畢業(yè)設(shè)計--年產(chǎn)370萬噸連鑄坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間工藝設(shè)計

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p><b>　　設(shè)計總說明</b></p><p>　　當(dāng)前的煉鋼工藝中，較為普遍的是以高爐鐵水為原料的轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝和以預(yù)還原球團(tuán)礦或高質(zhì)量的工業(yè)廢鋼為原料的電弧（爐）工藝。本設(shè)計為具有代表性的氧氣頂?shù)讖?fù)吹工藝，預(yù)計年生產(chǎn)能力為370萬噸良坯鋼。車間設(shè)有公稱容量為150噸的轉(zhuǎn)爐兩座，LF精煉爐2座、板坯連鑄

2、機(jī)2臺和方坯連鑄機(jī)1臺。轉(zhuǎn)爐的冶煉周期38分鐘，吹氧時間16分鐘。</p><p>　　根據(jù)國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展趨勢，結(jié)合設(shè)計任務(wù)書中碳素鋼和壓力容器用鋼的品種需要，選擇了LF爐外精煉設(shè)備，進(jìn)行全連鑄生產(chǎn)。最終確定如下的的工藝流程：鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐煉鋼→LF精煉→連鑄。</p><p>　　本次設(shè)計在對轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡計算的基礎(chǔ)上，對煉鋼車間的主要設(shè)備參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計、選型，完成了主

3、體設(shè)備選擇、煉鋼工藝設(shè)計、主廠房工藝布置和設(shè)備布置。編制說明書一份，繪制轉(zhuǎn)爐爐型圖、車間平面圖、剖面圖各一張，并完成題目為鋼中非金屬夾雜及其危害的專題。</p><p>　　關(guān)鍵詞：煉鋼，頂?shù)讖?fù)吹，工藝流程，精煉，連鑄，設(shè)計</p><p>　　Design Description</p><p>　　At present, there are two main s

4、teel-making processes: converter steelmaking process with blast furnace hot metal and steel scrap as the raw materials and the arc (furnace) process with pre-reduction pellets or high-quality industrial steel scrap as ra

5、w materials. In this paper, the representative process combined-blowing oxygen converter process with a scale of 3.7×106 continuous casting billet annual is designed.. In the workshop, main equipments including 2

6、15;150t converters and its auxiliary e</p><p>　　Depending on the development trend of steel-making process and the quality requirement of carbon steel and pressure vessel steel, LF refining is selected to fu

7、fill continuous casting. Finally,the following process flow is choosed: Pretreatment→Converter→LF→CC. </p><p>　　On the base of the material and heat equilibrim caculation,the size of steel-making plant works

8、hop span and device assign, personnel placement is made .A project instruction is redacted ,funace size graphic, a ground plane and a sectional view of the workshop are also submitted. And finally, the monograph which is

9、 about non-metallic inclusions in steel and its damagement is also finished.</p><p>　　Key words:steel making, combined-blown, process, refining, continuous casting ，design</p><p><b>　　目錄&l

10、t;/b></p><p>　　1 轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計方案1</p><p>　　1. 1 工藝流程1</p><p>　　1.2 主要冶煉鋼種及產(chǎn)品方案2</p><p>　　1.3 轉(zhuǎn)爐車間組成2</p><p>　　1.4 轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)能力計算2</p><p>　　1.4.

11、1 轉(zhuǎn)爐容量及座數(shù)的確定2</p><p>　　1.4.2 計算年出鋼爐數(shù)2</p><p>　　1.4.3 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案計算出年需鋼水量3</p><p>　　1.4.4 按標(biāo)準(zhǔn)系列確定爐子的容量3</p><p>　　1.4.5 核算車間年產(chǎn)量3</p><p>　　2 轉(zhuǎn)爐煉鋼物料平衡和熱平衡

12、計算4</p><p>　　2.1 物料平衡計算4</p><p>　　2.1.1計算所需原始數(shù)據(jù)。4</p><p>　　2.1.2 物料平衡基本項(xiàng)目4</p><p>　　2.1.3 計算步驟6</p><p>　　2.2 熱平衡計算14</p><p>　　2.2.1計算所需原

13、始數(shù)據(jù)14</p><p>　　2.2.2 計算步驟16</p><p>　　3 氧氣轉(zhuǎn)爐及相關(guān)設(shè)備設(shè)計19</p><p>　　3.1 爐型設(shè)計19</p><p>　　3.1.1爐型選擇19</p><p>　　3.1.2 主要參數(shù)的確定19</p><p>　　3.2 爐襯設(shè)

14、計21</p><p>　　3.2.1爐襯材質(zhì)的選擇21</p><p>　　3.2.2爐襯厚度的確定21</p><p>　　3.3 爐底供氣構(gòu)件的設(shè)計22</p><p>　　3.4 轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件設(shè)計22</p><p>　　3.4.1爐殼22</p><p>　　3.4

15、.2支承裝置22</p><p>　　3.5 傾動機(jī)構(gòu)23</p><p>　　3.6 氧槍設(shè)計23</p><p>　　3.6.1噴頭設(shè)計23</p><p>　　3.6.2氧槍水冷系統(tǒng)25</p><p>　　4 連鑄車間的設(shè)計28</p><p>　　4.1 連鑄機(jī)機(jī)型的選擇

16、28</p><p>　　4.2 連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù)28</p><p>　　4.2.1 鋼包允許的最大澆注時間28</p><p>　　4.2.2 鑄坯斷面28</p><p>　　4.2.3 拉坯速度28</p><p>　　4.2.4 連鑄機(jī)的流數(shù)30</p><p>　　4.

