炼钢设计基础第七章

炼钢设计原理炼钢设计基础第七章转炉炼钢各跨间的设计1234567891011第七章转炉炼钢各跨间的设计转炉跨间加料跨连铸车间(浇注跨)

三跨式炼钢车间125.1转炉跨间的设计转炉跨在车间中厂房最高、设备最多，多平台布置，是建筑结构复杂和投资最多的跨间。主要布置转炉及其倾动机构，氧枪副枪系统，散料和铁合金加入系统，除尘系统等。全封闭钢结构封闭转炉，以保护操作人员、钢结构和其它邻近的设备不受热辐射、喷溅和火焰的影响，并便于有效的收集二次烟尘。13145.1.1转炉位置的确定转炉横向位置的确定计算转炉中心线与靠近原料跨的厂房纵向柱列中心线的距离a，a值应能保证原料跨吊车顺利向转炉加入废钢和兑入铁水，同时应满足布置氧枪和付枪升降机构的要求。不同容量转炉的a值转炉容量，t305080120150210300a,mm80012501300200019002100270015转炉兑铁位置示意图a=L1+L2-L3-L4a—转炉中心线与厂房纵向柱列中心线的距离mm，

L1—转炉倾动到受铁位置（倾动角α=30—45°）时，转炉炉口内缘（新炉衬）与转炉中心线的距离

mm。L2—铁水罐内铁水全部兑入转炉（转炉倾角为104°左右）时，罐嘴前沿到铁水罐耳轴中心线的水平距离

mm。L3—吊车主钩的移动极限及安全距离，移动极限为吊车设备尺寸，安全距离一般取400—600mm。L4—吊车轨道中心线与厂房柱子中心线的距离

mm。通常采用钢立柱约1m，如果采用水泥立柱要宽一些。16转炉耳轴高度

H—转炉耳轴中心线标高mm。

h0—钢包车轨面至地面距离mm.h1—钢包最低点与钢包车轨面之间的距离mm。一般取200~500mm。

h2—钢包高度mm。

h3—钢包最高点到转炉最大外形回转圆之间的最小距离，安全距离mm。一般取300~500mm。

R—转炉最大回转半径，mm。耳轴中心线在转炉上的位置确定：

H全/2-200~500mm。转炉耳轴中心线的标高H是依据转炉最大回转半径R，和炉下钢包车高度确定，应保证钢水罐车顺利运行。H=h0+h1+h2+h3+R175.1.2转炉各层平台确定为了布置转炉及其倾动机构，氧枪系统，散料和铁合金系统，烟气净化系统，以及进行维修和工艺操作，需要在转炉跨不同标高设置相应平台，尽管炉容量不同平台数量也不同，但主要的平台是相同的。转炉跨主要操作平台有：

转炉工作平台

散料系统平台

烟气净化系统平台

氧枪系统平台

修砌炉平台18转炉工作平台转炉操作平台的标高的确定，应保证工人能够顺利完成炉前操作。转炉操作平台标高一般低于转炉耳轴标高1/2炉口内直径后再增加250~300mm，（大炉子取下限，小炉子取上限）。计算公式：

