連鑄設(shè)計(jì)方案任務(wù)書

1、遼寧科技學(xué)院課程實(shí)踐報(bào)告課程實(shí)踐名稱：指導(dǎo)教師：班 級(jí)： 冶金姓 名：2012年 月 日裝-訂線課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目:年產(chǎn)萬噸連鑄機(jī)設(shè)計(jì)系別：冶金工程學(xué)院專業(yè)：班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師（簽字）：2012年 月 日一、課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)與內(nèi)容1、連鑄機(jī)設(shè)計(jì)1.1產(chǎn)品方案制定1.2連鑄機(jī)機(jī)型選擇1.3連鑄主要設(shè)備設(shè)計(jì)1.4連鑄主要工藝參數(shù)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)（論文）的基本要求1、說明書符合規(guī)范，要求打印成冊(cè)；2、獨(dú)立按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，遵守紀(jì)律；3、選取參數(shù)合理，要有計(jì)算過程；4、制圖符合制圖規(guī)范。三、推薦參考文獻(xiàn)（一般46篇，其中外文文獻(xiàn)至少1篇）期刊：序號(hào)作者.題名J.期刊名稱出版年月，卷

2、號(hào)（期號(hào)）：起止頁碼。 書籍：序號(hào)著者.書寫M.編者.版次（第一版應(yīng)省略）出版地：出版 者，出版年月：起止頁碼論文集：序號(hào)著者.題名C.編者論文集名，出版地：出版者，出版 年月：起止頁碼學(xué)位論文：序號(hào)作者.題名D.保存地：保存單位，年份專利文獻(xiàn)：序號(hào)專利所有者專利題名P.專利國別：專利號(hào)，發(fā)布日 期國際、國家標(biāo)準(zhǔn)：序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)名稱S.出版地：出版者，出版 年月電子文獻(xiàn)：序號(hào)作者.電子文獻(xiàn)題名文獻(xiàn)類型/載體類型.電子文獻(xiàn)的 出版或可獲得地址，發(fā)表或更新日期/引用日期報(bào)紙：序號(hào)作者文名N.報(bào)紙名稱，出版日期（版次）四、進(jìn)度要求序號(hào)時(shí)間要求應(yīng)完成的內(nèi)容（任務(wù)）提要12012 年 6 月 25

3、日- 2011 年 6 月 27 日調(diào)研、搜集資料22012 年 6 月 28 日- 2012 年 6 月 29 日論證、開題32012年6月30 日- 2012年7月4日設(shè)計(jì)計(jì)算42012年7月5 日- 2012年7月9日繪圖52012 年 7 月 10 日- 2012 年 7 月 11 日抄寫說明書、完稿、打印62012 年 7 月 12 日- 2012 年 7 月 13 日答辯五、專業(yè)教研室審核意見教研室主任簽字:六、教學(xué)系審核意見教學(xué)副主任簽字：年 月 日注：1.本任務(wù)書由指導(dǎo)教師編制完成，經(jīng)教研室及所在系審核同意后生效。2 本任務(wù)書一式兩份（可復(fù)?。?，原件在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）手冊(cè)中，復(fù)

4、 印件由學(xué)生保存。3空白部分可根據(jù)內(nèi)容多少自行增刪。課程實(shí)踐內(nèi)容及要求:指導(dǎo)教師： （簽字）年 月曰注：本頁可以附頁裝-訂線課程實(shí)踐評(píng)語:成績(jī)： （五級(jí)分制）指導(dǎo)教師： （簽字）年 月曰摘 要本文著重介紹了 380t轉(zhuǎn)爐設(shè)備先進(jìn)技術(shù)結(jié)構(gòu)在大型轉(zhuǎn)爐上的應(yīng)用，對(duì) 380t 轉(zhuǎn)爐設(shè)備進(jìn)行了簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)計(jì)算與理論研究。介紹了氧槍噴頭在煉鋼過程中的應(yīng)用和設(shè)計(jì)氧槍的計(jì)算過程和步驟，并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析畫出轉(zhuǎn)爐及氧槍噴頭的簡(jiǎn)圖。關(guān)鍵詞：爐型設(shè)計(jì)爐襯設(shè)計(jì) 氧槍設(shè)計(jì) 噴頭設(shè)計(jì)槍身和水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)Abstract:This paper emphatically in troduces the adva need tec

