浅析氧气顶吹转炉炼钢设备

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1、浅析氧气顶吹转炉炼钢设备本文档格式为WORD,感谢你的阅读。摘要:我国是世界上最早生产钢的国家之一。考古工作者曾在长沙杨家山春秋晚期墓葬中发掘出一把铜格“铁剑”，经研究证明是钢制的。这是我们所见到的中国最早的钢制实物，说明炼钢生产在中国距今已有2500多年历史。20世纪50年代中期，我国科学家叶渚沛率先提倡发展氧气转炉炼钢。本文将从各个方面详细介绍现代炼钢设备----炼钢转炉设备的应用。关键词:氧气;转炉;炼钢;设备TF341A前言:氧气顶吹转炉炼钢是利用纯氧从转炉顶部吹炼铁从而炼制成钢的转炉炼钢法。自从50年代初投入工业生产以来，在世界范围内得到迅速推

2、广应用，并逐步取代空气转炉法及平炉炼钢法，成为现代炼钢的主要方法。氧气顶吹转炉炼钢法最早建于奥地利的林茨(Linz)和多纳维茨(Donawiz)，因此亦称LD法。炼钢方法炼钢的方法主要有转炉、电炉和平炉三种。转炉炼钢主要是以铁水、废钢、铁合金作为原材料，不必借助外加能源，只依靠铁液本身物理热和铁液组分间的化学反应所产生的热量从而完成炼钢过程。1.1转炉炼钢的分类转炉炼钢主要适用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。按其气体种类为分空气转炉和氧气转炉;按其气体吹入炉内的部位分类有顶吹、底吹和侧吹;按其耐火材料可以分为酸性和碱性。碱性氧气顶吹炼钢和顶底复吹转炉炼

3、钢因为其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低且投资少，是目前炼钢中所使用的最为普遍的设备。2转炉炼钢设备2.1转炉炉体由炉壳及其支撑系统(托圈、耳轴、联接装置和耳轴轴承等)组成。炉体的外面是炉壳，是用钢板焊接而成，炉壳里面是炉衬，砌筑的耐火砖。转炉炉体断面构造详见下图:2.2转炉炉体各部分作用a.炉壳作用:保证转炉炼钢具有固定形状与足够强度，能够承受大力的倾动力矩、耐火材料及炉料的重量，以及炉壳钢板等温度梯度所产生的热应力、炉衬膨胀应力等。b.托圈和耳轴作用:支撑炉体并且传据转矩等。托圈:选用优质钢板焊接而成，断面呈矩形中空圆环，内部以通水冷却，降低其

4、热应力。而两侧则是固定的两个耳轴，由于炉壳受热膨胀不受限制和通风冷却，故需在托圈与炉壳两者之间保留100mm间隙。耳轴:给转炉与托圈传递低速度、重载荷、大力矩的传动部件，因此要求其具有足够强度刚度，可以用40Cr制作。耳轴位于炉体的两侧，其中一侧为固定端，而另一侧为浮动端。固定端将转动力矩从倾动机构传递给托圈与炉体。耳轴多数是空心轴，内里通水冷却，冷却水经过耳轴、托圈直到炉口水箱。耳轴与托圈通过法兰盘螺栓连接。c.托圈与炉体的联接装置由上下托架及自调螺栓组成。自调螺栓:由销轴、活接螺栓及两组球面垫圈所组成。活接螺栓用水平销轴连接到托圈上部支撑座上，可以在

5、销轴上随意摆动，其上部通过两组球面垫片连接在炉壳法兰的销孔中，并用螺母锁紧，其最大特点是能够在两组球面垫片中产生相对位移，从而适应炉体自由膨胀。d.耳轴轴承座支撑炉壳、炉衬、铁水的全部重量的部件。其工作条件:负荷大，转速慢、温度高，并且工作环境极为恶劣。目前我国转炉耳轴轴承在大、中、小型转炉上普遍采用滚动轴承。它的优点是能够补偿耳轴由于托圈翘曲与制造安装中的不准确而引起的不同心度与不平行度。从动侧可采用铰接式轴承支座，靠支座的偏斜摆动补偿耳轴轴线方向上所产生的涨缩位移。3氧气顶吹炼钢3.1发展历程详见下表:时间国家炼钢法特点1856年英国贝斯麦底吹酸性转

6、炉炼钢不能去除硫和磷1879年托马斯底吹碱性转炉炼钢对生铁成分有较严格要求，不能用废钢1864年法国马丁平炉炼钢法容量大，生产品种多1952年奥地利纯氧顶吹转炉节省高炉焦炭耗量，能使用更多废钢3.2氧气顶吹转炉炼钢设备构造在炼钢过程中，氧气顶吹转炉吹练所需氧气将由氧气枪输入炉内，继而通过氧枪头部的喷头将氧气喷射到熔池上面。其设备构造如下图所示:设备组成:氧枪本体、氧枪升降机、换枪装置等1.氧枪本体:由喷头、枪身及连接管接头而组成。a.枪身:由外层管、中心管、中层管等三根无缝的钢管同心套装所成，三层管由内到外一次性输送氧气、供水及排水。b.喷头:其材料均采

7、用纯紫铜，从而延长其使用寿命。分类:单孔、三孔和多孔。单孔用于小型转炉，大中型转炉一般采用3~7孔。注意:多孔喷头由多个拉瓦尔喷孔组成。喷头结构:是拉瓦尔型的，由收缩段、喉口段、扩张段构成。作用:是将压力能转换成动能的能量转换器。能量转换过程:当高压氧气通过收缩段时流速将增加，会在喷头出口处获得超音速流股，能较好的搅拌熔池，以提高氧枪寿命及炉龄。3.3顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要是由一下的六步组成:(1)首先上炉出钢、倒渣，依次检查炉衬及倾动设备，从而进行必要的修补修理工作;(2)倾炉，加入废钢、兑入铁水，摇正炉体，使其至垂直位置;(3)降枪开吹，并

8、加入第一批渣料;(4)在3~5秒后加入第二批渣料，并继续吹炼，随着吹炼进行，钢中