年產(chǎn)300萬噸轉(zhuǎn)爐跨鋼包設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上轉(zhuǎn)爐跨300噸鋼包設(shè)計鋼包是連接煉鋼和連鑄的中間容器，幾乎所有的鋼水爐外精煉過程都必須在鋼包內(nèi)完成；鋼包工況的好壞既影響前道煉鋼工序的鋼水質(zhì)量、爐襯壽命、生產(chǎn)節(jié)奏；又影響后道精煉和連鑄工序的鋼水質(zhì)量、包襯壽命和生產(chǎn)節(jié)奏，尤其影響最終鋼材產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量和制造成本。鋼包為煉鋼生產(chǎn)重要設(shè)備之一，爐外精煉技術(shù)又對鋼包的使用與結(jié)構(gòu)提出了更新更高的要求。鋼包的工作條件極為苛刻。內(nèi)襯承受高溫鋼水的靜壓力與出鋼時的劇烈沖擊，經(jīng)受急劇的機械沖刷、化學侵蝕和溫度的激冷激熱作用。隨著冶煉工藝的改進與發(fā)展，各種二次精煉(鋼包精煉)技術(shù)的應用對鋼包提出更高的要求，諸如鋼水的各種(在包中)攪拌，

2、鋼水的各種真空處理(精煉)，帶有加熱功能的二次精煉方法，高堿度渣在鋼包精煉中的應用等等，使鋼水包內(nèi)襯長時間與激烈運動中的高溫鋼水接觸，相互作用，鋼水包的工作條件更加復雜苛刻。 為減少外表面散熱，盡量使鋼包外表面積最小即接近于球形，圓包狀內(nèi)形的鋼包高寬比（砌磚后深度H和上口內(nèi)徑D之比）接近于1，即1。為了便于在澆注完畢時傾倒出殘余鋼水和爐渣，和清理取出冷藏的鋼與渣塊。通常又把鋼包內(nèi)型做成上大下小的（倒錐度)圓錐臺形。同理，據(jù)上述原則，錐度也不宜太大，一般取15%即高度下降1時，直徑縮減0.15 。作為鋼包內(nèi)襯，隔熱層使用輕質(zhì)粘土磚或一般標準型粘土耐火磚。工作層通常為粘土質(zhì)耐火磚。為了提高其耐用性

3、(提高使用壽命)，現(xiàn)在耐火工作層多已采用耐火度高、耐化學侵蝕性強以及具有較高時機械沖刷力的優(yōu)質(zhì)耐火材料制品來代替。例如，全高鋁質(zhì)耐火磚內(nèi)襯，全鎂質(zhì)耐火磚襯和新近發(fā)展起來的鋁鎂碳磚襯等。對某些精煉用的鋼包，為抵抗熔渣的長時間作用，有的廠家在渣線附近除加大襯磚外，還使用鎂磚和鎂鉻磚修砌。鋼包的鑄口則常使用高鋁質(zhì)、鎂質(zhì)、鎂硅質(zhì)或鐵質(zhì)耐火材料制作。1 、 鋼包尺寸計算(1)鋼包容納鋼水量。鋼包的容量應于轉(zhuǎn)爐的最大出鋼量相匹配，設(shè)鋼包的額定容量為。一般考慮應用10的過裝余量，則鋼包內(nèi)鋼水實際容量為 =1.1×300=330t(2)鋼包內(nèi)渣量。出鋼時一般將爐內(nèi)熔渣全部或絕大部分隨鋼水水傾入鋼包。

4、采用留渣出鋼操作者除外，但留渣出鋼操作時在鋼桶中要新加渣料熔融成新渣層覆蓋。渣量一般為金屬量的35，設(shè)計時取較大比例為15。即渣量為： ×15%0.15(3)鋼包的容積。根據(jù)鋼包實際容納金屬液與熔渣量計算容積。鋼液比容取為0.14，熔渣比容取為0.28。因此，鋼與渣的總體積即鋼包容積應為：=0.14×1.1+0.28×0.15=0.20()，若采用1，錐度為15，則鋼包下部內(nèi)徑(鋼包內(nèi)空間尺寸見圖1)：=0.85 圖1 鋼包內(nèi)空間尺寸 鋼包的容積按圓錐臺計算：將，帶入上式得：又因為鋼和渣體積為=0.20，故=0.20P從而可得鋼包基本尺寸與容量的關(guān)系使如下: ；

5、；上面三個計算式是根據(jù)內(nèi)襯厚度上下一致的情況下推出的。各部設(shè)計過程參考（鋼鐵廠設(shè)計下冊，李傳薪主編P128-129）從而得到各部分參數(shù)如圖2所示。 圖2 鋼包各部分尺寸1)2)3)4)5)6)說明： (1)盛鋼桶磚襯厚度。盛鋼桶磚襯包含保溫層(外層)與耐火工作層(外層)，一般砌筑總厚度100250mm。工作層砌磚有多種型式，陳列入標準的盛鋼桶襯磚磚型外，可針對專用盛鋼桶依據(jù)其錐度、直徑、高度等參數(shù)設(shè)計專用襯磚，則砌筑工作更為方便順利，砌筑質(zhì)量也較高。 鋼桶桶壁厚度約等于0.07D ；：包壁厚度（上下一致），D：鋼包上部內(nèi)徑，:鋼包底襯厚度，（=0.10D）：鋼包殼壁厚，(=0.01D)：鋼包殼

