氧气顶吹转炉炼钢又称LD炼钢法,1949年6月由奥地利的Voest-Alpine联合公司试验成功并在1952年和1953年先后在其所属的林茨Linz和道纳维茨C Donawitz两钢厂投入工业生产,所以取这两个城市名称的第一个字母L-D做为氧气顶吹转炉的代称。氧气顶吹转炉炼钢出现后,在世界各国得到了迅速的发展,世界上氧气转炉钢的产量也得到了猛增,1969年为20300万吨,其中氧气顶吹转炉钢占世界钢产量的38._5氧气顶吹转炉炼钢之所以能够这样迅速的发展,其原因主要在十和其它炼钢方法相比,它具有一系列的优越性 一生产效率高二品种多,质量好二原材料消耗少,热效率高,钢的成本低四对原材料的适应性强五基建投资少,建设速度快六便十实现自动控制,有利十与连续铸钢相配合。进入七十年代后,氧气顶吹转炉炼钢法逐渐成为世界上主要的炼钢方法,而且氧气顶吹转炉炼钢也技术口趋完善。
1.1氧气顶吹转炉主体概述 氧气顶吹转炉主体设备是实现炼钢工艺操作的主体设备,它由炉体、炉体支撑装置和炉体倾动机构等组成。炉体是转炉容纳铁水进行吹炼的工作部分,它通过托圈和耳轴支撑在其支座上,借倾动装置可以0.1}-1.5转/分的速度随耳轴、托圈旋转360,以满足装废钢、兑铁水、出钢、出渣、修炉等工艺操作的要求。倾动装置是由电动机、一次减速机、扭矩缓冲平衡装置等组成。
1.2 120T氧气顶吹转炉主体设备设计总体说明 本次设计内容包括炉体、炉体支承装置及倾动机械。
在本设计中,转炉炉型采用A型,采用死炉底活炉帽的结构形式。这种形式结构简单、炉壳重量小、制造简便、使用可靠,但修炉时要采用上修的方式。
水冷炉口采用铸铁埋管式水冷炉口,这种结构不易烧穿漏水,使用寿命长,但漏水后不易焊补,且制造较繁。
水冷炉口与炉壳的连接采用π形卡板焊接的形式。
采用防热板、挡渣板结构。由十炉渣安息角45-50度,所以取各板倾斜角度50度,以利于炉渣下滑。
炉体支承系统分为两部分,主动侧支承系统直接固定在水泥地基上,从动侧支承装置设计为铰链式轴承支座结构,以适应托圈和耳轴的热膨胀。
炉体采用二支点方式支承在托圈上,其支承装置采用球面带销螺栓将炉体和托圈连接在一起。整个连接装置由两部分组成一部分是托圈上三个球面带销活节螺栓与炉壳上部连接支承法兰组成的倾动承载部分,承受炉体在垂直位置和倾动过程中的炉体载荷;另一部分是安装在两耳轴部位的托圈上下的两组止动托座,在炉体倾动到水平位置时将载荷传递给托圈。这种连接装置能很好满足对连接装置的各项性能要求,目_结构简单,制造、安装容易,维护方便, 是一种可靠、简单值得推广的连接装置。
第二章 转炉炉型的设计 2.1根据原始数据对转炉炉腔类型进行选择及计算;
目前国内外氧气顶吹转炉所采用的炉型,依据熔池(容纳金属液的那部分容积)的形状不同来区分,炉帽、炉身部位都相同,大体上归纳为以下三种炉型筒球型、锥球型和截锥型。
a-筒球型;
b-锥球型;
c-截锥型 图1-1 转炉常用炉型示意图 (a)筒球型炉型该炉型由圆筒型的炉身、球缺型的炉底和截锥型的炉帽组成。其特点是结构简单、砌砖较容易,反应比较充分,适合中型转炉。
(b)锥球型炉型该炉型由倒置截锥体、球缺体组成的炉底和圆筒型的炉身以及截锥型的炉帽组成。其特点是容量大,反应面积大、反应充分,适用于吹炼高磷铁水,但炉底砌砖比较复杂,适合大型转炉。
(c)截锥型炉型该炉型由倒置的截锥体炉底、圆筒型的炉身和截锥型的炉帽组成。其特点是形状简单,炉底砌砖方便,但反应不太充分,适合小型转炉。
根据炉型种类的选择原则,转炉应当有利于提高供氧强度,缩短冶炼时间,减少喷溅,降低金属损耗,同时还要满足新砌好的炉子的炉型要尽量接近于停炉以后残余炉衬的轮廓,减少吹炼过程中钢液、炉渣和炉气对炉衬的冲刷侵蚀及局部侵蚀,提高炉龄,降低耐火材料的消耗以及炉壳应容易制造,炉衬砖的砌筑和维护要方便,从而改善工人的劳动条件,缩短修炉时间,提转炉作业率,综合以上要求选择筒球型作为本次设计的炉型。
2.2对转炉炉体进行计算(炉衬、炉壳厚度、炉帽、炉身、炉底尺寸);
计算流程图如上图所示 2.3 120T转炉炉型设计过程 炉容比 主要和供氧强度和原料成分有关系与炉容量关系不大,炉容比取到0.91.05较为合适,因此炉容比取1。
炉膛内高与内径之比 炉容比h/d的设计值随着路炉容量的增大而减小,由于炉容量变大使得氧枪的孔数增多,接触面变大使得相对喷溅的程度减弱。因此使得炉膛内高与内径的比值变小推荐使用公式 经过计算取值为1.6 炉嘴直颈比的选择d1/d 经验值取0.310.69多数在0.5左右,由于转炉使用后期其炉嘴的大小不会变大显然过小将不利于装料,但过大又使得出钢时在出钢口处不能保证液面最深,推荐公式 经过计算取值为0.41 转炉帽锥角a 现有转炉帽锥角多数在2240之间,如帽锥角过大则该处炉衬受冲击比较大,但帽锥角过小又使得锥段加长使得圆锥段减小可能不利于托圈等的安装,推荐公式 取整 经过计算取值30度 转炉的熔池深度比Hm/d推荐公式 转炉的炉衬厚度,主要是能承受的住侵蚀,各段计算的推荐公式 直筒段 炉帽段 炉底段 出钢口直径,出钢口主要是使得渣钢分离,推荐公式 一般来说出钢口的长度取出钢口直径的78倍 出钢口的位置设置在锥帽段与直筒段相接处,角度取锥帽与直筒段夹角的平分线。
炉壳钢板厚度用理论力学进行计算较为复杂多采取经验公式 式中,转炉直筒段炉壳钢板厚度 转炉炉底段炉壳钢板厚度 钢板强度系数(0.951.05) 炉壳直筒段与锥帽段相接处宜采用圆弧过渡(大于15T的转炉)其过度圆弧大小的推荐公式 对于2型转炉计算 旧炉炉膛尺寸的确定炉嘴部按侵蚀的6580进行计算。
直筒段按侵蚀的6580进行计算 底部按侵蚀的5060进行计算 炉型 。
2.4设计原始条件及计算所得的数据 T120t FV/T1.0 h/d1.6 d1/d0.41 d3/d1 r/d1.1 a130a30 熔池直径4.92m,球缺半径5.42m炉口直径2.02m炉膛总高7.883m,V/T1.0 炉衬厚884mm,炉衬底厚928mm,炉衬炉帽厚801mm,出钢角度90,出钢口倾角20,出钢口直径170mm,H/D1.6。
第三章 倾动力矩的计算 3.1 倾动力矩简述 转炉倾动力矩的计算,目的在于正