5、h niq ues and structures of 380t converter equipment applications to the large-sized converter The brief design calculati on and theoretic research are carried out for the 380t conv erter equipme nt For the gun must be in troduced in the steel process applicati ons and desig ning oxygen of a computa

6、tion process, and steps, and to design the analysis of the conv erter and oxyge n of the gun must be simplified.Key words: desig n of fur nacedesig n of liningdesig n of oxyge n lancedesig n of no zzle desig n of frame and liquid cooli ng system一、氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì) 21.1氧氣頂?shù)讖?fù)吹吹轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì) 2原始條件 2爐型選擇 2爐容比 2熔池尺寸的計(jì)算 2爐

7、帽尺寸的確定 4爐身尺寸的確定 4出鋼口尺寸的確定 5底部供氣構(gòu)件設(shè)計(jì) 51.2氧氣轉(zhuǎn)爐爐襯設(shè)計(jì) 6爐襯材質(zhì)的選擇 6爐襯的組成和厚度的確定 61.3轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件設(shè)計(jì) 6爐殼作用 6爐殼材質(zhì) 7爐殼厚度 7轉(zhuǎn)角半徑 7支承裝置 7二轉(zhuǎn)爐氧槍設(shè)計(jì) 92.1氧槍噴頭尺寸計(jì)算 9轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭尺寸計(jì)算 92. 2轉(zhuǎn)爐氧槍槍身尺寸計(jì)算 112.3氧槍水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16氧槍受熱機(jī)理分析 162.4氧槍升降機(jī)構(gòu)與更換裝置 18結(jié)論 20參考文獻(xiàn) 21致謝 22設(shè)計(jì)一座工稱容量380噸的氧氣轉(zhuǎn)爐及所使 用的氧槍一、氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)1.1氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì)原始條件轉(zhuǎn)爐的公稱容量為380t爐型選擇本設(shè)計(jì)選擇截錐

8、形爐型-該爐型的特點(diǎn)：該爐型的熔池由一個(gè)倒置的截椎體組成。其特點(diǎn)是，形 狀簡(jiǎn)單，爐底砌筑簡(jiǎn)便；其形狀基本能滿足煉鋼要求，與相同容量的其他爐 型相比，在熔池直徑相同情況下，熔池最深。爐容比爐容比系指轉(zhuǎn)爐有效容積與公稱容量之比值。轉(zhuǎn)爐爐容比主要與供氧強(qiáng) 度有關(guān)，與爐容量關(guān)系不大。由于頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程比較平穩(wěn)，產(chǎn)生泡 沫渣的量比頂吹轉(zhuǎn)爐要少得多，噴濺少，因此其爐容比比頂吹轉(zhuǎn)爐小，但比 底吹轉(zhuǎn)爐要稍大。一般可選用0.85 0.95m3/t,最大不超過1.00m3/t。本設(shè)計(jì)選 用的爐容比為0.90m3/t.熔池尺寸的計(jì)算（1）熔池直徑D可按以下經(jīng)驗(yàn)公式確定：(8-1)式中 D熔池直徑，m；G新爐金

9、屬裝入量，t，可取公稱容量；K 系數(shù)，參見表1-1；t平均每爐鋼純吹氧時(shí)間，min，參見表1-2轉(zhuǎn)爐容量/tv 2030 5050 120250K2.0 2.31.85 2.101.75 1.851.5 1.55表1-1系數(shù)K的推薦值表1-2平均每爐鋼冶煉時(shí)間推薦值轉(zhuǎn)爐容量/tv 5030 100 100備注冶煉時(shí)間/mi n28 32(12 16)32 38(14 18)38 45(16 20)結(jié)合供氧強(qiáng)度、鐵水成分、所煉鋼種等具體條件確定注：括號(hào)內(nèi)數(shù)系吹氧時(shí)間參考值。設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)爐的公稱容量為380t,取K為1.50, t取18min?？傻?D = 1.50 380 = 6.8 9 m 18(

