300吨转炉设计0000.docx
学校代码:学号:10128力孝N/步火孳课程设计说明书题目：300吨顶底复吹转炉设计说明书学生姓名：学院：材料科学与工程系另U：材料与冶金工程班级：指导老师：二。一二年十二月300t顶底复吹转炉炉型设计转炉的设计包括炉型设计、转炉中心及倾动力矩的计算、转炉机构的设计计算。炉型设计包括确定所设计炉子的公称容量、选择炉型、确定炉型主要设计参数、计算熔池尺寸、整个炉型尺寸。1炉型选择结合中国已建成的转炉的设计阅历，在选择炉型时，250-300t的转炉，采纳筒球形炉型，所以本设计采纳筒球形。2转炉主要尺寸参数的确定及计算2.1 熔池形态及尺寸计算熔池直径：d=k4g7t式中：G-新炉子金属装入量t吹氧时间（取18min）K-比例系数（取1.5）确定初期装入量G：取B=I0%=1.08金=l"=0.925B老炉比新炉多产钢系数金属消耗系数n金金属收得率G=磊x7=3O8.57tD=1.5×逊=6.211m18熔池深度h：V金+OQ46D0.79D2取"金=Ikg/m嗅=逆包=44.08n?2金7h=i.S6m校核：/O=O.29符合要求。2.2 炉帽尺寸的计算炉口直径"。取d0=3.6m帽锥角取9=60°炉帽高度HffiH1.I=300400mm（本设计取400mm）H锥-（D-d0）tan=2.261mH帽=HU+H锥=0.4+2.469=2.661w炉帽容积V相炉帽体积约为炉熔体积的30%l4,oV帕=300×30%=90m32.3 炉身尺寸的确定炉膛直径¾=D（炉衬无加厚段的转炉）选取炉容比为br炉膛体积V=300w3炉身高度“身=4丫身/92=4(y-Vtfi.一匕也)M?=5.479?炉型内高”内=h+Htfa+Hq.=10.688m2.4 出钢口尺寸的确定出钢口中心线与水平倾角取4=18°出钢口直径d=63÷1.75T=63+1.75×3(X)=0.242m 出钢口衬砖外径dst=6d=6×0.243=1.455m 出钢口长度1.=1.5d=7.5x0.243=1.819AW53炉衬的组成、材质选择及厚度确定炉衬一般由永久层和工作层组成。永久层选用轻质高铝砖侧砌而成。炉身工作层80Omm,永久层15Omm,填充层100mm,钢板85mm,总厚度1135mm;炉帽炉底工作层700mm,填充层90mm,钢板75mm,炉帽永久层115mm,总厚度98Omm;炉底永久层230mm,炉底填充层195mm,钢板75mm,总厚度1120Omm。%=11.156mD总=8.48Im校核：/D=1.32符合要求。4氧枪的设计氧流量二吨钢耗氧量X出钢量/吹炼时间本设计采纳低磷铁水.取吨钢耗氧量为57m3/t吹炼时间为18min氧流量Q=57x300/18=950m3/min4.1 选定氧枪的喷孔数本设计选定的喷孔数为4孔，且为拉瓦尔喷孔，喷孔夹角为12。出口马赫数为M=2.0°4.2 设计工况氧压查等烯流表，当M=2.0时，p/po=0.1278取P=Pl=1.5XlOSPaP膛工况氧压A殳=-7=11.7×IO5pa/Po4.3 计算喉口直径每孔氧流量q=q"4=237.5/n3minAP利用公式：q=1.784CD-1取CD=O.9,To=290Ko式中：q每个喷孔的氧流量（极态）nminAt喉口面积cm2Po-喷头前的氧气压力MPa取0.79MPaTO一喷头前的氧气温度K取290KCd-喷孔流量系数4孔喷头Cd=0.9求得：d=52mm,取喉口长度1.T=20mm4.4 确定喷孔出口直径当M=2.0时，查等端流表得AJA喉=1.688d出=XJA出/A喉=68mm4.5 确定喷孔其他几何尺寸取喷口喉口的收缩角Cl收=50。收缩段的作用是将气流从低速（M=0.2马赫）加速到声速。由于起初的气流速度比较低。所以从中心氧管到收缩段的精度要求并不高。收缩段到喉口的过渡平缓和光滑，收缩段入口直径与中心氧管的内径相等。