辽宁科技学院课程实践报告课程实践名称：设计一座公称容量为X吨的转炉和氧枪指导教师：班级：姓名：2011年7 月12 日课程设计（论文）任务书题目：设计一座公称容量为80吨的转炉和氧枪系别：冶金工程系专业：冶金技术班级：学生姓名：学号：指导教师（签字）：2011年 6 月 27日一、课程设计的主要任务与内容一、氧气转炉设计1.1氧气顶吹转炉炉型设计1.2氧气转炉炉衬设计1.3转炉炉体金属构件设计二转炉氧枪设计2.1 氧枪喷头尺寸计算2. 2氧枪枪身和氧枪水冷系统设计2.3升降机构与更换装置设计2.4氧气转炉炼钢车间供氧二、设计（论文）的基本要求1、说明书符合规范，要求打印成册。
2、独立按时完成设计任务，遵守纪律。
3、选取参数合理，要有计算过程。
4、制图符合制图规范。
三、推荐参考文献（一般4～6篇，其中外文文献至少1篇）期刊:[序号] 作者.题名[J].期刊名称.出版年月，卷号（期号）：起止页码。
书籍：[序号] 著者.书写[M].编者.版次（第一版应省略）.出版地：出版者，出版年月：起止页码论文集：[序号] 著者.题名[C].编者. 论文集名，出版地：出版者，出版年月：起止页码学位论文：[序号] 作者.题名[D].保存地：保存单位，年份专利文献：[序号] 专利所有者.专利题名[P].专利国别：专利号，发布日期国际、国家标准：[序号] 标准代号，标准名称[S].出版地：出版者，出版年月电子文献：[序号] 作者.电子文献题名[文献类型/载体类型].电子文献的出版或可获得地址，发表或更新日期/引用日期报纸:［序号］作者.文名[N].报纸名称，出版日期（版次）四、进度要求序号时间要求应完成的内容（任务）提要1 2011年6月27日－2011年6月29日调研、搜集资料2 2011年6月30日－2011年7月2日论证、开题3 2011年7月3日－2011年7月5日中期检查4 2011年7月6日－2011年7月7日提交初稿5 2011年7月8日－2011年7月10日修改6 2011年7月11日－2011年7月12日定稿、打印7 2011年7月13日－2011年7月15日答辩五、专业教研室审核意见教研室主任签字：年月日六、教学系审核意见教学副主任签字：年月日注：1．本任务书由指导教师编制完成，经教研室及所在系审核同意后生效。
2．本任务书一式两份（可复印），原件在毕业设计（论文）手册中，复印件由学生保存。
3．空白部分可根据内容多少自行增删。
课程设计内容及要求：指导教师：（签字）年月日课程设计评语：成绩：（五级分制）指导教师：（签字）年月日摘要本文着重介绍了80t转炉设备先进技术结构在中型转炉上的应用，对80t转炉设备进行了简要设计计算与理论研究。
介绍了氧枪喷头在炼钢过程中的应用和设计氧枪的计算过程和步骤，并对设计结果进行分析画出转炉及氧枪喷头的简图。
关键词：转炉设计；顶底复吹；氧枪AbstractThis paper emphatically introduces the advanced techniques and structures of 80t converter equipm ent allocated in Bao Shah Iron ＆Steel General Works and their applications to the medlum-sized converter．Brief design calculatl—oils and theoretic research are carried out for the 80t codverter equipment．For the gun must be introduced in the steel process applications and designing oxygen of a computation process, and steps, and to design the analysis of the converter and oxygen of the gun must be simplified.Keywords: Converter design; the combined—blowing system; oxygen gun一、氧气转炉设计 (2)1.1氧气顶吹转炉炉型设计 (2)1.1.1原始条件 (2)1.1.2炉型选择 (2)1.1.3 炉容比 (2)1.1.4熔池尺寸的计算 (2)1.1.5炉帽尺寸的确定 (3)1.1.6炉身尺寸的确定 (4)1.1.7出钢口尺寸的确定 (5)1.1.8底部供气构件设计 (5)1.2氧气转炉炉衬设计 (6)1.2.1炉衬材质的选择 (6)1.2.2炉衬的组成和厚度的确定 (6)1.3转炉炉体金属构件设计 (7)1.3.1炉壳作用 (7)1.3.2炉壳材质 (7)1.3.3炉壳厚度 (7)1.3.4转角半径 (8)1.3.5 支承装置 (8)二转炉氧枪设计 (10)2.1 氧枪喷头尺寸计算 (10)2.1.1转炉氧枪喷头尺寸计算 (10)2. 2转炉氧枪枪身尺寸计算 (12)2.3氧枪水冷系统设计 (14)2.3.1氧枪受热机理分析 (14)2.4 氧枪升降机构与更换装置 (15)结论 (17)参考文献 (18)致谢 (19)设计一座工称容量80吨的氧气转炉及所使用的氧枪一、氧气转炉设计1.1氧气顶吹转炉炉型设计1.1.1原始条件转炉的公称容量为80t1.1.2炉型选择合理的炉型应能适应炉内金属液、炉渣和炉气的循环运动规律，有利于提高供氧强度和减少喷溅，从而加快炉内物理化学反应，降低原材料消耗，考虑到转炉倾动力矩要小，炉壳容易制造，炉衬砖砌筑方便，以改善劳动条件。