10、2)熔池深度h計(jì)算由G = :V池可得：V池二 二型= 55.9 (m3)6.8V池20.573D55.920.573 6.892= 2.192 (m)確定 D=6.892mh/D=2.192/6.892=0.318符合要求D 底=0.7D=4.824m(3)熔池其他尺寸的確定底部噴嘴直徑dh=2.192md=hK( Fr) 1/2取 K=6.0 F r =7002.1921/2X (700)3=13.808 X0-(m) =13.808 (mm)爐帽尺寸的確定 爐帽傾角二。爐帽傾角日一般為6068,小爐子取上限，大爐子取下限。本設(shè)計(jì)取爐 帽傾角為65 爐口直徑d 0爐口直徑d。：設(shè)計(jì)部門推薦

11、d0/D-0.43-0.54;大型轉(zhuǎn)爐取下限，小型轉(zhuǎn)爐取上 限。本設(shè)計(jì)取0.48。d0=0.48D=0.48 X892=3.308m 爐帽高度H帽為了維護(hù)爐口的正常形狀，防止因磚襯蝕損而使其迅速擴(kuò)大，在爐口上部 設(shè)有高度為H口 =300400mm的直線段。爐帽高度為：1 H帽 （D -do）taH 口（8-4）2=0.5 （ ） tan65+0.4=4.24 （m）那么，爐帽總?cè)莘e為：2 2J 2%冒（H 帽 H口）（DDd d ）d H口124爐身高度H身二V身D24201.03/、5.39m (m)兀26.8924供氣構(gòu)件爐型內(nèi)高 H 內(nèi)=h+H 帽+H 身=2.192+4.24+5.39

12、=11.822m出鋼口尺寸的確定 出鋼口直徑d出出鋼口直徑?jīng)Q定出鋼時(shí)間，隨爐子容量不同而異。通常又下面的經(jīng)驗(yàn)式確定:d出=.63 1.75G =了63一1.75一380 =0.27m式中 G轉(zhuǎn)爐公稱容量，to 出鋼口襯磚外徑：dST=6d出=6X).27=1.62(m) 出鋼口長(zhǎng)度：LT=7d出=7X).27=1.89(m) 出鋼口位置：出鋼口位置通常設(shè)在爐身與爐帽耐火材料的交界處，這樣出鋼時(shí)，鋼 能集中到帽錐處，保證了出鋼時(shí)出鋼口上方的鋼水始終處于最深狀態(tài)，鋼水 能在一定壓力下以較快的流速流出、流凈；若出鋼口設(shè)在爐帽或爐身部位中 段，出鋼時(shí)在出鋼口見渣時(shí)，爐內(nèi)還有部分鋼水沒有流凈，鋼水夾渣。

13、 出鋼口傾角B：選擇0傾角。B太大，增加了出鋼口的長(zhǎng)度，也增加了鋼流在空氣中的暴露時(shí)間，增 加了鋼液的吸氣和熱損失。本設(shè)計(jì)采用了0。角。這樣的優(yōu)點(diǎn)是：a. 可以縮短出鋼口長(zhǎng)度，便于維護(hù)；b. 可以縮短鋼流長(zhǎng)度，減少鋼流的吸氣和散熱損失；c. 出鋼時(shí)爐內(nèi)鋼水不發(fā)生漩渦運(yùn)動(dòng)，避免鋼流夾渣；d. 出鋼時(shí)鋼包車行走距離短，出鋼口傾角大，則行車距離長(zhǎng)。底部供氣構(gòu)件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)為增加廢鋼型頂?shù)讖?fù)合吹煉法。不僅在轉(zhuǎn)爐底部布置噴吹惰性氣體或 中性氣體N2來加強(qiáng)攪拌，還考慮在轉(zhuǎn)爐底部噴吹小部分燃料與氧氣。為爐膛提供更多熱量，補(bǔ)償廢鋼加入所吸收的熱量，使轉(zhuǎn)爐冶能夠煉順利進(jìn)行。 底吹氣體N2、ArBN2=0.04m3

