课程设计转炉氧枪

/§1．物料平衡和热平衡计算§１。１原始数据［1]．铁水成分及温度:表1-1成分CＳiMnPS温度/℃％４。０20．720.410.16０。0421２65[2］。原材料成分：表1-2成分CO２Ｃ∑石灰8８。53.04．52．０00.0８0。070.50１.１50.2０1０0．00矿石１.０05.６10.5２1.１00．０７２9．４061.800。５01０0。０0萤石6．000.58１。780。090.5５８9。００2。00100。0０白云石30。840。462０.１60。74４7.801０0。００炉衬54．002.0537.９51.00５。0100．00[3].冶炼钢种(20MnＳi钢）成分：表1－3成分ＣSiMｎPS％0．１7-0.250。40—0.8０１.20—1。60＜０.030<0．030［４].各种成分平均比热：表1-4项目固态平均比热kc／kg＊℃融化潜热kc/kg液态与气态平均比热kc／kg＊℃生铁0。１785２０.２0钢0．167650.２０炉渣500.298炉气0.2715烟尘０.23８50矿石０.2550［5]。冷却剂(２0废钢)的成分：表１-5CＳｉＭnPSFe0.200。2７０。500。０500.04098．94［6］。反应热效应：表1—6反应放出热△Ｈ千卡/公斤分子△H千卡/公斤元素元素C+1/2＝CO313９7。0２６16．9C９9０63．５8250．7Ｃ１９00１５。2６767.2Si28０1３３。54522.6Ｐ９2007。４16７7．9Mｎ６3727．31200．１Fe267２43。4１594.6Ｆe２９780.2495．01６5０13。２1２0０。0以上数据来源:炼钢设计参考资料.西安建筑科技大学.西安建筑科技大学出版社.1９81年。第3页[7］.根绝国内转炉的实测数据选取以下参：Ⅰ。渣中铁珠量为渣量的8％；Ⅱ。金属中碳的氧化中有９0％被氧化成ＣＯ，１0%被氧化成;Ⅲ.喷溅铁损为铁水量的１%；Ⅳ。炉气和烟尘量，取炉气平均温度14５０℃,炉气中自由氧含量为0.５％,烟尘量为铁水量的1。6％，其中FeＯ量为77％，含量为20％；Ⅴ.炉衬侵蚀量为铁水量的0.5％；Ⅵ.氧气成分为：9８.5%,1．5%.§1．２物料平衡计算根据铁水成分，原材料质量以及冶炼钢种，采用单渣留渣法操作。为了简化计算，以１00千克为计算单位。§1.2.1炉渣来自金属中元素的氧化产物，造渣剂及炉衬侵蚀等。[1].铁水中各元素的氧化量：表1—7Ｃ％Si%Mn%P％S％铁水4.020。7２０．410．1７0.０４2终点钢水０．１７痕迹0。120．010。0０4氧化量3．８40．720。290．１60．０38※终点钢水成分是根据国内同类转炉冶炼２0MnSi钢的实际数据选取，其中：「Si」在氧气转炉炼钢，铁水中的硅几乎全部被氧化,随同加入的其他材料而带入的一起进入炉渣中,故终点钢水中含量为痕迹；「Ｐ」采用低磷铁水操作，炉料中的磷约85%～９5％进入炉渣。本计算采用低磷铁水操作，取铁水中磷的90%进入炉渣,10%留在钢中;「Ｍn」终点钢水余猛含量是铁水的3０％—４0%，取30％；「Ｓ」去硫率一般为30%～50%，选取40%；「C」终点钢水含碳量取0.１7％。［2］.各元素氧化量、耗氧量、及其氧化产物量表1-8元素反应及其产物元素氧化量/kg耗氧量／ｋg氧化产物量/kｇ备注CC＋１/2=CO３。84＊９0%=3．４564.6０８8。０６4Ｃ3．8４＊10％=0.３841.0241。40８Si0。７20。８231.543Mn0。２9０.0８40。374P０．16０.2060.3６６S［S］+｛｝={}０．038*1/3=00130.0130。02６假定气化去硫占1/3S[Ｓ]＋（CaＯ)=（CaＳ）+［O]0．038＊２/３=0.０２5-0.0130.05６－0。０13表示还原出氧消耗CaＯ量,０.０26＊56/3２=0.0４5５Fｅ０．9640。2751．24见表9Fｅ0。4630。１９８0．66２见表9共计6.4757。2181３.7３9［3］.