H1=(H-d/2)+K

H1—转炉工作平台标高mm,H—转炉耳轴中心标高mm,d—新炉子炉口内直径mm,K—常数250~300mm,

转炉平台按满平台设置，以方便操作和转炉主控室的联系。19转炉操作平台标高示意图20其它操作平台炉口平台，也称烟罩平面，标高稍低于炉口标高，布置烟罩检修和转炉砌筑设施以及堆放转炉砖衬。散料系统平台，主要包括高位料仓平台，给料机称量漏斗平台，汇总漏斗和溜槽平台，用于布置检查设备。有些车间用这些平台布置铁合金系统。烟气净化系统平台，布置烟气冷却和净化设备。供氧系统平台，氧枪升降及横移机构平台，氧枪孔平台以及氧气和冷却水进出软管连接平台，如有副枪，还应设有副枪平台。21转炉跨主要平台示意图22平台标高功能+9.000m转炉操作区，布置转炉炉前、炉后挡火门，并进行炉前、炉后转炉生产操作，烟道冷却给水装置，铁合金系统+17.100m布置转炉升降裙罩及其提升装置，活动烟道及其横移台车，热刺烟道收集装置，铁合金投料系统等。转炉修炉时耐材的运送，切割，堆放即在此平台上进行。+22.580m布料烟道，一次烟尘净化装置，铁合金投料系统,氧枪修理。+29.450m布料烟道，一次烟尘净化装置，散状料汇总斗。+34.350m布料烟道，一次烟尘净化装置，散状料称量斗。+42.550m散状料高位仓及其皮带运送卸料装置。120t转炉跨各层平台的标高和功能

235.1.3转炉跨厂房高度、宽度和长度的确定无副枪系统转炉跨吊车轨面标高

1）氧枪行程和总长

L行=h4+h5+h6+h7+h8+h9L行—氧枪行程

mm,h4—炉役后期氧枪下降到最低点喷头到转炉耳轴中心线的距离，炉役后期氧枪点火枪位

h0=200~400mm，

h5—转炉耳轴中心线至炉口的高度

mm，转炉跨是转炉车间的高跨厂房，两端是低跨厂房，高跨厂房是转炉车间最高处，在其跨内安装位置最高的设备是氧枪吊车，如果有副枪，则厂房还要高一些。24h6—炉口到活动烟罩固定端下缘的高度mm，大型转炉可取R-h5+500mmh7—活动烟罩固定端下缘至斜烟道拐点的高度，按设备尺寸定，3—5m。h8—斜烟道拐点至氧枪密封孔上缘的高度mm，按设备尺寸定。倾角β按50—60°考虑，h9—吹氧管密封口上缘到喷头提升到最高点的高度

mm,一般取800—1000mm，主要考虑吹氧管提出后清渣和更换所需高度。252)

吹氧管总长

L管=L行+h10L管—氧枪总长

mm,h10—吹氧管把持器到氧枪吊环中心的高度mm,设备尺寸，一般1.2~2.0m。3)定滑轮到地面标高

H’=H耳-h4+L行+L管+h18h18—氧枪吊环中心线至氧枪卷扬导向轮中心线的高度mm。即氧枪系统最高点的位置。（≥600mm)4）吊车轨面标高即吹氧管起重机标高：H=H’+h19+h2026H’,mH,m包钢3639攀钢4246.7宝钢5059h19—氧枪卷扬导向轮中心线至吊车吊钩升高极限的距离mm，500~1000mmh20—吊车吊钩升高极限到轨面的距离mm。27有副枪系统转炉跨吊车轨面标高转炉动态控制中，要在吹炼过程中不停氧下降副枪，副枪应避开氧气射流和其与熔池的作用区，主副枪中心距取500~1500mm，副枪中心线与炉口边缘的距离为300~1000mm。以副枪卷扬系统的导向轮为最高点确定起重机轨面标高，与氧枪系统的计算有以下不同：1）副枪探头需插入钢液面下一定深度，为h0=300~600mm。2）副枪上升出口处至副枪上枪到最高点探头端部的距离包括：清渣装置，切割装置，拔脱探头装置，探头装配平台，均为设备尺寸。宝钢转炉跨标高按副枪确定。28计算步骤如下1）副枪行程L副行=h4´+h5+h6+h7+h11+h12+h13h4´—副枪下降到工作位置探头到耳轴中心线的高度，为钢液面到耳轴距离+300~600mm,h11—斜烟道拐点到副枪孔出口处的距离，h12—副枪孔出口到副枪探头装配平台面的距离，包括清渣、拔脱探头、切割等装置，其为设备尺寸。h13—副枪装配平台面到探头导向筒上缘的高度，设备尺寸，宝钢探头长度为1.95m。以下计算与氧枪系统相同。29副枪行程和总长示意图30转炉跨宽度和长度转炉跨厂房跨度要求能在炉后设置一定宽度的操作平台，并能满足布置氧枪副枪系统及其吊运通道，散料系统的布置，烟气净化设备的布置以及设备的维修吊装路径空间。转炉跨厂房的长度转炉间距：<50t12—18m50—150t18—24m