17、2.5 鑄坯的液相深度和冶金長度30</p><p>　　4.2.6 弧形半徑30</p><p>　　4.3 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的確定31</p><p>　　4.3.1 理論小時產(chǎn)量31</p><p>　　4.3.2 連鑄機(jī)的平均年產(chǎn)量31</p><p>　　4.3.3 連鑄機(jī)臺數(shù)的確定31</

18、p><p>　　4.4 結(jié)晶器的設(shè)計31</p><p>　　4.4.1 結(jié)晶器的長度32</p><p>　　4.4.2 結(jié)晶器斷面尺寸32</p><p>　　4.4.3 結(jié)晶器銅壁厚度32</p><p>　　4.4.4 結(jié)晶器錐度32</p><p>　　4.4.5 結(jié)晶器拉坯阻

19、力32</p><p>　　4.5 二次冷卻裝置33</p><p>　　4.6 拉坯矯直裝置及引錠裝置33</p><p>　　4.7 鋼包回轉(zhuǎn)臺33</p><p>　　4.8 中間包34</p><p>　　5 轉(zhuǎn)爐車間煙氣凈化和回收35</p><p>　　5.1 煙氣

20、量的計算35</p><p>　　5.1.1 最大爐氣量qv035</p><p>　　5.1.2 煙氣量qv35</p><p>　　5.1.3 煙氣成分36</p><p>　　5.1.4 煤氣濃度修正36</p><p>　　5.1.5 回收煤氣量的計算36</p><p

21、>　　5.2 煙氣凈化系統(tǒng)類型的選擇36</p><p>　　5.3 煙氣凈化系統(tǒng)主要設(shè)備的選擇37</p><p>　　5.3.1 煙氣收集設(shè)備-煙罩37</p><p>　　5.3.2 煙氣冷卻設(shè)備37</p><p>　　5.3.3 除塵設(shè)備37</p><p>　　5.3.4 脫水設(shè)

22、備38</p><p>　　5.3.5 抽氣設(shè)備（抽煙機(jī)）38</p><p>　　5.4 含塵污水處理38</p><p>　　6 轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)工藝設(shè)計39</p><p>　　6.1 煉鋼的主要原材料39</p><p>　　6.1.1金屬料39</p><p>　　6.1

23、.2 造渣材料39</p><p>　　6.1.3 其他40</p><p>　　6.2 裝料制度40</p><p>　　6.3 供氧制度41</p><p>　　6.3.1 供氧制度主要工藝參41</p><p>　　6.3.2 氧槍操作41</p><p>　　6.4造渣制度

24、42</p><p>　　6.4.1 單雙渣操作42</p><p>　　6.4.2 各種渣料用量計算及加入42</p><p>　　6.4.3 爐渣調(diào)整43</p><p>　　6.5 溫度制度43</p><p>　　6.5.1 溫度控制原則43</p><p>　　6.5.2

25、 出鋼溫度的確定44</p><p>　　6.5.3 過程控制溫度要求44</p><p>　　6.6 終點(diǎn)控制與出鋼44</p><p>　　6.7 脫氧合金化45</p><p>　　6.7.1 脫氧合金化操作45</p><p>　　6.7.2 影響合金元素吸收率的因素45</p>&l

26、t;p>　　7 轉(zhuǎn)爐車間的組成、類型和主廠房尺寸47</p><p>　　7.1 車間組成47</p><p>　　7.2主廠房主要尺寸的確定47</p><p>　　7.2.1加料跨47</p><p>　　7.2.2爐子跨49</p><p>　　7.2.3 澆鑄跨53</p>&l

27、t;p>　　8 煉鋼車間其它設(shè)備的選擇與計算56</p><p><b>　　8.1渣罐車56</b></p><p>　　8.1.1渣罐車型號的選取56</p><p>　　8.1.2渣罐車數(shù)量的確定56</p><p>　　8.2 混鐵車56</p><p>　　8.3 鐵水罐

28、57</p><p>　　8.4 廢鋼供應(yīng)系統(tǒng)57</p><p>　　8.4.1轉(zhuǎn)爐車間晝夜所需廢鋼量57</p><p>　　8.4.2廢鋼貯倉容積或堆放場地所需面積計算57</p><p>　　8.4.3廢鋼料斗容量及數(shù)量58</p><p>　　8.5 散裝材料供應(yīng)系統(tǒng)58</p>&

29、lt;p>　　8.5.1 地面料倉容積和數(shù)量的確定58</p><p>　　8.5.2 上料方式的選擇59</p><p>　　8.5.3 高位料倉容積和數(shù)量的確定59</p><p><b>　　8.5.460</b></p><p>　　8.6 鋼包的工藝參數(shù)60</p><p

30、>　　8.7起重機(jī)的選用61</p><p>　　9 煉鋼車間人員編制62</p><p>　　10 煉鋼車間經(jīng)濟(jì)指標(biāo)66</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)67</b></p><p><b>　　致 謝68</b></p><p><b>　

31、　專題69</b></p><p>　　1 轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計方案</p><p><b>　　1. 1 工藝流程</b></p><p>　　高爐鐵水用混鐵車運(yùn)到倒罐站后，轉(zhuǎn)移到鐵水罐中（鑒于鐵水罐比混鐵車操作方便且易于扒渣），為了優(yōu)化工藝，進(jìn)行一系列的鐵水預(yù)處理。由于脫硫需要氧化性條件，和脫硅、脫磷的氣氛條件不一樣，且采取的渣處

32、理工藝也不一樣，所以從工藝上考慮將其放到其它兩個預(yù)處理工藝之前；脫硫渣送到渣場處理，經(jīng)過磨碎提取其中的鐵粉后，剩余脫硫渣送到廠外用于建材生產(chǎn)、建筑填料等工業(yè)。脫硫后鐵水必須保證硅含量低于0.15%才能實(shí)現(xiàn)脫磷處理，因此將脫硅處理置于脫磷之前；脫硅渣屬于酸性渣且硫含量較低，可以將其送到高爐或燒結(jié)車間，進(jìn)行返回利用。脫硅達(dá)到要求后，可以進(jìn)行脫磷操作；脫磷渣送到脫磷渣再生器中，此過程產(chǎn)生的爐渣考慮到整個流程的最優(yōu)化，分別取50%返回脫磷和脫硅

33、程序；當(dāng)高磷鐵水達(dá)到一定量時，將其轉(zhuǎn)移到一個脫磷包中進(jìn)行深脫磷，產(chǎn)生的磷含量>10%的爐渣可以送到化肥廠生產(chǎn)磷肥，剩余的高磷鐵水送到其他小型的鑄造廠用于鑄造。</p><p>　　經(jīng)過鐵水預(yù)處理后的鐵水兌到轉(zhuǎn)爐進(jìn)行脫碳處理，此時硅、硫、磷的含量都比較低，其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐渣可以繼續(xù)返回到脫硅程序，工藝流程如圖1—1。</p><p>　　高爐鐵水 混鐵車 鐵水預(yù)處理

34、 倒罐站 鐵水罐</p><p><b>　　預(yù)處理渣</b></p><p>　　渣 場 扒渣</p><p>　　轉(zhuǎn)爐渣 </p><p>　　鋼液 鋼液

35、 </p><p>　　鋼包回轉(zhuǎn)臺 L F 爐 轉(zhuǎn)爐</p><p><b>　　鋼液</b></p><p><b>　　連鑄坯</b></p><p>　　連鑄機(jī) ...