造渣剂成分及数量１５0吨氧气转炉加入的造渣剂数量,是根据国内同类日转炉有关数据选取。ﻩⅠ．矿石加入量及成分矿石加入量为１ｋｇ/100kg铁水,其成分及重量※Ｓ以［S]+（CaO）=(CaS)+［Ｏ]的形式反应,生成CaS量为０．001*72/32=０。00２公斤；消耗CaＯ为0。０01＊５6/32=0.002公斤;生成微量氧，忽略之.矿石成分表:成分重量（kg)成分重量(ｋg)1。00*６1.80%=0。6１81.00*０.52％＝0。００５1.00＊29。４0％=0。２９41.０0＊0.07％＝０。0011。00*５。61%=0。0５61。０0＊０.5０%=０。０051。00*1。１０％＝0.０11∑1。000１．00＊1.0０％=０。01０Ⅱ。萤石加入量及其成分萤石加入量为０。５0kg/1００kg铁水，其成分和重量表：成分重量(ｋg）成分重量(ｋｇ）0。50＊８９.00%=0。4４５P0.50*0。５5％=0．00280。50＊6．00％=０．03０0。50＊0．09%=0。00０４0。50＊1．7８％＝0.00890．50＊2.0０%=0。0１０0．５０＊0.5８%＝000２9∑0。5０0※P以的形式进行反应，其中:生成量为0。０0２8*142/6２=0。007ｋｇ消耗氧气量为０。0028＊８0／62=0.０04ｋg※※S微量,可以忽略不计.Ⅲ．炉衬被侵蚀重量及成分炉衬被侵蚀重量为0．5０kｇ/100ｋg铁水:成分重量（ｋｇ）成分重量（kg）0。50＊54.０0％=０。２700．５0＊1．００%＝0．0０５0。5０＊37。95%=0。19０C0。5０*5。00％=０.０250。５０*2。０５％＝0。０10∑0.５0０※被侵蚀炉衬中C的氧化同金属中Ｃ被氧化成CO和的比例相同，即：CＣO(0．０２５*90％＊2８/12=０．053kｇ）；Ｃ（０.0２5*1０％＊44/1９＝0．00９kｇ）其氧气消耗量为:０.053*1６/28+0.009＊32/44=0。0３０+0.00７=0.03７ｋgⅣ.生白云石加入量及其成分为了提高转炉炉衬的寿命，采用白云石造渣剂，其主要目的是提高炉渣中的含量，降低炉渣对炉衬的侵蚀能力.若使渣中含量在6.00~8。00％的范围之内，其效果显著。根据经验取白云石加入量为３。00ｋｇ／1０0kg铁水，其成分和重量如下表：成分重量（kｇ)成分重量(ｋg)3.00＊30．84%=０.9253.００＊0。74%＝0.０223.00＊2０。16%=0．６0５烧减*３．00*47.８０%=1。4343.０0*０.46%=０。０14∑3．00０※烧减*是指白云石(）分解后而产生的气体。Ⅴ。炉渣碱度和石灰加入量取终渣碱度R＝＝3。5首先计算由上述造渣剂及元素氧化产物而进入炉渣中的和的重量。渣中已存在的∑(）量＝铁水中Si氧化成量+炉衬带入的量+矿石带入的量+萤石带入的的量+白云石带入的量＝1．543+0.010+0．0５6+０.0３0+0。014＝1。653ｋg,渣中已存在的∑(）量=白云石带入的量+炉衬带入的量+矿石带入的量－铁水中S成渣消耗量-矿石中S消耗量=０。9２5+0.２70+0.010—0.0441－0.０02=1.159ｋｇ再计算石灰加入量：石灰加入量===(３.5*1.65３-1。165)/（８8。5％—3.5＊3。0%)=５。9３kg加入的石灰成分及其各成分重量见下表：成分重量（kｇ）成分重量（ｋg)5.93*88.5％=５。25５。93＊0.０8％=0。０0465。9３＊3。0０％=0.1８＊＊烧减５.93＊1。15％＝0.0６85。93*４。５0％=０。2７５。93*0。50％=0．0295．９3*2.０0%=0.125。93*0.20％=0.０1２5.9３*０.０７%=０.004∑5．93※S以［Ｓ]+(CaO）=（CａS)+［O］的形式反应,其中生成（CａＳ）量为0．00４6＊72/32＝0．01生成()量为0.0046＊１6／3２＝0．002kｇ消耗（ＣaＯ）量为0.004６＊56／３2=0。