转炉设计没有图纸

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 转炉设计  炉炉型设计概述  （ 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。  （ 2）炉型的定义  转炉炉型是指转炉炉膛的几何形状，亦即指由耐火材料切成的炉衬内形。  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。  型种类及其选择  （ 1） 炉型种类  根据熔池（容纳金属液的那部分容积）的形状不同来区分，炉帽、炉身部位都相同，大体上归纳为以下三种炉型：筒球形、锥球形和截 锥形。  筒球形炉型：该炉型的熔池由一个圆筒体和一个球冠体两部分组成，炉帽为截锥体，炉身为圆筒形。其特点是形状简单，砌砖简便，炉壳容易制造。在相同的熔池直径 其他两种炉型相比，这种炉型熔池的容积大，金属装入量大，其形状接近于金属液的循环运动轨迹，适用于大型转炉。   锥球形炉型（国外又叫橄榄形）：该炉型的熔池由一个倒置截锥体和一个球冠体两部分组成，炉帽和炉身与圆筒形形炉相同。其特点是，与同容量的其他炉膛相比 ，在相同熔池深度 反应面积大，有利于钢、渣之间的反应，适用于吹炼高磷铁水。   截锥体炉型：该炉型的熔池有一个倒置的截锥体组成。其特点是，形状简单，炉底砌筑简便，其形状基本上能满足于炼钢反应的要求。与相同容量的其他炉型相比，在熔池直径相同的情况下，熔池最深，适用于小型转炉。  结合中国已建成的转炉的设计经验，在选择炉型时，可以考虑：  100 200用筒球形炉型；  50 80用锥球形转炉；  30用截锥体转炉。  炉炉型主要参数的确定  迄今为止，国内外还没有一套完整的转炉炉型的理论计算公式，不能完全从理论上确定一个理想的转 炉炉型和炉型各部分尺寸参数。现有的公式都属于经验买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 公式。目前国内各厂进行转炉炉型设计时，一般都是采用“依炉建炉”的设计方法。即通过考察和总结同类转炉的长期生产 情况和较先进的技术经济指标，结合采用经验公式和进行可行的模拟试验，再结合当地的条件做适当的修改，来确定转炉的炉型尺寸。  转炉炉型的主要参数的确定方法，通常采用推荐的方法。  直接推荐各参数的数值范围。  推荐经验计算公式。  以下为北京钢铁设计研究总院推荐的一套经验公式。  主要参数包括： V/T、 H/D、 h/D、 、， 出钢口参数（ 、 对这些参数的确定需要持慎重态度，在进行炉型设计时，要仔细考虑确定这些参数，才能使设计出来的转炉炉型 比较合理，满足工艺要求。  （ 1）  炉容比（ V/T，容积比或容积系数）  炉容比 V/炉炉膛有效容积 的比值（ m3/t）。  意义：单位公称容量所占有的炉膛有效容积（也叫工作容积）的大小。它是炉型参数中一个最重要参数。它决定了转炉吹炼容积的大小。炉容比对吹炼操作、喷溅、炉衬寿命都有很大的影响。  根据炼钢工艺设计技术规定，要求转炉新砌炉衬的炉容比 V/T 应在 t，小容量转炉取上限， 大容量转炉取下限。中国设计部门推荐，炉容量越大，炉 容 比越小。 下表为不同转炉炉容比的情况。  使用条件： 90% 95%的铁水比，采用废钢矿石法冷却，使用部颁标准 氧强度 4t   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 不同转炉炉容比  炉容量 /t 小型转炉 30 中型转炉 30100 大型转炉  100 200 200 炉容量比（ m3/t）  近几年，建设炉容比 V/要原因为采用了较大的供氧强度， V/T 设计值比推 荐值大些，例如：太钢 50t 转炉为 m3/t，包钢 50t 转炉为 m3/t，马钢 50，武钢 50，攀钢 120， 20t 转炉定型设计为 m3/t， 15m3/t。  