H EBEI P OLYTECHNIC U NIVERSITY课程设计说明书G RADUATE D ESIGN (T HESIS)课程设计题目：120吨转炉设计学生姓名：孙韩洋专业班级： 06冶金2学院：轻工学院材料化工部指导教师：贾亚楠2010年03月13日H EBEI P OLYTECHNIC U NIVERSITY课程设计说明书G RADUATE D ESIGN (T HESIS)课程设计题目：120吨转炉设计学生姓名：张建勋专业班级： 06冶金2学院：轻工学院材料化工部指导教师：贾亚楠2010年03月13日1.1转炉计算2.1.1炉型设计1. 原始条件炉子平均出钢量为120吨，钢水收得率取92%，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[w(si)≤0.85% w(p)≤0.2% w(s)≤0.05%]； 氧枪采用三孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0Mpa2. 炉型选择根据原始条件采锥球型作为本设计炉型。

3. 炉容比 取V/T=1.054. 熔池尺寸的计算1) 熔池直径的计算公式 tG KD =(1) 确定初期金属装入量G ：取B=15%则 G=）（金t B T 33.12192.01%1521202122=⨯+⨯=⋅+η）（金金384.178.633.121m G V ===ρ(1) 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50～57)(/3钢t m ，高磷铁水约为62～69)(/3钢t m ，本设计采用低磷铁水，取吨钢耗氧量为57)(/3钢t m 。

并取吹氧时间为14min ，则 供氧强度=min)]/([07.414573⋅==t m 吹氧时间吨钢耗氧量取K =1.79则 )(60.41833.12179.1m D ==2) 熔池深度计算筒球型熔池深度的计算公式为 )(44.160.47.060.40363.084.1770.00363.02323m DDV h =⨯⨯+=+=金确定D =4.60m, h =1.44m3) 熔池其他尺寸确定 (1) 球冠的弓形高度:)(438.060.4095.008.01m D h =⨯==(2) 炉底球冠曲率半径：)(06.560.41.11.1m D R =⨯==5. 炉帽尺寸的确定 1) 炉口直径 0d :()m D d 208.260.448.048.00=⨯==2) 炉帽倾角θ：取064=θ3) 炉帽高度帽H)(45.264tan )208.260.4(21tan 210m d D H =-=-=θ）（锥取mm H 350=口，则整个炉帽高度为：）（口锥帽m H H H 80.235.045.2=+=+=在炉口处设置水箱式水冷炉口炉帽部分容积为：口锥帽）（H d d DdDH V 202002412ππ+++=)(95.2435.021.24)21.221.26.46.4(49.2123222m =⨯⨯++⨯+⨯⨯=ππ6. 炉身尺寸确定1) 炉膛直径D D =膛=4.60m （无加厚段）2) 根据选定的炉容比为1.05，可求出炉子总容积为）（容36.12312003.1m V =⨯=）（帽池总身306.807.2584.176.123m V V V V =--=--= 3) 炉身高度)(82.460.4406.80422m DV H =⨯=⨯=ππ身身4) 炉型内高）（身帽内m H H h H 06.982.48.244.1=++=++=7. 出钢口尺寸的确定1) 出钢口直径)(17.0)(1712075.16375.163m cm T d T =≈⨯+=+=2) 出钢口衬砖外径)(02.117.066m d d T ST =⨯== 3) 出钢口长度)(19.117.077m d L T T =⨯== 4) 出钢口倾角β：取018=β8. 炉衬厚度确定炉身工作层选700mm,永久层115mm,填充层90mm,总厚度为700+115+90=905（mm ）炉壳内径为)(41.62905.060.4m D =⨯+=壳内炉帽和炉底工作层均选600mm,炉帽永久层为120mm,炉底永久层用标准镁砖立砌，一层230mm,粘土砖平砌三层65×3=195（mm ）,则炉底衬砖总厚度为600+230+195=1025（mm ）,故炉壳内形高度为)085.10025.106.9m H （壳内=+=，工作层材质全部采用镁碳砖。

