960车间设计.docx
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960车间设计
2.4工艺流程
根据设计任务书的要求以及现代连铸技术的发展趋势,确定本设计方案的基本工艺流程如图2-1所示。
图2-1炼钢车间工艺流程图
2.5原料方案
2.5.1铁水的供应
铁水是转炉炼钢主要原料,高炉铁水采用混铁车运输,经预处理后转运兑入转炉。
2.5.2废钢的供应
废钢主要靠外购,部分本厂返分废钢。
生铁本厂供给,作冷却剂加入。
废钢要求:
(1)表面清洁少锈、无油污、无泥沙
(2)废钢中不得有铅、锡、砷等有色金属
(3)废钢中硫、磷含量要低
(4)外形尺寸要合格,不能过大
(5)废钢中不得有密封容器、易燃易爆物品和毒品
废钢管理要求:
(1)入场后,分类存放
(2)清除处理,清除油污、泥沙等杂质和有色金属、毒品
(3)使外形尺寸合格
炼钢车间,在原料跨一端单独设废钢间,按每炉需用量装入废钢,料斗送到炉前。
废钢一次一斗装入。
2.5.3散装料的供应
散装料包括:
石灰、白云石、萤石、铁矿石、焦炭等。
供应系统包括散装堆场,地下料仓,由地下料仓送往主厂房的运料设施,转炉上方高位料仓,称量和向转炉加料的设施。
为了保证转炉正常生产,应设散装料堆场,尽可能靠近转炉。
各种料储量按20天考虑。
在靠近主厂房附近设置地下料仓,它兼有部分储存和转运作用。
地下料仓为地下式,便于火车或汽车或运输带自动卸料。
地下料仓量按3天考虑。
从地下料仓向高位仓供料采用全胶带运输。
往各高位料仓布料采用可逆活动胶带运输机。
运输能力按每日工作一个班(约7h)考虑。
设置高位料仓起临时储料的作用,并利用重力方式向转炉及时可靠的供料,保证转炉正常生产。
高位料仓沿炉子跨纵向布置,三座转炉共用一套高位料仓,这样可以相互支持供料,并避免由于转炉停炉后料仓内剩余石灰的粉化。
散装料的用途如下:
(1)石灰:
主要是造渣材料。
石灰极易潮湿,故在入炉前须烘烤,以提高石灰的活性,有利于冶炼。
(2)萤石:
用于稀释炉渣,提高炉渣的活性。
(3)白云石:
用于提高炉渣的碱度,减小对炉衬的侵蚀。
(4)铁矿石:
用作冷却剂。
2.5.4铁合金的供应
铁合金的供应一般由炼钢厂的铁合金车间,铁合金料仓及称量和输送设施等几部分组成。
铁合金主要用来调整钢液的成分、温度并进行合金化处理。
其主要作用如下:
(1)硅铁:
用于合金化,也作脱氧剂。
(2)锰铁:
用于合金化,也作脱氧剂。
根据碳含量可分为中碳、低碳、高碳锰铁,锰铁中碳含量越低,磷含量越低,价格越昂贵。
(3)铝铁:
合金化材料,也作脱氧剂。
在铁合金车间内储存、烘烤及加工合格块度,按铁合金的品种和牌号分类存放,并相应保存好出厂化验单。
铁合金由铁合金车间运入转炉车间的方式为全胶带供料系统,这种系统工作可靠,运输量大,机械化程度高。
2.6主厂房工艺布置
2.6.1原料跨的布置
主要完成对铁水,加废钢和转炉炉前的工艺操作,在原料跨的两端分别布置铁水和废钢工段。
铁水供应方式采用300t混铁车,并进行铁水预处理。
该方案包括铁水预处理车间,倒渣站,铁水倒灌站。
铁水预处理车间和倒渣站位于炼铁车间与铁水罐站之间,且彼此平行布置。
经处理后的混铁车,每隔三次送到倒渣站倒渣。
铁水倒灌站设有两条运输线和与其垂直布置的受铁坑,受铁坑位于铁水线下面。
一个铁水坑由两个铁水转注位置。
铁水预处理的方式是混铁车喷吹法,同时脱硫脱磷。
废钢供应方式是在原料跨的一端外侧另建废钢间,废钢装入料斗并称重,然后料斗送进原料跨待用。
