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其次局部200吨转炉炉型设计计算
(一)转炉炉型及主要参数
一、转炉三种炉型介绍转炉炉型应能适应炉内钢液、溶渣和高温气的循环运动规律,到达反响快、喷溅少和炉龄高等目的内型应与剩余炉衬的轮廓接近,以利削减炉衬的局部侵蚀和降低耐火材料的消耗,此外还要简洁砌筑目前,氧气顶吹转炉金属熔池外形可分为三种炉型.筒球形炉型这种炉子外形简洁、砌砖便利、炉壳简洁制造球形底可使散热面积小,倒渣时炉底形成拱顶而强度相对要大球底熔池的外形接近金属液的循环轨迹.常用于与50吨的炉子.锥球形炉型这种炉子的熔池外形更符合钢流循环的要求,且与筒球形相比,当熔池深度一样时,熔池直径与反响而积均可稍大而有利于去磷反响的进展(见式2-6和式2-6)o常用于20〜80吨的炉子.截锥形炉型熔池循环有死角,故适用于全30吨的炉子这种倒圆台的炉底比球形炉底易于砌筑.二.炉子各局部主要尺寸参数确实定和计算转沪的主要尺寸如[4]254图23—1所示.下面分五个局部进展争论(I)熔池局部.熔池直径的计算D=K«/t式中G——炉金属料装入量,T(由原始条件给出)t——吹氧时间,minK——系数>30吨炉子K=
1.85〜
2.1系数<30吨炉子K=
2.0〜
2.3前期出钢量[T]x加废钢后耗氧量[Nim/T]t=供给强度[Nirn/Tmin]x度T]供氧强度可参表2-1计算后,供给时间应符合表2—2的范围参表2—1转炉供氧强度[Nm3/T♦min]参数表续表2—1表2—2转炉供氧时间参数表.金属熔池体积和熔池深度的计算
①当取铁水密度p=68[T/m3]时则金属熔池体积V金属=G[T]xO.147[T/m3]V+
0.0363D3
②锥球形熔池深度h=金属仆「(m)
③筒球形熔池深度h=V金属+
0.046D3
⑥)
0.79D2由比较式2—6与式2—7可知,当深度两者一样时,锥球形熔池直径稍大而可扩大熔池的渣钢反响界面有利于去磷的反响两种熔池相应尺寸见图2—1所示ab=
0.895Dh=
0.090D图2—1锥球形熔池(a)和筒形熔池(b)的示意图.熔池深度的核算由[刀,对顶吹转炉要求有适宜的熔池穿透比表2—3熔池穿透比参数表.熔池穿透深度的三种计算式(结果近似可选用)
①试算式H锥+h纤
2.9尸殳
3.4]/104p[mm]⑺690喉式中p=
6.8[g/cm3]最高枪位H=
4.33d-P=35d[mm]
[7]高出°出最正确枪位H=
3.Id-P=25d[mm]佳0Hl或H*=L4H佳
②三孔喷头单孔穿透式[mm]h=d-V/(H+h)2出单孔佳穿其中V-[Nm3/S);其余参数的单位与试算式同单孔(参西安冶院编的炼钢设计参考资料)解令X=,则X2=h可得一般式穿X3+ax2+bx+c=0(x有三个根)a以x=y-1代入则可得L十Y2+py+q=0(由y即可得根x=〃方)Xyr/甘晌X+卬3+/厂亚)2+(甲3=4(参四川矿业学院编的数学手册第13页)式中q=V[mm-Nm/S]单孔P=H25d[mm]佳=出L」单孔流量[Nni3/S]v单/单孔出口面积[cm2][104^12/cm2]供氧强度[Nm3/T・min]・G[T]/3[孔]・60[S]=(^/4)c/2[cm2]104出
③近似计种式(参
[4]15(2—7)式)力—40P°s.dos]/p04x
1.625芽0HiR)炉帽局部(参⑷254图23—1)
1、炉口炉口小有利于出钢不留渣可防回磷,也可削减炉口辐射损失和防喷,但要便于加废钢,兑铁水和补炉等操作炉口尺寸与熔池直径之比为d/D=
