180t转炉炼钢车间i学号：课程设计说明书设计题目：设计180t的转炉炼钢车间学生姓名：专业班级：学院：指导教师：2012年12月25日目录1 设备计算1.1转炉设计.1.1.1炉型设计------------------------------------------------------------1 2.1 氧枪设计2.1.1氧枪喷头设计------------------------------------------------62.1.2氧枪枪身设计------------------------------------------------83.1 烟气净化系统设备设计与计算--------------------------------------------------------------12注：装配图1.图1. 180t转炉炉型图--------------------------------------------------62.图2. 枪管横截面--------------------------------------------------------83. 图3.180t氧枪喷头与枪身装配图12---------------------------------121 设备计算 1.1转炉设计1.1.1炉型设计 1、原始条件炉子平均出钢量为180吨钢水，钢水收得率取90%，最大废钢比取10%，采用废钢矿石法冷却。

铁水采用P08低磷生铁 (ω(Si)≤0.85%，ω(P)≤0.2%，ω(S)≤0.05%)。

氧枪采用3孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0MPa2、炉型选择：根据原始条件采用筒球形炉型作为本设计炉型。

3、炉容比 取V/T=0.954、熔池尺寸的计算A.熔池直径的计算tKD G = 确定初期金属装入量G ：取B=18%则()t 18290.0118218021B 2T 2G =⨯+⨯=⋅+=％金η ()3m 4.268.6182GV ===金金ρ 确定吹氧时间：根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为50~57m 3/t (钢)，高磷铁水约为62~69m 3/t (钢)，本设计采用低磷铁水，故取吨钢耗氧量为57m 3/t (钢)，并取吹氧时间为18min 。

则()[]m in t /m 1.318563⋅===吹氧时间吨钢耗氧量供氧强度取K=1.70则()m 46.51818270.1D == B.熔池深度的计算筒球型熔池深度的计算公式为：()m 458.1406.579.0406.5046.04.26D 70.0D 0363.0V h 2323=⨯⨯+=+=金确定D=5.406m ,h=1.458m 。

C.熔池其他尺寸确定 球冠的弓形高度h 1=0.09D=0.09×5.406=0,487(m)炉底球冠曲率半径R=1.1D=1.1×5.406=5.947(m)5、炉帽尺寸的确定A.炉口直径d 0：取d 0=0.5 D=0.5×5.406=2.703(m)B.炉帽倾角θ：取θ=62°C.炉帽高度H 帽：()()m 77.262tan )703.2406.5(21tan d D 21H 0=︒⨯-==θ－膛 取H 口=400mm ,则整个炉帽高度为：()m 17.34.077.2H H H =+=+=口膛帽在炉口处设置水箱式水冷炉口 炉帽部分容积为：()3222202002m 850.44 4.077.2477.22.77406.5406.577.212H d 4)d Dd D H 12V =⨯⨯++⨯+⨯⨯=⋅+++=ππππ）（ （口膛帽6、炉身尺寸确定A.炉膛直径D 膛=D (无加厚段)B.根据选定的炉容比为0.95，可求出炉子总容积为V 总=0.95×180=171(m 3)()3m 75.99850.444.26171V V V V =--=--=帽金总身C.炉身高度则炉型内高()m 976.817.3384.4458.1H H h H =++=++=身帽内 7、出钢口尺寸的确定A.出钢口直径()()m 2.0cm 44.1918075.163T 75.163d T =≈⨯+=+=B.出钢口衬砖外径()m 17.11944.06d 6d T ST =⨯==C.出钢口长度()m 36.11944.07d 7L T T =⨯==D.出钢口倾角β：取β=18° 8、炉衬厚度的确定炉身工作层选700mm ,永久层120mm ,填充层90mm ,总厚度为700+120+90=910(mm)。

炉壳内径为：D 壳内=5.406+0.915×2=7.236(m)炉帽和炉底工作层均选600mm ,炉帽永久层为150mm ，炉底永久层用标准镁砖立砌一层230mm ，黏土砖平砌三层65×3=195(mm)，则炉底砖衬总厚度为600+230+195=1025(mm)。

则炉壳内型高度为H 壳内=8.976＋1.025=10.001(m) 工作层材质全部采用镁碳砖。

9、炉壳厚度确定炉身部分选73毫米厚的钢板，炉帽和炉底部分选用63毫米厚的钢板。

则()()mm 73827327236D mm 100646010001H =⨯+==+=壳总炉壳转角半径SR 1=SR 2=900(mm)SR 3=0.5δ底=0.5×1025=512(mm)10、验算高宽比363.1738210064D H ==壳总 可见壳总D H ≥1.3，符合高宽比的推荐值。

