轉炉课程设计周进.docxVIP

课程设计说明书题目名称：150吨顶底复吹转炉炉型设计 系 部： 机械工程系 专业班级： 冶金技术12-1 学生姓名： 周 进 学 号： 2012232076 指导教师： 石枚梅 完成日期： 新疆工程学院课程设计评定意见设计题目150吨顶底复吹转炉炉型设计 系 部 机械工程系 专业班级冶金技术12-1学生姓名 周进 学生学号2012232076 评定意见：评定成绩： 指导教师（签名）： 年 月 日新疆工程学院 机械工程 系(部)课程设计任务书 学年 学期 年 月 日专业冶金技术班级12-1课程名称转炉炼钢生产设计题目150吨顶底复吹转炉炉型设计指导教师石枚梅起止时间2014/6/23至30周数2周设计地点A220设计目的：设计任务或主要技术指标：设计进度与要求：主要参考书及参考资料： 教研室主任（签名） 系（部）主任（签名） 前言 转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。 转炉炼钢的原材料分为金属料、非金属料和气体。金属料包括铁水、废钢、铁合金，非金属料包括造渣料、熔剂、冷却剂，气体包括氧气、氮气、氩气、二氧化碳等。非金属料是在转炉炼钢过程 中为了去除磷、硫等杂质，控制好过程温度而加入的材料。主要有造渣料（石灰、白云石），熔剂（萤石、氧化铁皮），冷却剂（铁矿石、石灰石、废钢），增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块、重油）。钢中气体和夹杂物是评价钢的冶金质量的主要指标。氧气顶吹转炉炼钢反应速率快，沸腾激烈，所以钢中H、N、O含量较低，[H]为(3～5)×10-4％，[N]为(2～4)×10-3％，低碳钢[O]为0．06％～0．10％。夹杂物和脱氧及凝固操作有关。影响顶吹转炉钢含氮量的重要因素是氧气纯度，由表4数据可以看出。所以用于转炉炼钢的氧气应该是99％以上的纯氧。 　　低碳钢是转炉炼钢的主要产品。由于转炉脱碳快，钢中气体含量低，所以钢的塑性和低温塑性好，有良好的深冲性和焊接性能。用转炉钢制造热轧薄板、冷轧薄板、镀锌板、冷弯型钢、低碳软钢丝等，都具有良好的性能。 　 根据冶金工程专业培养方案的安排，学生在学完有关基础理论课和专业课后，需要进行专业课程设计，这是专业课教的重要环节。冶金工程专业选择钢铁冶金方向课程的学生，应该进行转炉炼钢课程设计。 本次课程设计共分三个部分，转炉物料平衡和热平衡计算，转炉炉型设计，氧枪喷头设计（氧气流量、工况氧压、喉口直径、喷孔出口直径、喷孔其他几何尺寸以及喷头端面形状）。 从此次课程设计中学习到如何计算转炉的各项数值指标，以及提高我们对转炉设计的认识，让我们了解到转炉设计过程中经常出现的问题以及解决的方法。 1 转炉物料平衡与热平衡计算 物料平衡是计算转炉炼钢过程中加入炉内与参与炼钢的全部物料（如铁水、废钢、氧气、冷却剂、渣料、合金添加剂、被侵蚀的炉衬等）和炼钢过程的产物（如钢水、炉渣、炉气、烟尘等）之间的平衡关系。 热平衡是计算转炉炼钢过程的热量收入（如铁水物理热、化学热）和热量支出（如钢水、炉渣、炉气的物理热、冷却剂溶化和分解热）之间的平衡关系。1.1 原始数据的选取 1.1.1 原材料成分（表1-1~表1-5）表1-1 铁水、废钢成分（%）原料CSiMnPS温度/℃铁水4.150.750.280.200.0351260废钢0.170.150.500.0250.02525表1-2 渣料和炉衬材料成分（%）种类CaOSO2MgOAl2O3SPCaF2FeOFe2O3烧减H2OC石灰91.02.02.01.50.053.45矿石1.05.610.521.100.0729.461.80.50萤石6.00.581.780.090.5589.02.00白云石55.03.033.03.01.05.0炉衬54.02.038.01.05.0表1-3 各材料的热容（kJ/kg.K）项目固态平均热容熔化潜热液（气）态平均热容生铁0.745217.5680.8368钢0.699271.960.8368炉渣209.201.247炉气1.136烟尘1.000209.20矿石1.046209.20表1-4 反应热效应（25℃）元素反 应反应热/kJ·kg-1元素C [C]+1/2O2=CO10940C [C]+O2=CO234420Si [Si]+O2=SiO228314P2[P