008*＊烧减是指未烧透的经受热分解后产生的气体重量.Ⅵ．终点氧化铁的确定对于低磷铁水，参照国内同类转炉有关数据,取冶炼20MnＳi钢的终渣∑（FeO）=1５%，其中：＝1/3，故(）=5%，（FeO）＝１0％Ⅶ。终渣量及其成分表１-9成分氧化物产量(kｇ)石灰(ｋｇ)矿石（kｇ)生白云石（kg）炉衬(ｋｇ）萤石（kｇ）∑(kg)%＊5.2４20。０１00.925０.2706。447５0.810．270。00５0．6050．1900．0031．0738．451。5４30．180。０560。0１40。０100。０301。83314。４4０.3660.0040．0０70.37７2.９70．37４0。3742。９4０.１200．0１1０。0２2０．0050．0090．1６71。310.445０。4453.510。0560。0１0。0０２0。０680。２91。２4**1.249.770.6330.029***０.66２5．22∑5。１715。8550.0８41。5660.4７5０。494１2．６８６1０0.０0＊6．３４1=石灰中含量－石灰中S自耗重量=5.２5—0.00８=５。2４２kｇ＊*1．24、**＊０．６62是元素铁被氧化成氧化铁的的重量，计算方法如下：表1-９中不计(FｅO）、（)在内的的炉渣重量为不计（）、（）在内的的炉渣重量=（++++＋++CaＳ）=６．4４７+1．073＋1。83３+０．３7７+0。37４+0.16７+0.４45+０。068=10。７84又知∑()=15％,则渣中其他成分之和为10０%-15%=8５%,故炉渣总重量为1０.784/０.８５=１2。68７由此可知：由于渣中存在0.029kg,故（）的重量=１２。６87＊１0%-０.029=1．其中铁重量＝1．２4*56／72=0。96４(）的重量=（１2。687-0．029）＊10％+0．0２9=0．662其中铁的重量=0.６６2*112/160＝0．将其值分别带入表8、9中。§1。2.2假定矿石中∑(）全部被还原成Ｆe，则矿石带入的铁量=１．00*（29.40%＊5６/７2＋6１。8０%＊11２/１６０）=0。661kg烟尘带走的铁量=１。60＊(7７％*５6/7２+20％＊112／16０)=１。18２kg矿石带入的氧量＝1。０0*（2９。40%*16/７2＋6１.80%*48/１６0）＝0．２5１kg烟尘消耗氧量=1。60＊（７７％＊16/72+20%＊４８/160）=0.３7０ｋg§1.2.3炉气成分及重量表2-10成分重量（kｇ)体积()体积百分含量(％）8.1１７8.１17*２2。4/２8=６.4947９.8５2。91９２。91９＊22．4／4４=1.４8６18.27０．０2６0.026*2２。４／6４=０.0090．1１0。059＊0.０410.5１０。1０５*＊0.0８41。０30。0１50.01５＊22.4/18=0．0１90。2３∑1１．4758.1３３100．0０表中各项的计算的重量=铁水中的C被氧化成的重量+炉衬中的Ｃ被氧化成的重量＝８。064+0.０５3＝8.１17kg；的重量=铁水中的Ｃ被氧化成的重量+炉衬中的Ｃ被氧化成的重量＋白云石烧减的重量+石灰石烧减的重量=1.4０8＋0.０09＋1．4３4+0．06８=2.919kｇ的重量＝铁水中的S被氧化成S的气化物的重量＝0.０２６kg；的重量=矿石带入的量+萤石带入的量＝0．０05+0．010=0.０1５kg。＊、＊＊是自由氧和氮气的重量。它是由表２－10中炉气的其他成分反算出来的。即已知氧气成分为9８.5％,1.5％和炉气中自由氧体积比为0．50％,求自由氧和的体积及重量.解:设炉气总体积为x，则x＝元素燃烧生成的气体体积和水蒸气的体积+自由氧体积+氮气体积。即x＝(6.４９4+１.486+0.0０9+０.019)+0。5０%x+[2２.4/32*(７.２18＋０。３７+0．０04-0．25１－０。0０2）*＋0。50％＊x*（１－98.5％)］/9８.5％*（1-98。5％）＝8。008+０.５0％＊x+（5。