转炉渣罐的转运方式为将渣罐车横穿过原料跨,在主厂房之外的中间渣场处理。
2.6.2炉子跨的布置
炉子跨是车间中厂房最高、建筑结构最复杂和单位投资最多的跨间。
很多重要的生产设备与辅助设备都布置在这里,其中包括转炉、转炉倾动机构系统、散料供应系统和加料、供氧系统、底吹气系统、烟气净化系统,出渣、出钢设施、拆修炉设备。
炉子跨采用横向布置。
烟道和烟罩皆沿跨间朝炉后弯曲,一是便于氧枪和副枪穿过烟罩插入转炉内,二是有一个连续的更换氧枪的通道,换枪方便。
副枪布置在靠近烟道的一侧。
散装料的各个高位料仓沿炉子跨纵向布置,在其顶部有分配皮带机通过,高位料仓布置在紧靠烟道的后面,这样烟道倾角较大,不易积灰。
转炉烟气净化系统采用湿法文氏洗涤器,布置在炉子跨内。
转炉修炉方法采用上修法,烟罩下部可侧向移动。
2.6.3精炼跨的布置
精炼采用两个LF精炼炉,沿精炼跨纵向布置,LF炉支持于支架上,真空室旋转有两个工作位置:
钢水处理位置,真空室下降进行处理;准备工位,修砌、喷补真空室内衬、更换上升、下降管,预热、氧气供应。
氧气转炉炼钢要消耗大量的工业纯氧,为了适应氧气转炉炼钢工艺的要求,炼钢厂的供应系统一般是由制氧机、加压机、中压储氧罐、输氧管、控制闸阀、测量仪表和喷枪等主要设备组成。
氧枪升降装置布置于转炉上方,这样其结构简单,运行可靠,换枪迅速。
当氧枪烧坏时须及时更换,设置横移装置及换枪装置。
在横移装置上并排设有两套氧枪升降小车。
其中一套工作,一套备用。
氧枪和副枪平行插入炉内。
5生产工艺设计
5.1炼钢原料
5.1.1铁水
铁水是转炉的主要金属原料,占金属料装入量的70%~100%,为了保证冶炼过称顺利,铁水必须满足要求。
转炉通常要求铁水温度必须大于1350℃,硅是铁水中主要发热元素之一,生成的SiO2是渣中的酸性成分。
转炉铁水含硅量以在0.3%~0.8%为宜,前后波动应在±0.15%。
锰是钢中有益元素,锰可以加速石灰熔化,提高终点钢水残锰量和提高脱硫效果,通常含量在0.5%左右。
磷是高炉中不能去除的元素,各种碱性炼钢法都能除磷,但转炉的冶炼要求尽量有稳定的含磷量,以稳定转炉的吹炼制度。
硫在多数钢种中是有害元素,在氧化性气氛下,采用双渣法、换渣法或大渣法,可以脱出较多的硫,硫含量通常小于0.5%。
5.1.2废钢
氧气转炉用铁水炼钢,因热量富裕故可加入10%~30%的废钢,作为调正吹炼温度的冷却剂。
采用废钢冷却可降低转炉的钢铁料、造渣料和氧气的消耗。
对外形尺寸和单重过大的废钢,应预先进行解体和切割,防止损伤炉衬和加速熔化。
对轻薄料进行打包或压块,以缩短装料时间,块度最长≤0.7m,最大重量≤150kg,最大面积≤0.25m2。
5.1.3铁合金
炼钢生产中广泛使用各种脱氧合金化元素与铁的合金,铁合金必须加工成一定块度使用,并要数量准、成分明、干燥纯净、不混料。
在保证钢质量的前提下,选用适当牌号铁合金,对熔点较低和易氧化的合金,可在低温(200℃)下烘烤。
熔点高和不易氧化的合金应在高温(>800℃)下烘烤并要保证足够的时间。
5.1.4石灰
石灰是碱性炼钢法的基本造渣材料,对石灰化学成分的要求是CaO含量应高而SiO2和S的含量应尽可能低,把烧碱控制在4%~7%,块度一般以5~40mm为宜。
石灰质量要去:
CaO≥90%,SiO2≤3%,S≤0.1%,过烧率≤14%。
5.1.5萤石
萤石能使CaO和阻碍石灰熔解的2CaO.SiO2外壳的熔点显著降低,加速石灰熔解,迅速改善炉渣流动性。
对萤石的成分要求CaF2高,硫成分和水分要低。