结合中国已建成的转炉的设计经验，采用锥球型转炉。
1.1.3 炉容比炉容比系指转炉有效容积与公称容量之比值。
转炉炉容比主要与供氧强度有关，与炉容量关系不大。
由于顶底复吹转炉吹炼过程比较平稳，产生泡沫渣的量比顶吹转炉要少得多，喷溅少，因此其炉容比比顶吹转炉小，但比底吹转炉要稍大。
本设计选用的炉容比为0.98m3/t..1.1.4熔池尺寸的计算和转炉的公称容量及其表示方法表1-1 系数K的推荐值转炉容量/t ＜20 30～50 50～120 250 K 2.0～2.3 1.85～2.10 1.75～1.85 1.5～1.55表1-2 平均每炉钢冶炼时间推荐值转炉容量/t ＜50 30～100 ＞100 备注冶炼时间/min 28～32(12～16)32～38(14～18)38～45(16～20)结合供氧强度、铁水成分、所炼钢种等具体条件确定熔池尺寸计算主要是确定熔池直径和熔池深度。
熔池直径和熔池深度不是两个孤立的尺寸，而是两个相互制约的尺寸参数。
在设计时应保证熔池直径与熔池深度之比在一个适合的范围内，已建成转炉的熔池深度直径比值在0.23～0.54范围内波动，一般为0.31～0.33。
(1)熔池直径(D)。
熔池直径(D)是指转炉熔池在平静状态时金属液面的直径。
利用统计方法，找出现有炉子直径和容量之间的关系，作为计算熔池直径的依据。
根据武汉钢铁设计院推荐的公式，得：D = 0.392T +20 式中，T 为转炉公称容量。
∴ D = 0.3928020+ = 3.92m(2)熔池深度(H 0)。
熔池深度是指转炉熔池在平静状态时，从金属液面到炉底的深度。
对于一定容量的转炉，炉型和熔池直径确定之后，便可利用几何公式计算出锥球型转炉熔池深度H 0。
锥球型熔池由倒锥台和球缺体两部分组成，利用截锥体积和球冠体积公式，可进行计算：V 池 = 12π( H 0-H 1)(D 2+DD 1+D 21)+π H 1(R-30H )式中，H 1为缺球体部分的高度：R 为缺球体部分曲率半径； D 为熔池直径； D 1为倒锥台底面直径。
根据统计，取R=1.1D ，H 1=0.09D ，D 1=0.895D 代入上式化简后得： V 池 = 0.70D 2H 0 – 0.0363D 3又根据熔池定义，熔池体积V 池应等于金属液体积V 金，即 V 池=V 金 式中，V金为新炉金属装入量占有的体积，V金=G/金ρ，金ρ为金属液密度，取金ρ=7.0t/m 3。
∴ V 池=V 金=83/7.0=11.9≈12m 3∴ H 0=D D V 2370.0363.00+池=）（）（92.370.092.30363.01223⨯⨯+=1.32m 结合上面求得的熔池直径和熔池深度，得熔池深度直径比H 0/D 为：H 0/D=1.3/3.92=0.33，符合设计要求。
(3)熔池其他尺寸的确定：球冠的弓形高度：hl=0.09D=0.09⨯3.92=0.3528m 炉底球冠曲率半径：R=1.1D=1.1⨯3.92=4.312m 1.1.5炉帽尺寸的确定氧气转炉一般采用正口炉帽，主要尺寸有炉口直径、炉帽倾角和炉帽高度。
(1)炉帽倾角θ。
炉帽倾角θ是指炉子处于直立位置时，炉帽与水平线之间的夹角。
它的大小应便于炉气的逐渐收缩逸出，以减少炉气对炉帽衬砖的冲刷侵蚀。
根据已建成投产的转炉的炉帽倾角一般为600～680， 大炉子取下限，小炉子取下限。
故本例取θ=650。
(2)炉口直径d 。
在满足兑铁水、加废钢和辅助材料、出渣修炉等操作要求的前提下，应尽量缩小炉口直径，以便减少喷溅、热量损失和冷空气的吸入量。
一般炉口直径为：d =(0.43～0.53)D大炉子取上限，小炉子取下限。
故取d=0.48D=0.48⨯3.92=1.88m(3)炉帽高度H 帽。
炉帽总高度是截锥体高度(H 高)与炉口直线段高度(H 直)之和。
设置直线段的目的是为了保持炉口形状和保护水冷炉口，其高度H 直一般为300～400mm,取H 直=300mm 。
炉帽高度的计算公式如下：H 帽= H 高+ H 直=21(D-d)tan θ +300=21⨯(3920-1880)tan650+300=2.49m炉帽的有效容积V 帽为： V 帽=V 锥+V 直=12πH 锥(D 2+Dd+d 2)+4πd 2H 直=1214.3⨯（ 2.49-0.3）⨯[(3.92)2+3.92⨯1.88+(1.88)2]+414.3⨯(1.88)2⨯0.30=15.9m 3≈16m 31.1.6炉身尺寸的确定 转炉在熔池面以上、炉帽以下的圆柱体部分称为炉身。
一般炉身的直径就是熔池直径。
炉身高度H 身可按下式计算：（1）炉膛直径 D 膛=D=3.92m（2）根据选定的炉容比为tm /90.03，可求出炉子的总容积V 总=0.90⨯80=723mV 身=V 总-V 池-V 帽=72-11.26-15.9=44.843m （3） ∴ H 身=)92.3(14.384.4442⨯⨯=3.72m 则炉型内高H 内=H 0+H 帽+H 身=1.32+2.49+3.72=7.53m 1.1.7出钢口尺寸的确定转炉设置出钢口的目的是为了便于渣钢分离，使炉内钢水以正常的速度和角度流入钢包中，阻止炉渣流入钢包，以利于在钢包内进行脱氧合金化作业和提高钢的质量。