180转炉车间设计.doc

辽宁科技大学专科生毕业设计 第I页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 180 吨转炉车间平面设计 摘 要 从 20 世纪 70 年代后期 铁水预处理 转炉 炉外精练 已成为转炉炼钢的优化工艺 线路 采用三脱技术 即可减轻转炉脱硅 脱磷任务 实现少渣或无渣炼钢 大大改 善转炉炼钢的技术经济指标 又为经济地冶炼低磷硫优质钢 实现全连铸 连铸连轧 热装热送提供了技术保障 本设计根据钢种的需要 铁水预处理可将 P 脱至 0 01 0 03 本设计本着吹炼周期短 生产率高 投资少 成本低 质量高的原则 设计了铁水预处理 三脱 设施 2 座 180 吨的氧气转炉 2 套 LF 钢包精炼炉 1 套 RH 真空精炼装置 3 台连铸机 年产规模为 635 万吨良坯的炼钢车间 对铁水预处理 工艺与设备 氧气转炉炼钢的工艺及设备 炼钢用的原材料 吹炼工艺制度 物料平 衡和热平衡的计算 转炉炉型 钢包及载运设备 炉外精炼 连铸及车间烟气净化系 统等进行了设计和说明 并进行了经济效益计算与评价 并且 本设计对所有污染源 均采取了严格的治理措施 确保环境治理措施得以实施 各种污染物可达标排放 使 污染程度降到最小 达到绿色制造 促进了钢厂的可持续发展 关键词 铁水预处理 转炉 炉外精炼 连铸 环境评价 辽宁科技大学专科生毕业设计 第II页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 目目 录录 摘 要 I 1 炼钢厂设计概述 1 1 1 炼钢厂生产规模及产品大纲 2 1 1 1 生产规模 2 1 1 2 产品大纲 2 1 2 炼钢厂组成 运输方式和工艺流程 2 1 2 1 炼钢厂组成 2 1 2 2 运输方式 2 1 2 3 工艺流程 3 1 3 炼钢技术经济指标 3 1 3 1 转炉车间生产能力的计算 3 1 3 2 主要经济技术指标 5 2 氧气转炉的设计 6 2 1 炉型设计 6 2 1 1 确定炉型及吹炼方式 6 2 1 2 确定炉型主要尺寸 6 2 2 炉衬设计 7 2 2 1 确定炉衬材质 7 2 2 2 确定炉衬厚度 8 2 2 3 砖型选择 8 2 3 转炉倾动机构 9 2 3 1 倾动机构主要参数 9 2 3 2 倾动机构的类型 9 2 4 托圈和耳轴 9 3 原材料供应系统的设计 10 3 1 铁水供应系统 10 3 2 废钢供应系统 10 辽宁科技大学专科生毕业设计 第III页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 3 3 散状料供应系统 11 3 4 铁合金供应系统 11 4 供气系统的设计 12 4 1 供氧系统 12 4 1 1 炼钢车间需氧量的计算 12 4 1 2 制氧能力的选择 12 4 2 氧枪的设计 13 4 2 1 喷头设计 13 4 2 2 枪身设计 14 5 钢包及其载运设备 16 5 1 钢包的尺寸计算 16 5 2 钢包的载运设备 17 致谢 18 参考文献 19 辽宁科技大学专科生毕业设计 第1页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 1 炼钢厂设计概述 石油 化工 航天航空 交通运输 农业 国防等许多重要的领域均需要各种类 型的大量钢材 人们日常生活更离不开钢 钢材是 21 世纪用途最广的结构材料和最主 要的功能材料 炼钢工艺是将铁水 直接还原铁或废钢 铁 经加热 熔化 通过化 学反应去除金属液中的有害杂质元素 配加合金并浇铸成半成品 铸坯的过程 炼 钢生产环节在钢铁联合企业中处于整个生产流程的中间部位 起着承上启下的作用 可谓钢产品生产的中间纽带 1 在独立的钢厂 即炼钢 轧钢以及钢的深加工型企业里 炼钢是决定产品产量 质量的重要环节 任何延误或产量 质量波动都会影响前后生 产工序的协调运转 而这都与炼钢车间的设备 工艺 组成和管理等因素有关 所以 在新建厂设计或旧厂进行技术改造设计的起始阶段应当处理好各种问题 为正常生产 保持良好的运转秩序打下基础 世界经济发展到今天的水平 钢铁作为最重要的基础材料之一的地位依然未受到 