氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐設計

1、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐設計姓 名 XXX 學 號XXXX冶金工程 XXXX材料科學與工程學院目 錄1. 原始條件-32. 爐型選擇-33. 爐容比的確定-34. 熔池直徑的計算-45. 爐帽尺寸的確定-66. 爐身尺寸的確定-67. 出鋼口尺寸的確定-78. 爐襯厚度確定-89. 爐殼厚度的確定-910. 驗算高寬比-9氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐設計1. 原始條件爐子平均出鋼量為50t，鋼水收得率為92，最大廢鋼比取20，采用廢鋼礦石法冷卻；鐵水采用P08低磷生鐵；氧槍采用五孔拉瓦爾型噴頭，設計氧壓為1.0MPa。2. 爐型選擇根據(jù)初始條件采用筒球型作為設計爐型。轉(zhuǎn)爐由爐帽、爐身、爐底三部分組成，轉(zhuǎn)爐爐型是指由上述三

2、部分組成的爐襯內(nèi)部空間的幾何形狀。有于爐帽和爐身的形狀沒有變化，所以通常按熔池形狀將轉(zhuǎn)爐爐型分為筒球型、錐球型和截錐型三種。爐型的選擇往往與轉(zhuǎn)爐的容量有關。和相同體積的筒球型相比，錐球型熔池比較深，有利于保護爐底。在同樣熔池深度的情況下，熔池直徑可以比筒球型大，增加了熔池反應面積，有利于去P，S。我國的中小型轉(zhuǎn)爐普遍采用這種爐型。3. 爐容比的確定爐容比是指轉(zhuǎn)爐有效容積Vt與公稱容量G的比值Vt/G(m3/t)。Vt系爐帽、爐身和熔池三個內(nèi)腔容積之和。公稱容量以轉(zhuǎn)爐爐役期的平均出鋼量來表示。確定爐容比應綜合考慮。通常，鐵水比增大，鐵水中Si、S、P含量高，用礦石作冷卻劑以及供氧強度提高時，為了

3、減少噴濺或溢渣損失，提高金屬收得率和操作穩(wěn)定性，爐容比要適當增大。但過大的爐容比又會使基建和設備投資增加。對于大型轉(zhuǎn)爐，由于采用多孔噴槍和頂?shù)讖痛?，操作比較穩(wěn)定，因此在其他條件相同的情況下，爐容比有所減少。轉(zhuǎn)爐新砌爐襯的爐容比推薦值為0.900.95m3/t，大轉(zhuǎn)爐取下限，小轉(zhuǎn)爐取上限。本題中，取爐容比為4. 熔池直徑的計算 熔池直徑的計算熔池直徑的計算公式式中D熔池直徑，m；G新爐金屬裝入量，t；t 吹氧時間，min；K比例系數(shù)，如表1所示。表1不同噸位下的K值轉(zhuǎn)爐噸位/t<3030100>100備注K1.852.101.751.851.501.75大容量取下限，小容量取上限 (

4、鋼液的密度取)A 確定吹氧時間：表2平均每爐鋼冶煉時間推薦值轉(zhuǎn)爐容量/t<3030100>100備注冶煉時間/min2832(1216)3238(1418)3845(1620)結(jié)合供氧強度，鐵水成分和所煉鋼種等具體條件確定。根據(jù)生產(chǎn)實踐，噸鋼耗氧量，一般低磷鐵水約為5057m3/t鋼，高磷鐵水為6269m3/t鋼，本設計采用低磷鐵水，取噸鋼耗氧量為50m3/t鋼，并取吹氧時間為15min（參見表2）。則取。則 (取整數(shù)D=3290mm)氧氣射流穿透深度 熔池深度的計算錐球型熔池深度的計算公式為：取整數(shù)1160mm為防止爐底直接接受氧氣射流沖擊，氧氣射流穿透深度應小于熔池深度，一般應