200t以上27—36m

转炉倾动机构、烟罩移出机构和修炉设备空间，采取炉子跨在中间布置方式，可与加料跨长度一致，采取炉子跨在边上布置方式，转炉跨的长度比加料跨短。设计时转炉跨宽度和长度可通过查阅资料直接选取。31转炉中心距和耳轴中心标高参考数据转炉容量(t)3×303×503×803×1203×2103×300转炉中心距(m)151818243028耳轴标高(m)5.848.008.510.4010.3512.3032转炉车间断面图33345.2加料跨设计加料跨要完成及时准确的兑铁水、加废钢，修炉补炉供应耐火材料保证炼钢操作顺利进行。加料跨布置：见图加料跨工艺尺寸铁水系统作业区进行高炉铁水的转运、向转炉兑铁水、铁水包的修砌和烘烤、铁水的脱硫和扒渣。铁水系统主要设备有混铁炉或混铁车、铁水吊车、铁水包运输称量车、脱硫和扒渣等设备。废钢系统作业区进行废钢转运、装料称量和加入转炉。主要布置废钢铁路运输线、废钢料槽和废钢贮存坑，大型转炉车间设有废钢准备间。35典型全连铸转炉车间布置36

3×300t全连铸车间平面示意图375.2.1加料跨宽度和长度加料跨宽度取决于跨间工艺布置，

设有混铁炉的跨间，其装料跨的宽度主要取决于混铁炉间的宽度，由混铁炉中心线位置，转炉铁水线位置和高炉铁水线位置确定，

采用混铁车的车间主要取决于转炉炉前工艺操作的要求，应能布置足够宽度的炉前工作平台，并兼顾铁水区、受铁坑的布置和废钢区的铁路线的布置。加料跨宽度通常为21—27m。加料跨长度为炉前作业区、铁水系统作业区和废钢料斗吊运加料所需的长度总和。设计时加料跨宽度和长度可通过查阅资料直接选取。加料跨的长、宽、高要综合炉前、铁水、废钢三个系统工艺操作和设备布置。385.2.2加料跨高度的计算加料跨厂房高度决定于其吊车的轨面标高，由于同一轨面要进行三个不同作业区的作业即要完成向转炉兑铁水、加废钢及混铁炉兑铁水操作，加料跨吊车轨面标高在三者所需高度中取最高。采用混铁车供应铁水时，加料跨吊车轨面标高主要取决于向转炉兑铁水吊车轨面标高。391）向转炉兑铁水吊车轨面标高见图。H=H1+h1+h2+h3+h4H1—转炉耳轴中心线标高h1—转炉耳轴中心至铁水罐耳轴中心距离，此时转炉倾角α取45°。铁水罐翻转角度为104°。h2—铁水罐耳轴中心线到起重机吊钩上极限活动尺寸或安全距离，一般取1~2m。h3—吊钩升高极限，设备尺寸。h4—吊钩升高极限到吊车轨面高度，设备尺寸。402）转炉加废钢所需起重机轨面标高