36、 ... 廢鋼及其它輔料</p><p>　　圖1—1 工藝流程圖</p><p>　　1.2 主要冶煉鋼種及產(chǎn)品方案</p><p>　　本設(shè)計主要生產(chǎn)普碳鋼、低合金鋼，也可根據(jù)市場的要求進(jìn)行靈活調(diào)整。</p><p>　　根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書中年產(chǎn)370萬噸鑄坯的要求，可確定其產(chǎn)品大綱。

37、詳見于表1-1：</p><p><b>　　表1-1 產(chǎn)品大綱</b></p><p>　　1.3 轉(zhuǎn)爐車間組成</p><p>　　現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間一般由以下各部分組成：鐵水預(yù)處理站及鐵水倒罐站；廢鋼堆場與配料間；主廠房（包括爐子跨、原料跨、爐外精煉跨、澆鑄系統(tǒng)各跨間）；鐵合金倉庫及散狀原料儲運(yùn)設(shè)施；中間渣場；耐火材料倉庫；一、二次煙氣

38、凈化設(shè)施及煤氣回收設(shè)施；水處理設(shè)施；分析、檢測及計算機(jī)監(jiān)控設(shè)施；備品備件庫、機(jī)修間、生產(chǎn)必需的生活福利設(shè)施；水、電、氣（氧、氬、氮、壓縮空氣）等的供應(yīng)設(shè)施。</p><p>　　1.4 轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)能力計算</p><p>　　1.4.1 轉(zhuǎn)爐容量及座數(shù)的確定</p><p>　　綜合考慮當(dāng)前轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的生產(chǎn)情況，本設(shè)計采“二吹二”制，每爐鋼的平均冶煉周期取38m

39、in，平均供氧時間為16min。轉(zhuǎn)爐作業(yè)率：取η=94.5%；爐外精煉收得率：取99%；連鑄收得率：取98%，以提高轉(zhuǎn)爐的利用效率，減少資金的投入。</p><p>　　1.4.2 計算年出鋼爐數(shù)</p><p>　　轉(zhuǎn)爐的年出鋼爐數(shù)N按下式計算：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中： T

40、1——每爐鋼的平均冶煉時間，38min/爐；</p><p>　　1440——一天的時間，min/d；</p><p>　　345——一年的工作天數(shù)，d/a；</p><p>　　η——轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，（T2 一年的工作天數(shù)）</p><p><b>　　=94.5%</b></p><p>　　1.

41、4.3 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案計算出年需鋼水量</p><p>　　每爐鋼的平均冶煉周期取38min。</p><p>　　爐外精煉收得率：取99%；</p><p>　　連鑄收得率：取98%；</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：；</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：

42、。</b></p><p>　　1.4.4 按標(biāo)準(zhǔn)系列確定爐子的容量</p><p>　　故取公稱容量為：150噸。</p><p>　　1.4.5 核算車間年產(chǎn)量</p><p>　　本設(shè)計中選定150噸轉(zhuǎn)爐兩座，按照二吹二生產(chǎn)方式。</p><p>　　車間年產(chǎn)量=150×26142

43、5;98%×99%=380.44萬噸﹥370萬噸，故設(shè)計選取合格。</p><p>　　2 轉(zhuǎn)爐煉鋼物料平衡和熱平衡計算</p><p>　　2.1 物料平衡計算</p><p>　　2.1.1計算所需原始數(shù)據(jù)。</p><p>　　基本原始數(shù)據(jù)有：冶煉鋼種及其成分（表2—1）；金屬料——鐵水成分和廢鋼的成分（表2—1）；終點(diǎn)鋼水成

44、分（表2—1）；造渣用熔劑及爐襯等原材料的成分（表2—2）；脫氧和合金化用鐵合金的成分及回收率（表2—3）；其他工藝參數(shù)（表2—4）。</p><p>　　表2—1 鋼種、鐵水、廢鋼和終點(diǎn)鋼水的成分設(shè)定值</p><p>　　*[C]和[Si]按實(shí)際生產(chǎn)情況選?。籟Mn]、[P]和[S]分別按鐵水中相應(yīng)成分含量的30%、10%和60%留在鋼水中設(shè)定。</p><p>

45、;　　本計算設(shè)定的冶煉鋼種為Q235B</p><p>　　2.1.2 物料平衡基本項(xiàng)目</p><p>　　收入項(xiàng) 支出項(xiàng)</p><p>　　鐵水 鋼水</p><p>　　廢鋼

46、 爐渣</p><p>　　熔劑（石灰、螢石、輕燒白云石） 煙塵</p><p>　　氧氣 渣中鐵珠</p><p>　　爐襯蝕損 爐氣</p><p>　　鐵合金 噴濺</p

47、><p>　　表2—2 原材料成分 </p><p>　　（續(xù)）表2—2 原材料成分</p><p>　　表2—3 鐵合金成分（分子）及其回收率（分母）</p><p>　　*10%C與氧生成CO2</p><p>　　表2—4 其他工藝參數(shù)設(shè)定值 &

48、lt;/p><p>　　2.1.3 計算步驟</p><p>　　以100Kg鐵水為基礎(chǔ)進(jìn)行計算。</p><p>　　第一步：計算脫氧和合金化前的總渣量及其成分。</p><p>　　總渣量包括鐵水中元素氧化、爐襯蝕損和加入熔劑的成渣量。其各項(xiàng)成渣量分別列于表 2—5、2—6和 2—7?？傇考捌涑煞秩绫?2—8所示。</p>&

49、lt;p>　　第二步：計算氧氣消耗量。</p><p>　　氧氣實(shí)際消耗量系消耗項(xiàng)目與供入項(xiàng)目之差，詳見表 2—9。</p><p>　　第三步：計算爐氣量及其成分。</p><p>　　表2—5 鐵水中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量</p><p>　　*由CaO還原出的氧量；消耗的CaO量=0.009×56/32=0.016k

50、g </p><p>　　表2—6 爐襯蝕損的成渣量</p><p>　　表 2—7 加入熔劑的成渣量</p><p>　　*1石灰加入量計算如下：由表2—5~2—7可知，渣中已含的（CaO）=-0.016+0.004+0.002</p><p>　　+0.910=0.9000kg；渣中已含（SiO2）=1.710+0.0

51、09+0.028+0.020=1.767kg。因設(shè)定的終渣堿度R=3.5；故石灰加入量為[R∑(SiO2)-∑(CaO)]/(%CaO石灰-R×%SiO2石灰)</p><p>　　=5.285/(88.00%-3.5×2.50%)=6.67kg。</p><p>　　*2為（石灰中CaO含量）-（石灰中S CaS自耗的CaO量）。</p><p

