转炉设计 (2)

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1、1转炉炉型选型设计及相关参数计算1转炉炉型设计1.1.1炉型选择氧气顶底复吹转炉是20世纪70年代中、后期，开始研究的一项新炼钢工艺。其优越性在于炉子的高宽比略小于顶吹转炉却又大于底吹转炉，略呈矮胖型；炉底一般为平底，以便设置底部喷口。综合以上特点选用转炉炉型为锥球型(适用于中小型转炉见图1-1)。图1-1常见转炉炉型(a)筒球型；(b)锥球型；(c)截锥型1.1.2主要参数的确定本设计选用氧气顶吹转炉(公称容量50t)。(1)炉容比炉容比系指转炉有效容积与公称容量之比值。转炉炉容比主要与供氧强度有关，与炉容量关系不大。从目前实际情况来看，转炉炉容比一

2、般取0.9~1.05m3/t。本设计取炉容比为1.05m3/t。(2)高径比转炉高径比，通常取1.35～1.65。小炉子取上限，大炉子取下限。本设计取高径比：1.40。(3)熔池直径可按以下经验公式确定：(1-1)式中D——熔池直径，m；G——新炉金属装入量，t，可取公称容量；K——系数，参见表1-1；t——平均每炉钢纯吹氧时间，min，参见表1-2。表1-1系数K的推荐值转炉容量/t＜3030～100＞100备注K1.85～2.101.75～1.851.50～1.75大容量取下限，小容量取上限表1-2平均每炉钢冶炼时间推荐值转炉容量/t＜3030～1

3、00＞100备注冶炼时间/min28～32(12～16)32～38(14～18)38～45(16～20)结合供氧强度、铁水成分、所炼钢种等具体条件确定注：括号内数系吹氧时间参考值。设计中转炉的公称容量为50t，取K为1.85，t取15min。可得：m(4)熔池深度锥球型熔池倒锥度一般为12°~30°，当球缺体半径R=1.1D时，球缺体高=0.09D的设计较多。熔池体积和熔池直径D及熔池深度h有如下的关系：(1-2)由可得：(m3)将代入式(7-2)得：(m)(5)炉身高度转炉炉帽以下，熔池面以上的圆柱体部分称为炉身。其直径与熔池直径是一致的，故须确定的

4、尺寸是炉身高度。(1-3)式中、、——分别为炉帽、炉身和熔池的容积；Vt——转炉的有效容积，为、、三者之和，取决于容量和炉容比。代入数据可得：=3.19m（6）熔池其它尺寸的计算设计部门推荐的球冠弓形高度为：h1=0.09D=0.09×3.38=0.3042(m)炉底球冠曲率半径：R=0.99D=0.99×3.38=3.3462(m)(7)炉帽尺寸炉帽尺寸包括炉帽倾角、炉口直径和炉帽高度。①炉帽倾角。炉帽倾角一般为60°~68°，小炉子取上限，大炉子取下限。本设计取炉帽倾角为65°②炉口直径一般炉口直径为熔池直径的43%～53%较为适宜。小炉子取上限，

5、大炉子取下限。本设计取炉口直径为1.8m。③炉帽高度为了维护炉口的正常形状，防止因砖衬蚀损而使其迅速扩大，在炉口上部设有高度为=300～400mm的直线段。炉帽高度为：(1-4)=0.5×（3.38-1.8）×tan65°+=1.69+0.3=1.99(m)那么，炉帽总容积为：==16.80(m3)(8)出钢口尺寸出钢口一般都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。出钢口的主要尺寸是中心线的水平倾角和直径。①出钢口中心线水平倾角。为了缩短出钢口长度，以利维修和减少钢液二次氧化及热损失，大型转炉的θ1趋于减小，一般为15°~20

6、°。本设计取15。②出钢口直径出钢口直径决定出钢时间，随炉子容量不同而异。通常又下面的经验式确定：==12.7(cm)式中——转炉公称容量，t。③出钢口衬砖外径：=6=6×0.127=0.762(m)④出钢口长度：=7=7×0.127=0.889(m)（9）炉身尺寸的计算①炉膛直径炉膛直径D膛=D=3.38(m)（无加厚段）②转炉总容积根据选定的炉容比V／T=1.05可求出：V总=1.05×50=52.5（m3）③炉身容积炉身容积：④炉身高度：炉身高度：根据公式计算可得：=⑤炉型内高=1.1.3底部供气构件的设计本设计为增加废钢型顶底复合吹炼法。不仅在

7、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·m

8、in)。(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。1.