1、1. 表 1.1 所列为本设计的产品大纲2 转炉炉型设计及计算2.1 转炉车间的生产能力计算2.1.1 转炉容量和座数的确定选择 2 座转炉，采用二吹二模式。2.1.2 计算年出钢炉数设：年出钢炉数为 N本次设计的是年产 550 万吨合格铸坯的转炉炼钢车间，通过计算得出钢包钢水为 5501.1605 万吨化学成分(%)钢种 代表钢号C Si Mn P S产量(万吨)产量比例Q215B 0.09-0.15 0.30.25-0.55 0.0450.045Q235A 0.14-0.22 0.3 0.35-0.65 0.045 0.050碳素结构钢 Q255A 0.18-0.28 0.30 0.500
2、.70 0.045 0.045192 35%Q295B 0.160.55 0.80-1.5 0.0400.040Q390A 0.2 0.55 1.0-1.7 0.045 0.045低合金钢Q345D 0.18 0.55 1.0-1.7 0.045 0.045165 30%20Mn2 0.17-0.24 0.17-0.37 1.4-1.8 0.0350.03550Mn2 0.42-0.49 0.17-0.37 1.4-1.8 0.035 0.035合金结构钢 35SiMn 0.32-0.4 1.1-1.4 1.1-1.4 0.035 0.035138 25%GCr15 0.95-1.05 0.1
3、5-0.35 0.25-0.45 0.0250.025G20CrMo 0.17-0.23 0.2-0.35 0.65-0.95 0.03 0.03轴承钢G4Mo4V 0.75-0.85 0.350.35 0.027 0.0255 10%W=nNq=2 6052436510解得 =92.97%.N= =11634.622605所以选用二座 260 吨顶吹转炉。2.2 氧气顶吹转炉炉型设计及各部分尺寸2.2.1 炉型选择转炉由炉身、炉帽、和炉底三部分组成。转炉炉型是指由上述三部分组成的炉衬内部空间或炉膛的几何形状，由于炉帽、炉身的形状并无变化，所以通常按熔池形状划分归类可分为：筒球形、锥球形、截锥
4、形三种形状。本设计选用筒球型氧气顶吹转炉。该炉型的熔池由球缺体和圆柱体两部分组成。2.2.2 炉型设计炉型设计的主要任务是确定所选炉型各部分主要参数和尺寸，据此再绘制出工程图。炉型设计的主要任务是确定所选炉型各部分主要参数和尺寸，据此再绘制出工程图。2.2.2.1 熔池尺寸的确定熔池是容纳金属并进行一系列复杂物理化学反应的过程，其主要尺寸有熔池直径和熔池深度。设计时，应根据装入量、供氧强度、喷嘴类型、冶金动力学条件以及炉衬蚀损的影响等综合考虑。(1)熔池直径 D：熔池直径通常指熔池处于平静状态时金属液面的直径。D=K =1.50 =6.047m=6047mm.TG1620G：新炉金属装入量，可
5、近似地取其公称容量，260 t ；K：比例系数，1.50；(2)熔池深度 h。熔池深度指转炉熔池在平静状态时，从金属液面到炉底的深度。V 池 = = =37.14m3.钢 水钢 水 m0.726h= =1.64m. 89.21704.69.D790.462323 池池池 V2.2.2.2 炉帽尺寸的确定确保其稳定性，便于兑钢水和加废钢，减少热损失，避免出钢时钢渣混出或从炉口流出，减少喷溅。炉帽倾角 ：大型转炉选下限，取 =600。炉口直径 d0：d0=45%D=45%6.047=2.72m=2720mm炉帽高度 H 帽 ：H 帽 = （Dd 0） 0H 口 = （60472720）216tan
6、21 300=2881.27+300=3181.2760tan炉帽体积 V 帽 ：V 帽 = (H 帽 H 口 )(D2Dd 0d 02) d02H 口12 4= (3181.27300) (6.0472+6.0472.72+2.722)=45.57 m2.2.2.3 炉身尺寸的确定炉身为圆筒形，对于炉衬无加厚段的转炉炉膛直径与熔池直径是一致的，故需确定的尺寸即为 H 身H 身 = = =5.27m24DV身 22047.6)1.35()( 池帽 Vt炉型内高：H 内 =h+H 帽 +H 身 =1.64+3.18+5.27=10.09m.2.2.2.4 出钢口尺寸的确定出钢口一般都设在炉帽与炉