52、>　　*3由CaO還原出的氧量，計算方法同表2—5之注。</p><p>　　表2—8 總渣量及其成分</p><p>　　*總渣量計算如下：因?yàn)楸?—8中除（FeO）和（Fe2O3）以外的渣為：6.799+1.934+1.052+0.137</p><p>　　+0.520+0.440+0.422+0.031=11.315kg，而終渣∑（FeO）=15%，

53、故總渣量為11.315/86.75%</p><p><b>　　=13.043kg</b></p><p>　?、伲‵eO）量=13.043×8.25%=1.076kg</p><p>　?、冢‵e2O3）量=13.043×5%-0.033-0.005-0.008=0.606kg </p><p>

54、　　表2—9 實(shí)際耗氧量</p><p>　　*為爐氣中N2之重量，詳見表2-10</p><p>　　爐氣中含有CO、CO2、O2、N2、SO2和H2O。其中CO、CO2、SO2和H2O可由表2—5~2—7查得，O2和N2則由爐氣總體積來確定。現(xiàn)計算如下。</p><p><b>　　爐氣總體積V∑ ：</b></p><

55、;p>　　式中： Vg ——CO、CO2、SO2和H2O諸組分之總體積，m3。本計算中，其值 為8.719×22.4/28+ 2.736×22.4/44 + 0.010×22.4/64+ 0.012×22.4/18</p><p>　　=8.387 m3 ；</p><p>　　Gs ——不計自由氧的氧氣消耗量，kg。本計算中，其值為8.1

56、11 m3（見表2—9）；</p><p>　　Vx——鐵水鐵水與石灰中的S與CaO反應(yīng)還原出的氧量，m3 。本計算中，其值為0.007 kg（見表2—9）；</p><p>　　5% ——爐氣中自由氧含量；</p><p>　　99 ——由氧氣純度為99%轉(zhuǎn)換得來。</p><p>　　計算結(jié)果列于表2—10。</p><

57、;p>　　表2—10 爐氣量及其成分</p><p>　　*爐氣中O2的體積為8.486×0.5%=0.042 m3 ；重量為0.042×32/22.4=0.060 kg </p><p>　　**爐氣中N2的體積系爐氣總體積與其它成分的體積之差；重量為0.057×28/22.4 =0.071 kg</p><p

58、>　　第四步：計算脫氧和合金化前的鋼水量。</p><p>　　鋼水量Qg = 鐵水量—鐵水中元素的氧化量—煙塵、噴濺和渣中的鐵損</p><p>　　=100-6.785-[1.50（75%×56/72+20%×112/160)+1+13.043×6%] </p><p>　　= 90.348 kg。</p>&l

59、t;p>　　據(jù)此可編制脫氧和合金化前的物料平衡表（表2—11）</p><p>　　表2—11 未加廢鋼時的物料平衡表</p><p>　　注：計算誤差為（118.21-118.31）/118.21×100% = -0.08%</p><p>　　第五步：計算加入廢鋼的物料平衡。</p><p>　　如同“第一部”計算鐵水中

60、元素氧化量一樣，利用表2—1的數(shù)據(jù)先確定廢鋼中元素的氧化量及其耗氧量和成渣量（表2—12），再將其與表2—11歸類合并，遂的加入廢鋼后的物料平衡表2—13和表2—14。</p><p>　　第六步：計算脫氧和合金化后的物料平衡。</p><p>　　現(xiàn)根據(jù)鋼種成分設(shè)定值（表2—1）和鐵合金成分及其燒損率（表2—3）算出錳鐵和硅鐵的加入量，再計算其元素的燒損量。將所得結(jié)果和表2—14歸類合并

61、，即得冶煉一爐鋼的總物料平衡表。</p><p>　　錳鐵加入量WMn 為</p><p>　　硅鐵加入量WSi 為 </p><p>　　表2—12 廢鋼中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量</p><p>　　表2—13 加入廢鋼的物料平衡表（以100kg鐵水為基礎(chǔ)）</p><p>　　表2—14 加入廢鋼的物料

62、平衡表（以100kg（鐵水+廢鋼）為基礎(chǔ)）</p><p>　　鐵合金中元素的燒損量和產(chǎn)物量列于表2—15。</p><p>　　表2—15 鐵合金中元素的燒損量和產(chǎn)物量</p><p><b>　　*可以忽略</b></p><p>　　脫氧和合金化后的鋼水成分如下：</p><p>　　C

63、 Si</p><p>　　% 0.12 0.25</p><p>　　Mn P</p><p>　　0.50 0.021

64、</p><p><b>　　S </b></p><p><b>　　0.022</b></p><p>　　可見，含碳量尚未達(dá)到設(shè)定值。為此需在鋼包內(nèi)加入焦粉增碳。加入量W1為</p><p>　　焦炭生成產(chǎn)物如下表2—16。</p><p>　　表2—16 焦炭

65、生成產(chǎn)物</p><p>　　*系CO、H2O 和揮發(fā)份之總和（未揮發(fā)份燃燒的影響）</p><p>　　由此可得冶煉過程（即脫氧和合金化后）的總物料平衡表2—17。</p><p>　　表2—17 總物料平衡表</p><p>　　*可以近似認(rèn)為（0.133+0.032）之氧量系出鋼時鋼水二次氧化帶入</p><p&g

66、t;　　計算誤差：（117.29-117.35）/117.29 = -0.05%</p><p><b>　　2.2 熱平衡計算</b></p><p>　　2.2.1計算所需原始數(shù)據(jù)</p><p>　　計算所需基本原始數(shù)據(jù)有：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度（表2—18）；物理平均熱容（表2—19）；反應(yīng)熱效應(yīng)（表2—20）；溶入鐵水中的元素對鐵熔點(diǎn)

67、的影響（表2—21）。其他數(shù)據(jù)參照物料平衡選取。</p><p>　　表2—18 入爐物料及產(chǎn)物的溫度設(shè)定值</p><p>　　*純鐵熔點(diǎn)為1535℃</p><p>　　表2—19 物料平均熱容</p><p>　　表2—20 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng)</p><p>　　表2—21 溶入鐵中的元素對鐵熔點(diǎn)的降

68、低值</p><p>　　2.2.2 計算步驟</p><p>　　以100Kg鐵水量為基礎(chǔ)。</p><p>　　第一步：計算熱收入Qs。</p><p>　　熱收入項(xiàng)包括：鐵水物理熱；元素氧化熱及成渣熱；煙塵氧化熱；爐襯中碳的氧化熱。</p><p>　　（1）鐵水物理熱Qw：現(xiàn)根據(jù)純鐵熔點(diǎn)、鐵水成分以及溶入元素對