根本性影响 而且 在可预见的范围内 这个地位也不会因世界新技术和新材料的进 步而削弱 纵观世界主要发达国家的经济发展史 不难看出钢铁材料工业的发展在美 国 前苏联 日本 英国 德国 法国等国家的经济发展中都起到了决定性的作用 这些国家和地区钢铁工业的迅速发展和壮大对于推动其汽车 造船 机械 电器等工 业的发展和经济腾飞都发挥了至关重要的作用 2 中国钢铁工业发展主要经历三个阶段 第一阶段是 1949 1978 年 经过 30 年的艰 苦创业 钢产量由 1949 年的 15 8 万吨增加到 1978 年的 3178 万吨 年均增加 108 万 吨 第二阶段是 1978 年至 20 世纪 90 年代中期 在改革开放政策的推动下 这个时期 的我国钢铁材料工业进入了持续 快速的发展阶段 取得了举世瞩目的辉煌成就 其 主要的标志就是 1996 年我国钢产量首次突破 10000 万吨 第三阶段是 1996 年之后连 续 7 年一直位居世界第一产钢国的地位 近年来 环境问题已成为钢铁工业能否生存的仅次于成本的第二因素 钢铁工业 对环境的影响已成为约束其发展的最主要原因之一 钢铁工业绿色化是绿色制造概念 在钢铁工业中的具体体现 钢铁企业应提高质量 增加品种 节能降耗 降低成本 面向市场 提高企业市场竞争力 进行绿色制造 坚持可持续发展 辽宁科技大学专科生毕业设计 第2页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 现代钢铁厂的总平面布置 一般均按炼铁 炼钢 轧钢三个主要工序的工艺流程 来进行 3 炼钢厂还包括动力供应 排水及污水处理 燃料制备 制氧 机修和运输等 部门 炼钢厂设计应选用先进的技术 保证用较低的成本 生产出价值含量高的优质 钢种 同时还要注意保护环境 促进钢厂的可持续发展 1 1 炼钢厂生产规模及产品大纲 1 1 1 生产规模 炼钢车间有 3 座公称容量为 180 吨的氧气转炉 车间年产钢水量 630 多万吨 与 转炉相配置的炉外精炼设备为 2 套 LF 钢包精炼炉 1 套 RH 真空精炼装置 为连铸车 间提供洁净钢水 连铸机设 3 台 年产良坯 635 多万吨 1 1 2 产品大纲 生产的钢水全部连铸 产品大纲见表 1 1 1 2 炼钢厂组成 运输方式和工艺流程 1 2 1 炼钢厂组成 本设计工程建设主要内容包括 混铁车脱硫间 炼钢厂主厂房 渣跨 铁水倒罐间 加料跨 转炉跨 连铸跨 废钢堆场及废钢装料间 炉渣处理间 炼钢污水处理 燃气设施 除尘系统 热力设 施 区域变电所 厂区铁路 公路 生活设施等 1 2 2 运输方式 运输方式包括 吊车运输 铁路运输和皮带运输 1 把铁水倒入铁水罐中用混铁车运输 进入铁水倒罐间 经脱硫 磷扒渣后的铁 水到入炼钢铁水罐 经称量后送至加料跨 再用吊车 吊上铁水罐 兑铁水入转炉 2 废钢由火车 汽车运输至废钢堆放场 由翻斗车短途运输到废钢间 由废钢槽 运往装料跨 辽宁科技大学专科生毕业设计 第3页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 3 铁合金采用皮带运输至中位料仓 经称量后由皮带机及中间料斗加入钢水罐中 4 副原料生石灰 白云石 铁矿石由地下料仓由皮带运往炉顶料仓 5 其它副原料 混料 锰矿等由汽车运往地下料仓 经皮带运往炉顶料仓 6 钢渣由渣罐车运往处理间 表 1 1 产品大纲 序号品 种 名 称代表钢号标准备注 1碳素结构钢Q195 Q275GB912 89 GB3274 88 2优质碳素结构钢 含汽车制造用钢 08 08Al 10 40 GB 710 91 GB 711 88 GB3275 91 3焊接结构用耐候钢Q235NH Q295NHGB T 4172 2000 4锅炉及压力容器用钢20g 16Mng 20R 16MnRGB 713 1997 GB 6654 1996 5船体用结构钢A B D A32 A36GB 712 2000 6低合金结构钢Q295 Q345GB 912 1989 GB3274 88 7高耐候性结构钢Q295GNH Q295GNHL Q345 GNH Q345GNHL GB T 4171 2000 8桥梁用结构钢Q235q