1、课程设计说明书学院 昆明工业技术学院班级 07 级冶金技术（1）班姓名 陈 维学号 2007210342 号1一. 设计任务1、原始条件2、炉型选择3、炉容比熔池尺寸计算熔池直径的计算140t 氧气顶吹转炉炉型设计 炉子的平均出钢量为 140t，钢水的收得率为 92%，最大废钢比去 20%，采用废钢矿石冷却，铁水采用低磷生铁 W(Si) 0.85%, W（P） 0.2%, W(S) 0.05% 氧枪采用三孔拉瓦型喷头，设计氧压为 1.0Mpa转炉炉型是指转炉炉膛的几何尺寸。设计一座炉型结构合理，满足工艺要求的转炉是保证车间正常生产的前提，而炉型设计又是整个转炉设计的关键。目前，转炉大体上归为以
2、下三种炉型：筒球形、截锥形、锥球形。为了满足顶吹的要求，炉型趋于矮胖型，且炉底为弧底，所以选筒球形。由于顶吹转炉吹炼过程中比较中稳，产生泡沫渣的量较多，因此炉容比的量较多，因此炉容比比顶吹炼的稍大，一般可选用 0.90- m3/t /t，最大不超过 1.05m3/t,本设计选炉容比为V/T=0.91 m3/t中国设计部门推荐采用公式： GDKt式中：D熔池直径/； G新炉金属装入量/t ；t吹氧时间/min； K比例系数（见表 1）筒球形V/T=0.91 m3/t2确定初期金属装入量 G确定吹氧时间熔池深度的计表 1 不同吨位下的 K 值吨位/ t 20 3050 50120 200 250K
3、 2.02.3 1.852.101.751.851.551.601.51.55本设计 K 取 1.64 21TB金 402142.9.利用桶球形的体积公式： =20.916（m 3）G金金 池V=供氧强度计算公式： 吨 钢 耗 氧 量供 氧 强 度 吹 氧 时 间根据生产实践经验， ，一般低磷铁水为 5070 供 氧 强 度，高磷铁水为 6269 m3/ t 钢 ，本设计采用的是低磷铁水，取吨钢耗氧量为 55 m3/ t 钢， 而吹氧时间的选择如表：表 2 不同不同吨位下吹氧时间推荐值氧气转炉吨位/t50 5080 120 宝钢 300t吹氧时间/min1216 1418 1620 16本设计
4、选用吹氧时间为 15 min，所以供氧强度=55/15=4.2m3/（t. min），则：=1.64 =5.050(m)GDKt142.95它是一个比较重要的熔池尺寸参数，容量的转炉，在炉型和熔池直径确定以后，则可以用几何公式计算熔池深度：h=V 金 0.046D3/0.79D2=20.9160.0465.061 3/0.795.0612=1.332(m)一般 B 取10%40%本设计取B=14%V 池=20.916（m3）熔池直径确定：D=5.050(m)熔池深度确定：h=1.332(m)3熔池其它尺寸的 计算炉帽尺寸的计算炉口直径:d 0炉帽倾角炉帽高度炉帽容积设计部门推荐的球冠弓形高度为
5、：h1=0.09D=0.095.050=0.495(m)炉底球冠曲率半径：R=0.99D=0.995.050=5.000(m)d0 按 d0/D=0.430.54 选取，d 0 的选取既要考虑快速装料的需要，又要考虑不会造成太大的热量散失和严重喷溅，本设计取 d0=0.48D=0.485.050=2.424(m)根据炉帽倾角推荐值为 6068，大型转炉取下限，小型转炉取上限，本设计取 =63炉帽高度：H 帽 =H 锥 +H 口式中 H 锥 可用公式计算得到： H 锥 = (Dd 0)tan12= (5.0502.424)tan63=2.577(m)为了保证炉口正常形状，不会因为炉口耐火材料的熔
6、损而使炉口扩大，在炉口设置高度为 300400的直线段，本设计取 350，因此：H 帽 =H 锥 +H 口 =2.577+0.35=2.927（）在炉口处设置水箱式水冷炉口炉帽部分容积： V=+帽 口 锥= H 锥 (D2+D d0+ d02)+ d02 H 口14炉口高度确定：H 锥=2.577(m)4炉身尺寸的计算炉膛直径转炉总容积炉身容积炉身高度炉型内高出钢口尺寸确定= 2.577（5.050 2+5.0502.424+2.4242）+1242.42420.35=29.423+1.615=31.038（m 3）炉膛直径 D 膛 =D=5.050(m) （无加厚段）根据选定的炉容比 VT=
7、0.91 可求出：V 总 =0.9140=127.4（m 3）炉身容积： V=-身 总 池 帽=127.4-20.916-31.038=75.446（m 3）根据公式计算可得： =3.767(m)2H4VD身 身=1.332+2.927+3.767H=h+内 帽 身=8.026（m）炉帽容积确定：V 帽=31.038（m3）炉膛直径确定：D 膛=5.050(m)转炉总容积确定：V 总127.4（m 3） ）炉身容积确定：V 身=75.446（m3）H 身 =3.767 (m)H 内 =8.026 (m)5出钢口内径出钢口外径出钢口长度出钢口倾角炉壳厚度确定（2）炉壳的内径其大小需要满足出钢所需
8、时间（28min，依转炉大小的不同，一般为 5min 左右） ，和刚流对钢包内钢水的搅拌作用及钢水自出钢口流出后能处于密实而不飞溅的状态和不使钢流带渣，减少氧化，使钢水能以一定速度流如钢包，其大小可以采用经验公式计算得到： =0.175(m)Td=63+1.75出钢口砖衬外径（衬砖+钢壳厚度）d TS 一般为出钢口内径的 6 倍左右：d TS=6dT=60.175=1.05(m)出钢口长度 LT 一般为出钢口内径 dT 的 78 倍，本设计取：LT=70.175=1.23(m)定义：炉子处于直立位置时，出刚口中心线与炉子水平线之间的 夹角。大小：原则上讲应该在保证开堵出钢口方便的情况下尽量减小