69、鐵熔點(diǎn)的降低值（表2—18、2—1和2—21）計算鐵水熔點(diǎn)Tt，然后由鐵水溫度和生鐵比熱（表2—18和2—19）確定Qw。</p><p>　　Tt = 1536-（4.2×100 + 0.8×8 + 0.6×5 + 0.2×30 + 0.035×25）-6 = 1094℃</p><p>　　Qw = 100 ×[ 0.745

70、×（1094-25）+ 218 + 0.837×（1250-1094）]=114500.00kJ</p><p>　?。?）元素氧化熱及成渣熱Qy ：由鐵水中元素氧化量和反應(yīng)熱效應(yīng)（表2—20）可以算出，其結(jié)果列于表2—22。</p><p>　　表2—22 元素氧化熱和成渣熱</p><p>　?。?）煙塵氧化熱Qc：由表2—4中給出的煙塵

71、量參數(shù)和反應(yīng)熱效應(yīng)計算可得。 </p><p>　　Qc =1.5（75%×56/72 ×4250 + 20%×112/160 ×6460)=5075.36 kJ</p><p>　?。?）爐襯中碳的氧化熱Ql ：根據(jù)爐襯蝕損量及其含碳量確定。</p><p>　　Ql = 0.3

72、15;14%×90%×11639 + 0.3×14%×10%×34834=586.25 kJ</p><p>　　故熱收入總值為 </p><p>　　Qs = Qw + Qy + Qc + Ql = 218567.25 kJ</p><p>　　第二步：計算熱支出Qz 。</p><p&

73、gt;　　熱支出項(xiàng)包括：鋼水物理熱；爐渣物理熱；煙塵物理熱；爐氣物理熱；渣中鐵珠物理熱；噴濺物（金屬）物理熱；輕燒白云石分解熱；熱損失；廢鋼吸熱。</p><p>　　（1）鋼水物理熱Qg ： 先按求鐵水熔點(diǎn)的方法確定鋼水熔點(diǎn)Tg ；再根據(jù)出鋼和鎮(zhèn)靜時的實(shí)際溫降（通常前者為40~60℃，后者約3~5℃/min ,具體時間與盛鋼桶大小和澆注條件有關(guān)）以及要求的過熱度（一般為50~90℃）確定出鋼溫度Tz ；最后由鋼

74、水量和熱容算出物理熱。</p><p>　　Tg = 1536-（0.09×65 + 0.18×5 + 0.020×30 + 0.021×25）-6= 1520℃</p><p>　?。ㄊ街校?0.10、0.18、0.020和0.021分別為終點(diǎn)鋼水C、Mn、P和S的含量）</p><p>　　Tz =1520 +50 +50

75、 +70 =1690 ℃ </p><p>　　(式中，50、50和70分別為出鋼過程中的溫降、鎮(zhèn)靜及爐后處理過程中的溫降和過熱度)</p><p>　　Qg =90.348 ×[0.699×（1520-25）+272 +0.837×（1690-1520）=131844.38kJ </p><p>　?。?）爐渣物理熱Qr ：令終

76、渣溫度與鋼水溫度相同，則得：</p><p>　　Qr = 13.043×[1.248×（1690-25）+209] = 29828.29 kJ</p><p>　?。?）爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的物理熱Qx 。根據(jù)其數(shù)據(jù)、相應(yīng)的溫度和熱容確定。詳見表2—23。 </p><p>　　表2—23 某些物料的物理熱</p>

77、<p>　?。?）生白云石分解熱Qb ：根據(jù)其用量、成分和表2—20所示熱效應(yīng)計算之。 </p><p>　　Qb =2.5×（36.40%×1690 + 25.60%×1405）= 2437.10kJ</p><p>　?。?） 熱損失Qq ：其它熱損失帶走的熱量一般占總熱收入的3~8%。本計算取5%則得：</p><p&g

78、t;　　Qq =218567.25×5% = 10928.36 kJ</p><p>　?。?）廢鋼吸熱Qf :用于加熱廢鋼的熱量系剩余熱量，即：</p><p>　　Qf =Qs - Qg - Qr - Qx - Qb - Qq = 19663.18 kJ</p><p>　　故廢鋼加入量Wf 為：</p><p>　　Wf =

79、19663.18 ÷1×[0.699×（1520-25）+ 272 + 0.887×（1690-1520）]</p><p>　　= 13.39 kg</p><p><b>　　即廢鋼比為：</b></p><p>　　熱平衡計算結(jié)果列于表2—24。</p><p>　　若不計算

80、爐渣帶走的熱量時： </p><p><b>　　= 69.32%</b></p><p>　　應(yīng)當(dāng)指出，加入鐵合金進(jìn)行脫氧和合金化，會對熱平衡數(shù)據(jù)產(chǎn)生一些影響。對轉(zhuǎn)爐用一般生鐵冶煉低碳鋼來說，所用鐵合金數(shù)量有限，數(shù)量也不多。經(jīng)計算，其熱收入部分約占總熱收入的0.8~1.0%，熱支出部分約占0.5

81、~0.8%，二者基本持平。</p><p>　　表2—24 熱平衡表</p><p>　　3 氧氣轉(zhuǎn)爐及相關(guān)設(shè)備設(shè)計</p><p>　　氧氣轉(zhuǎn)爐是轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的主體設(shè)備。本章以頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐為重點(diǎn)，對其爐型、爐襯、爐體金屬結(jié)構(gòu)和傾動機(jī)構(gòu)以及底部供氣構(gòu)件進(jìn)行選型和設(shè)計。</p><p>　　頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐是繼氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐和底吹轉(zhuǎn)爐之后，于70

82、年代中期出現(xiàn)的一種新型轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備。頂?shù)讖?fù)吹兼有頂吹易于控制成渣過程和底吹可以增大熔池攪拌器強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，是節(jié)能降耗、擴(kuò)大品種、提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑；特別對于容量較大的轉(zhuǎn)爐，更具有其優(yōu)越性。因此，近幾年來獲得迅速發(fā)展。據(jù)報道，日本基本淘汰了單純頂吹法，國內(nèi)轉(zhuǎn)爐的發(fā)展方向也是積極采用復(fù)吹。</p><p><b>　　3.1 爐型設(shè)計</b></p><p><b

