车间主体设备设计

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1、车间主体设备的设计1.转炉炉型设计1.1型设计概述1.1.1公称容量及其表示方法公称容量（T）,对转炉容量大小的称谓，即平时所说的转炉的吨位。它是转炉生产能力的主要标志和炉型设计的重要依据。目前国内外对公称容量的含义的解释还很不统一，归纳起来，大体上有以下三种表示方法。以平均金属装入量表示以平均出钢量表示以平均炉产良批量表示。在一个炉役期内，炉役前期和后期的装入量或出钢量不同，随着吹炼的进行，炉衬不断地受到侵蚀，熔池不断扩大，装入量增大，所以三种表示方法都是以其平均容量来表示。这三种表示方法各有其优缺点，以平均金属装入量

2、表示公称容量，便于进行物料平衡和热平衡计算，换算成新炉装入量时也比较方便。以平均出钢量表示公称容量，便于车间生产规模核技术经济指标的比较，但是在进行炉型设计时需要做复杂的换算。以平均出钢量表示公称容量则介于两者之间，其产量不受操作方法和浇铸方法的影响，便于炼钢后步工序的设计，也比较容易换算成平均金属装入量和平均炉产良批量。设计的公称容量与实际生产的炉产量基本一致。所以在进行炉型设计时采用以平均出钢量表示公称容量比较合理。1.1.2炉型的定义转炉炉型是指转炉炉膛的几何形状，亦即由耐火材料砌成的炉衬内形。1.1.3炉型设计的

3、意义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效率、金属收得率、炉龄等技术经济指标都有着直接的影响，炉型设计是否合理关系到冶炼工艺能否顺利进行，如喷溅问题，除与操作因素有关外，炉型设计是否合理也是个重要的因素，并且车间的主厂房高度以及主要设备，像除尘设备、倾动机构设备等都与炉型尺寸密切相关。而且转炉一旦投产使用，炉型尺寸就很难再做改动，因为不论变动直径还是高度都涉及耳轴位置，它是与转炉基础联系在一起的，一般不能随意变动。38所以说，设计一座炉型结构合理，满足工艺要求的转炉是保证车间正常生产的前提。

4、而炉型设计又是整个转炉设计的关键。炉型设计内容包括：炉型种类的选择；炉型主要参数的确定；炉型尺寸设计计算；炉衬和炉壳厚度的确定；顶底复吹转炉设计。1.2炉型种类及其选择转炉炉型应能适应炉内钢液、熔渣和高温气的循环运动规律。达到反应快、喷减少和炉龄高等目的。内型应与残余炉衬的轮廓接近，以利减少炉衬的局部侵蚀和降低耐火材料的消耗。此外还要容易砌筑。目前我国氧气顶吹转炉金属熔池形状可分为三种炉型：筒球形炉型。这种炉子形状简单、砌砖方便，炉壳容易制造。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。球底熔池的形状接近金属

5、液的循环轨迹。使用于大型转炉。锥球形炉型。该炉型的熔池有一个倒置截锥体和一个球冠体两部分组成，炉帽和炉身与筒球形炉型相同。其特点是，与同容量的其它炉型相比，在相同熔池深度下，其反应面积大，有利于钢、渣之间的反应，使用于吹炼高磷铁水。锥形炉型。该炉型的熔池由一个倒置的截锥体组成。其特点是，形状简炉底砌筑简便；其形状基本上能满足炼钢反应的要求，与相同容量的其它炉型相比，在容池直径相同的情况下，熔池最深，适用于小型转炉。这种倒圆台的炉底比球形炉底易于砌筑。总之，结合中国已建成的转炉的设计经验，在设计转炉时，可以考虑：100～2

6、00t以上的大型转炉，采用筒球型；50～80t的中型转炉，采用锥球型炉型；30t以下的小型转炉，采用截锥形炉型；但是也不绝对，还要根据当地的铁水条件，主要是P、S含量，来考虑确定最合适的转炉炉型。对于顶底复吹转炉，可以采用截球形炉型。顶底复吹转炉的炉型基本上与顶吹转炉和底吹转炉相似；它介于顶吹转炉和底吹转炉之间。本例设计的转炉公称容量大于200t，故选择筒球型炉型。1.3转炉炉型主要参数目前国内外各厂在进行转炉炉型设计时，一般都是采用“依炉建炉”38的设计方法。主要参数包括：V/T、H/D、h/D、do/D、θ，出钢口参

7、数dT、β、LT炉容比（V/T）是指新炉时，转炉的炉膛有效容积V与公称容量T的比值。它的意义是单位公称容量所占有的炉膛有效容积的大小。它是炉型参数中一个最重要的参数，它决定了转炉吹炼容积的大小。本设计取炉容比V/T=1m3/t1.3.1炉型设计原始条件炉子平均出钢量为250t，钢水收得率为94.8797%，废钢比为6.4%，采用废钢矿石法冷却；铁水采用低磷低硫铁水。1.3.2熔池尺寸的计算根据生产炉的情况选择供氧强度为3.5Nm3/t.min。冶炼低磷铁水时，加废钢后的吨钢耗氧量一般为50～57Nm3/t新炉金属装入量G

8、=250/94.8797%=263.49t供氧时间===15min熔池直径=6.29m式中D——熔池直径，mG——新炉金属装入量，tt——吹氧时间，minK——比例系数熔池深度h=V池=G/ρ金=263.49/6.8=38.75h==1.61熔池其它尺寸的确定球冠的弓形高度：h1=0.12D=0.12×6.29=0.