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50吨氧气顶吹转炉炉体设计(2)

来源:网络收集 时间:2019-06-17 下载这篇文档 手机版
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H身?V身?4?33.33D2?4?3.72m?3720mm

3.382则转炉有效高度:

H内?h?H帽?H身?1110?1770?3720?6600mm

4.5 出钢口尺寸的确定

出钢口尺寸一般都设在炉帽与炉身的交界处,以便当转炉处于水平位置出钢时其位置最低,可使钢水全部出净。出钢口的主要尺寸是中心线的水平倾角和直径。

4.5.1 出钢口中心线水平倾角θ1: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θ1趋向减小。国外不少转炉采用0°,但0°倾角使钢液对钢包内金属的冲击力变小。国内转炉多为45°以下。

本次设计,取

θ1=20°

4.5.2 出钢口直径d出:出钢口直径决定出钢时间,随炉子容量不同而异。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。通常按下面的公式来确定:

d出?63?1.75T?12.3cm

(取整数120mm)

式中T—转炉公称容量,t。 出钢口砖衬外径:

dS出?5.5d出?67.65cm

(取整数680mm)

出钢口长度:

L出?7.5d出?92.25cm (取整数930mm)

4.6 炉衬的组成和厚度的确定

通常炉衬由永久层、填充层、工作层组成。有些转炉则在永久层和炉壳钢板之间夹有一层石棉板绝热层。

永久层紧贴炉壳(无绝热层时),修炉时一般不予拆除。其主要作用是保护炉壳。该层常用镁砖砌筑。

填充层介于永久层和工作层之间,一般用焦油镁砂捣打而成。厚度约为80-100mm。有些工厂则不作规定,一般只要达到找平的目的即可。该层的主要

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功能是减轻炉衬受热膨胀时对炉壳产生挤压和便于拆除工作层。也有的转炉不设填充层。

工作层系指与金属、熔渣和炉气接触的内层炉衬,工作条件相当恶劣。目前该层多用镁碳砖和焦油白云石砖综合砌筑。

转炉各部位的炉衬厚度设计参考值如表3所示。

表3 转炉炉衬厚度设计参考值

炉衬各部分名称 永久层厚度/mm 工作层厚度/mm 永久层厚度/mm 工作层厚度/mm 永久层厚度/mm 工作层厚度/mm 永久层厚度/mm 工作层厚度/mm 转炉容量/t <100 60-115 400-600 115-150 550-700 115-150 500-650 300-450 550-600

炉衬砖行选择应遵循以下原则: A. 在可能条件下,尽量选用大砖,以提高筑炉速度,减少砖缝,减轻劳动强度; B. 力争砌筑过程中不打或少打砖,以提高砖的利用率和保证砖的质量;

C. 对用小砖组合起来有困难或难以保证修筑质量的部位,如出钢口和炉底等,则用异型砖;

D. 尽量减少砖型种类。 根据表3得:

1) 炉身加料侧工作层选700mm,永久层115mm,填充层100mm,总厚度为

700?115?100?915mm 2) 炉身出钢侧工作层选650mm,永久层115mm,填充层100mm,总厚度为

650?115?100?865mm 故炉壳内径为

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100-200 115-150 500-600 115-200 700-800 115-200 600-700 350-450 600-650 >200 115-150 550-650 115-200 750-850 115-200 650-700 350-450 600-750 炉帽 炉身(加料侧) 炉身(出钢侧) 炉底 D内壳?3380?915?865?5160mm

3) 炉帽工作层厚度600mm,永久层厚度60mm,填充层厚度130mm。

4) 炉底工作层厚度600mm,永久层厚度300mm,则炉底砖衬总厚度为

600?300?900mm 工作层材质全部采用镁碳砖,永久层全部采用标准镁砖,填充层选用焦油镁砂填料。

4.7 炉壳厚度确定

在转炉吹炼过程中,炉壳承受多种负荷,有炉壳、炉衬自重和炉料重引起的静负荷,有兑铁水、加废钢时的冲击以及炉体旋转时产生的动负荷,还有炉衬热膨胀和炉壳本身温度分布不均匀引起的热负荷。这些负荷必然使炉壳承受相应的应力,以致引起不同程度的变形。研究表明,其中热应力起主导作用。所以设计时力求选用抗蠕变强度高、焊接性能好的材料。大中型转炉多用耐高温高压的锅炉钢板制作炉壳,也有用合金钢板的。国内用于制作炉壳的低合金高强度钢有16Mn、14MnNb、20g等。本次设计的转炉炉壳采用16Mn低合金钢。

转炉炉壳各部位钢板厚度如下表4所示。

表4 转炉炉壳厚度设计参考值

炉子容量/t 15 30 50 100 150 200 250 300 炉帽钢板厚度/mm 25 30 45 55 60 60 65 70 炉身钢板厚度/mm 30 35 55 70 70 75 80 80 炉底钢板厚度/mm 25 30 45 60 60 60 65 70 由表4知,炉身部分选55mm厚的钢板,炉帽和炉底部分选用45mm厚的钢板,则转炉总高

H总?6600?900?45?7545mm

(取整数7550mm)

炉壳外径:

D壳?5160?2?55?5270mm

4.8 高径比的核定

高径比是指转炉炉壳总高H总与炉壳外径D壳之比值。增大高径比有利于减少喷溅和溢渣、提高金属收得率。但是高径比过大,在炉膛体积一定时,反应面积过小,氧气流股易冲刷炉壁,对炉衬寿命不利;而且导致厂房高,基建费用大;转炉倾动力矩大,耗电大。转炉高径比推荐值为1.35-1.65。

H总D壳7550??1.43 5270符合转炉高宽比推荐值(1.35-1.65),因此认为所设计的炉子尺寸基本上是

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合适的。能够保证转炉的正常冶炼进行。

附图:50吨氧气顶吹转炉炉体设计图

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