9. 炉壳厚度确定炉身部分选75mm 厚的钢板，炉帽和炉底部分选用65mm 厚的钢板。

则 )(101506510085mm H =+=总)(65607526410mm D =⨯+=壳 炉壳转角半径 )5.51210255.05.0)(800321mm SR mm SR SR （底=⨯====δ10. 验算高宽比55.1656010150==壳总D H可见，3.1〉壳总D H ，符合高宽比的推荐值。

因此所设计的炉子尺寸基本上是合适的。

能够保证转炉的正常冶炼进行。

2.2．炉衬重心：1. 炉帽重心mh m H m m m D m D m d 37.3)64tan 2(D d 35.7h h 8.2h 45.2h ,35.0h ,1.62)150600(6.46.4208.21101210=-==-=====⨯++===，，，，总则，可得：)(12142231112121112121d D d D h d D d D h V ++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=ππ）（）（锥 32267.50)37..31.637.31.6(8.212m V =⨯++⨯⨯=π锥大32223.23)208.26.4208.26.4(45.212m V =⨯++⨯⨯=π锥小3222034.135.014.32208.22m h d V =⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=π衬柱V =衬衬锥大V -衬锥小V -衬柱V =26.10m 3 截锥体的重心公式为2222324rRr R r Rr R h y ++++⨯=锥=112121211110324d D d D d d D D h h ++++⨯+那么：大锥重心：17.837.31.637.31.637.3337.31.621.648.235.7222=⨯++⨯+⨯⨯+⨯+=衬锥大y m小锥重心：m y 36.821.26.421.26.421.2321.26.426.4445.235.7222=⨯++⨯+⨯⨯+⨯+=衬锥小圆柱重心：m h h h y 9.935.02145.235.721210=⨯++=++=柱帽衬合成重心：帽锥衬柱衬柱小锥衬钢小大锥衬锥大帽衬V y V y V y V Y --=m91.71.26975.934.136.823.2317.867.50=⨯-⨯-⨯=2.炉身重心（1）3254.15582.4905.026.4m V =⨯+⨯=）（柱大π 3210.8082.426.4m V =⨯⨯=）（柱小π344.75-m V V V ==柱小柱大衬m 05.56.45.035.7=⨯-=衬身Y3.炉底mh m D h m h m d d D d D mD m d 026.1,414.009.0,44.1,19.66.4,14.46.4*9.0m 65.62025.16.4D 12111001=====⇒-=-====⨯+=，)(1211121212d D d D h V ++=π锥322m 23.3319.665.619.665.6026.112=⨯++⨯⨯=）（底锥大πV322m 40.1514.46.414.46.4026.112=⨯++⨯⨯=）（底锥小πV3m 81.17=-=底锥小底锥大底衬V V V截锥体重心公式112121211110324d D dD d d D Dh h y ++++⨯+=m 504.1025.1065.0414.1h 0=++=m y 097.219.6*65.619.665.619.6*319.6*65.6*265.6444.1504.1222=++++⨯+=低锥大m2.095m 14.4*6.414.46.414.4*314.4*6.4*26.4444.1439.1222=++++⨯+=低锥小y底锥合成重心：m V y V y V Y 101.281.17095.2*40.15097.2*23.33=-=-=底衬底锥小底钢小底锥大底锥大底衬球冠合成重心： （2）球冠重心m h m h m R m R 439.1025.1414.0,414.0,085.6025.106.5,06.500=+===+==46.36)3439.1085.6(439.13h h 2002=-⨯⨯=-=ππ）（衬冠大R V 3m32265.2)3414.006.5(414.03h h m R V =-⨯⨯=-=ππ）（衬冠小3m14.51.439085.6321.439085.6243h 32h 243y 0000=-⨯-⨯⨯=--⨯=）（）（衬冠大R R m 78.4414.006.532414.006.5243h 32h 243y =-⨯-⨯⨯=--⨯=）（）（衬冠小R R m 381.33V -V V m ==衬冠小衬冠大3m17.581.3378.4*65.214.5*46.36y =-=-=Vy V y V 衬冠小衬冠小衬冠大衬冠大底衬m二．