Q345qGB T 714 2000 9高层建筑结构用钢Q235GJ Q345GJYB 4104 2000 10高强度结构钢Q420 Q460 Q500 Q550GB T 16270 1996 11管线钢X42 X70 X80 API 1 2 3 工艺流程 生产工艺流程框图见图 1 1 1 3 炼钢技术经济指标 1 3 1 转炉车间生产能力的计算 1 基本条件 3 座公称容量 180 吨氧气转炉 采用 3 吹 3 的吹炼方式 辽宁科技大学专科生毕业设计 第4页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 混铁车 铁水倒罐间 铁水脱硫磷 3 180t 氧气转炉氧气转炉 地下散料仓 下料系统 地下铁合金料 仓 皮带及炉顶料仓 废钢间配料料槽 旋 转 溜 槽 顶渣料 钢包渣罐烟气净化煤气回收 LF RH 精练设备 板坯连铸机 炉渣间灰尘 煤气柜 下料系统 压块 低吹阀门站 N2 Ar 氧气阀门站 氧枪吹 O2 溅渣吹 N2 皮带及中位料仓 图 1 1 180 吨转炉炼钢车间工艺流程图 2 出钢炉数 总 N 年炉 36514401440 11 2 T n T T N 式中 T1 每炉钢平均冶炼时间 min 炉 选 38min 炉 1400 一天的时间 min 炉 n 转炉作业率 取 85 炉11757 38 853651440 N 散状料场铁合金仓库废钢料场高 炉 辽宁科技大学专科生毕业设计 第5页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 N 3 11757 3 35271 炉 总 N 3 车间年产钢水量 nNq 3 11757 180 6348780 t 其中 n 车间经常吹炼炉座数 q 转炉公称容量 t 1 3 2 主要经济技术指标 1 转炉冶炼周期 冶炼周期为 38 分钟 生产钢水全部采用连铸 冶炼周期见表 1 2 表 1 2 冶炼周期 操作装料吹氧镇静等分析出钢溅渣护炉出渣合计 时间 min418553338 2 转炉作业率 表 1 3 转炉作业率 总时间非作业时间 作业率 准备等待故障计划停炉 100 64 80 24 85 非作业时间 1 准备 包括补炉 修出钢口 检修烟罩漏水 更换氧枪 清理炉口结渣等 2 等待 包括等待吊车 铁水 钢包等 3 故障 设备发生故障 4 计划停炉 停产用于检修 辽宁科技大学专科生毕业设计 第6页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 2 氧气转炉的设计 2 1 炉型设计 转炉是转炉炼钢车间的核心设备 转炉炉型及其主要参数对转炉炼钢的生产率 金属收得率 炉龄等技术经济指标都有着直接的影响 炉型设计的是否合理关系到冶 炼工艺能否顺利进行 2 1 1 确定炉型及吹炼方式 转炉由炉帽 炉身 炉底三部分组成 本设计的转炉炉型选用筒球型 吹炼方式 采用顶底复吹技术 2 1 2 确定炉型主要尺寸 1 熔池尺寸的确定 1 熔池直径 D K 4 902m 4902 mm t T 式中 T 新炉金属装入量 t 可近似地取其公称容量 T 180t t 平均每炉钢纯吹氧时间 min 取 t 18min K 比例系数 K 1 55 2 熔池深度 h Vc 0 046D3 0 790D2 1 507m 1507mm 式中 V 熔池容积 转炉装入金属量 钢水密度 180 7 8 23 1 m3 c D 熔池直径 m 2 炉帽尺寸的确定 1 炉帽倾角 本设计炉帽倾角取 60 2 炉口直径 d 实践表明 取炉口直径 d 为熔池直径 D 的 43 53 较为适宜 本设计取 d 50 D 0 5 4902 2451 mm 3 炉帽高度 H帽 辽宁科技大学专科生毕业设计 第7页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 炉口上部设有高度为 H口 300 400mm 的直线段 取 H口 400mm H帽 0 5 D d tg H口 0 5 4902 2451 tg60 400 2523mm 4 炉帽总容积 V帽 24 D3 d3 tg 4 d2H口 25 24m3 