7、身交界处，以便当转炉处于水平位置出钢时其位置最低，可使钢水全部出净。出钢口中心线水平倾角 ：出钢口角度是指出钢口中心线与水平显得夹角，其大小应考虑缩短出钢口长度，有利维修、减少钢水二次氧气及热损失，大型转炉的出钢口角度趋向减小。国外不少采用 0，本设计取 =0。出钢口直径 ：出d出钢口直径决定着出钢时间，因此随炉子容量而异。出钢时间通常为 2-8min。通常 可按下面经验公式确定：出d= = =0.23 m出 G75.16326075.13所以本设计取 =23cm。Td出钢口衬砖外径： =6dT=60.23=1.38（m）st出钢口长度：L T=7dT=70.23=1.61（m ）2.2.3
8、炉衬厚度的确定、组成和材质的选择(1) 材质的选择选用沥青或树脂结合的镁碳转，含碳量为 14%。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，加入相当的数量的石墨改善了砖的导热性能，具有良好的抗震性。用镁碳砖砌筑炉衬，大幅度的提高了炉衬的使用寿命，再配合溅渣护炉等护炉技术，炉衬寿命可达 1 万次以上。但由于镁碳砖成本较高，因此根据在冶炼过程中，工作层不同部位受损情况的不同，采用不同档次的镁碳砖，这样整个炉衬的受损情况较为均匀，就是综合砌炉。炉口部位：该部位温度变化剧烈，熔渣和高温废气的冲刷较严重，在加料和清理残钢、残渣时。炉
9、口受到撞击，因此用于炉口的耐火砖必须具有抗热震性和抗渣性，耐熔渣和高温废气的冲刷，且不易粘钢的易于清理的镁碳砖。 炉帽部位：该部位是受熔渣侵蚀最严重的部位，同时还受温度急变的影响和含尘废气的冲刷，故使用抗渣性强和抗热震性好的镁碳砖。 炉衬装料侧：该部位除受吹炼过程熔渣和钢水时的直接撞击与冲刷、化学侵蚀外，还要受到装入料废钢和兑铁水时的冲蚀，给炉衬带来严重的机械性损伤，因此应砌筑具有较高抗渣性、高强度、高抗热震性的镁碳砖。 炉衬出钢侧：此部位主要是受出钢时钢水的热冲击和冲刷作用，损坏速度低于装料侧，所以可砌筑档次低一些的镁碳砖，并且砌筑厚度可薄一些。出钢口除受高温钢水的冲刷外，还经受温度急变的影
10、响，蚀损严重，需要经常更换，影响冶炼时间，而出钢口则采用等静压成型的整体镁碳砖出钢口，整体结构方便更换。 渣线部位：此部位在吹炼过程中，炉衬与熔渣长期接触受到严重侵蚀而形成。在出钢侧渣线位置的变化并不明显，但在排渣侧受到熔渣的强烈侵蚀，再加上吹炼过程中其他作用的共同影响，衬砖损毁较为严重，应砌筑抗渣性良好的镁碳砖。 两侧耳轴部位：该部位出受吹炼过程的蚀损外，其表面又无保护渣层覆盖，砖体中的碳素极易被氧化，并难于修补，因而损坏严重。故此部位应砌筑抗渣性好、抗氧化性能强的高级镁碳砖。 熔池和炉底部位：此部位炉衬在吹炼过程中受钢水强烈冲蚀，并且采用顶底复吹工艺，炉底中心部位容易损毁，可与装料侧砌筑相
11、同材质的镁砖。炉衬由永久层、填充层和工作层组成。无绝热层时，永久层紧贴炉壳，修炉时一般不予拆除，作用是保护炉壳，常用镁砖砌筑。填充层介于永久层与工作层之间，一般用焦油镁砂捣打而成，厚度约80100 mm。工作层与金属、熔渣和炉气接触的内层炉衬，工作条件相当恶劣，用高、中、低不同档次的镁碳砖砌筑。炉帽可用二步煅烧镁砖。(2) 砖型选择尽可能使用大砖，以提高筑炉速度，减少砖逢，减轻劳动强度。力争砌筑过程中不打砖和少打砖，以提高砖的利用率和保证砖的质量。对用小砖组合起来有困难或难以保证砌筑质量的部位，如出钢口和炉底，则选用异型砖。尽量减少砖型种。(3) 炉衬厚度确定炉身工作层选 800mm，永久层选