14、/(mi n.t)Ba=0.05 m3/(mi n.t)PAr 2.8MpaPn2 1.8 Mpa本設(shè)計(jì)的底部噴吹N2、Ar，選擇細(xì)金屬管磚式供氣氣體。1.2氧氣轉(zhuǎn)爐爐襯設(shè)計(jì)爐襯材質(zhì)的選擇 工作層：采用煤炭磚。煤炭磚采用天然菱鎂礦和天然鱗片石墨為原料，用改質(zhì)瀝青和酚醛樹脂做復(fù)合粘結(jié)。 永久層：一般用燒成鎂磚或高鋁磚。爐襯的組成和厚度的確定爐襯由永久層、填充層、和工作層組成。永久層緊貼爐殼，修爐時(shí)一般不予 拆除。該層用鎂磚砌筑，填充層介于永久層與工作層之間，用焦油鎂磚搗打而成， 厚度約為100mm。工作層由鎂磚和焦油白云石磚綜合砌筑；爐帽用二步煅燒鎂 磚。根據(jù)380t轉(zhuǎn)爐爐襯襯材，本設(shè)計(jì)采用表1

15、-2所示的值爐襯厚度永久層厚度/mm填充層厚度/mm工作層厚度/mm爐帽230100650爐身115100850爐底2301956001.3轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件設(shè)計(jì)爐殼通常由爐帽、爐身和爐底三部分組成爐殼作用轉(zhuǎn)爐爐殼類似于一個(gè)承受高溫、高壓的容器，它在使用過程中要承受下 作用力。 靜載荷產(chǎn)生的應(yīng)力 動(dòng)載荷產(chǎn)生的應(yīng)力 爐襯的膨脹應(yīng)力 熱應(yīng)力 其他應(yīng)力爐殼材質(zhì)根據(jù)爐殼的使用特點(diǎn)，要求爐殼使用的材質(zhì)應(yīng)具有在高溫時(shí)耐時(shí)效性、抗蠕 變及良好的成型性和焊接性能，大型轉(zhuǎn)爐用低合金鋼，如Q235、16Mn、15MnTi、 14MnNb 等。爐殼厚度爐殼內(nèi)徑為 D 殼內(nèi)=6.892+(0.115+0.100+0.8

16、50% 2=9.022(m)爐殼內(nèi)型高度為 H 殼內(nèi)=(0.6+0.23+0.195)+11.822=12.847(m)綜上所述，轉(zhuǎn)爐總高H總：H 總=12874+75=12949mm；轉(zhuǎn)爐外殼直徑：D 殼=9022+85 X 2=9192mm。驗(yàn)算高徑比： 氏二949=1.41，符合要求的范圍(1.251.45)。D殼 9192轉(zhuǎn)角半徑SR1=SR29192=275.8mm 托圈的內(nèi)徑DnDn=DL+2 =9192+2X 275.8=9743.6mm 托圈的外徑DwDw=D n+2B=9743.6+2X 850=11443.6mm 托圈斷面高度HH=0.23HL=0.23 X2949=297

17、8.27mm 托圈斷面寬度B根據(jù)推薦值選取850mm 托圈蓋板厚度S 1=0.050H=0.0502978.27=148.91mm 托圈腹板厚度S 2=0.09H=0.092978.27=268.04mm 驗(yàn)算高寬比 二2978.27 _ 3.50符合推薦值B 850耳軸與托圈的連接方式法蘭螺栓連接(3)爐殼與托圈的連接選用吊掛式連接裝置。該結(jié)構(gòu)是用螺栓將爐殼吊掛在托圈上，三個(gè)螺栓在圓周上呈120布置，且與焊在托圈蓋板上的支座絞接。耳軸耳軸直徑的確定不同容量的轉(zhuǎn)爐耳軸直徑如表1-3-1所示轉(zhuǎn)爐容量/t3050130200300耳軸直徑/mm630650800820850900100010501