3 炉容比的确定 炉容比系指转炉有效容积 Vt与公称容量 T 之比值 要求转炉新砌炉衬的炉容比应 在 0 90 0 95 m3 t 此处取炉容比为 0 95 m3 t 因此 Vt 171 m3 4 炉身尺寸的确定 H身 6 503m 6503 mm 2 4 D V 身 2 4 D VVVt 池帽 式中 V帽 V身 V池 分别为炉帽 炉身和熔池的容积 Vt 转炉有效容积 5 出钢口尺寸的确定 1 出钢口中心线水平倾角 1 本设计取 1 15 2 出钢口直径 d出 192 mmT75 1 63 6 高径比的确定 H内 H帽 H身 h 2523 6503 1507 10533mm H总 10533 700 400 85 11718mm D壳 D 耐火材料厚度 钢板厚度 2 4902 880 780 65 2 6692 mm 高径比 H总 D壳 10533 6692 1 57 炉型主要参数的计算结果列于表 3 1 2 2 炉衬设计 炉衬设计的主要任务是选择合适的炉衬材质 确定合理的炉衬组成和厚度 并提 出相应的砖型和数量 以确保获得经济上的最佳炉龄 2 2 1 确定炉衬材质 通常炉衬由永久层 填充层和工作层组成 合理选择炉衬 特别是工作层的材质 乃是提高炉龄的基础 本设计工作层和永久层材质全部采用镁碳砖 填充层采用焦油 镁砂 辽宁科技大学专科生毕业设计 第8页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 表 2 1 炉型主要参数 项 目 名 称符 号单 位设 计 参 数 公称容量Tt180 炉壳总高H总mm11718 炉壳内径D壳mm6692 炉衬内容积Vtm3171 炉衬内径Dmm4902 炉衬内高H内mm10533 熔池容积Vcm323 1 熔池深度hmm1507 炉帽倾角 60 炉口直径dmm2451 炉帽高度H帽mm2523 炉帽总容积V帽m325 24 炉身高度H身mm6503 出钢口水平倾角 1 15 出钢口直径d出mm192 炉 容 比Vt T 0 95 高 径 比H总 D壳 1 57 2 2 2 确定炉衬厚度 表 2 2 炉衬厚度 部位设计参数 mm 永久层厚度150 炉帽 工作层厚度650 永久层厚度120 炉身 加料侧 工作层厚度760 永久层厚度120 炉身 出钢侧 工作层厚度660 永久层厚度400 炉底 工作层厚度700 填充层 85 填充层介于永久层和工作层之间 2 2 3 砖型选择 选择砖型时应考虑以下原则 1 在可能条件下 尽量选择大砖 以提高筑炉速度 减少砖缝 减轻劳动强度 辽宁科技大学专科生毕业设计 第9页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 2 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 3 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 则选用异型砖 4 尽量减少砖型种类 2 3 转炉倾动机构 2 3 1 倾动机构主要参数 1 钢水量 180 t 2 倾动速度 0 15 1 5r min 3 倾动力矩 230 t m 4 倾动角度 360 2 3 2 倾动机构的类型 目前转炉倾动机构广泛采用电动机 齿轮传动方式 根据传动装置布置形式的不 同 可将倾动机构分为三类 1 落地式 整个传动装置均安装在地基上 2 半悬挂式 初级减速机和电动机安装在地基上 末级减速机则悬挂在耳轴上 3 悬挂式 整个传动装置全部悬挂在耳轴上 5 2 4 托圈和耳轴 为焊接箱形结构 其内通循环水冷却 耳轴是空心的 以容纳供托圈冷却和炉壳 上部圆锥冷却水管及转炉底部搅拌供气管的通道 转炉炉壳与托圈的连接 采用三点支承方式 整个连接装置由两部分组成 一部 分是倒 T 形螺栓 螺母和两组球面垫 另一部分是位于托圈上下的辅助防倾支座组 此结构既能有效地在 360 范围内支承炉壳又可适应炉壳的热膨胀 形成完整的支承连 接系统 耳轴轴承处的直径为 1200 mm 为重型抗摩擦球面滚柱轴承 辽宁科技大学专科生毕业设计 第10页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 