12、 200mm，填充层选 100mm。总厚度为:800+200+100=1100mm炉壳内径为： D 壳内 =6.047+1.102=8.25 m炉帽工作层选 650mm，永久层选 150mm，炉底工作层选 700mm，永久层用标准镁砖立砌一层，230mm，黏土砖平砌三层 653=195 mm。则炉底砖衬总厚度为：650+230+195=1075 mm故炉壳内型高度为：H 壳内 =10.090+1.075=11.17 m .表 2.1 转炉炉衬厚度的设计值转炉容量炉衬各部位名称250t永久层厚度（ mm） 150炉帽工作层厚度（ mm） 650永久层厚度（ mm） 200炉身工作层厚度（ mm）
13、 800永久层厚度（ mm） 525炉底工作层厚度（ mm） 7502.2.4 炉壳厚度的确定炉壳由炉帽、炉身和炉底三部分组成。炉帽制成截圆锥型。由于炉帽，特别是炉口部位受高温作用易变形，所以采用水冷炉口，这样既提高了炉帽的寿命，又减少炉口粘渣。采用埋管式水冷炉口结构，将通冷却水用的蛇形钢管埋铸在铸铁的炉口圈内。虽然制作难度大，但使用安全,也比水箱式寿命长。水冷口采用适合于中、小型转炉的卡板连接方式，将炉口固定在炉帽上，即可拆式的，便于修理。炉身制成圆柱型，它是整个炉子的承载部分，受力最大。转炉的整个重量通过炉身钢板支撑在托圈上，并承受倾动力矩，因此用于炉身的钢板要比炉帽和炉底的钢板适当厚些。
14、为防止炉壳受热变形，延长其使用寿命，可将炉帽外壳上盘旋焊上角钢，内通冷却水；将炉身焊上盘旋槽钢，内通冷却水。炉底选择球冠型，适用于大型转炉。炉身部分选 80mm 厚的钢板，炉帽和炉底部分选用 70mm 厚的钢板则 H 总 =11170+70=11240D 壳 =8250+280=8410mm炉壳转角半径：SR1=SR2=900mmSR3=0.5 底 =0.51075=537.5mm5.2.5 验算高宽比 =壳总DH3.148012由此可知， 的比值符合高宽比的推荐值，因此所设计的炉子尺寸基本壳总DH上是合适的，能够保证转炉的正常冶炼。2.3 支承装置支撑装置承载着转炉炉体的全部重量。其中主要部
15、件有托圈，炉体与托圈的连接装置，耳轴及其轴承。1、托圈托圈是转炉的重要承载和传动部件，材质选用 Q235 钢板制作。托圈断面为箱形。为增加托圈刚度，在其中间焊有垂直筋板。托圈内通水冷却，以降低热应力。托圈的高宽比为 3,托圈与炉壳之间有一定的空隙，以改善炉身的散热条件，并留有炉壳受热膨胀变形之空间，安 确定，高度为 ，宽壳D03. 壳H%30度为 12%D 壳 。2、炉壳与托圈的连接装置托圈与炉壳连接必须牢固可靠，同时又要适应炉壳和托圈热膨胀时在径向和轴向产生的相对位移，以免造成炉壳或托圈严重变形或破坏。薄带连接装置是在两侧耳轴的下部各装有五组薄钢带，每组钢带均由多层薄钢片组成，钢带的下端通过
16、螺丝钉固定在炉壳的下部；钢带的上端固定在托圈的下部，在耳轴处托圈上部装有一个铰接连杆，它是辅助支撑装置。当炉体直立时，10 组多层薄钢带想一个“托笼” 一样托住炉体，支撑炉体全部重量，炉体的倾动是由离耳轴轴线最远的钢带传递扭矩；若炉体倒置时，炉体的重量由钢带压缩变形与托圈上部的辅助支撑装置来平衡。该装置是将炉壳的主要承重点放到托圈下部炉壳温度较低的部位，这可以消除炉壳与托圈间连接处热膨胀的影响，也减少炉壳连接的热应力。由于采用了多层挠性薄钢带做连接件，它能适应炉壳与托圈受热变形所产生的位移，同时还可以减缓连接件在炉壳与托圈连接处引起的局部应力。3、耳轴及其轴承耳轴因承受多种负荷的作用依次要有足够的强度和刚度。耳轴材质一般为合金钢。耳轴直径选 1000mm，耳轴轴承型式为重型双列向心球面辊子轴承，它能承受重载，自动调位和保持良好的润滑，耳轴与托圈采用法兰螺栓连接。4、倾动机构倾动机构满足兑铁水、加废钢、取样、测温、补炉出渣、出钢的需要。此外，倾动机构尚需与氧枪和烟罩升降机构连锁，且能适应载荷的变化和结构的变形。我们采用悬挂式倾动机构。优点是设备轻、结构紧凑、占地面积小、设备安全可 靠性大大提高。