上述数据与实际比较接近，通常 V/T 在 m3/t，通常 V/T 增大的原因是采用了较大的供养强度，吹氧时间缩短，  炉容比还可以采用经验公式 计算：  13131  式中，（ C） :铁水含碳量， %。  （ :铁水含硅量， %。  （ P） :铁水含磷量， %。  B:供氧强度，  t   （ 2）  高宽比（ H/D）  表示方法： H 内 / D 膛 ，炉型的高宽比 ； H/D，炉壳的高宽比，两种的表示方法，相差一个炉衬厚度。  高宽比是反映炉型形状的另一个重要参数，决定了炉型是瘦长型还是短胖型。  经验证明，高宽比 H/钢 300 内 /宽比可以采用经验公式计算：     式中， D：炉膛内高直径比；  T:公称容量， t；  B：供氧强度， t   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 注意：设计时不能用高宽比计算尺寸，而是用高宽比值来校核所设计的炉型是否合理，炉型尺寸另有计算公式。  （ 3）  熔池深度直径比（ h/D）  熔池深度 h：熔池处于静止状态时金属液面到炉底的深度。  熔池直径 D：熔池处于静止状态时金属液面的直径。  根据实际经验，大多数转炉的 h/D 在 围内波动，一般 h/D  熔池深度直径比 h/ 31)()  式中， K D。  （ 4）  炉口直径比（ ）   炉口直径。因为在确定炉口直径 比之前 以炉口直径比的大小决定炉口的大小。  总结已投产的转炉，炉口直径比在 围内波动，多数在 右。  设计部门推荐 =型转炉取下限，小型转炉取上限。  炉口直径比可用下式计算：   式中， K： D；  T：公称容量， t；  S:按月计最大废钢比。  （ 5）  帽锥角（）  指炉帽锥与炉身交接处，炉帽与转炉水平线之间的夹角。  确定的原则如下：  便于炉气逐渐收缩逸出，减少炉气对炉帽衬砖的冲刷侵蚀。  使炉锥段各层砌砖 逐渐收缩，缩短砌砖的错台长度，增加砌砖的牢固性。如果值太小，砌砖错台太长容易塌落。  推荐值 =60 68。大型转炉取下限，小型转炉取上限。一般炉帽部分的体积占炉膛体积的 30%。  （ 6）  出钢口参数（位置、太小、长度和出钢口倾角）  出钢口位置。出钢口位置通常设在炉身与炉帽耐火材料的交接处。  出钢口倾角。原则上讲应在开堵出钢口方便的情况下尽量减少，国内已建成的转炉多数值在 15 20之间。如太钢 509，鞍钢 150t 转炉为 20，攀钢 150t 转炉为 20。近几年新建大、中型转炉有些采用 0 角。  减少出钢口倾角的优点如下：  a可以缩短出钢口长度，便于维护。  b可以缩短钢流长度（出钢口至钢包的距离），减少钢流的吸气和散热损失。  c出钢时炉内钢水不发生漩涡运动，避免钢流夹渣。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 d出钢时钢包车行走距离短，出钢口倾角大，则行车距离长。  出钢口直径  a出钢口内径（ 其大小要满足出钢所需要的时间（ 2 8转炉大小而不同，一般 5出钢口内径推荐值如下表所示：  容量 /t 15 30 50 120 150 (宝钢 )300 dT/m 钢口内径也可以采用经验公式计算：    式中，  b出钢口外径（衬砖 +炉壳的厚度） 倍左右。即：   出钢口长度 钢口长度一般为出钢口内径的 7 8 倍，即  7 8) 述参数确定后，就可以进行炉型各部分尺寸的设计计算了。  注：不能用 H/D， h/D 计算炉型尺寸，只能用其校核设计尺寸是否合理。  炉设计计算  设计程序：  确定所设计炉子的公称容量；  选择 炉型（筒球形、锥球形、截锥形）；  确定炉型主要设计参数；  计算熔池尺寸；  确定整个炉型尺寸。  （ 1）  熔池尺寸的计算  在炉型尺寸的计算中首先要确定熔池尺寸，主要是熔池直径和熔池深度的计算确定，它是炉型尺寸中两个最重要的尺寸参数。 熔池直径和深度计算出来后要校核 h/则应重新调整熔池直径和熔池深度值，直至 h/  熔池直径（ D）。中国设计部门推荐采用如下计算公式：    式中  D:熔池直径， m；  G:新炉金属装入量， t；  t:吹氧时间，  K：比例系数，取值如下表所示。  吨位 /t 120 宝钢 300 时间 t/2 16 14 18 16 20 16 （ 2）  熔池深度（ h）  它是另一个比较重要的熔池尺寸参数，对于一定容量的转炉，在炉型和熔池直径确定以后，可以利用几何公式计算熔池深度。  a 截锥形熔池。利用截锥形的体积公式：  池  b 筒球形熔池 .  32 0 4 池  c 锥球形熔池  32 0 3 6 池  熔池直径 能知道 V 池 就可以用以上公式求出各种炉型的  根据熔池定义，熔池体积 V 池 应等于金属液体积 V 金 ，  即 V 池 =V 金  式中， V 金 ：新炉金属装入量占有的体积； V 金 =G/ 金 ， 金 为金属液密度，取  求出 D 和 h 后，校核： h/D 是否符合推荐值 h/D=核 h 冲 /h， h 冲 氧流股的冲击深度， h 应满足 h 冲 的需要，对多孔喷头 h 冲 /h=宜。  多孔喷头的 h 冲 经验计算公式如下：   式中， H 多孔枪 ：喷头距熔池液面高度（枪位），  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 d 喉 ：喷头喉口直径，   钢 ：钢液密度， t/ P 用 ：氧气使用压力（表压）， 1 先求出 h 冲 后再演算是否 h 冲 /h= （ 3）  炉帽尺寸的计算确定  炉帽主要尺寸包括炉口直径、帽锥角，炉帽高度。    炉口直径 参数 =算或根据同类炉子 选取，部分转炉的炉口直径见下表。  部分转炉的炉口直径  转炉吨位 /t 15 25 30 50 120 150 300 d0/100 1100 1200 1850 2200 2500 3600 帽锥角，根据转炉大小在 60 68范围选择。  炉帽高度  锥口帽 式中， H 口 =300 400为了保持炉口的正常形状，防止因为衬砖蚀损而使其扩大，在炉口设置高度为 300 400 t a ）（锥 炉帽体积        锥口帽 （ 4）  炉身尺寸的计算  炉膛直 径 D 膛 ：炉身为圆筒形，对于炉衬无加厚段的转炉其炉膛直径与熔池直径相同，即     D 膛 =D。    炉身高度 H 身 ：  炉身体积：   24身 帽池身 V：炉膛体积，由炉容比 V/确定 V=（ V/T） T。求出炉身高度后，整个炉型就计算出来了，这时要对炉型进行校核，计算出来的炉型尺寸应同时满买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 足 V/T 和 H 内 /D 膛的要求，如果不在推荐范围内，则要对炉型尺寸进行适当的调整使之符合炉型主要参数推荐值。  （ 5）  出钢口尺寸的计算确定  按照炉型 主要参数中的出钢口参数确定方法来确定。  衬的组成、材质的选择及厚度确定  从设计的角度应注意：  选择优质的耐火材料做炉衬。  确定最佳炉衬厚度。  （ 1）  炉衬的组成  炉衬一般由永久层、填充层和工作层三层组成。  永久层：紧贴炉壳钢板（或绝热层），通常是用一层镁砖或高铝砖侧砌而成，厚度 113 115作用是保护炉壳钢板，修炉时不拆除。  填充层：介于永久层和工作层之间，一般是用焦油镁砂捣打而成，厚度一般 80100的工厂不做规定，只要达到找平的目的即可。填充层的作用 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。