪升降机构设有下列装置：当氧枪不在垂直位置（允许误差±3℃）时，氧枪不能下降。当氧枪进入炉口后，炉子不能做任何方向的倾动；当氧枪下降到炉内经过氧气开关、点时，氧气能自动接通。当氧枪经过此点时，氧气能自动切断；当氧气压力或冷却水压力低于给定值时，氧枪能自动提升；车间临时停电时由可能利用手动控制，使氧枪自动提升。

2.3.1 氧枪的升降机构

图2 单卷扬型氧枪升降机构

1—氧枪 2—氧枪升降小车 3—导轨 4、10—钢绳 5～8—滑轮

9—平衡锤 11—卷筒

当前氧枪升降机构的基本形式是用起重卷扬机垂直升降氧枪。有两种类型：一种是单卷扬型氧枪升降机构（图2），这种机构时采用间接升降方式，及借助平衡来升降氧枪。另一种是双卷扬型氧枪升降机构，这种升降机机构设置两套升降卷扬机，一套工作，另一套备用。两套卷扬机均安装在横移小车上，在传动中不用平衡锤，采用直接升降的方式，即由卷扬机直接升降氧枪。当该机构出现断电事故时，需利用另外的动力。 2.3.2 升降卷扬机变速方式

有电动机变速和双电动机-行星差动减速器变速两种。

电动机变速方式中，通常采用直流电动机变速。电动机变速在安全上不如双电动机-行星差动减速器变速。后者当其中一台电动机出现故障时，另一台电动

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机仍能继续工作。因此，多倾向于采用双电动机-行星差动减速器。所用的两台电动机可以时有交流和直流的，即快速用交流电动机，慢速用直流电动机，断电事故时可借直流电动机将氧枪提出炉外。 2.3.3 升降小车和固定导轨

升降小车主要由车架、 车轮及制动装置组成。升降小车在固定导轨的引导下，一方面使得氧枪严格沿垂线升降，另外亦可减轻吹炼时氧气流不稳定所造成的管体振动。 2.3.4 安全装置

安全装置有断电事故保护装置、断绳保护装置、制动装置、失载保护装置、氧枪极限保护装置、各机构和各工艺操作间的电气联锁。 2.3.5 氧枪更换装置

换枪装置的作用是在氧枪损害时，能在最短时间内将备用氧枪换上投入工作。单卷扬型升降机构，一般使用安装在转炉跨最高平台上的横移小车换枪。该装置主要由横移小车、 横移小车传动装置及氧枪升降装置组成。横移小车的驱动方式由液压和电动两种，采用电动驱动的方式较多，电动驱动的构件可分为丝杆和齿轮传动两种。横移小车换枪装置目前存在的主要问题是定位不准。 双卷扬型氧枪升降机构通过设置两套升降卷扬机实现换枪。 3 炉外精炼的设计 3.1 吹氩站

一般在炉子出钢开始时随即通氩，以预防钢水在透气砖处冷凝堵塞透气孔。有的厂认为从出钢开始到出钢完毕并吊运到精炼工位这一段时间不会堵塞透气砖，自精炼开始再吹氩即可。从钢包底部嵌入透气砖吹氩时，透气砖的位置一般是在钢包水口的对侧，位于钢包底部半径的1/2处。吹氩透气砖数(吹氩孔数)，l00t以下钢水包设一个，200t以下设二个，≥300t钢包设三个。本设计吹氩孔数设三个。

钢包底吹氩。底吹氩时在出钢过程及运送途中都要通入氩气。如图1所示，设有两个底吹氩操作控制点，一在炉旁(A点)便于出钢过程中控制，一在处理站(B点)便于控制处理过程。这两点之间送氩管路互相联锁和自动切换，以保证透气砖不被堵塞。

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3.1.1吹氩压力

理想的吹氩压力应该使氩气泡遍布整个钢包，氩气泡在钢液内呈均匀分布。压力过大，不但使氩气泡在整个钢包内分布不均，甚至形成连泡气柱，与钢液接触面积减小，而且容易造成钢包液面翻滚激烈，钢液大量裸露与空气接触造成二次氧化和降温，钢渣相混，被击碎乳化的炉渣进入钢液深处，使夹杂物含量增加，所以最大压力以不冲破渣层露出液面为限。压力过小，搅拌能力弱，吹氩时间延长，甚至造成透气砖堵塞。所以压力过大过小都不好，合适的压力应能克服各种压力损失和钢液静压力。主要决定于P钢，一般为（2～5）×105Pa。还要注意开吹压力不宜过大，以防止造成很大的沸腾和飞溅。压力小一些，氩气透过砖形成的氩气泡小一些，增加气泡与钢液接触面积，有利于精炼。

图2 底吹氩处理站工艺布置

1—吹氩操作盘 2—钢包 3—钢包车 4—钢包测温取样装置5—倾 …… 此处隐藏：1589字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……