1３７+0。5０%*x）＊=8。０0８+0。５０％*x+(0.07８＋0.0０8％*x）整理得：ｘ=（８．０08+0。０78）/（1—0.５0％-０.008%）=8。１２7故炉气中自由氧体积＝8。127*0．5０％=0．０４1;炉气中自由氧重量＝0。04１*=0.059炉气中氮气体积=0．084+０。00８％*8.127=０.08４炉气中氮气重量=0．0８4＊=0．105kg§1。2.4消耗和带入氧气的项目重量(kg）元素氧化消耗7。2１8烟尘中Ｆe氧化消耗０.３７炉衬中C氧化消耗0．037萤石中P氧化消耗0。004自由氧0.059炉气中氮气0。1０5矿石分解带入氧０.２51石灰中S把还原出的氧０.0０2故氧气实际消耗重量为:7．218+0.37+0.037+0。004+０.０５9+0.10５+0。2５1＋0。002=8。046换算成体积量=8．０46*22．4/3２=5.63N/１00kg铁水§1。2.5吹损组成：项目重量（kg)化学损失（元素氧化）量6．4７5烟尘中铁损失量1。182渣中铁珠损失１.015喷溅铁损失1。000矿石带入铁量0。6６1故，钢水重量（收得率）为1００—（7。5０0+１.182＋1。187+1。000)+0．661=89。792kg§１.2．6物料平衡表表1—１１收入支出项目重量（kg)％项目重量（kｇ）％铁水100８4．05钢水９0。9８976．61石灰５.９34.9８炉渣1２.68６1０。６８矿石1．000．８4炉气1１.4759．66萤石0。50０。42烟尘1。6１．35白云石3．０0２.52铁珠1．0１５0.85炉衬0。５０0.４２喷溅1。0０0．84氧气８。0４66.76总计11８.９７61０0总计118.７65１００计算误差=＝(118。9７6-118.7６５)／11８。97６＊１00％=0.18％＜0．2%误差符合要求。§1。3热平衡计算为了简化计算，取冷料入炉温度均为2５℃§１.3。１［１].铁水物理热铁水熔点=15３6—(４。０2＊1０0＋０。7２＊8+０.５6＊３+0.１7＊3０+0.042＊2５)—7＝1113。８6式中1０0、８、30、2５分别为C、Sｉ、Ｍn、P、Ｓ元素增加1%含量降低铁水熔点值/℃；7为共同降低铁水熔点值/℃；1536℃为纯铁熔点.铁水物理热=100＊［0.1７8*（1１１3．86—25）+5２＋0．２０*（1２６５—1１13。86)］＝275８6．７千卡［2].铁水中各元素氧化放热及成渣热3。45６＊2６１6．9=９044．010.384*82５０．7=３16８。270。72＊6７67.2＝4872.380.２9＊1677。９=48６.591.１2６＊１200.1=115６。900。463*15９4.6=73８.30０．１6＊４522。6＝723。620．3７7*１２0０．0=452。４1。833＊4９5.０=907.34共计：21５49。81千卡[３］。烟尘氧化放热１.6＊（７7％*＊1２００。1+20%**1594.6)=15０7．1５千卡则，热量总收入为2７586。７+21５４9．81＋１5０7.15=５0６43.66千卡[注］：对于炉衬中的C和萤石中的P,共氧化放热微量，故忽略之。§1。3．２[１］。钢水物理热钢水熔点=１５36—（0.17*６5+０。12＊５＋0.01＊30＋0.０0４＊25）-7=１5１6。1式中65、５、3０、25分别为钢中元素C、Ｍn、P、S增加1%时，钢水熔点降低值/℃.确定出钢温度：Ⅰ.过热度、镇静钢一般为5０～90℃，取6０℃;Ⅱ．镇静温度降,按3℃/分钟计，镇静时间为7分，故总降低温度为21℃;Ⅲ.出钢温度低,一般在４０～60℃,取5０℃。故,出钢温度＝钢水熔点+过热度＋镇静温度+出钢温度降=151６．１+60+21+50=1６47。1℃取钢水物理热＝９０．9８9*[0.167*（1516-2５)＋65+0．2０＊（1647－1５16）］=３０9５４。18千卡[２］．炉渣物理热取终点炉渣温度与钢水温度相同，即１6４７故，炉渣物理热=12。