180t頂吹氧轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì)1

1、學(xué) 號(hào)：河北聯(lián)合大學(xué)成人教育課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 課程設(shè)計(jì)題目：180t頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì)學(xué) 院：專 業(yè)：班 級(jí)：姓 名：指導(dǎo)教師： 2021年10月20日一、設(shè)計(jì)任務(wù)：1、原始條件爐子的平均出鋼量為180t，鋼水的收得率為92%，最大廢鋼比去20%，采用廢鋼礦石冷卻，鐵水采用P08低磷生鐵W(Si) 0.85%, WP 0.2%, W(S) 2、爐型選擇：轉(zhuǎn)爐爐型是指轉(zhuǎn)爐爐膛的幾何尺寸。設(shè)計(jì)一座爐型結(jié)構(gòu)合理，滿足工藝要求的轉(zhuǎn)爐是保證車間正常生產(chǎn)的前提，而爐型設(shè)計(jì)又是整個(gè)轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。目前，轉(zhuǎn)爐大體上歸為以下三種爐型：筒球形、截錐形、錐球形。為了滿足頂吹的要求，爐型趨于矮胖型，且爐底為弧底，所以

2、選筒球形。3、爐容比：由于頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程中比擬中穩(wěn)，產(chǎn)生泡沫渣的量較多，因此爐容比的量較多，因此爐容比比頂吹煉的稍大，一般可選用0.90- m333/t4、熔池尺寸計(jì)算中國(guó)設(shè)計(jì)部門推薦采用公式：D熔池直徑，m；G新爐金屬裝入量，T； t吹氧時(shí)間，minK比例系數(shù)，如表35所示表35 不同噸位下的推薦K值噸位/t<20305050120200250大容量取下限，小爐子取上限K此處根據(jù)180t噸位取K值為1.6。老爐比新爐多產(chǎn)剛系數(shù)，一般B=10%40%，大型轉(zhuǎn)爐取下限，小型轉(zhuǎn)爐取上限，此處取15%；a、確定初期金屬裝入量G： ×=182(t)根據(jù)熔池的定義，熔池體積V池應(yīng)等于金

3、屬液體積V金。即V池=V金；式中 V金新爐金屬裝入量占有的體積，V金G初/金，【 金：鋼液密度33?！咳鄢伢w積V池 ： V池=V金= G初/金=1826.83；b、確定吹氧時(shí)間t=噸鋼耗氧量（m3/t）供氧強(qiáng)度m3/(t·min)；根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，供氧強(qiáng)度，一般低磷鐵水為5057 ，高磷鐵水為6269 m3/ t鋼，本設(shè)計(jì)采用的是低磷鐵水，取噸鋼耗氧量為51m3/ t鋼，而吹氧時(shí)間的選擇如表表3-6 吹氧時(shí)間推薦值轉(zhuǎn)爐噸位/t<505080>120時(shí)間t/min121614181620此處根據(jù)轉(zhuǎn)爐噸位180t，選擇吹氧時(shí)間的推薦值為16min。那么供氧強(qiáng)度m3t

4、3;min=噸鋼耗氧量m3t吹氧時(shí)間t=51163/(t·min)；熔池直徑D: =1.6×18216=5.396m。熔池深度h筒球形熔池深度h的計(jì)算公式為： 即可獲得 確定熔池直徑D為5.396m，可獲得h=26.7+0.046×5.39630.79×5.3962=1.475m。校核：熔池深度直徑比h/D要求之間，此處h/D=1.475/5.396=0.273,符合要求。4. 3熔池其他尺寸確定球冠的弓形高度h1：h1=0.15D=0.15×5.396=0.809m；圖3-4爐帽示意圖爐底球冠曲率半徑R：R=0.91D=0.91×5

5、.396=4.91m；4.4 爐帽尺寸確實(shí)定1 爐口直徑d0：d0=0.51D=0.51×5.396=2.752m；2 爐帽傾角： =64°3 爐帽高度 H帽：H帽H口+H錐；式中：H口=300400mm，為了保持爐口的正常形狀，防止因?yàn)橐r磚蝕 損而使其擴(kuò)大，在爐口設(shè)有高度為300400mm的直線段，此處取 400mm。爐錐高度 H錐：=1/2(5.396-2.752) =2.7m;那么整個(gè)爐帽高度H帽為：H帽H口+H錐=2.7+0.4=3.1m；在爐口設(shè)置水箱式水冷爐口。爐帽體積V帽V口+V錐 V帽=12H錐D2+D·d0+d02+4d02·H口 =1

6、2×2.7×（5.3962+5.396×2.752+2.7522)+4×2.7522×0.4= 38.81(m3)爐膛直徑D膛：D膛=D(無(wú)加厚段)=5.396 m；根據(jù)選定的爐容比為0.9，可求出爐子總?cè)萘縑總，V總=0.90×180=162m3；V身=V總-V池-V帽3；爐身高度H身：爐身體積V身D2H身 ，那么H身, H身=4×96.5×5.3962=4.22m；那么爐型內(nèi)高H內(nèi)：H內(nèi)=h+H身+H帽=1.475+4.22+3.1=8.795m；校核：高寬比H內(nèi)/D膛=8.795/5.396=1.62,滿足H