3 原材料供应系统的设计 3 1 铁水供应系统 1 供应方式 采用混铁车供应铁水 混铁车的形状像鱼雷 所以又叫鱼雷罐车 它的作用是运 送并储存铁水 6 其工艺流程如下 高炉 混铁车 铁水预处理站 铁水罐 转炉 其优点 工艺上热损失少 运输过程中散热少 保温性能好 其缺点 储存和混匀铁水的作用较差 铁水的成分和温度的均匀稳定性差 2 混铁车的台数台事故用台数24 max Qnc P N 式中 Pmax 高炉铁水最高日产量 14000 t d Q 混铁车容量 为炉容量的整数倍 取 180 t n 混铁车装满系数 取 0 9 c 混铁车日周转次数 一般取 2 3 次 d 取 3 次 d 混铁车作业率 取 0 75 3 2 废钢供应系统 1 供应方式 直接用吊车吊运废钢槽向转炉倒入 废钢供应工艺流程为 加入废钢 废钢贮仓 装斗 称量 转炉 2 每日废钢用量 Q 废钢用量 转炉公称容量 日出钢炉数 废钢比 180 114 3 72 764t 3 废钢料斗容积 V q n f 5 6m3 此设计取容积为 6m3 式中 q 每炉加入废钢量 180 3 72 6 70t n 料斗装满系数 n 0 8 辽宁科技大学专科生毕业设计 第11页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 f 每炉加入废钢的斗数 取 1 斗 废钢堆积密度 取 1 5 t m3 4 废钢堆场面积 1061m2 5 12 12 1 3764 2 1 H Qx A 式中 Q 每日所需废钢量 t d x 废钢储存定额 取 3 d H 废钢储存允许高度 取 1 2 m 废钢堆积密度 取 1 5 t m3 3 3 散状料供应系统 散状料是指炼钢过程中使用的造渣材料和冷却剂等 如石灰 白云石 铁矾土 铁皮等 一般供料过程是 用汽车和火车将原料从原料场运到地面料仓 通过皮带输送到 炉上高位料仓 由高位料仓下的振动给料器把料卸入称量漏斗 称量后卸入汇总漏斗 暂存 转炉需要时通过溜槽加入炉内 从地下料仓向高位料仓供料的方式 采用全胶带运输 并使用可逆活动胶带运输 机和胶带卸料机 设置高位料仓起到临时储料的作用 并利用重力方式向转炉及时可 靠地供料 保证转炉正常生产 7 3 4 铁合金供应系统 铁合金的供应一般由炼钢厂铁合金间 车间铁合金料仓及称量和输送设施 向钢 包加料设施等几部分组成 铁合金供应采用类似于散状料系统的全胶带供料系统 这种系统的特点是工作可 靠 运输量大 机械化程度高 对于需要铁合金品种多 用量大的炼钢车间特别适用 铁合金成分见表 3 1 表 3 1 铁合金成分 辽宁科技大学专科生毕业设计 第12页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 成分 类别 CSiMnAlPSFe 硅 铁 73 000 502 500 050 0323 92 锰 铁6 600 5067 80 0 230 1324 74 4 供气系统的设计 4 1 供氧系统 为了适应氧气转炉炼钢工艺的要求 炼钢厂的供氧系统一般是由制氧机 加压机 中压储氧罐 输氧管 控制闸阀 测量仪表及喷枪等主要设备组成 氧气是转炉炼钢的主要氧化剂 转炉炼钢吨钢消耗氧气一般为 45 55 m3 当前炼 钢用氧气的要求纯度高 氧含量不小于 99 6 并要脱除水分 氧压一般要求不低于 1 5MPa 且稳定 4 1 1 炼钢车间需氧量的计算 1 一座转炉吹炼时的平均小时耗氧量 Q1 Nm3 h Q1 60GW t1 60 180 50 38 14210 Nm3 h 式中 G 平均炉产钢水量 t W 吨钢耗氧量 Nm3 t 可取 45 55 Nm3 t 本设计取 50 Nm3 t t1 平均每炉冶炼时间 min 2 一座转炉吹炼时的高峰小时耗氧量 Q2 Nm3 h Q2 60GW t2 60 180 50 18 30000Nm3 h 式中 t2 平均每炉纯吹氧时间 min 3 车间平均小时耗氧量 Q3 Nm3 h Q3 NQ1 3 14210 42630Nm3 h 式中 N 车间经常吹炼的炉座数 4 车间高峰小时耗氧量 Q4 Nm3 h 辽宁科技大学专科生毕业设计 