0.43~
0.53炉口上部有柱形段高约300-400mm可防炉口耐火材料因耗损而快速扩大炉口尺寸炉口外部有水冷炉圈(参图或
[4]257图
23.3和图23-2)可易于去除炉口上的结渣.炉帽倾角当炉帽高度肯定时,增大倾角6则炉子容积扩大倾角小时则耐火材料成悬臂型负荷而简洁使炉帽倾塌一般倾角e=55°-700°大炉取下限当耐火材料弧度高时可取e=60°±3°.炉帽高度1H相二2-(D-d)tg0(300-400)=Hz+300^400mm帽式中300~400mrn为炉口上端柱形段的高度.炉帽容积V=
0.262HD2-d-D-d+
0.785d
20.3—
0.4[m3]帽式中1炉身容积V,由炉容比(V/T)确定,为转炉有效容积和公称容量的比值身转炉有效容积V=V金属+V身+V帽(参⑷图23—1)(2-23).炉熔比一般(V/T)=
0.85~
0.95(参附表)(2一24)当铁水中⑸、P、S]高,铁水比大,并用矿石作冷却剂,或提高供氧强度均要求相应增大炉熔比,这样可以容纳较多的渣量和顺当地排出CO炉气而防止喷溅和过度冲刷炉衬.出钢口取出钢口在炉帽与炉身的交界处([5]492)有利于在出尽钢水的同时可少下渣而削减回磷,出钢口直径应保证出钢时间在3~6分钟左右过小则出钢时间长使钢水降温大,且钢流冲力小不利混匀铁合金过大则钢流易进展而氧化并加大下渣量影响回磷,缩短出钢口和长度可削减热损失便于修理出钢口的水平倾角一般在0~30之间出钢口直径可由阅历式确定d=V63+175rcml(2-25)出钢口2”T一一炉子容量[T](N)沪衬材质的选择,组成和厚度确实定我国目前炉衬砖主要有焦油白云石砖和焦油镁砂、砖两种它们的耐火度都在2023全以上,并有良好的抗碱性渣的力量炉衬的组成可分为:工作层、填料层和永久层分述如下.永久层用以保护钢板,用一层镁砖侧砌,厚约炉底永久层为345mm([4]51)o.填料层可减轻工作层在受热膨胀时对钢板的挤压作用,并可便于拆炉和调整炉容比,厚度86~175mm3工作层厚度400~800mm,炉底350~600mrn炉帽工作层由于使用三孔喷枪后,喷溅高度下移,因此可比炉身工作层稍薄,约为炉身工作层的86%表2—4我国局部转炉炉衬厚度(mm)设计参考数据但)炉子外形尺寸的宽度比(H总/D壳)(参⑷254图23—1)炉子高宽比大则增加转炉的倾翻力矩,并使厂房高度随之增加但可削减炉子的喷溅,炉子高宽比小则增加熔池的反响面积表2-5我国推举的转炉高宽比和炉壳厚度
(二)炉型设计计计算以175吨氧气顶吹转炉设计
一、原始条件.炉子前期平均出钢量为175吨钢水(前三炉除外)钢水收得率在90%左右(也可由〃加废钢后物料平衡〃表2T1=2*200中选取),则炉金属装入量G=2+Br)-(2+15%)*
0.92=202(Th.原料用平炉生铁P08(参⑵101)或给定条件(参表1—1)冷却剂为矿石和废钢.氧枪用四孔拉瓦尔型喷咀,设计氧压Po取l.OMPao
二、熔池尺寸计算L熔池直径计算据生产炉的状况选用供氧时间为t=14min5供氧强度供氧强度二吨钢耗氧量—-
4.07吹氧时间14Nma/T-min每吨钢水的耗氧量57m3八低磷铁水时为50〜57[Nm3/T]左右,高磷铁水时在62〜69[Nm3/T]左右具体计算如下
7.46[翘]由式12—3)可求〃加废钢后每吨钢水耗氧量〃二
91.91%].因此可得熔池直径D=KJg//,此x,202/14=
5.96m
2.熔池深度的计算V
4.0046D
329.7+
0.046x
