150吨转炉设计

转炉炉型设计转炉是转炉炼钢车间的核心设备。转炉炉型及其主要参数对转炉炼钢的生产率、金属收得率、炉龄等经济指标都有直接的影响，其设计是否合理也关系到冶炼工艺能否顺利进行，车间主厂房高度和转炉配套的其他相关设备的选型。2.1炉型的选择本设计为150t的中型转炉，选用筒球型转炉。2.2炉容比与高宽比2.2.1炉容比（V/T,m3/t）炉容比是转炉有效容积与公容量的比值，主要与供氧强度有关，本设计选取炉容比为0.932.2.2高宽比高宽比是指转炉炉壳总高度与炉壳外径的比值，是作为炉型设计的校核数据。在1.25-1.45之间。2.3转炉主要尺寸的确定2.3.1熔池尺寸（1）熔池直径D熔池直径是指转炉熔池在平静状态时金属液面的直径。可根据公式D?KG——新炉金属装入量，t；（取公称容量）t——吹氧时间，min，取16minK——比例系数，取1.70则熔池直径D?K1.7×√（150÷16）＝5.21m熔池深度是指转炉熔池在平静状态时，从金属液面到炉底的深度。对于筒球型熔池，取球缺体半径R=1.1D=5726mm，此时熔池体积VC与熔池直径存在如下关系：VC?0.790hD?0.046D，即h0?23VC?0.046D0.79D23。熔池体积VC=装入量/比重=150/5.0=30m3则熔池深度h0?VC?0.046D0.79D23＝（30+0.046×5.21）/（0.790×5.21）＝1.70m322.3.2炉帽尺寸（1）炉帽倾角?倾角过小，炉帽内衬不稳定，容易倒塌；过大则出钢时容易钢渣混出和从炉口大量流渣。在本设计中取?=60°.（2）炉口直径d0本设计中取炉口直径为熔池直径的48%，即d0=5.21×48%=2.5m=2500mm(3)炉帽高度H帽口=350mm，则炉帽高度为：取炉口上部直线段高度HH帽=?(D?d)tan??H=1/2（5.21—2.5）tan60°+0.35=2.70m0022.3.3炉身尺寸（1）炉身直径转炉炉帽以下，熔池面以上的圆柱体部分称为炉身。其直径与熔池直径一致，即为D。（2）炉身高度H身22H身=4V式中V身身/(?D)?4(Vb?V帽?VC)/(?D)、V帽、VC——分别为炉身、炉帽、熔池的容积。其中：V帽??/24(D3?d口3)tan???/4d口2H口=0.262(H帽?H口)(D+Dd口+d口)+0.785d口H口222Vb——转炉有效容积，为V身、V帽、VC三者之和，取决于容量和炉容比。Vb=炉容比×G。根据已得的数据，则有：3Vb=炉容比×G=0.93×150=140mV帽?0.262(H帽?H口)(D+Dd口+d口)+0.785d口H口222=0.262（2.70-0.35）（5.21+5.21×2.5+2.5）+0.785×2.5×0.35=30.30m3222由此，则有炉身高度为：H身=4V身/(?D)?4(Vb?V帽?VC)/(?D)22=3.74m=3740mm2.3.4出钢口尺寸出钢口内口一般设在炉帽与炉身交界处，以使转炉出钢时其位置最低，便于钢水全部出净。（1）出钢口中心线水平倾角?为了缩短出钢口长度，以利于维修和减少钢液二次氧化及热损失，大型转炉出钢口中心线水平倾角趋于减小，本设计中取?=20°.(2)出钢口直径d出出钢口直径决定出钢时间，因此随炉子容量而定。可用如下经验公式确定：d出=63?1.75G?63?1.75?150=18.042cm式中G——转炉公称容量，t。