第13页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 Q4 1 5Q2 1 5 30000 45000Nm3 h 4 1 2 制氧能力的选择 1 制氧机的选择 本设计配备配备 4 台 26000 Nm3 h 的制氧机 同时配备一个液氧的球形储存罐贮 存氧气 以保证一旦有一台空气分离装置停止工作时仍能提供 3 5 日的需要量 8 2 贮氧罐的计算 在制氧机和转炉之间设置贮氧罐来满足炼钢车间高峰用氧量 V QRT P 1 5 26000 4 32 259 83 290 22 4 3 3 106 5088 62 m3 式中 Q 制氧机 1 2 小时的供氧能力 kg 取 1 5h R 气体常数 259 83 m2 s2 K T 氧气的绝对温度 K P 贮氧罐的设计压力 Pa 取 3 3 106 本设计选取 10 座贮氧罐 每座容积为 510 m3 4 2 氧枪的设计 氧枪又称喷枪或吹氧管 它是转炉吹氧设备中的关键部件 由喷头 枪身和尾部 三部分组成 喷头一般由锻造紫铜加工而成 枪身由无缝钢管制作的三层套管组成 尾部结构应方便输氧管 进水和出水软管同氧枪体的连接 保证三层套管之间密封及 冷却水道的间隙通畅 以及便于吊装氧枪 4 2 1 喷头设计 1 原始数据 转炉公称容量 180t 低磷铁水 以冶炼低磷钢为主 转炉参数 炉容比 Vt T 0 95 溶池直径 D 4902mm 有效高度 H内 10533mm 熔池深度 h 1507mm 2 计算氧流量 Q 和供氧强度 辽宁科技大学专科生毕业设计 第14页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 m3 minQ氧流量550 18 18055 吹氧时间 出钢量每吨钢耗氧量 供氧强度 吨钢耗氧量 吹氧时间 3 056 m3 min t 3 选用喷孔 出口马赫数为 M 2 0 采用 4 孔喷头 喷头夹角为 12 4 设计工况氧压 P0 查等熵流表 当 M 2 0 时 P P0 0 1278 定 P 1 015 105 Pa 则 P0 1 015 105 0 1278 7 94 105 Pa 5 设计喉口直径 dT 每孔氧气流量 q Q 4 550 4 137 5m3 min 利用公式 q 1 784CD 0 0 T AP 喉 求得 dT 0 039m 39mm 所以喉口长度 LT 1 3 1 2 dT 取 LT 15 mm 6 设计喷孔出口直径 d出 根据 M 2 0 查等熵流表可得 A出 A喉 1 688 即 mmdd dd T T 5139688 1 688 1 4 688 1 4 22 出 出 7 计算扩张段长度 L 取半锥角为 5 则扩张段长度为 mm77 52 3951 52 oo T tgtg dd L 出 8 收缩段长度 L1 取收缩角 收 50 则收缩半角为 25 收缩段的长度由作图法确定 可得 L1 92 mm 4 2 2 枪身设计 1 原始数据 冷却水流量 200t h 冷却水进水速度 6m s 冷却水回水速度 7m s 冷 水 Q 进 V 出 V 却水喷头处流速 h 9m s 中心氧管内氧气流速 0 50m s 吹炼过程中水温升 t 20 辽宁科技大学专科生毕业设计 第15页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 其中回水温度 t2 45 进水温度 t1 25 枪身外管长Lp 18 40m 枪身中层管长 Lj 19 50m 中心氧管长L0 21 90m 180 局部阻损系数 1 5 2 中心氧管管径的确定 中心氧管管径的公式为 A0 qV 工 0 管内氧气工况体积流量 qV 工 m3 min 1 23m3 s58 73 27394 7 2901 550 0 0 标 标 TP TP Q 中心氧管的内截面积 A0 2 04 50 0 041m2 中心氧管的内径 d1 0 229 m 0 4 A 由热扎无缝钢管产品目录 选标准系列产品规格为 245mm 8mm 的钢管 3 中层套管管径的确定 环缝间隙的流通面积 m20093 0 36006 200 1 进 水 V Q F 中层管的内径为 d2 