6８6＊[0.２９8*(1６47—2５）＋５0］＝675８。５９千卡［3］．矿石分解吸热1＊(29.40％**1200.1+６１.８0％＊＊1594。6)=963。4千卡［４］．烟尘物理热1。６＊[0.238＊（145０-2５）+50]＝561。68千卡［５］。炉气物理热１１。４75＊[0.271５*(145０—25）]=４439。53千卡[6］．渣中铁中物理热1。01５＊［0.1６7＊(1516.1-25）＋６５+0。2０*（16４7—1516．１)]＝345。30千卡［7]．喷溅金属物理热１＊［0。1６７＊(1516.1-2５）+65+0.２0*（1647—15１6．１）]=340。１9千卡［8]。白云石分解吸热取生白云石中的在１183Ｋ分解,在7５0K分解。经过计算,生白云石的分解热效应为3４0千卡/公斤白云石,故3公斤白云石分解吸热为3*34０＝1020千卡。上述各项热支出量为3０9５4.18+6758．5９＋963．４+561．６8＋4４39.53+345．30＋340。１9＋10２0＝4５382．87[9］.剩余热量吹炼过程炉子热辐射、对流、传到传热、冷却水带走的热量，是根炉子大小等因素有关。一般为总收入热量的3%～8％，本计算取5％.故热损失为50643.66+4538２。87—2532.１8=272８．61千卡［10］．废钢加入量一公斤废钢吸收热量为1＊［０。１67*(1516．1－25)+65+０．20＊（16４7－1516．1)]=340.19千卡那么，剩余热量可加热废钢量应为２728．6１/3４0．19=8.02kｇ其废钢比为８．02/(100+8.０2)＊1０0％=7.4％［注]：水的汽化吸热和S的吸热甚微,故忽略。[１1］.热平衡表表1-１2收入项支出项项目热量（千卡）％项目热量(千卡）%铁水物理热２7586．75４．４7钢水物理热3095４。1861.1２元素氧化、成渣热2154９.８142。55炉渣物理热6758.5913。35其中C１2212。2824.11矿石分解热943.41。86Si4872．389．６2６烟尘物理热５61.681。11Mn4８6.5９０。96炉气物理热4439．5３8。77P723.6２1。43铁珠物理热345。３0．6８Fｅ1895。２３。74喷溅金属物理热３40．190．６７４52.40。89白云石分解热102０2。0１907.341.7９其它热损失2532．185.00烟尘氧化热1507.1５2.9８废钢物理热2728．６15.3９共计５０６４3.6６10０共计5０６４3。６6100热效率==（３09５4。１8＋2７28．61+6758.59）／50643．66*100%=79．85%§1.４加入废钢和脱氧后的物料平衡§1.4。1[1]。废钢中各种元素应被氧化量表1-13成分ＣSｉMnPS废钢成分0。2００．2７0.５０0.050．０4终点钢水0。17痕迹0．120．0１0．０04废钢中各元素应被氧化量0.０3０.27０.3８0.0４0.036［2］。8.０2kｇ表１—1４废钢中各元素氧化重量（ｋg）废钢进入钢中量(kg）耗氧量（kg）氧化产物量（kg）备注8.0２*0.03％＊90%=0．0０220．０0290。0051生成物均进入炉气,其和为0.00５1+0.00０7＋０.002=0.00７8８。02*0。03%＊10%＝0．00020。00０50．00078。０2＊０。0３6％*１/３=０．00１0.０010.０0２８．0２*0。27％＝０．02170.０２480。０46５生成物均进入炉渣中,其和为0。０4６5＋0.039４+0。007３＋0。0043=0。８.0２*0．３８%＝0．０３0５0。00890。03９48．02*0．０4%=0.00320.0０410.00738。0２＊0．０3６％*2/3＝0。00190。0０24０．０0430．0607８.02－０。０。0６07=7。９６0．0４46把表１—11和表１－１4有关项目合并整理为表1—15.