因此可以认为所设计的炉子尺寸基本上是合理的，能够保证转炉的正常冶炼进行。

根据上述计算的炉型尺寸绘制出炉子图型如下：图1. 180t转炉炉型图2.1 氧枪设计2.1.1氧枪喷头设计1、原始数据转炉公称容量180t，低磷铁水，冶炼钢种以低碳钢为主；=8976mm，转炉参数：炉容比V/t=0.95，熔池直径D=5406mm，有效高度H内熔池深度h=1458mm。

2、计算氧流量取吨钢耗氧量56m3，吹氧时间18min，则氧流量q V=56×180/18=520(m3/min)3、选用喷孔出口马赫数为M=2.0，采用四孔喷头，喷孔夹角为12°。

4、设计工况氧压查等熵流表，当M=2.0时，p/p 0=0.1278，定p 膛=1.3×105Pa ，则()Pa 1017.101278.0103.1p/p p p 550⨯=⨯==膛设5、计算喉口直径每孔氧流量 q=q V /3=520/3=140(m 3/min) 利用公式0T DT p A C 784.1q 设=，令C D =0.90，T 0=290K ，p 设=10.17×105Pa ，则29031017.10d 0.901.7841138.752T ⨯⨯⨯⨯⨯⨯=π求得d T =0.042m=42mm 。

取喉口长度L T =14mm 。

6、计算d 出依据M=2.0，查等熵流表A 出/A 喉=1.688()mm 551.68873A/A d d 0T =⨯=⨯=出7、计算扩张段长度取半锥角为5°，则扩张段长度()mm 742tan542-5522tan d d L T 2=︒=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=扩出α 8、收缩段长度取收缩α收=50°，则收缩半角为25°，收缩段的长度由作图法确定，L 1=86.5mm 。

图2. 枪管横截面2.1.2氧枪枪身设计1、原始数据=180t/h，冷却水进水速度υj=6m/s，冷却水回水速度υp=7m/s，冷却水流量q mw冷却水喷头处流速υh=9m/s，中心氧管内氧气流速υ0=50m/s，吹炼过程中水升温Δt=20℃，其中回水温度t2=45℃，进水温度t1=25℃；枪身外管长L p=19.350m，枪身中层管长L j=19.950m，中心氧管长L0=20.409m，180°局部阻损系数ξ=1.5。

2、中心氧管管径的确定中心氧管管径的公式为V 0q A υ工=管内氧气的工况体积流量()()s /m 91.0min /m 315.5427317.102901520T p T p q q 3300VV ==⨯⨯⨯==标标工中心氧管的内截面积 ()20m 0181.05091.0A == 中心氧管的内径 ()m 152.00181.04A 4d 01=⨯=⨯=ππ根据热轧无缝钢管产品目录，选择标准系列产品规格为φ168×6mm 的钢管 验算氧气在钢管内的实际流速()m/s 26.50152.040.91A q 2V 0=⨯==πυ工符合要求。

3、中层套管管径的确定 环缝间隙的流通面积 ()2jm j m 0083.036006180q A w=⨯==υ中层管的内径为()()mm 197m 197.00083.04168.0 4A d d 2j212==⨯+=+'=ππ根据热轧无缝钢管产品目录，选择标准系列产品规格为φ219×6mm 的钢管 验算实际水速()()m/s 02.6168.0197.04360018022j =-⨯⨯=πυ符合要求。

4、外层套管管径的确定 出水通道的面积为()()22p m p cm 4.71m 00714.036007180q A w==⨯==υ外管内径为()()mm 239m 239.000714.04219.04A d d 2p223==⨯+=+'=ππ根据热轧无缝钢管产品目录，选择标准系列产品规格为φ273×13mm 的钢管 验算实际水速()95.6219.0239.04360018022p =-⨯⨯=πυ符合要求。

5、中层套管下沿至喷头面间隙h (见下图)的计算 该处的间隙面积为()2hm h m 0042.03600918075%q 75%A w=⨯⨯=⨯=υ又知 ()2hd d A 22h '+=π，故 ()()()()mm 2.5m 0052.00.2730.2390042.02d d 2A h 22h ==+⨯⨯='+=ππ6、氧枪总长度和行程确定根据公式氧枪总长为()m 409.20500.0000.1800.0800.0000.4000.5216.1230.7 h h h h h h h h H 87654321=+++++++=+++++++=枪式中 h 1—氧枪最低位置至炉口距离，m ；h 2—炉口至下沿的距离，取1.216m ； h 3—炉口下沿至烟道拐点的距离，取5.000m ； h 4—烟道拐点至氧枪空的距离，m ；h 5—为清理结渣和换枪需要的距离，取0.800m ； h 6—根据把持器下段要求决定的距离，m ； h 7—把持器的两个卡座中心线间的距离，m ； h 8—根据把持器上段要求决定的距离，m 。