83、>　　3.1.1爐型選擇</b></p><p>　　從冶金特征來說，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐更類似于底吹轉(zhuǎn)爐，因此它們的爐型更為接近。就吹煉的平穩(wěn)和噴濺程度而言，它優(yōu)于頂吹轉(zhuǎn)爐，而不及頂吹轉(zhuǎn)爐，故爐子高寬比略小于頂吹轉(zhuǎn)爐，卻大于底吹轉(zhuǎn)爐，即略呈矮胖型。爐底一般作成平底，以便設(shè)置噴口，所以熔池常為截錐型。通常其底部直徑d≈0.7D,其熔池體積Vc(m3)與熔池直徑D(m)、熔池深度h(m)有如下關(guān)系：<

84、;/p><p>　　Vc=0.547hD2 </p><p>　　3.1.2 主要參數(shù)的確定</p><p>　?。?）爐容比：一方面由于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程比單純頂吹平穩(wěn)，其鋼渣噴濺高度相應(yīng)低于后者；另一方面，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐呈矮胖型，特別是采用截錐型熔池時，在裝入量和熔池直徑均相同的情況下，其熔池又比較深，以至熔池面以上的爐膛高度已比筒球型或錐球

85、型的頂吹轉(zhuǎn)爐有所降低。綜上所述，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的爐容比可略小于頂吹轉(zhuǎn)爐。</p><p>　　從目前實(shí)際情況來看，爐容比取0.89m3/t。</p><p>　　（2）高徑比：其值略小于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐高徑比，取1.30。</p><p>　?。?）熔池直徑D計算： D = K </p><p>　　式中D——熔池直徑，m</p>

86、<p>　　G——新爐金屬裝入量，t,可取公稱容量150</p><p>　　t——吹氧時間，min，取16</p><p>　　K——比例系數(shù)，取1.6 </p><p>　　帶入數(shù)據(jù)得=4.90m</p><p>　　V池 = V金 = G /金 = 150 / 6.8 = 22.06 m3 </p><p

87、><b>　　（4）熔池深度h：</b></p><p>　　h = V池 / 0.574 D2 = 22.06/ (0.574×4.902) =1600 mm</p><p>　?。?）爐帽尺寸的確定：設(shè)計時考慮以下因素：穩(wěn)定性，便于兌鐵水和加廢鋼，減少熱損失，避免出鋼時鋼渣混出或從爐口流渣，減少噴濺。主要確定爐帽傾角θ、爐口直徑d口和爐帽高度H帽

88、。</p><p>　　1）爐帽傾角θ：對于150t的轉(zhuǎn)爐，選取62o。</p><p>　　2）爐口直徑d口：考慮到滿足兌鐵水和加廢鋼的要求，減少熱損失，減少噴濺，減少空氣進(jìn)入爐內(nèi)和改善爐前操作條件等因素，爐口直徑d口=45%D。</p><p>　　3）爐帽高度H帽：為了維護(hù)爐口的正常形狀，防止因磚襯蝕損而使其迅速擴(kuò)大，在路口上部設(shè)有高度為H口=400mm的直線

89、段。因此爐帽高度為</p><p>　　H帽=1/2（D-d口）tanθ+H口 </p><p>　　=1/2×(4.90-45%×4.90)×tan62o+0.40</p><p><b>　　=2.94m</b></p><p>　　爐帽總體積為V帽=×（H帽

90、-H口）（D2+Dd口+d口2）+×d口2H口</p><p>　　=0.262×(2.94-0.40)×(4.902+4.90×2.20+2.22)+0.785×2.22×0.4</p><p><b>　　=27.87m3</b></p><p>　?。?）爐身尺寸的確定：因其直徑

91、 與 熔 池上 直 徑 一致，故只需確定其爐身高度H身。</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=4.43m</b></p><p>　　式中： V帽、V身、V池——分別為爐帽、爐身和熔池的容積；</p><p>　　Vt——轉(zhuǎn)入有效容積，轉(zhuǎn)入有效容積=爐容比

92、5;公稱容量。</p><p>　?。?）出鋼口尺寸的確定：出鋼口內(nèi)口設(shè)在爐帽與爐身交界處，為了縮短出鋼口長度，利于維修和減少鋼液二次氧化及熱損失，出鋼口中心線水平傾角取15°。</p><p>　　1）出鋼口直徑d出可按如下經(jīng)驗(yàn)式確定 </p><p&g

93、t;<b>　　=</b></p><p>　　cm 取18cm</p><p>　　2）出鋼口襯磚外徑： dST = 6d出 =6×0.18=1.08 m </p><p>　　3）出鋼口長度LT =7d出 =7×0.18 =1.26m</p><p>&

94、lt;b>　　3.2 爐襯設(shè)計</b></p><p>　　爐襯設(shè)計的主要任務(wù)是選擇合適的爐襯材質(zhì)，確定合理的爐襯組成和厚度，并提出相應(yīng)的磚型方案，以確保獲得經(jīng)濟(jì)上的最佳爐齡。</p><p>　　3.2.1爐襯材質(zhì)的選擇</p><p>　　（1）工作層是與金屬、熔渣和爐氣接觸的內(nèi)層爐襯，工作條件相當(dāng)惡劣。爐帽傾斜部，直筒部，爐底部的工作層均采

95、用鎂碳磚。</p><p>　　（2）永久層:緊貼爐殼鋼板（或絕熱層），其作用是保護(hù)爐殼，常用鎂磚。</p><p>　　（3）出鋼口搗打料一般用焦油鎂砂；爐身的填充層，也是用焦油鎂砂搗打而成。</p><p>　　3.2.2爐襯厚度的確定</p><p>　　表3—1 轉(zhuǎn)爐爐襯厚度設(shè)定值（mm）</p><p>　　

96、爐殼內(nèi)徑：4.90+1.015×2=6.930m</p><p>　　爐殼內(nèi)型高度：1.600+2.940+4.43+1.025=9.995m</p><p>　　磚型選擇：盡量選用大磚，砌筑過程中力爭不打或少打磚，對于小磚組合起來困難或難以保證修筑質(zhì)量的部位，選用異型磚，盡量減少磚型種類。 </p><p>　　3.3 爐底供氣構(gòu)件的設(shè)計</p&

97、gt;<p>　　底部供氣裝置是頂?shù)讖?fù)吹技術(shù)關(guān)鍵之一。它既滿足復(fù)合吹煉工藝特點(diǎn)，又要結(jié)構(gòu)簡單，使用安全可靠，并且具有與爐襯同步的使用壽命。采用四個雙套管式噴嘴，噴嘴對稱分布置于爐底，應(yīng)使底吹和頂吹產(chǎn)生的熔池環(huán)流運(yùn)動同向，以獲得最佳的攪拌效果，即最快的熔池混勻。頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐為加強(qiáng)攪拌型，對底部進(jìn)行供氣，實(shí)行頂部吹氧和底部吹N2、Ar，先吹氧后吹氬，從而擴(kuò)大了復(fù)合吹煉的使用范圍。</p><p>　　3