也有的转炉不设填充层。  工作层：它的工作条件相当恶劣，工作层一般有煤炭砖砌成。所谓炉衬寿命即指工作层的寿命，当工作层被侵蚀损坏后（残余厚度约 100，就要更换炉衬了。  （ 2）  材质选择  选择材质的原则如下：  耐火度（抵抗高温作用而不熔化的性能）高；  高温下的机械强度高，耐急冷急热性能好；    化学性能稳定；    资源广泛，价格便宜。  根据国内外多年来的生产实践证明，工作层 采用煤炭砖是一种比较理想的炉衬砖。镁碳砖是采用 天然菱镁矿和天然鳞片石墨为原料，用改质沥青 和酚醛树 脂做复合黏结剂；经破碎、筛分、调整黏度，加入适量鳞片石墨，加入黏结剂，添加适量抗氧化剂，经混炼、成型，经 200 250硬化处理后即成成品。  镁 碳砖具有耐高温、耐渣侵和耐剥落等优良的使用性能。与其他镁砖相比，在使用过程中变质层变薄，不至于引起砖体结构的剥落。 加入相当数量的石墨改善了砖的导热性能，具有良好的抗震性。  永久层一般用烧成的镁砖或高铝砖。  （ 3）  各层厚度的确定  一般炉身工作层厚度 400 800底工作层比炉身略薄一些，约 350 600充层 80 100身永久层 113 200数 113 115底永久层 300500炉各层炉衬厚度如 下 表所示。  根据不同部位的侵蚀情况，使用不同材质的耐火材料和砌成不同厚度的炉衬，使之各部位的侵蚀基本均匀，这就是所谓的均衡炉衬。又叫均衡砌炉或平衡炉衬。均衡砌炉是提高炉衬寿命，降低耐火材料消耗和成本的有效措施。近年来许多钢厂都采用了 均衡砌炉，在不容易修补的耳轴两侧采用抗渣性能良好和抗氧化性能强的高级镁碳砖、在侵蚀较快的渣线部位 采用抗渣性能良好的镁碳砖，在装料侧炉衬采用高抗渣性、高强度、高抗热震性的镁碳砖 。出钢口则使用等静压买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 成型的整体镁碳砖出钢 口。  转炉各层炉衬厚度  容量 /t 200 炉帽工作层 /00 600 500 600 550 650 炉身工作层 /50 700 700 800 750 850 炉底工作层 /50 600 600 650 600 750 炉身永久层 /15 150 115 200 115 200 炉底耐材总厚 /50 1050 950 1100 950 1200 壳厚度和转角半径的确定  （ 1）炉壳作用  转炉炉壳类似于一个承受高温、高压的容器， 它在使用过程中要承受下列作用力：  静载荷产生的应力，包括炉料、炉衬和炉壳本身等重量产生的应力。  动载荷产生的应力，包括加料，特别是加废钢和清理炉口结渣时产生的冲击力，以及产生 炉体在倾动中产生的巨大扭矩。   炉衬的膨胀应力：炉子受热膨胀时产生巨大的热应力；   热应力： 由炉壳钢板轴向和径向的温度梯度产生的应力。    其它应力：包括炉壳断面改变，局部加固及加工、安装过程中产生的应力。  （ 2）炉壳材质  根据炉壳的使用特点，要求炉壳使用的材质具有在高温时耐时效，抗蠕变及良好的成型性和焊接性能。 一般小型转炉用碳素结构钢 ，大型转炉用低结构钢，如 16151420 （ 3）炉壳厚度  炉壳厚度的确定目前尚无成熟的计算公式，原则上讲由于炉底各部分受力不均匀，炉底、炉身和炉帽应选用不同厚度的钢板。炉身受力最大，使用最厚的钢板，炉底为炉身厚度的 80%左右。  经验公式为：（  壳身壳 ）（  1  8 身壳帽壳 ）（ 壳底壳 ）（ 型转炉为了简化取材，一般炉底、炉身和炉帽都选用相同厚度的钢板，不 同容量转炉的炉壳厚度见下表。  