1 氧气转炉炉型

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1、1氧气转炉炉型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，车间主厂房高度和与转炉配套的其它相关设备的选型。所以，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，而炉型设计又是整个转炉车间设计的关键。1.1顶吹转炉炉型及各部分尺寸1.1.1转炉炉型及其选择转炉由炉帽、炉身、炉底三部分组成。转炉炉型是指由上述三部分组成的炉衬内部空间的几何形状。由于炉帽（截锥形）和炉身（圆柱

2、形）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（图1-1）。炉型的选择往往与转炉的容量有关。（1）筒球型溶池由球缺体和圆柱体两部分组成。炉型形状简单，砌砖方便，炉壳容易制造，被国内外大、中型转炉普遍采用。（2）锥球型溶池由球缺体和倒截锥体两部分组成。与相同容量的筒球型比较，锥球型溶池较深，有利于保护炉底。在同样溶池深度的情况下，溶池直径可以比筒球型大，增加了溶池反应面积，有利于去磷、硫。我国中小型转炉普遍采用这种炉型。（3）截锥型熔池为一个倒截锥体。炉型构造较为简

3、单，平的熔池底较球型底容易砌筑。在装入量和溶池直径相同的情况下，其熔池最深，因此不适用于大容量炉。我国30t以下的转炉采用较多。1.1.2转炉炉型各部分尺寸的确定转炉炉型各部分尺寸，主要是通过总结现有转炉的实际情况，结合一些经验公式并通过模型试验来确定。转炉的主要尺寸如图1-2所示。（1）熔池尺寸1）熔池直径D熔池直径指转炉熔池在平静状态时金属液面的直径。它主要与金属装入量和吹氧时间有关。我国设计部门推荐的计算熔池直径的经验公式为：（1-1）15式中D——熔池直径，m；G——新炉金属装入量，t，可

4、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〈3030~100>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,铁水成分和所炼钢种等具体条件确定注：括号内数系吹氧时间参考值。2）溶池深度h溶池深度指转炉溶

5、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。筒球型熔池通常球缺底的半径R为熔池直径D的1.1~1.25倍。当R=1.1D时，熔池体积V和熔池直径D及熔池深度h有如下关系：（1-2）因而（1-3）锥球型溶池倒锥度一般为12~30度，当球缺体半径R=1.1D，球缺体高的设计较多。熔池体积和熔池直径及熔池深度有如下关系：（1-4）因而（1-5）截锥型熔池通常倒截锥体顶面直径b≈0.7D。熔池体积V和熔池直径D及熔池深度h有如下关系：1

6、5（1-6）因而（1-7）为防止炉底直接受氧气射流冲击,氧气射流穿透深度应小于熔池深度h，一般应使。（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，故须确定的尺寸是炉身高度。（1-8）式中、、——分别为炉帽、炉身和熔池的容积；——转炉有效容积，为、、三者之和，取决于容量和炉容比。(3)炉帽尺寸顶吹转炉一般都是正口炉帽，其主要尺寸有炉帽倾角、炉口直径和炉帽高度。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。目前倾角多为

7、，小炉子取上限，大炉子取下限，这是因为大炉子的炉口直径相对要小些。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。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。因此炉帽高度为：（1-9）炉帽总容积V为：（1-10）（4）出钢口尺寸出钢口内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

8、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，大型转炉的趋于减小。国外不少转炉采用，国内转炉多为以下。2）出钢口直径出钢口直径决定着出钢时间，因此随炉子容量而异。出钢时间通常为2~8min。时间过短（即出钢口过大），难以控制下渣，且钢包内钢液静压力增长过快，脱氧产物不易上浮。时间过长（即出钢口过小），钢液容易二次氧化和吸气，散热也大。通常（cm）按下面的经验式确定：（1-11）式中T——转炉公称容量，t。（5）炉容比（