0 254 m 22 1 1 229 0 0093 0 4 4 d F 由热扎无缝钢管产品目录 选标准系列产品规格为 273mm 7mm 的钢管 4 外层套管管径的确定 出水通道的面积 m200794 0 36007 200 2 出 水 V Q F 外层管内径为 d3 0 273 m 22 2 2 254 0 00794 0 4 4 d F 由热扎无缝钢管产品目录 选标准系列产品规格为 273mm 16mm 的钢管 5 氧枪总长度和行程确定 氧枪总长度为 H枪 h1 h2 h3 h4 h5 h6 h7 h8 8 160 1 212 4 403 5 033 0 800 0 800 1 000 0 500 21 908 m 式中 h1 氧枪最低位置至炉口距离 取 8 160 m h2 炉口至烟罩下沿的距离 取 1 212 m h3 烟罩下沿至烟道拐点的距离 取 4 403 m h4 烟道拐点至氧枪孔的距离 取 5 033 m h5 为清理结渣和换枪需要的距离 取 0 800 m 辽宁科技大学专科生毕业设计 第16页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 h6 根据把持器下段要求决定的距离 取 0 800 m h7 把持器的两个卡座中心线的距离 取 1 000 m h8 根据把持器上段要求决定的距离 取 0 500 m 氧枪行程为 H行 h1 h2 h3 h4 h5 8 160 1 212 4 404 5 033 0 800 19 608 m 5 钢包及其载运设备 钢包是炼钢生产重要设备之一 炉外精炼技术的发展对钢包的使用与结构提出了 更新更高的要求 钢包的设计是冶金工艺与冶金设备两类专业共同完成的工作 5 1 钢包的尺寸计算 设钢包的额定容积为 P 一般考虑应用 10 的过装余量 则钢包内钢水的实际容 积为 P 0 1P 1 1P 1 钢包容纳钢水量 1 1P 1 1 180 198t 式中 P 钢包的额定容量 t 2 钢包内的渣量 1 1P 15 0 165P 32 67 t 渣量一般为金属量 3 5 设计时取较大比例为 15 3 钢包的容积 V 钢液比容取 0 14 m3 t 熔渣比容取 0 28 m3 t V 0 14P 1 1P 0 28 0 165P 0 20P 36 m3 若采用 D H 1 锥度为 15 则 钢包的上部内径 D 0 677P1 3 4 532 m 钢包内高 H D 4 532 m 钢包的下部内径 DH D 0 15H 0 85D 3 852 m 因钢包内衬是砌成阶梯形状的 沿高度上中下各 1 3 分段 中下两段内衬分别加厚 和 2 取 40 mm 则 D 0 677P1 3 0 931 3 4 643 m DH 0 85D 4 3 787 m 辽宁科技大学专科生毕业设计 第17页 指导教师 关志刚 设计者 赵明 4 钢包砖衬厚度 包壁厚度 上下壁厚一致时 Jb 0 07D 325 0 mm 底砖衬厚度 Jb 0 10D 464 3 mm 5 钢包外壳 钢包壳壁厚 b 0 01D 46 43 mm 钢包壳底厚 d 0 012D 55 72 mm 由已计算出的钢包内部尺寸可算出外壳的外部尺寸 见 5 1 表 表 5 1 外壳外部尺寸 部位表达式设计参数 m 外壳内高H1 H Jb 1 1D5 107 外壳全高H2 H Jb d 1 112D5 163 外壳上部内径D1 D 2Jb 1 14D5 293 外壳上部外径D2 D 2Jb b 1 16D5 386 外壳下部内径D3 DH 2Jb 0 99D4 597 外壳下部外径D4 DH 2Jb 2 b 1 01D4 689 5 2 钢包的载运设备 钢包的载运设备采用钢包回转台 钢包回转台通常设在钢水接收跨和连铸浇注跨之间 一台连铸机配备一个回转台 回转臂的回转半径必须能从钢水接收跨一侧的吊车接收钢包 旋转 180 停在连铸浇 注跨中间包车的上方进行浇注 回转臂的另一端则停在钢水接收跨 以更换钢包 回 转台的回转速度以多炉连铸时允许的钢包更换时间和启动停止时钢水不被晃出为前提 条件 本设计更换钢包的时间为 1 分钟 采用钢包回转台 占有浇注平台面积较小 易于定位 钢包更换迅速 便于远距 离控