炉壳重心： 1.，帽壳重心m m H m m D 3.52*0.0653.37d 35.7h h 8.2h ,23.62*065.01.6101=+==-===+=，，总)(12142231112121112121d D d D h d D d D h V ++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=ππ）（）（锥 322m 41.53)5..323.65.323.6(8.212=⨯++⨯⨯=π帽壳V32267.50)37..31.637.31.6(8.212m V =⨯++⨯⨯=π帽锥大725.85.323.65.323.65.335.323.6223.648.235.7222=⨯++⨯+⨯⨯+⨯+=帽壳y m170.837.31.637.31.637.3337.31.621.648.235.7222=⨯++⨯+⨯⨯+⨯+=衬锥大y mV =壳帽壳V -衬锥大V =2.74m 3m 99.1874.2170.8*67.50725.8*41.53y =-=-=壳帽衬大帽衬大帽壳帽壳帽壳V y V y V2.炉身m 82.4,56.62*)075.0905.0(6.4D 1==++=身H m 3291.16282.4256.6m V =⨯⨯=）（身壳π3254.15582.4905.026.4m V =⨯+⨯=）（柱大π337.7-m V V V ==柱大身壳壳m 05.56.45.035.7=⨯-=身壳Y3.炉底mh m D h m h m d d D d D m D m d 026.1,414.009.0,44.1,32.66.4,14.46.4*9.0m 78.62*065.065.62*065.02025.16.4D 12111001=====⇒-=-====+=+⨯+=，322m 57.3432.678.632.678.6026.112=⨯++⨯⨯=）（底壳大πV322m 23.3319.665.619.665.6026.112=⨯++⨯⨯=）（底壳小πV3m 34.1V -V ==底锥大底壳大底壳Vm y 098.232.6*78.632.678.632.6*332.6*78.6*278.6444.1504.1222=++++⨯+=低壳大mm y 097.219.6*65.619.665.619.6*319.6*65.6*265.6444.1504.1222=++++⨯+=低壳小m底锥壳合成重心：m V y V y V Y 160.081.17097.2*23.33098.2*57.34=-=-=底壳底壳小底壳小底壳大底壳大底壳球冠mh m h m R m R 439.1025.1414.0,504.1065.0439.1,085.6025.106.5,15.6065.0085.600=+==+==+==+=3200214.40)3504.115.6(504.13h h m R V =-⨯⨯=-=ππ）（壳冠大46.36)3439.1085.6(439.13h h 2002=-⨯⨯=-=ππ）（壳冠小R V 3m368.3V -V V m ==壳冠小壳冠大冠壳3mm 16.51.50415.6321.50415.6243h 32h 243y 0000=-⨯-⨯⨯=--⨯=）（）（衬冠大R R m 14.51.439085.6321.439085.6243h 32h 243y 0000=-⨯-⨯⨯=--⨯=）（）（衬冠大R R m m 36.568.314.5*46.3616.5*14.40y =-=-=Vy V y V 衬冠小衬冠小衬冠大衬冠大底冠壳总重心：m22.7y y y y m16.5y y y y V m 13.1568.334.137.774.2m3.15681.3395.2044.751.26V 33=+++==+++==+++=++==+++=++=壳底冠底冠底壳底壳身壳身壳帽壳帽壳壳衬冠衬冠衬底衬底衬身衬身衬帽衬帽衬衬底壳身壳帽壳壳底衬身衬帽衬衬V V V V V Y V V V V Y V V V V V V V mm6.564.437014.11816.564.43722.7014.118t64.4373.1568.2G t 014.11813.158.7=+⨯+⨯=++==⨯===⨯==衬壳衬衬壳壳空衬衬衬壳壳壳G G Y G Y G Y V V G ρρ2.3转炉砖称(砌砖)工作层： ① 炉身砖称m82.4,41.62905.06.41==⨯+=身H m D上图a 为上边小三角形的高，b 