其块度一般为5~40mm为宜。
5.1.6生白云石
其主要成分是CaCO3、MgCO3,用白云石造渣可使渣中保持一定量的MgO以减少炉渣对炉衬的侵蚀,对白云石的要求,一般以MgO>20%,块度为5~40mm。
5.1.7其他
合成渣料采用FexOx或CaF2或MgO作熔剂与石灰制成的复合渣料,氧气要求纯度大于99.5%,铁矿石要求是Fe2O3或Fe3O4含量高的富矿,增碳剂含量应大于95%,粒度适中。
5.2装料制度
对于转炉炼钢,装入量过大,会使喷溅增加,熔池搅拌不好,造渣困难,炉衬特别是炉帽寿命缩短,供氧强度也因喷溅大而被迫降低,装入量过小,则会使炉产量减小,所以确定装入量时应考虑以下因素:
(1)保证合适的炉容比:
通常波动在0.7~1.0,一般大于0.75
(2)要有合适的熔池深度:
合适的熔池深度应大于顶枪氧气射流对熔池的最大穿透深度的一定尺寸
(3)应与钢包容量、浇铸吊车起重能力、转炉倾动力矩大小、铸机拉速等相适应。
本设计采用分阶段定量装入,大体上保持了比较适当的熔池深度和装入量的相对稳定性。
5.3供氧制度
5.3.1转炉炉膛内氧气射流的特性
(1)氧枪经常在出口马赫数远大于1的条件下工作
(2)在转炉炉膛内,氧气射流遭到与射流运动方向相反,以CO为主的相遇气流的作用,使射流的衰减加速,该作用在强烈脱碳的吹炼中期影响最大。
(3)氧气射流在转炉炉膛内向下流动的过程中,将从周围抽吸烟尘、金属滴和渣滴等比重很大的质点,是射流的速度降低,扩张角减小。
(4)转炉膛内的氧气射流,初始温度比周围介质的温度低的多,当射流与周围抽吸的高温介质混合时,射流被加热。
(5)氧枪出口处的氧气射流,其密度显著大于周围相介质的密度,这有利于射程增加。
5.3.2氧气射流对转炉熔池的作用
物理作用:
物理作用于吹炼过程有密切的关系,穿透深度和冲击面积的大小主要决定于氧气射流接触熔池的气体动力学参数,其中最主要的是在该断面上的轴心速度、速度分布和射流的直径。
在通常的吹炼条件下,氧气射流的能量约有20%消耗于熔池的搅拌,5%~10%消耗于克服阿基米德力,70%~80%消耗于非弹性碰撞的能量损失,射流与熔池之间的相互破碎和乳物,在氧气射流因射流而产生的CO气体的共同作用下,引起射流与金属、炉渣之间的相互破碎,并形成金属—炉渣乳浊液,使它们相互之间的接触面积剧烈增大,而使吹炼过程加速进行。
化学作用:
进入熔池的高速氧气射流,在开始的一段时间里,将射流周围坑穴中的金属表面层以及卷入射流中的金属滴表面层氧化成Fe2O3。
由于液滴的表面积很大,卷入射流的金属滴中的任何元素在强氧化性气氛下氧化都极迅速,因而液滴是将氧传给熔池的基本载体。
载氧液滴随射流急速前进,参与熔池的循环运动,并在熔池中进行二次氧化,将氧传给金属。
射流被熔池的反作用击散,产生的氧气气泡同样参与熔池的循环,并在循环过程中进行金属的氧化。
5.3.3顶吹氧气转炉的氧枪操作
氧枪的结构、类型和尺寸等确定后,吹炼过程中能够调节的供氧参数是枪位和工作氧压。
氧枪操作首先应满足化渣块和不“返干”的要求,同时,也要满足减少喷溅,准确控制终点,以及延长炉龄的要求,变动枪位是目前控制吹炼过程的重要手段,枪位的变动主要由一下因素决定:
(1)吹炼的不同阶段
(2)熔池的深度
(3)造渣材料的加入量及其质量
(4)铁水温度和成分
(5)喷头结构
5.4造渣制度
5.4.1炉渣碱度的控制与石灰加入量的确定
炉渣碱度是脱硫、脱磷能力的基本标志,早期炉渣的碱度一般控制在2.4~2.8之内,在冶炼含磷硫较高的原料和低磷硫的钢种时,要提高碱度,一般控制在3.0~3.5。