不同容量转炉的炉壳钢板的厚度  容量 /t 50 50 90 100 150 160 200 210 250 250 炉帽 /6 32 50 60 53 60 60 75 65 70 70 75 炉身 /8 36 50 65 52 70 70 75 76 80 80 85 炉底 /6 32 50 60 53 60 60 65 65 70 70 75 （ 4）  转角半径  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在转炉炉壳的帽锥与炉身直筒段连接处，直筒段与池锥，池锥与炉底球冠连接处，小转炉意直线尖角相连接 ，称谓拐角炉壳。采用拐角炉壳比较简单，容易制造、大、中型转炉为了减少应力集中，增加炉壳的坚固性，以圆弧连接，称为拐弧炉壳，其圆弧半径叫转角半径。在便于砌筑炉衬砖和不减薄 炉衬厚度情况下，弧形段的转角半径一般以不大于炉衬总厚度为宜。这样炉壳弧形段的转角半径可按下式确定：   身    式中， 壳帽锥与直筒段相接处转角半径；  壳池锥与与直筒段相接处转角半径；  壳池锥与炉底球冠连接处转角半径；   身 、 底 ：分别为炉身、炉底的衬砖总厚度。  （ 5）  炉壳的形状及特点  炉壳 用钢板加工成截锥形炉帽，圆筒形炉身，和球冠形或截锥形炉底。    炉帽  炉帽接近高温炉气，直接受喷溅钢渣的烧损，并受烟罩内高温烟气的热辐射。为了保持炉口形状不变，减少炉口结渣并便于清除，目前普遍采用水冷炉口。  水冷炉口的结构形式有水箱式和铸铁埋管式。 目前，采用水箱式水冷炉口的较多。  水冷炉口的冷却水量 t/h）为：  )(1 8   式中，：水冷炉口材料的辐射黑度，钢板取 铁取  q:水冷炉口的吸热强度（  h）  大型转炉  （  105  h）；  中型转炉  （  104  h）；  小型转炉  （  104  h）。  F：水冷炉口传热面积，   全系数；  、出口温度，一般为 5 , 5 55   炉身  圆筒形，依靠炉身使整个炉体与托圈相连接，倾动机构又通过耳轴和托圈使炉体  转动。   炉底  依据熔池 形状不同有球冠形和截锥形之分，根据修炉方式，又有死炉底和活炉底之分。活炉底又分为大活炉底和小活炉底。  炼钢工艺设计技术规定 ：容量不大于 100t 的转炉，一般采用截锥形活炉底，容量不小于 150 当 炉衬和炉壳及厚度确定后，整个炉型就基本上确定了。最后在校核一下H/则重新调整炉型尺寸。  型设计步骤  列出原始条件：公称容量，铁水条件，废钢比，氧枪类型，吹氧时间（或供氧买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 强度）等；  根据条件选择炉型；  确定炉容比；  计算熔池直径 D，熔池深度等尺寸；  计算炉帽尺寸；  计算炉身尺寸；  计算出钢口尺寸；  确定炉衬厚度；  确定炉壳厚度  校核 H/D；  最后绘制炉型图。  型设计举例  （ 1）原始条件  炉子平均出钢量为 200t，钢水收得率取 92%，最大废钢比取 20%，采用废钢矿石法冷却：铁水采用 磷生铁 ( (P)  (S),氧枪采用四孔拉瓦尔喷头，设计氧压为  （ 2）炉型选择  根据原始条件采用筒球形炉型作为本设计炉型。  （ 3）炉容比：取 V/T=（通常 V/m3/t）  （ 4）熔池尺寸的计算  熔池直径的计算。  熔池直径的计算公式：    确定 初期金属装入量 G；取 B=15%则  ）（%152 200212 2 ）（ 2 确定吹氧时间，根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为 50 57m3/t（钢），高磷铁水约为 62 69m3/t（钢），本设计采用低磷铁水  ，取吨钢耗氧量为 57m3/t（钢），并取吹氧时间为 14   m i nt/ 吹氧时间吨钢耗氧量供氧强度  取 K=  )(  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 40133