18、1001200根據(jù)需要本設(shè)計(jì)選擇的耳軸直徑為 1280mm轉(zhuǎn)爐氧槍設(shè)計(jì)2.1氧槍噴頭尺寸計(jì)算噴頭主要參數(shù)計(jì)算公式（1）氧流量計(jì)算氧流量是指單位時(shí)間通過氧槍的氧量（m/min）。氧流量的精確計(jì)算, 根據(jù)物料平衡求得。簡(jiǎn)單計(jì)算氧流量則可用下式：每噸鋼耗氧量出鋼量3/ .吹氧時(shí)間對(duì)于普通鐵水，每噸鋼耗氧量為5565m3/t，對(duì)于高磷鐵水，每噸鋼耗氧量 為6069m3/t。本設(shè)計(jì)取57m3/t.氧流量m /min（2）噴頭孔數(shù)現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐氧槍都用多孔噴頭，本設(shè)計(jì)采用七孔噴頭。（3）理論計(jì)算氧壓及噴頭出口馬赫數(shù) M理論計(jì)算氧壓（又稱設(shè)計(jì)工況氧壓）是指噴頭進(jìn)口處的氧氣壓強(qiáng)，近似等于滯止氧壓R，它是噴頭設(shè)計(jì)的重

19、要參數(shù)。噴頭出口馬赫數(shù)M是噴頭設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要參數(shù)，目前國內(nèi)外氧槍噴頭出口馬赫數(shù)M多選用2.0左右。M值與滯止氧壓Po和噴頭出口壓力P的比值（P/F0）有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如圖1-4-1。圖1-4-1 M與Po、V之間的關(guān)系1.5 L7 192.1 2.3765 05804804 30380表1-4-1 M、V、Po之間的關(guān)系M氧射流出口溫度/K氧射流出口音速/m/sV/m/sF0/MPa備注1.52002704050.371假定氧氣滯止溫度2.01612424850.790為290K,爐內(nèi)環(huán)境2.51292175421.726壓力為1.01MPa3.01041955823.711轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭尺

20、寸計(jì)算公稱容量380t轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)氧槍噴頭尺寸。采用普通鐵水。冶煉鋼種以碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼為主。(1)計(jì)算氧流量取每噸鋼耗氧量為57m3,純吹氧時(shí)間為18min,出鋼量按公稱容量380t計(jì)算,則通過氧槍的氧流量:每噸鋼耗氧量出鋼量qv吹氧時(shí)間57 380183=1203 (m /min)(2)選用噴孔出口馬赫數(shù)與噴孔數(shù)馬赫數(shù)確定原則已如前述。綜合考慮，選取馬赫數(shù) M=2.0。參照同類轉(zhuǎn)爐氧槍使用情況，對(duì)于 380t轉(zhuǎn)爐噴孔數(shù)取7孔，能保證氧氣流股 有一定的沖擊面積與沖擊深度，熔池內(nèi)盡快形成乳化區(qū)，減少噴濺，提高成渣速 度和改善熱效率。(3) 設(shè)計(jì)工況氧壓根據(jù)等熵流表，當(dāng)M=2.0時(shí)，P/Po=

21、0.1278 ；取噴頭出口壓力P二F膛=1.3 105MPa( P膛為爐膛壓力，此處按近似等于大氣壓力計(jì)算)，則噴口滯止氧壓：Kt5PP/P0=10.17 10 Pa取設(shè)計(jì)工況氧壓近似等于滯止氧壓。(4) 計(jì)算喉口直徑噴頭每個(gè)噴孔氧氣流量:q 旦=1203 =仃仁86(m3/min)77由噴管實(shí)際氧氣流量計(jì)算式:q = 1.784Cd取 Cd =0.90，To =290K，又巳=10.17 105Pa，代入上式，則171.86 =1.784 0.90二 d；410.17 105290由上式可求出d=0.048m=48mm(5) 求噴孔出口直徑根據(jù)等熵流表，在M=2.0時(shí)，A出/A矣-1.688

22、,故噴孔出口直徑：d出=1.688dT = 1.688 48 = 62mm(6) 計(jì)算噴孔擴(kuò)張段長(zhǎng)度取擴(kuò)張段的半錐角:為5,則擴(kuò)張段長(zhǎng)度d出dT 62 -48L 擴(kuò)80mm2 ta n 口2ta n5(7) 收縮段長(zhǎng)度取收縮a收=50,則收縮半角為25收縮段的長(zhǎng)度由作圖法確定，L仁91mm 2.2轉(zhuǎn)爐氧槍槍身尺寸計(jì)算氧槍槍身由三層無縫鋼管套裝而成，內(nèi)層管是氧氣通道，內(nèi)層管與中層管之 間是冷卻水進(jìn)水通道，中層管與外層管之間是冷卻水出水通道。參見圖1-4-1。計(jì)算相關(guān)公式：按氣體狀態(tài)方程，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量qv向工況流量qv工的換算：qv工P示T0qvP0 T標(biāo)(1-1)式中 P標(biāo)一一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，P