98、.4 轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件設(shè)計</p><p>　　轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件由爐殼、爐體支承裝置及傾動機(jī)構(gòu)組成。</p><p><b>　　3.4.1爐殼</b></p><p>　　爐殼：爐殼由爐帽、爐身和爐底組成。</p><p>　　爐帽制成圓椎型。采用鑄鐵埋管式水冷爐口，是把通冷卻水的蛇形鋼管鑄在鑄鐵的爐口圈內(nèi)制成，用卡

99、板焊在爐帽上。爐身呈圓柱形，爐底采用截錐型。爐帽可以移動，爐身和爐底進(jìn)行焊接。</p><p>　　在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，爐殼承受多種負(fù)荷的作用，是爐殼產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，以致引起不同程度的變形。因此必須選用抗蠕變強(qiáng)度高、焊接性能好的材料。本設(shè)計選用16Mn。</p><p>　　爐殼尺寸如下：爐帽鋼板厚度為58mm，爐底鋼板厚度60mm，爐身鋼板厚度80mm，轉(zhuǎn)爐總高度10113mm，爐殼外徑7

100、090mm。</p><p>　　=10113/7090=1.43≥1.3，符合要求，所以認(rèn)為所設(shè)計的爐子尺寸基本上是合適的，能夠保證轉(zhuǎn)爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　3.4.2支承裝置</b></p><p>　　支承裝置：支承裝置主要由托圈、爐體與托圈的連接裝置、耳軸及其軸承組成。</p><p>　　托圈

101、采用鋼板焊成呈矩形斷面的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其尺寸如下：斷面高度2100mm，斷面寬度700mm，蓋板厚度120mm，腹板厚度70mm。托圈與爐殼之間間隙參照爐殼直徑的3%確定，以改善爐身的通風(fēng)條件和適當(dāng)留有擴(kuò)容潛力。</p><p>　　爐殼與托圈間采用自調(diào)螺栓連接裝置。爐殼上部焊有兩個加強(qiáng)圈，爐殼通過他們和三個帶球面墊圈的自調(diào)螺栓與托圈連接在一起，三個螺栓在圓周上呈120°布置，且與焊在托圈蓋板上的支座鉸接。

102、該結(jié)構(gòu)能適應(yīng)爐殼和托圈的不等量變形，載荷分布均勻，制作方便，工作性能好。</p><p>　　耳軸及其軸承：爐體和托圈的全部載荷都通過耳軸，經(jīng)軸承座傳給地基；同時傾動機(jī)構(gòu)的傾動力矩又通過耳軸傳給托圈和爐體。因此耳軸應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度以適應(yīng)以上多種載荷的要求。采用合金鋼材質(zhì)，其直徑取1000mm，其軸承采用重型雙列向心球面滾子軸承，與托圈的連接方式采用法蘭螺栓連接。</p><p>　　

103、耳軸位置的確定應(yīng)兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)取耳軸中心到爐底的距離為4897mm。</p><p>　　傾動機(jī)構(gòu)采用電動機(jī)—齒輪傳動方式，為了保證設(shè)備運(yùn)行的安全性和實(shí)現(xiàn)設(shè)備輕、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少的目的，本設(shè)計采用全懸掛四點(diǎn)嚙合的傾動機(jī)構(gòu)布置形式。</p><p><b>　　3.5 傾動機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　轉(zhuǎn)爐在冶煉過程中要前后傾轉(zhuǎn)，

104、傾動角度為±360°，以滿足兌鐵水、加廢鋼、取樣、側(cè)溫、補(bǔ)爐、出渣、出鋼等工藝操作的需要。傾動速度一般是可調(diào)的。此外傾動機(jī)構(gòu)還需要與氧槍和煙罩升降機(jī)構(gòu)連鎖，且能適應(yīng)載荷的變化和結(jié)構(gòu)的形變。</p><p>　　傾動機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)有傾動速度、傾動力矩和耳軸位置。由于本次設(shè)計轉(zhuǎn)爐的公稱容量為300t，故可采用無級調(diào)速，其轉(zhuǎn)速通常為0.15~1.5r/min。本次設(shè)計取轉(zhuǎn)速為1.0r/min，傾動機(jī)

105、構(gòu)選用全懸掛式。傾動力矩的計算目的是確定不同情況下的傾動力矩和合理選擇耳軸位置，以確保操作安全。耳軸的最佳位置應(yīng)兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性。</p><p><b>　　3.6 氧槍設(shè)計</b></p><p>　　氧槍有噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)三部分組成。噴頭由紫銅經(jīng)機(jī)加工或用鍛造方法制成，槍身由無縫管做成的三層套管組成。尾部結(jié)構(gòu)設(shè)計中保證方便輸氧管進(jìn)水和出水軟管同槍體的連接，

106、三層套管之間密封及冷卻水道的間隙通暢，以及便于吊裝氧槍。其設(shè)計包括噴頭設(shè)計，水冷系統(tǒng)設(shè)計，槍身和尾部結(jié)構(gòu)設(shè)計。</p><p><b>　　3.6.1噴頭設(shè)計</b></p><p>　　噴頭是氧槍的核心部分，其基本功能可以說是個能量轉(zhuǎn)換器，將氧管中氧氣的高壓能轉(zhuǎn)化為動能，并通過氧氣射流完成對熔池的作用。</p><p><b>　　

107、設(shè)計主要要求為：</b></p><p>　　A 正確設(shè)計工況氧壓和噴孔的形狀、尺寸，并要求氧氣射流沿軸線的衰減應(yīng)盡可能的慢。</p><p>　　B 氧氣射流在熔池面上有合適的沖擊半徑。</p><p>　　C 噴頭壽命要長，結(jié)構(gòu)合理簡單，氧氣射流沿氧槍軸線不出現(xiàn)負(fù)壓區(qū)和強(qiáng)的湍流運(yùn)動。</p><p><b>　　噴頭