表1-15收入支出项目重量（kg）项目重量(kｇ）铁水10０.00钢水98。95废钢8。02炉渣1２.79石灰5．93炉气11。49矿石１。00烟尘1.６萤石0。50铁珠1。0１5白云石3.00喷溅1。00炉衬0．50氧气8。046+0.０446=8．09１把表1-15内的（铁水＋废钢)之和换算成以100kg为基础，可重新整理加入废钢的物料平衡。表1－１6收入支出项目重量(ｋｇ)%项目重量（kg）%铁水9２.５878.72钢水９1。６78.01废钢7。42６．31炉渣11.8410。０8石灰５.49４。６7炉气10．64９.06矿石0。930.７9烟尘1.481.26萤石0.460．３９铁珠0.940。8０白云石２．782。36喷溅0.9３０。79炉衬０.4６0。39氧气7.４96。37总计117.61100总计117.4210０计算误差==（１17。61—１17。42）/117.61＊１00％=0.１6%＜0.2％§1.4。2［1]。冶炼２0MnSｉ钢选用锰铁和硅铁脱氧。其成分如下：成分ＣＳiMnＰSFｅ锰铁４。02．578.5０。380。0３１4．５９硅铁70.0０。70.050．0429。21［２]。计算锰铁、硅铁加入量根据国内同类转炉冶炼２0MｎＳｉ钢的有关数据选取:Ｆe－-－－Mn：Mn的收的率为80%;硅的收的率为7０％；C的收的率90%,１0％的C被氧化成Fe-——－Sｉ：Mn的收的率为８0％;Si的收的率为75%。两种脱氧剂含有的P、S、Fe均全部进入钢中。故，Fe—-－－Mn加入量＝(1．37-０。１7）*91．６%/0。75/0．8=0．83Ｆe————Ｓi加入量=（0。45—0。01)%*（91.6＋1.５23）/0.7／0．７５=０.７8＊是锰铁中硅进入刚中所占的重量百分数。＊*是锰铁中各元素进入钢中的总重量.二者均见表1-1７［3］.脱氧剂中各元素的计算（见表1－17）表1-1７合金成分元素烧损(kg)耗氧量（kg)产物元素进入钢中量成渣（kｇ)成炉气（kg)重量（kg)重量百分数(％)锰铁0。０0７0。０190.0２60．0６6０.66/9３.123＊100%=0．07％0．0110.0150。0２60.032０。032／9３.123＊100%=０。０34%0。2870.830．371。1５1。15/93。12３＊100％＝1。23%P０.00７0.0０７/93．123＊1００%=0．00８%Ｓ０.00050.0005/９3.1２3＊1０0%＝0。0005%Fe0。2670．２６7／93.１２3＊100％=0。29％合计0。3０5０。8640。39６０.02６1．52３硅铁0．１３6０．1５5０．2９１0.４09０．4０90/93。７６5*100％＝0.４4%０。０011０。０0030。０0140。0044０.0０44/93。７６5＊１00%=0.0０5%P0。０00３9不计Ｓ０。00031Ｆe0．2280.228/9３。765＊1０0％=0.243％合计０。1３710.155３0。29240.６42１总计0。４4２11。01９3０。66１40。02６2.165*、**数据见表1—19［4］.脱氧后的钢水成分把表１－7和表1－１6中进入钢中有关元素合并起来,故得脱氧后的钢水成分，见下表：成分CSiMnPS%０．24(0．1７+０。０7）０．4７5(0.035+０．４４）1。３５(1。２3＋０。12+0。０05）０。0１8（０．0１+０．0０8）０．0044（0。00４+０。0004）对比此刻刚水成分和需要冶炼的２0MnSi的成分各元素的含量均已达标．［５]脱氧后物料平衡表１—19收入支出项目重量（ｋｇ）％项目重量(kg)%铁水９２。58７６．36钢水９3.７6５7８.07废钢7。426。1２炉渣1２。32710．26石灰5.494．53炉气1０。678。88矿石0．９３0.77烟尘1。４8１。2３萤石0。460.３8铁珠０.９40.78白云石２。78２。29喷溅０。930。77炉衬0.４60.38氧气8.51７.0２锰铁1.８31。