7、內(nèi)/D膛在之間的要求，所以符合要求。1 出鋼口內(nèi)徑dT通過經(jīng)驗(yàn)公式：=63+1.75×180；2 出鋼口外徑襯磚+鋼殼的厚度dSTdST=6 dT=1.2m；3 出鋼口長(zhǎng)度LTLT=7dT=7×0.2=1.4m；（1） 出鋼口傾角：取=18°。爐襯組成、材質(zhì)選擇和厚度確實(shí)定轉(zhuǎn)爐的爐襯壽命反映了一個(gè)企業(yè)的管理水平和技術(shù)水平，并且直接影響轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率，因此爐襯壽命也是爐型設(shè)計(jì)中不可無(wú)視的一個(gè)問題。提高爐襯壽命，從工藝方面考慮，就是要堅(jiān)持合理的操作制度使用問題，從設(shè)計(jì)角度講：a選擇優(yōu)質(zhì)的耐火材料作爐襯；b確定最正確爐襯厚度。爐襯太薄，爐齡低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差；爐襯太厚，爐

8、齡可以提高，但是，爐襯前、后期裝入量差異大，不利于車間的生產(chǎn)組織和穩(wěn)定操作，爐體過重，傾動(dòng)力矩大，所以不能單靠增加爐襯厚度來(lái)提高爐齡，因此要確定一個(gè)最正確爐襯厚度。爐襯的組成爐襯一般由永久層、填充層和工作層三層組成。1永久層：緊貼爐殼鋼板或絕熱層，通常是用一層鎂磚或高鋁磚側(cè)砌而成，厚度113115mm，其作用是保護(hù)爐殼鋼板，修爐時(shí)不撤除；2填充層：介于永久層和工作層之間，一般是用焦油鎂沙搗打而成。厚度一般80100mm，有的工廠不做規(guī)定，只要到達(dá)找平的目的即可。填充層的作用是減輕工作層受熱膨脹時(shí)對(duì)爐殼鋼板的擠壓作用，便于修爐時(shí)迅速撤除工作層和砌爐操作。也有的轉(zhuǎn)爐不設(shè)填充層；3工作層：它的工作條

9、件相當(dāng)惡劣，要受到鋼水、爐渣和爐氣的機(jī)械沖刷和化學(xué)侵蝕以及裝料時(shí)大塊廢鋼的沖撞；在兌鐵水，停吹、出鋼時(shí)，由于溫度變化要受到一系列外力的影響；由于不斷被侵蝕爐型要發(fā)生變化，影響爐內(nèi)反響。工作層一般用鎂碳磚砌成。所謂爐襯壽命即指工作層的壽命，當(dāng)工作層被侵蝕損壞后剩余厚度約100mm左右就要更換爐襯了。材質(zhì)選擇爐襯壽命是一個(gè)綜合性指標(biāo)，它受許多因素的影響，特別是受冶煉操作水平的影響比擬大，但是，合理選擇爐襯材質(zhì)改良爐襯磚性能和質(zhì)量也是提高爐襯壽命的重要途徑。根據(jù)爐襯的使用特點(diǎn)，選擇材質(zhì)的原那么是：1耐火度抵抗高溫作用而不熔化的性能高；2高溫下的機(jī)械強(qiáng)度高，耐急冷急熱性能好；3化學(xué)性能穩(wěn)定；4資源廣泛

10、，價(jià)格廉價(jià)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外多年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐證明：工作層采用鎂碳磚是一種比擬理想的爐襯磚。鎂碳磚具有耐高溫、耐渣侵和耐剝落等優(yōu)良的使用性能。與其它鎂磚相比，在使用過程中變質(zhì)層變薄，不至于引起磚體結(jié)構(gòu)的剝落，參加相當(dāng)數(shù)量的石墨改善了磚的導(dǎo)熱性能，具有良好的抗震性。用鎂碳磚砌筑爐襯，大幅度提高了爐襯使用壽命，再配合濺渣護(hù)爐等護(hù)爐技術(shù)，爐襯壽命可以到達(dá)萬(wàn)爐以上。各層厚度確實(shí)定一般爐身工作層厚度400800mm，爐底工作層比爐身略薄一些，約350600mm，填充層80100mm，爐身永久層113200mm多數(shù)113115mm，爐底永久層300500mm。 表3-7 不同噸位轉(zhuǎn)爐對(duì)應(yīng)的各層爐襯推薦厚度容量t&

11、lt;100t 100200t200t以上爐帽工作層mm400600500600550650爐身工作層mm550700700800750850爐底工作層mm550600600650600750爐身永久層mm115150115200115200爐底耐材總厚8501050950110095012004.11爐襯厚度確定爐身工作層選700mm，永久層115mm，填充層100mm，總厚度：700+115+100=915mm=0.915m；那么爐殼內(nèi)徑為D殼內(nèi)，D殼內(nèi)=5.396+0.915=6.311m；爐帽和爐底工作層均選600mm，爐帽永久層為150mm，爐底永久層用標(biāo)準(zhǔn)鎂磚立砌一層230mm，黏

12、土磚平砌三層65×3=195mm，那么爐底襯磚總厚度為600+230+195=1025mm=1.025m；故爐殼內(nèi)型高度為H殼內(nèi)，H殼內(nèi)=8.795+1.025=9.82m；工作層材質(zhì)全采用鎂碳磚。4.12爐殼厚度確實(shí)定：爐身局部選75mm厚的鋼板，爐帽和爐底局部選用65mm厚的鋼板。所以：H總=9820+65=9885mm；D殼=6311+75+75=6411mm；爐殼轉(zhuǎn)角半徑SR1=SR2底=0.5×1025=510mm；5、校核:驗(yàn)算高寬比H總D殼=98856411=1.54見H總/D殼1.3，且符合高寬比的推薦值，因此認(rèn)為所設(shè)計(jì)的爐子尺寸根本是適宜的，能夠保證轉(zhuǎn)爐的正常冶煉。根據(jù)上述計(jì)算的爐型尺寸可繪制出爐型圖。6、結(jié)論通