6、底厚，(=0.012D)磚襯部分加厚則須加以擴大修正，亦即增大值方能保證實際容積為0.20P表示為: K×=0.20P 。K為0930.96的一個系數(shù)。意義是磚襯部分加厚使容積減小了47，為彌補容積之不足故在式中乘以系數(shù)K并得下部內(nèi)徑（一般為3060，取為45）。=4.558=3.6941)2)3)4)5)6)表1 鋼包各部分尺寸值參數(shù)名稱數(shù)值(mm)參數(shù)名稱數(shù)值(mm)D455845585169501452875068451245943323195546上述鋼包設(shè)計的凈空高度為300400mm , 為了適應現(xiàn)代真空冶煉的需要通常增大鋼包的凈空高度。RH 要求鋼包的凈空達400mm

7、以上即可。本設(shè)計中取鋼包的凈空高度為800mm 從而得到鋼包的各部分尺寸如下表2所示表2 改進后鋼包各部分的值參數(shù)名稱數(shù)值(mm)參數(shù)名稱數(shù)值(mm)D4558+1204558+8005169+1375014+8005287+1395068+8004512+1194594332+12131955462、鋼包質(zhì)量 鋼包質(zhì)量的精確計算須完成外殼、吊掛耳抽、支撐腿及滑動水口等結(jié)構(gòu)計算后，根據(jù)詳細圖紙進行計算，但由上述已經(jīng)確定的主要尺寸參數(shù)與選材亦可以較粗略地算出鋼包的質(zhì)量。(1)包襯質(zhì)量。磚襯總體積體積與總質(zhì)量為：桶壁磚襯體積為:桶底磚襯體積為：磚襯總體積:磚襯總質(zhì)量(現(xiàn)取平均密度約1.81計算)（

8、2）外殼鋼板質(zhì)量 桶底鋼板體積： 桶壁鋼板體積: 外殼鋼板質(zhì)量:（3）空鋼包質(zhì)量，將式代入得： 即空盛鋼桶質(zhì)量約為鋼桶額定容量值的2728。考慮到其它未計入的鋼結(jié)構(gòu)件與耐火磚(塞仔磚或滑板)質(zhì)量，應增加約10，則空桶質(zhì)量為額定容量值的3031。 （取為30%） =0.3×300=90 （t）（4）裝滿鋼水與熔渣后的總質(zhì)量。鋼包容量按過裝10%計算，渣量為金屬量15%計算，則裝滿鋼水和渣后的質(zhì)量為： =1.538×300=461.4t因此，在選用澆注起重機時，其起重容量應大于加門形吊鉤的質(zhì)量。門形吊鉤有固定在盛鋼桶上(與耳鈾餃接)和脫鉤式兩種，均須計入起重總量。3 鋼包重心計

9、算計算鋼包的重心是為了確定鋼包耳軸的高低位置，使裝滿鋼水與熔渣的鋼包吊運與澆注過程穩(wěn)定，無傾翻的危險；又要使其在傾倒出殘鋼與鋼水時不需太費力。計算重心是采用力學常規(guī)的計算方法。 對于盛鋼桶而言，如簡化不計澆注操作機構(gòu)(塞桿或滑動鑄口)的質(zhì)量，即忽略它們在盛鋼桶上所引起的重心偏移，則可視盛鋼桶桶體，內(nèi)襯及鋼水、熔渣是圍繞鉛垂軸線完全對稱的。故計算重心只考慮堅直方向的距離即可以了。(1) 鋼桶桶壁磚襯的重心點由計算可得桶壁磚襯重心距上口為：(2) 盛鋼桶底磚襯的重心點 由計算可得桶底磚襯重心距上口為：(3) 外殼側(cè)壁之重心點由計算可得外殼側(cè)壁重心距上口為(4) 底殼的重心點由計算可得底殼重心距上口為(5) 渣層的重心點由計算可得渣層重心距上口為(6) 盛鋼桶內(nèi)金屬的重心點由計算可得盛鋼桶內(nèi)金屬重心距上口為(7) 總重心。已知盛鋼桶各部分重心的所有數(shù)據(jù)，總重心就可以求出。因盛鋼桶是對稱的，所有重心都在對稱袖上，根據(jù)合力靜力矩等于合力靜力矩之和的原理，可列出下列方程式： = 裝滿鋼水的盛鋼桶質(zhì)量： 鋼水量: 化簡得：=0.54×4.558=2.461同時，為了使盛鋼桶穩(wěn)定，必須使耳軸中心線與盛鋼桶上緣的距離小于0.54D。同樣計算方法，可得空盛鋼桶之重心位置，亦即空盛鋼桶較盛滿鋼水、熔渣時