废钢加入转炉示意图412）转炉加废钢所需起重机轨面标高主钩

H=H1+h1+h2+h3+h4H1—转炉耳轴中心线标高。h1—转炉倾动45°时炉口到耳轴中心线的垂直高度。h2—废钢槽倾斜45°时，料槽下端到前耳轴中心线的垂直高度。h3—前耳轴中心线到起重机主钩上极限的活动尺寸。h4—主钩上极限尺寸（到吊车轨面），设备尺寸。副钩参数计算与主钩相同。向转炉加入废钢的吊车轨面一般比较低，但在与铁水吊车同一轨面情况下，应按废钢料槽长度及主副钩参数进行验证。转炉加废钢所需起重机轨面标高计算见图。425.2.3铁水供应间供铁水方式：化铁炉和高炉1)混铁炉供应铁水主要设备：混铁炉及其保温烘烤装置、铁水罐车及高炉铁水罐、转炉铁水罐及平车、铁水称量装置、铁水扒渣装置、铁水罐的烘烤装置以及兑铁水吊车。混铁炉布置：独立的混铁炉间，单独的混铁炉跨，原料跨一端。混铁炉间的尺寸计算参考教材。43混铁炉布置44混铁炉的容量和座数公式

Q=1.01×A×K×t/0.8×nQ—车间昼夜生产所需混铁炉总容量

T1.01—混铁炉中铁水损失系数A—车间昼夜产钢量吨/日K—铁水消耗系数

，I/s。t—铁水在混铁炉中的停留时间，4~8h0.8—装满系数n—24h45混铁炉容量标准：300，600，1000，1300，1500，2000，2500T。设计炼钢车间是100T以下的转炉采用混铁炉，一般一座转炉配一座混铁炉。转炉铁水罐的容量和数量

容量：最大装铁水量和炉渣量之和。

数量：铁水罐的使用寿命在300次以上，大修时间为72h，铁水罐的数量为转炉座数加上备用（1个）、烘烤（1个）的数量。铁水罐为标准设备，根据容量查设备手册确定尺寸。462)

混铁车供应铁水混铁车间布置在加料跨的一端或侧跨中。运送和储存铁水。混铁车类型分为：鱼雷型、雪茄型、木桶型等。目前混铁车的容量：150，220，250，300，320，350，400，450，600。混铁车装满系数0.9，运行速度10km/h，最大转速0.5转/分，最小转速0.2转/分。混铁车容量一般为转炉容量的整数倍。优点：1）设备和厂房的建设投资和生产费用低。

2）减少铁水倒罐次数。但它不能贮存铁水和均匀铁水温度成分。混铁车在美、日、加广泛应用。47混铁车供应铁水48320t混铁车结构示意图49混铁车间设有二条高炉铁水运输线，和横向位置布置的受铁坑，一个受铁坑有二个铁水转注位置，注铁时产生的烟尘要有排烟机构排除。混铁车间跨度应保证布置下以上设备，混铁车之间、混铁车中心线与铁水罐中心线距离、混铁车到厂房柱子中心线的距离合理。混铁车间长度应保证跨内铁水线上停留两辆混铁车，跨内设置两个受铁坑，并考虑机车的调度长度。混铁车衬的寿命一般为400—800次，在修理库中进行修理50混铁车结构及主要尺寸51铁水倒罐站示意图52工艺流程（太钢）脱硫：高炉铁水罐—兑入65t专用包—扒渣、测温、取样—喷入脱硫剂—扒渣、测温、取样—兑入转炉脱磷：高炉铁水炉前脱硅（至0.45%Si）—高炉铁水罐—兑入65t专用包—扒渣、测温、取样—喷入脱硅剂（至0.15%Si）—扒渣、测温、取样—喷入脱磷剂—扒渣、测温、取样—兑入转炉53主要工艺参数脱硫剂配比：95%石灰+5%萤石，单耗8.65kg/t，平均脱硫率78.75%，处理后硫含量0.007%，过程温降34℃。脱硅剂配比：90%轧钢铁皮+10%石灰，平均单耗40.3kg/t(Si从0.69%脱至0.10%），顶吹氧2.84Nm3/t，脱硅过程温降20℃。脱磷剂配比：35%石灰+55%轧钢铁皮+10%石灰，平均单耗41.0kg/t，顶吹氧3.44Nm3/t，平均脱磷率84.15%，同时脱硫率23.57%，处理后磷含量0.013%，脱磷过