60吨转炉设计.doc

一 转炉计算炉型设计1. 原始条件 炉子平均出钢量为60吨，钢水收得率取90%，铁水比取90.5%，采用废钢矿石法冷却。铁水采用P08低磷生铁w(si)0.85% w(p)0.2% w(s)0.05%；氧枪采用三孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0Mpa2. 炉型选择根据原始条件采用锥球型作为本设计炉型。3. 炉容比 取V/T=14. 熔池尺寸的计算1) 熔池直径的计算公式 (1) 确定初期金属装入量G：取B=15%则G=(1) 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5057，高磷铁水约为6269，本设计采用低磷铁水，取吨钢耗氧量为57。并取吹氧时间为15min，则 供氧强度=取=1.80则 2) 熔池深度计算 锥球型熔池深度的计算公式为 确定=3.66m, =1.162m3) 熔池其他尺寸确定(1) 球冠的弓形高度: (2) 炉底球冠曲率半径： （3） 5. 炉帽尺寸的确定1) 炉口直径 :2) 炉帽倾角：取3) 炉帽高度 取，则整个炉帽高度为： 在炉口处设置水箱式水冷炉口炉帽部分容积为： 6. 炉身尺寸确定1) 炉膛直径=3.66m（无加厚段）2) 根据选定的炉容比为1，可求出炉子总容积为 3) 炉身高度4) 炉型内高由知符合2.21.85范围7. 出钢口尺寸的确定1) 出钢口直径2) 出钢口衬砖外径3) 出钢口长度4) 出钢口倾角：取8. 炉衬厚度确定炉身工作层选600mm,永久层115mm,填充层90mm,总厚度为600+115+90=805（mm）炉壳内径为炉帽工作层500mm，炉底工作层选550mm,炉帽永久层为150mm,炉底永久层用标准镁砖立砌一层230mm粘土砖，平砌三层653=195（mm）,则炉底衬砖总厚度为550+230+195=975（mm）,故炉壳内形高度为，工作层材质全部采用镁碳砖。9. 炉壳厚度确定炉身部分选60mm厚的钢板，炉帽和炉底部分选用55mm厚的钢板。则 炉壳转角半径 10. 验算高宽比可见， ，符合高宽比的推荐值。因此所设计的炉子尺寸基本上是合适的。能够保证转炉的正常冶炼进行。二氧枪设计2.1喷头设计1. 原始数据转炉公称容量60吨，低磷铁水，冶炼钢种以低碳钢为主。转炉参数，炉容比V/T1,熔池直径D3660mm,有效高度H内7112mm, 熔池深度h1162mm。2. 计算氧流量取吨钢耗氧量57m3,吹氧时间15min,则氧流量 3. 选用喷孔出口马赫数为M2.0 ,采用三孔喷头,喷孔夹角为10。4. 设计工况氧压查等熵流表，当M2.0时0，则 5. 计算喉口直径每孔氧流量 利用公式则求得，取喉口长度。6. 计算d出依据2.0，查等熵流表 7. 计算扩张段长度取半锥角为50，则扩张段长度 8. 收缩段长度取2.2氧枪枪身设计1. 原始数据冷却水流量冷却水进水速度，冷却水回水速度，冷却水喷头处流速，中心氧管内氧气流速，吹炼过程中水温升，其中回水温度，进水温度；枪身外管长枪身中层管长中心氧管长1800局部阻损系数。2. 中心氧管管颈的确定1) 中心氧管管颈的公式为:2) 管内氧气的工矿体积流量:3) 中心氧管的内截面积:4) 中心氧管的内径:5) 根据热轧无缝钢管产品目录，选择标准系列产品规格为的钢管验算氧气在钢管内的实际流速: 符合要求。3. 中层套管管径的确定1) 环缝间隙的流通面积: 2) 中层管的内径为:根据热轧无缝钢管产品目录，选择标准系列产品规格为的钢管。3) 验算实际水速 : 符合要求。4. 外层套管管径的确定1) 出水通道的面积:=0.006942) 外管内径为： =根据热轧无缝钢管产品目录，选择标准系列产品规格为 的钢管。3) 验算实际水速:符合要求。5. 中层套管下沿至喷头面间隙h的计算该处的间隙面积为: =又知 ，故 =6. 