108、參數(shù)的選擇：</b></p><p>　?。?）原始條件見表3—2。</p><p>　　表3—2 噴頭參數(shù)的原始數(shù)據(jù)</p><p>　　冶煉Q235B,終點(diǎn)鋼水C=0.09%根據(jù)鐵水成分和所煉鋼種進(jìn)行的物料平衡計算，取每噸鋼鐵料耗氧量為48m3 ,吹氧時間為16min。轉(zhuǎn)爐爐子參數(shù)為：內(nèi)徑4.90m，有效高度8.97m，熔池深度為1.60m，爐容比0

109、.89m3/t。</p><p>　?。?）氧氣流量：當(dāng)裝入量為150t時氧氣流量為：Q=48×150/16=450m3/min。</p><p>　?。?）選定噴孔出口馬赫數(shù)M=2.0，采用5孔噴頭，噴孔拉瓦爾型，噴孔夾角14°，噴孔分散度m=d間/d出=0.9。</p><p>　?。?）計算喉口直徑：</p><p>

110、;　　當(dāng)M=2.0時，P/P0=0.1287,取P=P膛=0.101Mpa（見于“可壓縮等熵流函數(shù)表”）代入，則設(shè)計工況氧壓為：P0=0.101/0.1287=0.785Mpa，每孔氧流量為：q=Q/5=90Nm3/min。</p><p>　　取CD=0.86，T0=290K，P0=0.785Mpa=8.0kg/cm2，由</p><p><b>　　得</b>&l

111、t;/p><p>　　則d喉 =4.0cm=40mm</p><p>　?。?）確定噴孔出口直徑：</p><p>　　由M=2.0查得A出/A喉=1.688（見于“可壓縮等熵流函數(shù)表”），即 </p><p>　　則 =52mm </p><p>　　（6）確定噴孔其它幾何尺寸：</p&

112、gt;<p>　　收縮段長度為58mm，噴孔喉口的直線段長度為3mm，擴(kuò)散段的半錐角取7o，則擴(kuò)張段長度L為：</p><p>　　收縮段進(jìn)口尺寸d收=56mm，收縮段長度為L收=0.8d收=45mm。收縮段半錐角 </p><p>　　喉口直線段兩端以光滑圓弧與兩個圓錐相切。</p><p>　　噴頭端面設(shè)計

113、成與噴頭軸線的垂直平面相交夾角為12°的圓錐面，為正口拉烏爾噴管，為改善錐面受熱情況，用一個垂直與噴頭的中心軸線的小平面替代尖錐頂。</p><p>　　3.6.2氧槍水冷系統(tǒng)</p><p>　　氧槍槍身由三層同心無縫管組成，其長度決定于爐子尺寸與工藝布置要求。其主要尺寸計算如下：</p><p>　　(1)中心鋼管直徑的確定。已知氧流量Q=450Nm3

114、/min，氧氣流在中心管內(nèi)的流速按 50m/s, 保證其經(jīng)濟(jì)性和安全性。</p><p>　　依據(jù)氣體狀態(tài)方程，在中心管內(nèi)的實(shí)際狀態(tài)下的氧流量為：</p><p><b>　　則中心鋼管直徑為：</b></p><p>　　中心鋼管的壁厚及直徑根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)無縫管產(chǎn)品規(guī)格選定為ø168×8mm。</p><p&

115、gt;　　(2)中層鋼管和外層鋼管直徑的確定。中層及外層鋼管的直徑主要根據(jù)冷卻水的流速和流量來確定。冷卻水從中心鋼管和中層鋼管之間形成的環(huán)縫進(jìn)入，經(jīng)過噴頭端部，由外層和中層鋼管之間的環(huán)縫流出。</p><p>　　進(jìn)水速度選取6m/s，出水速度選取7m/s，端頭處的水流速取為9 m/s。150t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐氧槍冷卻水耗量為150t/h，冷卻水在氧槍中的溫升控制取△t=20℃，出水溫度﹤50℃。氧槍受熱表面所受的最大熱

116、負(fù)荷值大約為（0.9～1.71）×106kJ/h·m2。</p><p>　　進(jìn)水環(huán)縫截面積： m2</p><p>　　出水環(huán)縫截面積： m2</p><p>　　已知中心鋼管外徑d內(nèi)1=168mm，則中層鋼管的內(nèi)徑為：</p><p>　　選取中層鋼管為ø194×4mm。</p>&l

117、t;p>　　同理，外層鋼管內(nèi)徑為：</p><p>　　選取外層鋼管為ø219×10mm。</p><p>　　為保證銅頭能有較高的壽命，應(yīng)使銅頭底部的流通間隙高度小于外冷卻水層環(huán)縫厚度。</p><p>　　(3)中層套管下沿至噴頭面間隙h的計算。</p><p><b>　　該處的間隙面積為</b

118、></p><p>　　又知 </p><p>　　故 </p><p>　　(4)氧槍總長度和行程確定：</p><p><b>　　根據(jù)氧槍總長公式為</b></p><p><b>　　=20.553<

119、/b></p><p>　　式中 h1——氧槍最低位置至爐口距離，m；</p><p><b>　　=6.97m</b></p><p>　　h2——爐口至煙罩下沿的距離，取0.45m；</p><p>　　h3——煙罩下沿至煙道拐點(diǎn)的距離，取4.0m；</p><p>　　h4——煙道拐

120、點(diǎn)至氧槍孔的距離，m；</p><p>　　h5——為清理結(jié)渣和換槍需要的距離，取0.800m；</p><p>　　h6——根據(jù)把持器下段要求決定的距離，m；</p><p>　　h7——把持器的兩個卡座中心線間的距離，m；</p><p>　　h8——根據(jù)把持器上段要求決定的距離，m。</p><p><b&

121、gt;　　氧槍行程為</b></p><p><b>　　4 連鑄車間的設(shè)計</b></p><p>　　4.1 連鑄機(jī)機(jī)型的選擇</p><p>　　由于本設(shè)計的產(chǎn)品為板坯，結(jié)合現(xiàn)在連鑄機(jī)的發(fā)展趨勢，本設(shè)計選用弧形連鑄機(jī)（圖4-1）。</p><p>　　4.2 連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù)</p>

122、<p>　　連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù)是決定連鑄機(jī)機(jī)械設(shè)備性能和尺寸的基本前提，也是連鑄機(jī)車間工藝布置的主要依據(jù)。連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù)包括鋼包允許的最大澆鑄時間、鑄坯斷面、拉坯速度、流數(shù)、冶金長度、弧形半徑等。</p><p>　　4.2.1 鋼包允許的最大澆注時間</p><p>　　鋼包允許的最大澆鑄時間主要受鋼種、鋼包容量、包襯材質(zhì)、烘烤條件、覆蓋保溫劑、鋼包加蓋等因素影響，可按