23、a；Po 管內(nèi)氧氣工況壓力，Pa；T標(biāo)一一標(biāo)準(zhǔn)溫度，273K;To 管內(nèi)氧氣實(shí)際溫度（即氧氣滯止溫度）LJ中心氧管內(nèi)截面積:qv工V圖1-4-1氧槍示意圖(1-2)式中 Ao中心氧管內(nèi)截面積，m2 ；qv工一一管內(nèi)氧氣工況流量，m3/s；Vo 管內(nèi)氧氣流速，m/s, 般取4050m/s將qv工、V。代入式（9-7），即可求R。則中心氧管內(nèi)徑Aj 一 qmwV進(jìn)中層管內(nèi)徑：dd2 4Ajd2 - d夕卜Vji式中d2 -中層管內(nèi)徑，m；外-一內(nèi)層管外徑，m；Aj-進(jìn)水環(huán)形通道截面（圖qmw咼壓冷卻水進(jìn)口流量，V進(jìn)高壓冷卻水進(jìn)水流速,（1）中心氧管管徑套用上述公式可得。按式（1-1）,管內(nèi)氧氣工況

24、流量環(huán)縫間隙流通面積:qv工=P To（1-3）（1-4）（1-5）9-8）, m2 ;m/s；一般選用56m/s。qv= 1 2901203= 125.66m3/mi n=2.09m3/s10.17 273取中心管內(nèi)氧氣流速M(fèi) =50m/s，則中心氧管內(nèi)徑:d- .4A- .4 ；09=0.231m根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品規(guī)格，選取中心鋼管為 245mm 7mm驗(yàn)算氧氣在鋼管內(nèi)實(shí)際流速:qv工2.09Aon4 0.2312=49.9恍）符合要求(2)中、外層鋼管管徑根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選取氧槍冷卻水耗量 qmw =300t/h ;冷卻水進(jìn)水速度 Vj =5m/s，出水速度Vp =6m/s (因

25、為出水溫度升高，體積增大，故 VpVj ) 又中心氧管外徑d1外=245mm，中層套管外徑d2外=335mm,則環(huán)縫間隙流通面積：Aj=如 3000.0167m2Vj 5 x 3600出水通道面積為：Ap 二如 3000.01389m2 = 138.9cm2Vp6x3600所以，中層鋼管的內(nèi)徑：4A2|4 漢 0 01672d2 =J+(d1#)=訂+0.245 = 0.285cm = 285mm Tl TL根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品規(guī)格選取中層鋼管為335mm 25mm 0Vj3600 n4300_0.285 2 - 0.245 2 丨5.01嗔符合要求 同理，外層鋼管內(nèi)徑d3 =、他十92外

26、）2 =J4* 0.01389+ 0.3352 =0.360cm= 360mmY jiY it根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品規(guī)格選取外層鋼管為402mm 20mmvp3003600 n40.362 2 - 0.335 2 】 符合要求中層套管下沿至噴頭面間隙h的計(jì)算該處的間隙面積為Ah =75。qmw =75。3000.0 0 7n82Vh8x3 6 0 02Ahn 0.285 0.3352 0.00780.0080m = 8.0mm n 0.2850.335氧槍總長(zhǎng)度和行程的確定根據(jù)公式氧槍總長(zhǎng)為h0 =300mmh1=H 內(nèi)- h-% =11.822-2.192-0.4 =9.230(m) =9

27、230(mm)取 h2 =500mmhh =4000mmhu =3500mmhs =1000mmh6 =800mmg =2000mmh8=700mmH 槍=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7+h8=9.230+0.500+4.000+3500+1.000+0.800+2.000+0.700式中h1氧槍最低位置至爐口距離，mh2爐口至煙罩下沿的距離，般為350500mh3煙罩下沿至煙道拐點(diǎn)距離，一般取30004000mh4煙道拐點(diǎn)至氧槍孔的距離，mh5為清理結(jié)渣和換槍需要的距離，mh6根據(jù)把持器下段要求決定的距離，mh7把持器的兩個(gè)卡座中心線間距離，mh8根據(jù)把持器上段要求決定的距離，m=