5.963选用筒球形熔池时h二金属Su/口.二―079x5962-=
1.405m
0.791^2式中V金=G[T]/
6.8[ms/T]=202/
6.8=
29.7m3球冠的拱形高度h1=
0.15D=
0.15*
5.96=
0.894m炉底球冠曲率半径R=
0.91D=
0.91*
5.96=
5.414m
三、炉帽尺寸计算
1、取炉口直径与炉膛直径之比d/D=
0.48动范围为
0.43~
0.53则可得直径d=
5.96x
0.48=
2.86m
2、炉帽角为为64一般为60士3°
3、炉帽高度计算1XH=2D-dtan0=2x
5.96-
2.86xtan64°=
3.18m帽
4、炉帽容积计算71V=Mx
3.18D-dtanexD2+LW+d2/M2x
0.4[m3]帕471兀=~x
3.
185.96-
2.86xtan64°x
5.962+
5.96x
2.86+
2.862+~x
2.862x
0.4=
48.4[m3]
四、出钢口尺寸计算由阅历式出钢口直径d二63+
1.75T[cm]=63+
1.75X20°二20cm二02m出纲出钢口衬砖外径d=6d=
1.2mST出钢出钢口长度L=7d=
1.4mT山钢由附表取水平倾角
①为18°
五、炉子内型高度的计算依据铁水成分,铁水比
90.3%和渣量
8.07%的条件表1一1和表1—22并参附,选用炉容比V/T=l.05则炉时炉膛有效容积V=G[T]xV/T=200xl.05=210[m3]因此可得炉身容积V=v—V+V身金ffii=210—
29.7+
48.35=13195[m3]13195炉身高度H「兀o=
4.73m身一X
5.9624炉型内高H二h十H十H内身帽=
1.405+
3.58+
4.73=
9.715m
六、炉衬厚度的选定炉衬工作层选700mm填充层100mm永久层115mm总厚度为700+100十115=915[mm]炉壳内径为
5.96+
0.915x2=
7.5[m]=
7.79m炉帽和炉底工作层均选600mm,炉衬砖用焦油白砖振动成型的大砖炉底永久层用标准煤粉砖立砌一层230mm粘土石云平砌三层65x3=195mm炉底总厚度为600+230+195=1025[mm]炉壳内型总高H=
9.715+
1.025=
10.74m
七、炉子高宽比确实定1074+65取炉壳的高宽比H/D=7790+75x2=
1.36之故符合设计要求厂名唐钢天津二钢首钢上海一厂太钢二炼全钢武钢二炼公称容量5153030505050喷头孔数单孔三孔三孔三孔三孔三孔三孔供氧强度4〜
6.
53.5〜
3.
83.4〜
3.
63.4〜
3.
02.75〜
3.
12.75〜
3.
12.85〜
3.3厂名樊纲鞍钢(西德)胪尔茨吉特(日)加古川(意)塔兰托宝钢公称容量120150200250300300喷头孔数三孔三孔三孔三孔三孔三孔供氧强度
2.
52.
4542.63~
4.4公称容量5050-80120供氧时间(min)12Al616~1814~20h/h穿单孔喷头三孔喷头
0.4~
0.
70.25~
0.4公称容量(T)炉帽工作层炉身永久层填料层工作层炉底工作层炉底厚度球形全30400~60060~11540~60550-600400730全5450〜60011560〜80550~700500~600900~10504416〜公称容量(T)全3050〜80120~150300高宽比
1.5〜L
61.4〜
1.
51.3〜
1.
41.488炉壳厚3255〜7070〜8080〜90。