扩张角。拄=10。扩张段长度1.扩=9mm2tan4.6 氧枪水冷系统设计4.6.1 氧枪枪身尺寸确定氧枪枪身由三层无缝钢管组成，其长度确定于炉子尺寸与工艺布置要求。枪身各层钢管的直径厚度计算如下：A、中心钢管直径的确定：已知氧流量q、,=950m3min氧气流在中心管内的流速按40-60ms考虑（相当马赫数M=2）取50msA。，voq-=q=144m37min取中心管内氧气流速为50ms,则中心管直径为:=0.192m11中心管的厚度及直径依据标准无缝钢管产品规格选定为0203x6mm网验算氧气在钢管内的实际流速%=生工=5O.3ms符合要求。AOB、中心钢管和外层钢管的直径的确定:进水速度取7ms,出水速度取8m/s；冷却水在氧枪中上温差限制小于20。（2；出水温度小于50对300t转炉冷却水消耗量取300th的条件下，贝U:进出水环缝截面积Aj=%”v式中Aj环缝的流通面积Yqmw匕一q11w_冷却水流量m3s冷却水进出速度300=0.0112中心钢管内径为d24Aj23600×7-+dlzr.=237mmIVr11选取中层管为245×3w,81o符合要求。验算：vj=理=6.8m:36×-(.2392-.1912)C、外套管：出水通道面积为：Ad=300mh=0.0104m2pvp3600×8I4A外套管内径为：d3=Jd2一一U=O.27Im选取外层钢管为299×I4三i81o验算:300vp=3600×(0.2712-0.2452)=7.9m/s符合要求。4.6.2 冷却水在铜头底部的流通间隙由于铜头底部承受的热流量最大，为保证铜头有较高的寿命，故应适当增加冷却水在端头处的流速，若b为间隙高度，A为外冷却水层环缝，应使A>b或端头处的水流速度为9m/s。中层套管至下沿至喷头面间隙h的计算：该处的间隙面积为A=75%×-=75%×-一=1.39×103W2Vh9×3600f又知A乃（出+/油解得h=9mmh24.6.3氧枪总长度和行程的确定H=h0+Zz1+A2+3+Zz4+A5+6+%+4%氧枪伸进金属液的深度，取0.6m九氧枪最低位置至炉口的距离，取11.66-2.103=9.497mh2炉口至烟罩下沿的距离，取0.5mh烟罩下沿烟道拐点的距离，取4mh4烟罩下沿至氧枪插入孔的距离，取5.033mh5为清理结渣和换枪须要的距离，取0.8Oom%依据把持器下端要求确定的距离，取0.800mh1把持器的两个卡座重心之间的距离，取2.3m为依据把持器上要求确定的距离，Wm氧枪的行程为H=h+h2-h3+h4+h5-20.43mH,=15.2mH外=14.50m1914.6.4氧枪的热平衡计算依据实际生产实践，转炉在正常吹炼条件下，氧枪单位工作表面在单位时间内汲取的热量，即热负荷为筋=0.983XIO,（川.力。则氧枪每小时汲取的热量，即热流为=FF氧枪外层管的总表面积，m2oF=叫34氧枪外层管径，mIi枪身外层管径，m用氧枪单位表面上每小时汲取的热,=0.893XIO6kjm2h冷却水消耗量计算6«2一八）0.983×106×x0.29×14.54.186×103×(45-20)=100.55/?6v证明计算选择耗水量符合要求。参考文献1云正宽等编冶金工程设计第3册机电设备与工业炉窑设计冶金工业出版社34 7北京2006.06郭鸿发等编云正宽等编冯聚和等编潘毓淳等编戴云阁等编唐谟堂等编张至贤等编贾凌云等编冶金工程设计冶金工程设计炼钢设计原理第1册设计基础冶金工业出版社北京2006.06.第2册工艺设计冶金工业出版社北京2006.06.化学工业出版社北京2005.08.炼钢设备冶金工业出版社北京1992.06.现代转炉炼钢东北高校出版社沈阳1998.12.火法冶金设备中南高校出版社长沙管道施工技术手册中国建筑工业出版社北京2009.04转炉-连铸工艺设计与程序冶金工业出版社北京2005.10