５1硅铁0。7８0.64总计１20。２４1０0总计12０．１1０0计算误差=（１20.24-1２０．１)/12０.24＊1０0％＝0．12％〈0。2％误差在合格范围内.§2．炉型设计30０T氧气顶吹转炉炉型设计:§２.1原始条件[1］.炉子平均出钢量为150Ｔ钢水，钢水收得率为90%，则金属装入量G=150／0。9=１66。67T[２].原料为高炉铁水和废钢,并用矿石法操作；［3]。氧枪喷咀采用拉瓦尔型，设计氧压为8kｇ/.§2。２熔池尺寸计算［1].熔池直径计算根据前述生产情况，选择供氧强度为２．５５,供氧时间为t=150*5６．３/2。55/166。６７=１9．9mｉn式中，５6.3为冶炼每吨钢水的耗氧量.随着经济发展和世界各国交往的不断密切，国际技术和产品交流，本产品设计采用国际惯用理论公式来计算熔池直径。D熔=K(G/t）^１/2=1.６5＊(1６6．67/２0)＾1/2＝4.８ｍ［２]．熔池深度计算熔池形状选用筒球形,则式中，已知,为166.67＊０．1４7＝２４.5;0.1４7是每吨装入量的单位熔积数;故，Ｈ熔=（２４.５+0。０46＊4.8^3)/0．7９/4.8^2=1。636ｍ=1636［3].换算熔池深度及熔池尺寸的合理性根据设计单位推荐,=0.7较合适,在这种情况下，则为此,必须先求出，即冲击深度。可由下式计算，＊**式中:－－-—-－—－吹氧管的出口直径(ｍm）；V—-—－－—喷咀出口处氧流速度（HM／ｓec);-—－-—－-氧流贯穿深度(mｍ）；－－-—-—-－与吹氧管材质有关的系数.对水冷钢管＝1；Ｈ-————-—-－熔池深度(mm）;——－-－喷咀距液面高度(mm）。上式各项计算：Ⅰ.氧枪喷咀出口直径可由下式计算出：=式中：P－－——气压，为8;G—-－-供氧的质量速度，由下面算出炉子单位时间供氧量为：2。５5*16６．67／60=7．０８cm则G=7.０8*1.4２9=10。1２ｋｇ故，=（13.8*0.５516＊10．１２/0.6696)＾1/2=10.7２=１07.2mmⅡ．标准状态下氧气的出口速度V氧枪喷咀出口直径为10.72cmＦ出=3。１4＊10.72/4=90。3８则,出口速度V＝７.０8＊100００／90.38=784m/sⅢ。氧枪操作高度根据设计部门推荐,相遇直径为9较宜，故d遇=4．8／９=0.531m则H高=（531—１07。3）/2*tｇ９°=(5３１-１07。3)/２/0.1５８=1３41mｍ将上述结果带入＊**式，得１0７。3＊7８４=１*（1341+ｈ穿）设为X,即,X³+13４１X—84123。2＝0解以上方程得，Ｘ=(8４123。2／2+((84123。2/2)＾2+（１3４1/3)^3）^（1/2）)^（1/3)+（８４123.2/2—((841２３.2/2)＾２＋(13４１/3）^３)^(1/２））^(1/3）=３3.8３即,＝３3.83所以，＝3３.８3²=１1４4．5mｍ所以，=１１44.５／0．７＝163５mm与计算之熔池深度1６３6mｍV全=0。7９＊4.8²*1.６35-0。０4６＊4．8³=24。６7与之前计算之2４.５也基本相符，故熔池直径与熔池深度就正式确定下来了，无需再行调整。§２。３炉帽尺寸计算炉帽为对称型的正口炉帽，参照国内300吨转炉尺寸，确定炉口直径为炉膛直径的53％，则炉口直径为：=480０*0。５３=２５44炉帽倾角取6０°,所以炉帽高度为:=1/2（)＊=1/2（4８00—254４)＊°＝11２8＊１.732=195４对称型炉口的直径因内衬的蚀损而迅速扩大，为了防止这种现象,新设计的转炉都在炉口处设直线段，高度一般为3０0～40０毫米，现取300ｍm,则炉帽整个高度为:=1９5４+30０=2254炉帽部分熔积按下式计算：＝＊2。２５4（48０0²+48００*2。544+2.544³）+＊2。５4４²＊０。3=２６。１5§2。４出钢口尺寸计算＝1８0mｍ＝1０80出钢口水平倾角参照国内同容量转炉，取20°。§2。5炉子内型高度本设计为铁水废钢矿石复合操作