氧枪总长度和行程确定1) 根据公式氧枪总长为：式中：氧枪最低位置至炉口距离；炉口至烟罩下沿的距离，取1.121m；烟罩下沿至烟道拐点的距离，取4.403m；烟道拐点至氧枪孔的距离；为清理结渣和换枪需要的距离，取0.800m；根据把持器下段要求决定的距离；把持器的两个卡座中心线间的距离；根据把持器上段要求决定的距离。2) 氧枪行程为: 7. 氧枪热平衡计算冷却水消耗量的计算: ，证明前面设计中选择的耗水量是足够的,且也是合适的.8. 氧枪冷却水阻力计算氧枪冷却水系统是由输水管路、软管和氧枪三部分串联而成的。冷却水系统最大阻力损失部分是氧枪，大约占总阻力损失的80以上。利用氧枪进水管入口和回水管出口两个平面的实际气体的柏努力方程式，即其能量平衡关系来确定氧枪冷却水的进水压力。 设进水管入口为面，回水管出口为面，则:式中: 进、出口压力，Pa;-面高度，m;进、出水速度，m/s;水的密度，（1000/m3）;重力加速度，m/s2.因为ZZ0,vjvp,P00，所以Ph失1-2，即氧枪冷却水的进水压力近似等于氧枪冷却水的阻力损失。其阻力损失为: =160714.29+431217.39+36750=628682.29Pa进水压力为2.3转炉烟气干法静电除尘及回收系统设计2.3.1.吹炼条件转炉公称容量为60吨，金属最大装入量为G=62吨，铁水含碳量w1（c）4.25，钢水含碳量w2（c）0.15，吹氧时间为15min，废钢比10%，B值15%1. 烟气及烟尘有关参数炉气成分：CO=86% , CO2=10% , N2=3.5% ,O2=0.5%炉气烟尘浓度80150千克每立方米供氧强度 B=3.73 m3/(tmin)燃烧系数 0.08进入净化系统的气温 tgj=9002. 供水温度30，干法除尘系统阻力约为7500Pa 1) 炉气量qVo的计算2) 烟气量计算采用未然法，空气燃烧系数=0.08，燃烧后的干烟气量= （1+1.88CO%） = (1+1.880.0886%)35000 =39527.04假定燃烧后烟气仍残留有氧气，则烟气成分为： 3. 烟气浓度的修正根据回收中期，烟气量为炉气量的/35000=1.123倍，故进口烟尘浓度应作修正，即：=0.1/1.1293=0.08864. 回收煤气量的计算每吨钢产生的炉气量等于1000（4.250.15）22.4121（0.86+0.1）79.72按烟气生成倍率为1.1293倍，则每吨钢产生的煤气量等于1.129379.72=90.03m3,考虑到前后期不回收煤气，定回收率为70，即每吨钢可以回收的煤气量为0.7090.0363.025. 烟气的物理数据的计算1) 重度0先求烟气相对分子量M =0.700628+0.149544+0.145528+0.004432=19.6168+6.578+4.074+0.1408=30.5504=30.5504/22.4=1.364 2) 定压比热容气温为900时， = 0.70060.3350.14950.5210.14550.3310.00440.350= 0.2347+0.0778+0.0482+0.0015= 0.3624.186= 1.516 气温小于100时： 0.70060.3110.14950.4100.14550.3100.00440.315 0.32574.186 1.363 静电除尘设计由资料查的 氧气顶吹转炉的有效驱进速度在0.070.09m/s选取驱进速度m/s,选择4个电场，除尘效率99.99%，电场风速取值11.5m/s，蒸发冷却器入口煤气温度 度，蒸冷却器出口温度 =200度 煤气的平均比热1.38Kj/m3 k,水的汽化潜热=2500Kj/Kg，煤气流量（表态）V=39527.04m3/h蒸发冷却器喷水量 =15.27 m3/h 极板比表面积 m2/（ m3/s ） 极板总表面积 m2实际需要的极板表面积 m2 （K为备用系数取11.5）分为四个电场则每个电场的沉淀极板总面积为1767.73/4=441.9m2 依据此选择SHWB静电除尘器20 主要参数有效面积20.11 m2 ，生产能力5790054700 m3/h，电场风速0.60.8 m/s验算电场风速： m/s 满足要求流程图设计见于附图转炉14501550烟罩、