冶金工程课程设计---转炉炉型设计及物料平衡计算

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1、重庆科技学院《冶金工程》课程设计报告学院:冶金与材料工程学院专业班级:冶金普08-02班学生姓名:季焕林学号:2008440226设计地点（单位）冶金科技大楼L515设计题目:转炉炉型设计及物料平衡计算完成日期：2011年12月30日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:18/19目录150t氧气顶吹转炉炉型设计31.1转炉炉型及其选择31.2转炉炉型各部分尺寸的确定31.2.1熔池尺寸31.2.2炉身尺寸41.2.3炉帽尺寸51.2.4出钢口尺寸61.2.5高径比61.3绘制转炉炉型图62氧气顶吹转炉炼钢物料平衡和热平衡计算72.1物料平衡计

2、算72.1.1计算原始数据72.1.2物料平衡基本项目82.1.3计算步骤8第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分8第二步：计算氧气消耗量9第三步：计算炉气量及其成分10第四步：计算脱氧和合金化前的钢水量11第五步：计算加入废钢的物料平衡11第六步：计算脱氧合金化后的物料平衡122.2热平衡计算142.2.1计算所需原始数据142.2.2计算步骤15第一步：计算热收入Qs15第二步：计算热支出Qz16第三步：列出热平衡表17参考文献18附50t氧气顶吹转炉炉型图冶金工程课程设计任务书18/19150t氧气顶吹转炉炉型设计说明书1.1转炉炉型及其选择[1]

3、转炉的炉型是指由炉帽、炉身、炉底三部分组成的炉衬内部空间的几何形状。由于炉帽和炉身的形状没有变化，所以通常按熔池形状将转炉炉型分为筒球型、锥球型和截锥型等三种。炉型的选择往往与转炉的容量有关。转炉公称容量：50t，根据我国中小型转炉普遍采用的炉型，选择锥球型熔池（熔池由球缺体和倒截锥体两部分组成）。1.2转炉炉型各部分尺寸的确定[1]1.2.1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。转炉吹氧时间t与金属装入量G成正比，而与单位时间供氧量Q成反比，即：（1-1）在供氧增大的情况下，若要避免喷溅趋于严重，就必须扩大熔池面积。也就

4、是说，单位时间供氧量Q与熔池直径D的平方根成正比，即：（1-2）将式（1-1）与式（1-2）合并，得：（1-3）上式可写为：（1-4）式中D——熔池直径，m；K——系数，参见表1-1，取K=1.85；G——新炉金属装入量，t，可取公称容量；t——平均每炉钢吹氧时间，min，参见表1-2，取t=14min。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大容量去下限，小容量取上限18/19表1-2平均每炉钢冶炼时间推荐值转炉容量/t<3030~100>100备注冶炼时间/min28~323

5、2~3838~45结合供氧强度、铁水成分和所炼钢种等具体条件确定吹氧时间/min12~1614~1816~20代入数值计算得：（1-5）（2）熔池深度h。熔池深度指转炉熔池在平静状态时，从金属液面到炉底的深度。对于一定容量的转炉，炉型和熔池直径确定之后，可利用几何公式计算熔池深度h。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h1=0.09D的设计较多。熔池体积和熔池直径及熔池深度h有如下关系：，其中ρ为钢液的密度，取ρ=7.0t/m3（1-6）因而（1-7）代入数值计算得：取倒锥度β=15°球缺体半径R=1.1D=1.1×3

6、.496=3.846m球缺体高h1=0.09D=0.09×3.496=0.315m1.2.2炉身尺寸转炉炉帽以下，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，故需确定的尺寸高度H身。（1-8）式中18/19，，——分别是炉帽、炉身、熔池的容积；——转炉的有效容积，为，，三者之和，取决于炉容量和炉容比。炉容比系指转炉有效容积与公称容量G之比值/G(m3/t)。近20年投产的大型氧气转炉，其炉容比都在0.9～1.05之间。据此取炉容比。计算得：1.2.3炉帽尺寸（1）炉帽倾角θ。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

7、量流渣。倾角为55°～63°，小炉子上限，大炉子取下限，这是因为大炉子的炉口直径相对小些。据此：取θ=60°（2）炉口直径d。在满足顺利兑铁水和加废钢的前提下，应适当减小炉口直径，以减少热损失。一般炉口直径为熔池直径的43%～53%较为适宜。小炉子取上限，大炉子取下限。据此：d=0.52D=0.52×3.496=1.818m。（3）炉帽高度H帽。为了维护炉口的正常形状，防止因转衬蚀损而使其迅速扩大，在炉口上部设有高度为H口=300～400mm的直线段。因此炉帽高度H帽为：（1-9）取H口=350mm，代入数值得：炉帽总容积V帽为：（1-10）代入数值得：18

8、/19所以由式（1-8）得：1.2.4出钢口尺寸出钢