28、21.730m氧槍行程為:H 行=h1+h2+h3+h4+h5=9.230+0.5+4.0+3.5+1.0=18.230m2.3氧槍水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程中氧槍收到爐內(nèi)高溫環(huán)境的作用， 其受熱狀態(tài)較為復(fù) 雜。為保證氧槍正常吹煉和提高槍齡， 必須對(duì)氧槍受熱狀態(tài)進(jìn)行正確分析， 才能 設(shè)計(jì)出良好的氧槍水冷系統(tǒng)。吹煉過程中爐內(nèi)強(qiáng)大的熱流傳給氧槍外層套管外壁， 再經(jīng)過傳導(dǎo)傳熱方式將 熱量傳給外管內(nèi)壁，然后由高壓冷卻水通過對(duì)流傳熱進(jìn)行冷卻。 下面根據(jù)轉(zhuǎn)爐吹 C煉實(shí)際情況，對(duì)氧槍的受熱機(jī)理進(jìn)行簡(jiǎn)略的分析。氧槍受熱機(jī)理分析 氧槍噴頭端面及其附近側(cè)面受氧氣射流沖擊而形成高溫反應(yīng)區(qū)的輻射傳 熱。反應(yīng)區(qū)的

29、溫度一般認(rèn)為可高達(dá) 2200-2400C，產(chǎn)生很大的熱流，但由于端面 面積小，傳給氧槍的實(shí)際熱量并不大。 吹煉中、后期爐內(nèi)充滿著泡沫渣。實(shí)測(cè)表明，泡沫渣高度可達(dá)爐膛高度 的三分之二。此時(shí)氧槍下部實(shí)際埋入泡沫渣中吹煉。 氧槍槍身下部必然會(huì)凝結(jié)一 層爐渣。這時(shí)爐內(nèi)泡沫渣將通過凝結(jié)在槍身的渣殼向氧槍傳熱。凝結(jié)爐殼內(nèi)層溫 度應(yīng)接近氧槍外壁溫度，而渣殼外層的溫度應(yīng)為爐渣熔點(diǎn)。 渣殼的侯度由氧槍冷 卻條件、爐渣熔點(diǎn)、爐渣溫度和爐渣內(nèi)氧槍傳熱條件決定，一般渣殼厚度為 1020mm。 深入爐內(nèi)的氧槍上部沒有凝結(jié)爐渣，直接受爐壁的輻射傳熱。爐壁溫度 等于鋼水溫度。 在氧氣射流沖擊下，大量金屬飛濺，一部分作用于噴

30、頭端面，一部分為 氧氣射流所吸引，沖刷噴頭外壁和同噴頭相連的槍身外管壁。這種高溫的金屬液 滴直接沖刷氧槍，將傳給氧槍以巨大熱流。 眼罩中的高溫?zé)煔庖矊?duì)氧槍進(jìn)行輻射傳熱。對(duì)燃燒法除塵系統(tǒng)，眼罩中 煙氣溫度決定于空氣燃燒指數(shù)，一般為 1800 r左右。未燃法除塵系統(tǒng)，眼罩中 的煙氣溫度可取爐氣出口溫度，一般為 1500 r左右。綜上所述，氧槍接受的熱量主要來自熔渣向氧槍傳熱、 爐壁的輻射傳熱和飛 濺金屬液滴的傳熱。飛濺的金屬液滴在泡沫渣沒有形成之前，可能起很大作用， 當(dāng)泡沫渣形成以后，飛濺的金屬液滴將為泡沫渣所吸收，它的傳熱作用將大大減 輕。上述分析僅僅是從熱平衡角度對(duì)轉(zhuǎn)爐氧槍受熱機(jī)理進(jìn)行分析。至

