炼钢设计基础第二章.pptVIP

炼钢设计原理 第二章 氧气转炉设计 炉型种类的选择原则 ①炉型应能适应炉内钢液、炉渣和炉气的循环运动规律，使熔池得到激烈而又均匀的搅拌，从而加快炼钢过程的物理化学反应； ②有利于提高供氧强度（B），缩短冶炼时间，减少喷溅，降低金属损耗； ③新砌好的炉子的炉型要尽量接近于停炉以后残余炉衬的轮廓，减少吹炼过程中钢液、炉渣和炉气对炉衬的冲刷侵蚀及局部侵蚀，提高炉龄，降低耐火材料的消耗； ④炉壳应容易制造，炉衬砖的砌筑和维护要方便，从而改善工人的劳动条件，缩短修炉时间，提高转炉作业率。 总之应能使转炉炼钢获得较好的经济效益，优质、高产、低耗。 锥球型：该炉型的熔池由一个倒置截锥体和一个球冠体两部分组成，炉帽和炉身与筒球型炉型相同。其特点是，与同容量的其它炉型相比，在相同熔池深度（h）下，其反应面积大，有利于钢、渣之间的反应，适用于吹炼高磷铁水。熔池形状比较符合钢、渣环流的要求，熔池侵蚀均匀，熔池深度h变化小，新炉炉型接近于停炉后残余炉衬的轮廓，炉型上下对称（橄榄形），空炉重心接近于炉体的几何重心位置，使得转炉的倾动力矩小。 我国中型转炉采用锥球型炉型的比较多，特别是20～80吨转炉，尚未发现明显的缺点。我国的宝钢300吨、马鞍山50吨采用的是锥球型炉型。国外说法不一样，有的认为适合大炉子，像奥地利；有的认为适合于小炉子，像前苏联，产生不同看法的原因，可能是各国的铁水条件（[P]）不一样。这种炉型在国外，德国和日本采用的较多。总的来说，生铁含P较高的国家采用的较多。 截锥型：该炉型的熔池由一个倒置的截锥体组成。其特点是，形状简单，炉底砌筑简便；其形状基本上能满足于炼钢反应的要求，与相同容量的其它炉型相比，在熔池直径相同的情况下，熔池最深，适用于小型转炉。 我国30 吨以下的转炉基本上都是采用截锥型的炉型。国外很少采用这种炉型，主要是大型转炉，小炉子较少。目前复吹常用。 大炉膛型炉型：国外还有一种用氧气－喷石灰粉法吹炼高磷铁水的大炉膛的炉型。其特点是：上大下小，具有较大的反应空间，适合于脱磷反应产生大量泡沫渣的需要。 结合我国已建成的转炉的设计经验，在选择炉型时，可以考虑： 100～200t以上的大炉子，采用筒球型， 50～80t的中型炉子，采用锥球型； 30t以下的小炉子，采用截锥型。 但是也不绝对，还要根据当地的铁水条件，主要是[P]、[S]含量，来考虑确定最合适的炉型。对于顶底复吹转炉，可以采用截锥型炉型。 影响炉容比大小的因素 1）炉子吨位本身的影响(炉子容量) 2）铁水成分 3）铁水比 4）供氧强度 5）冶炼操作方法(如:冷却剂) 6）氧枪孔数 设计选取：0.85~1.1。复合吹炼小于顶吹0.85~0.95m3/t。 不同转炉炉容比 炉容比经验公式 式中：C－铁水含碳量(%) Si－铁水含硅量(%) P－铁水含磷量(%) B－供氧强度，m3/t·min 不同吨位转炉高宽比 国内外部分转炉钢厂曾经使用的供氧强度（三孔） 平均出钢量T换算G (2) 熔池深度（h） 它是另一个比较重要的熔池尺寸参数，对于一定容量的转炉，在炉型和熔池直径确定后，可以利用几何公式计算熔池深度。 ①截锥型： 利用截锥型的体积公式： 将D1=0.7D代入上式化简后得： ②筒球型 ③锥球型 金属熔池体积V池的计算 根据熔池的定义，熔池体积V池应等于金属液体积V金，即： V池=V金 式中 ：V金－新炉金属装入量占有的体积， V金＝G初/ρ金， ρ金：钢液密度，取6.8～7.0T/m3。 此时，可校核h/D是否符合推荐值h/D＝0.31～0.33 （2）炉帽尺寸的计算确定 炉帽主要尺寸包括炉口直径，帽锥角，炉帽高度 1）炉口直径d0 按参数d0/D＝0.43～0.54计算或根据同类炉子d0值选取。采用付枪时d0应该大些. 部分炉子的炉口直径 （3）炉身尺寸的计算 1）炉膛直径D膛：炉身为圆筒形，对于炉衬无加厚段的炉子其炉膛直径与熔池直径相同，即：D膛＝D 2）炉身高度H身：炉身体积： （4）出钢口参数 ——位置、大小、长度和角度β 1）出钢口位置 出钢口位置通常设在炉身与炉帽耐火材料的交界处，这样出钢时钢水能集中到帽锥处，保证了出钢时出钢口上方的钢水始终处于最深状态，钢水能在一定压力下以较快的流速流出流净，若出钢口设在炉帽或炉身段部位①出钢时在出钢口见渣时，炉内还有部分钢水没有流净；②钢水夹渣。 2）出钢口倾角（β） 定义：炉子处于直立位置时，出钢口中心线与炉子水平线