为大三角形的高b（块）层，则所需砖数：估算层数：，则选取，，则，和去选取，根据将其带入公式边之差为令：楔形砖的大边和小估算：工作层的厚度，，根据：，填充层的厚度永久层的厚度身2209.219201400140064075.075200220700 20220200857.4270300070..1400101400xy 7002,,701070b 700a 10x mm10c xy 7002xy 2y xba 2300mm700-b a mm 3000901152641021≈===⨯⨯=⇒=======-⨯=⇒-==⇒=-⨯=-⨯====--=--=πππππππcH c y x y x y b y cb y D b 根据实际炉型，选用106层，除去出钢口处的影响要减掉30块砖，共计14050块砖② 炉帽砖衬：,45.2,679.3,6.4,41.6,8.2111m h m d m D m D m h =====由下往上第1层：估算层数：层151631=h ，错位：mm8064tan 163=︒，工作层厚度：600mmb=2300+600=2900mm, a=2300mm7931.029002300==b a ，块砖数：157241200120024,91,115,6666.8660290060===⇒==⇒===ππc c x y mm b y ，选取砖型：16391115600⨯⨯第2层：163911156001572412002491,115833.36,7872.02220,28208029002900⨯⨯==⇒==⇒====-=-=块，砖型：砖数：错位πc mm x mm y y ba mma mm b第3层：1631146001512512002589,11466667.45,7810.02140,2740802820⨯⨯==⇒==⇒====-=块，砖型：砖数：πc mm x mm y y ba mma mm b第4层：163881146001452612002688,11433333.44,7744.02060,2660802740⨯⨯==⇒==⇒====-=块，砖型：砖数：πc mm x mm y y ba mma mm b第5层：163871146001402712002787,11443,7674.01980,2580802660⨯⨯==⇒==⇒====-=块，砖型：砖数：πc mm x mm y y ba mma mm b第6层：16368906001712212002268,906666667.41,76.01900,2500802580⨯⨯==⇒==⇒====-=块，砖型：砖数：πc mm x mm y y ba mma mm b第7层：163881146001712212002268,906666667.41,7521.01820,2420⨯⨯==⇒==⇒====块，砖型：砖数：πc mm x mm y y ba mma mm b第8层：16367906001642312002367,90,7436.01740,2340⨯⨯==⇒==⇒===块，砖型：砖数：πc mm x mm y ba mma mm b第9层：16366906001572412002466,90,7345.01660,2260⨯⨯==⇒==⇒===块，砖型：砖数：πc mm x mm y ba mma mm b第10层：16365906001512512002565,90,7148.01580,2180⨯⨯==⇒==⇒===块，砖型：砖数：πc mm x mm y ba mm a mm b第11层：16364906001452612002664,90,7143.01500,2100⨯⨯==⇒==⇒===块，砖型：砖数：πc mm x mm y ba mma mm b第12层：16363906001402712002763,90,7030.01420,2020⨯⨯==⇒==⇒===块，砖型：砖数：πc mm x mm y ba mma mm b从第第一层到第11层选用氧气炼钢转炉用碱性砖，后四层选用氧气炼钢转炉用碱性砖第13层：16362906001352812002862,90,6907.01340,1940⨯⨯==⇒==⇒===块，砖型：砖数：πc mm x mm y ba mma mm b第14层：16341606001981912001941,60,3160,6774.01260,1860⨯⨯==⇒==⇒=====块，砖型：砖数：πc mm x mm y b y ba mma mm b第15层：16340606001882012002040,60,6629.01180,1780⨯⨯==⇒==⇒===块，砖型：砖数：πc mm x mm y ba mma mm b根据实际炉型，选用15层，除去出钢口处的影响要减掉42块砖，共计2328块砖。