31、于燒搶則是瞬間的局部巨大熱流所引起的。根據(jù)計(jì)算，氧槍單位面積平均熱流并不大，而局 部瞬時(shí)出現(xiàn)的熱負(fù)荷則比平衡熱負(fù)荷大許多倍。 如大片鋼水直接沖刷氧槍便是這 種情況。對(duì)此，在氧槍水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須予以充分注意。進(jìn)行氧槍水冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)首先確定氧槍墻體尺寸，然后進(jìn)行氧槍傳熱計(jì) 算及冷卻水流量、流速計(jì)算，確定要求的供水壓力等。(1) 氧槍熱平衡計(jì)算：冷卻水消耗計(jì)算qqv :g 7)2q氧槍吸收的熱量；kJ/(m h)ti 進(jìn)水水溫，取20C；t2出水水溫，取45Cc 冷卻水的比熱容，c=4.184X 103kJ/(kgC )qi氧槍單位表面積上每小時(shí)吸收的熱量，q =0.983 106kJ/(m

32、2 *h)F氧槍外層管的總表面積，m2F =二 d3 外 l3d3外二0.402m13 二H槍8% =80% 21. 73384(m)0.983 106 二 0.402 17.3844.184 103 (45-20)二 206.218(m3 / h) 300(m3/h)證明前面設(shè)計(jì)中選擇的冷卻水消耗量是足夠的，且也是合適的。(2) 冷卻水阻力計(jì)算：中層管長(zhǎng) Lj =9 0 %H槍 =90%21.7， 外層管長(zhǎng)Lp -8 0 %H槍 =80%2 1 . ,7冷卻水進(jìn)水實(shí)際流速Vj=5.01m/s，出水實(shí)際流速 Vp =5.64m/s,底部間隙處水速Vh=8m/s，180局部阻損系數(shù)= 1.5，h

33、 失 1-2= jIpPv：2dep進(jìn)、出水管的摩擦阻力系數(shù),打=0.036, p =0.038;T水的密度，T=100k)g m ；dej、dep 進(jìn)、出水管的有效直徑,dej =d2 -4外=(0.285-0.245)m ； dep = d3-d2外=(0.362-0.335)m19.557 1000 (5.01)217.384 1000 (5.64)21000 822 =0.036 疋+ 0.038疋+1.5疋2 (0.285-0.245)2 (0.362-0.335)25=220897+ 389132+ 48000=26.46X 10 (Pa)2.4氧槍升降機(jī)構(gòu)與更換裝置為了適應(yīng)轉(zhuǎn)爐冶

34、煉操作要求，一爐鋼吹煉過程中需要多次升降氧槍以調(diào)整槍 位。因此，氧槍升降機(jī)構(gòu)和更換裝置應(yīng)具有以下特性。應(yīng)具有合適的升降速度并可以變速。冶煉過程中氧槍在爐口以上應(yīng)快速升 降，以縮短冶煉周期；當(dāng)氧槍進(jìn)入爐口以下時(shí)則應(yīng)慢速升降，以便準(zhǔn)確控制槍位來控制熔池反應(yīng)。目前國內(nèi)大、中型轉(zhuǎn)爐氧槍升降速度，快速高達(dá)50m/min，慢速為5m/min左右，小型轉(zhuǎn)爐一般為 815m/min。應(yīng)保證氧槍升降平穩(wěn)，控制靈活，操作安全，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)應(yīng)具有安全連鎖裝置。為了保證安全生產(chǎn)，氧槍升降機(jī)構(gòu)設(shè)有下列安全連鎖 裝置。 當(dāng)轉(zhuǎn)爐不在垂直位置時(shí)，氧槍不能下降。當(dāng)氧槍進(jìn)入爐口后，爐子不能 做任何方向的傾動(dòng)。 當(dāng)氧槍下降到爐內(nèi)經(jīng)過氧氣開、關(guān)點(diǎn)時(shí)，氧氣能自動(dòng)切斷。 當(dāng)氧氣壓力或冷卻后隨壓力低于給定值，或冷卻水升溫高于給定值時(shí)， 氧槍能自動(dòng)提升。 車間臨時(shí)停電時(shí)有可能利用手動(dòng)控制，使氧槍自動(dòng)提升。(1)氧槍升降機(jī)構(gòu)的組成當(dāng)前氧槍升降機(jī)構(gòu)的基本形式是用起重卷揚(yáng)機(jī)垂直升降氧槍。有如下兩種類 型: 單卷揚(yáng)型氧槍升降機(jī)構(gòu) 雙卷