9、，国内已建转炉多数在 1520，也有部分采用 0角。本设计取出钢口倾角 =18。一般炉身工作层厚度为 400800，炉底工作层比炉身稍薄，约 350600，填充层为 60100，炉身永久层为113200，多数为 113115，炉底永久层为 300500，转炉各层炉衬厚度如表：容积/ t 100 t 100200 200炉帽工作层/炉身工作层/炉底工作层/炉身永久层/400600550700550600115150500600700800600650115200550650750850600750115200炉底耐材总厚/8501050 9501100 9501200本设计选炉身工作层 700，
10、永久层 115，填充层 100，总后：700+115+100=915（）DT=0.175(m)dTS=1.05(m)LT=1.23(m)=186D 壳内（3）炉底砖衬总厚度（4）炉壳类型高度（5）工作层耐火材料9.炉壳厚度确定炉型总高度D 壳内 =5.050+0.915=6880（ ） 炉帽和炉底的工作层都选 600，炉帽永久层为 150炉底永久层用标准镁砖立砌一层 250，黏土砖平砌三层 67*3=210(),则炉底砖衬总厚度为：600+250+210=1060（）黏土砖是应用广泛的耐火砖，它有良好的物理机械性能，教强的机械强度，成本较低。H 壳内 =H + 炉底砖衬总厚度= 8.026 +
11、 1.060=9.086（m）工作层材料全部采用镁砖工作层的条件相当的恶劣，一般用镁碳砖砌底，镁碳砖是采用天然凌镁砖和天然白磷片石墨为原料，用*质沥青和*树脂复合黏结剂，经破碎，筛分，调整粘度，加入粘合剂，添加适量抗氧化剂，经混炼，成型 200-250 度硬化处理后，即为成品。具有耐高温，耐渣侵和耐剥落等优良的使用性能。与其他镁砖因此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。用镁砖砌筑炉衬，大幅读提高了炉衬的使用寿命。再配溅渣护炉等护炉技术，可使炉衬寿命大 1 万炉以上。炉底/ 53-70容量/t 100-150炉帽/ 53-60
12、炉身/ 52-75据上表：炉身部分选 65mm 厚的钢板，炉帽和炉底部分选用 60mm 厚的钢板，则：H 总 =9086+60=9146 （）D 壳内=6880（ ）H 壳内=9.086（m）7炉壳直径炉壳转角半径10 验算（1） 高宽比D 壳 =6880+60 2=7000 （）在便于砌筑炉衬和不减薄炉衬厚度的条件下，弧形段的转角半径一般以不大于炉衬总厚度为宜。即：SR1=SR2=800（）本设计取SR3=0.5 1060=500（mm ）高宽比是反映炉型的形状的一个重要参数，决定了炉型是瘦长型还是矮胖型。表 4，不同吨位转炉高宽比吨位/t 25-60 80-130 130 宝钢300H 总
13、/ 1.6-1.5 1.5-1.4 1.4-1.3 1.35H 2.2-1.85 1.85-1.6 1.6-1.4 1.54小容量转炉取上限，大容量转炉取下限。本设计 H 总 /D 壳 =9146 /7000=1.31 大于 1.3H 内/ D 膛 =8.026/5.050=1.59 符合中国设计部门推存植。因此认为所设计的炉于尺寸基本H 总=9146（）D 壳=7000（）8（2）熔池深度直径比（3）炉口直径比转炉设计的主要数据尺寸是适合的，能够保证转炉的正常冶炼进行。h/D=1.332/5.050=0.263据统计大多数转炉的 h/D 在 0.23-0.54 范围内波动，一般为h/D 为
14、0.31-0.33 此设计满足要求。d 零/D=2.424/5.050=0.48设计部门推存 d 零/D=0.43-0.53，大型转炉取下限，小型转炉取上限，此设计满足此要求，因此可以根据数据作图。参数 尺寸炉容比(m 3/t)0.91容池直径/ 5050容池深度/ 1332容池体积/m 3 20916炉口直径/ 2424炉帽倾角/ 63炉帽高度/ 2927炉帽容积/m 3 31038炉膛直径/ 5050炉子总容积/m 3 1274炉身总容积/m 3 75446炉身高度/ 3767炉型内高/ 8026出钢口内径/ 175出钢口外径/ 1050出钢口长度/ 1230出钢口倾角 18炉壳内径/ 6
15、880炉壳内高/9086炉型总高/ 9146炉壳直径/ 7000高宽比 H 内 /D 1.319三材料选择四 小结膛H 总 /D壳1.59熔池深度直径比 0.26炉口直径比 0.48转炉的炉衬寿命直接影响转炉的生*选择炉衬材质改进炉衬砖性能和质量也是提高炉衬寿命的重要途径，根据炉衬使用的特点，选择材料原则为：a.耐水度要高b.高温下机械强度高，耐极冷极热性能好c.化学性能稳定d.资源广泛，价格便宜永久层用镁转、黏土砖砌筑填充层用焦油镁砖通过这次课程设计加深了我对课本知识的理解，特别是炼钢过程中炉型的各种情况和各种参数，又了进一步的了解，另外通过反复的计算核算，增强了我们的计算理念并掌握了计算方法和步骤，这是我觉得收获最大的地方，并且提高了我分析问题的能力。