5、使本題中：符合要求。所以確定（取整數(shù)結(jié)果） 熔池其他尺寸的確定。球冠的弓形高度： （取整數(shù)300mm）爐底球冠曲率半徑： （取整數(shù)3620mm）5. 爐帽尺寸的確定 爐口直徑d取 （取整數(shù)1750mm） 爐帽傾角選取原則：便于爐氣逐漸收縮逸出，減少爐氣對爐帽襯磚的沖刷侵蝕；使帽錐各層磚逐漸收縮，縮短砌磚的錯臺長度，增加砌磚的穩(wěn)定性。如果角度值過大，砌磚錯臺太長容易脫落。取. 爐帽高度H帽；取H口=300mm，則整個爐帽高度為： （取整數(shù)1650mm）在爐口設置水冷管式水冷爐口。爐帽部分容積為：6. 爐身尺寸的確定 爐膛直徑D膛=D（無加厚段） 根據(jù)選定的爐容比為0.95，可求出爐子總?cè)莘e為 爐

6、身高度 （取整數(shù)4100mm）則爐型內(nèi)高7. 出鋼口尺寸的確定出鋼口尺寸一般都設在爐帽與爐身的交界處，以使轉(zhuǎn)爐出鋼時其位置最低，便于鋼水全部出凈。出鋼口的主要尺寸是中心線的水平傾角和直徑。 出鋼口直徑 出鋼口直徑?jīng)Q定出鋼時間，隨爐子容量不同而異。出鋼時間通常為2至8分鐘。時間縮短（即出鋼口過大），難以控制下渣，且鋼包內(nèi)鋼液靜壓力增長過快，脫氧產(chǎn)物不易上浮。時間過長（即出鋼口過?。撘喝菀锥窝趸臀鼩?，散熱也達。通常按下面的公式來確定：(取整數(shù)120mm) 出鋼口襯磚外徑(取整數(shù)680mm) 出鋼口長度(取整數(shù)930mm) 出鋼口傾角： 為了縮短出鋼口長度以利于維修和減少鋼液二次氧化及熱損失

7、，大型轉(zhuǎn)爐1趨于減小。取 8. 爐襯厚度確定 通常爐襯由永久層、填充層、工作層組成。有些轉(zhuǎn)爐則在永久層和爐殼鋼板之間夾有一層石棉板絕熱層。 永久層緊貼爐殼（無絕熱層時），修爐時一般不予拆除。其主要作用是保護爐殼。該層常用鎂磚砌筑。 填充層介于永久層和工作層之間，一般用焦油鎂砂搗打而成。其主要作用是減輕爐襯受熱膨脹時對爐殼產(chǎn)生擠壓和便于拆除工作層。 轉(zhuǎn)爐各部位的爐襯厚度設計參考值如表3所示。表3轉(zhuǎn)爐爐襯厚度設計參考值爐襯各部分名稱轉(zhuǎn)爐容量/t <100100-200>200爐帽永久層厚度/mm60-115115-150115-150工作層厚度/mm400-600500-600550-

8、650爐身（加料側(cè)）永久層厚度/mm115-150115-200115-200工作層厚度/mm550-700700-800750-850爐身（出鋼側(cè)）永久層厚度/mm115-150115-200115-200工作層厚度/mm500-650600-700650-700爐底永久層厚度/mm300-450350-450350-450工作層厚度/mm550-600600-650600-750爐襯選擇應遵循以下原則： 耐火度高； 高溫下機械強度高，耐極冷極熱性能好； 化學性質(zhì)穩(wěn)定； 資源廣泛，價格便宜。根據(jù)表3得：爐身加料側(cè)工作層選700mm，永久層115mm，填充層100mm，總厚度為爐身出鋼側(cè)工作層選650mm，永久層115mm，填充層100mm，總厚度為 爐殼內(nèi)徑為 爐帽工作層厚度600mm,永久層厚度115mm,填充層厚度100mm,爐底工作層選600mm，爐底永久層300mm，砌3層標準鎂磚每層厚度100mm則爐底磚襯總厚度為 故爐殼總高度為 工作層材質(zhì)全部采用鎂碳磚。9. 爐殼厚度確定爐身部分選150mm厚的鋼板，爐帽和爐底部分選用65mm厚的鋼板，則10. 驗算高寬比增大高寬比有利于減少噴濺和溢渣、提高金屬收得率。但是高寬比