则在本设计中，出钢口直径为：d出=0.18m(3)出钢口衬砖外径和出钢口长度取出钢口衬砖外径为出钢口直径的6倍，即为：0.18×6=1.08m取出钢口长度为其直径的7倍，即为：0.18×7=1.26m(4)验算高径比经计算：H总＝炉身高H身＋熔池深度h＋炉帽高度H帽＋底部炉衬厚度＋底部炉壳钢板＝3.74+1.7+2.7+0.62+0.07＝8.806D壳＝熔池直径D＋炉身加料侧炉衬厚度＋炉身出钢侧炉衬厚度＋炉身钢板厚度×2＝5.21+0.130+0.750+0.130+0.650+0.01D壳×2所以D壳＝7.01mH总D壳=8.806/7.01=1.26因1.251.261.45所以符合要求的范围。由上述数据可画出转炉炉型图。2.3.4炉衬炉衬材质的选择目前常用的工作层衬砖有：沥青结合镁砖，含碳量为5～6%；烧成浸渍镁砖，含碳量为2%左右；焦油或沥青结合的白云石砖，含碳量约2%；沥青或树脂结合的白云石碳砖，含碳量为7～15%；沥青或树脂结合的镁碳砖（加入或不加防氧化剂），含碳量通常为10～25%。现在，氧气转炉炉衬材质普遍使用镁碳砖，炉龄有明显提高。但由于镁碳砖成本较高，因此一般只将其用在诸如耳轴区、渣线等炉衬易损部位，即炉衬工作层采用均衡炉衬，综合砌炉。炉衬的组成和厚度的确定通常炉衬由永久层、填充层和工作层组成，也有的转炉不设填充层。在本设计中不设填充层。永久层紧贴炉壳，修炉时不予拆除。其主要作用是保护炉壳，用镁砖砌筑。工作层是与金属、熔渣和炉气接触的内层炉衬，工作条件苛刻，设计中用镁碳砖砌筑。各层厚度参考高泽平《炼钢设备及车间设计》表3-1，设计中取值见表2-1：表2-1转炉炉衬厚度取值2.3.6炉壳炉壳通常由炉帽、炉身和炉底三部分组成，常用材质有16Mn、15MnTi、14MnNb等，炉壳的材质力求抗蠕变强度高、焊接性能又好的材料。本设计采用锅炉钢板制作炉壳。选用16Mn制作炉壳。表3-3炉壳钢板厚度的确定备注：δ1：炉帽钢板厚度；δ2：炉身钢板厚度δ3：炉底钢板厚度D壳：炉壳外径因为转炉为150吨＞30吨，所以选择δ2＝0.01×D壳＝70.1mmδ1＝0.8×δ2＝56.08mmδ3＝1×δ2＝70.1mm所以：炉帽钢板56.08mm、炉身钢板70.1mm、炉底钢板70.1mm3.4.2支承装置托圈选取大型转炉剖分式焊接托圈，炉壳与托圈的连接选用吊挂式连接装置。耳轴要受多种负荷的作用，必须有足够的强度和刚度。该处耳轴选用合金钢，且耳轴直径为800mm，耳轴轴承采用双列向心滚子轴承，耳轴与托圈的连接采用法兰螺栓连接。3.4.3倾动装置⑴倾动速度：采用无级调速，转速为0.15—1.5r/min。⑵倾动力矩：M=Mk+My+Mc⑶耳轴位置：应兼顾安全性和经济性，必须满足以下条件：(Mk+My)Mc(Mk+My)cr≥Mc⑷倾动机构类型：本设计采用悬挂式，优点是设备轻，结构紧凑，占地面积少。3.5氧气顶底复吹转炉供氧系统氧气转炉炼钢车间的供氧系统一般由制氧机，加压机，中间储氧罐，输氧管，控制闸门，测量仪表，及喷枪主要设备组成。3.6底吹元件本设计为增加废钢型顶底复合吹炼法。不仅在转炉底部布置喷吹惰性气体或中性气体N2来加强搅拌，还考虑在转炉底部喷吹小部分燃料与氧气。为炉膛提供更多热量，补偿废钢加入所吸收的热量，使转炉冶能够炼顺利进行。(1)底气用量在底部吹N2、Ar、CO2等气体时，供气强度小于0.03m3/（t·min），其冶金特点接近顶吹法；达到0.2～0.3m3/（t·min），则可以降低炉渣和金属的氧化性，并达到足够的搅拌强度。最大供气强度一般不超过0.3m3/（t·min）。全程吹Ar，成本太高；全程吹N2，又会增加钢中的氮。所以，本设计采用底部全程供气，但是前期吹N2，末期再改吹Ar；供气强度为0.2m3/(t·min)。(2)供气构件根据本设计的底部喷吹N2和Ar，选择砖型供气元件，且为弥散型透气砖。博泰典藏网btdcw.com包含总结汇报、教学研究、高中教育、经管营销、人文社科、出国留学、农林牧渔、自然科学、外语学习、高等教育、工程科技、行业论文、计划方案以及150T转炉课程设计说明书等内容。