石灰加入量主要根据铁水中硅磷含量和炉渣碱度确定。
在铁含磷量较低,采用单渣法和废钢做冷却剂时,石灰加入量可按下式计算
当铁水中含磷较高并假定金属料中含磷量的90%氧化进入炉渣,则石灰加入量按下式计算:
5.4.2影响石灰熔解速度的因素
(1)FeO是石灰的基本溶剂,有利于石灰的溶解,FeO能降低炉渣的粘度,加速石灰块外部的传质,并改善炉渣对石灰的润湿和炉渣向石灰孔隙中的渗透,FeO和CaO同时是立方晶系,有利于氧化铁向石灰晶格中迁移和扩散。
(2)中期炉渣“返干”使石灰熔解缓慢。
“返干”主要是碳的激烈氧化使渣中氧化铁浓度降低较多,致使炉渣的熔点显著升高,炉渣变稠而不活跃,成为半固体状态而失去精炼能力。
(3)温度对石灰的熔解速度也有影响,高温使外部和内部的传质加速,使成渣的渣壳和硅酸二钙迅速熔解。
对铁水前,预热石灰,能显著增加成渣过程。
(4)萤石能降低CaO以及2CaO.SiO2的熔点,吹炼中期加入萤石可以防止炉渣“返干”。
5.4.3炉渣粘度的控制
过粘的炉渣去除磷、硫缓慢,含有大量的金属珠,降低钢水的收得率;过稀的炉渣则强烈侵蚀炉衬。
渣粘的原因通常是炉渣的熔点与当时的熔池温度接近,熔池的温度低于熔渣的液相线时,炉渣特别粘稠。
此时,提高渣中CaF2、∑(FeO)、MnO、MgO等含量都能使炉渣熔点降低,流动性改善。
在确定去硫、磷的条件下,加入白云石等含MgO的材料,适当提高终渣的粘度,可以在终渣停吹时,部分粘附在炉衬内表面,是炉龄延长。
5.4.4炉渣氧化性的控制
用渣中氧化铁的活度αFeO表示炉渣的氧化性是最合理的,因为渣中的氧化铁不会呈自由状态存在,但是,由于确定αFeO的数值相当复杂,因为一般只用于研究工作,生产中普遍用氧化铁的浓度表示炉渣的氧化性。
影响炉渣氧化性的主要因素:
(1)枪位和氧压:
在一定的供氧强度下,枪位提高或氧压降低时,炉渣的氧化性增加。
(2)脱碳速度:
脱碳速度越大,碳夺取炉渣中的氧越强烈,而熔池搅拌越有力,促进炉渣中的氧化铁向金属中传递,炉渣氧化性大大减弱。
(3)温度炉渣的氧化性影响是间接的,熔池温度低而使金属和炉渣粘度增大,炉渣向金属传递氧和金属吸收射流的氧减慢,炉渣的氧化性增强。
对镇静钢和沸腾钢的终渣氧化性,有不同的要求。
镇静钢要求尽可能完全脱氧,因此,在保证去除磷、硫的条件下,应将渣中∑(FeO)控制在尽可能低的限度内。
沸腾钢要求有适当的含氧量,吹炼含碳>0.2%的沸腾钢时,往往需要增强炉渣的氧化性以提高钢水的含氧量,吹炼含碳<0.08%沸腾钢时,应避免终渣氧化性过强。
5.4.5泡沫渣及其控制
在顶吹氧气转炉吹炼的前、中期,提高炉渣中∑(FeO)的含量以加速石灰的熔化和促进去鳞,产生泡沫渣是不可避免的,往往是在炉渣∑(FeO)高和熔池温度较低时产生的。
目前对泡沫渣还不能完全控制,通常在吹炼中期或稍微偏前一些,泡沫化程度达到最大值,熔池面上涨出现在碱度1.5~1.7和脱碳速度最大的时候。
在开吹的初期,由于渣量很少和脱硫速度不大,熔池面上涨很少,炉渣的泡沫化不致造成溢渣和喷溅。
随着吹炼的进行,渣量迅速增大,在采用高∑(FeO)化渣时,炉渣的泡沫化程度迅速增大。
如果熔池温度较低,炉渣较粘,一旦碳开始剧烈氧化,泡沫渣将大量从炉口溢出,并产生强烈喷溅。
吹炼末期,脱碳速度下降,熔池温度升高,炉渣的泡沫化程度随之减小。
为了避免炉渣的过分泡沫化,还应尽可能保持吹炼初期的执行。
在铁水温度较低时,应先提温,待温度上升后,再提枪化渣。
铁矿石或其他固体氧化剂不应一次加入过多,以免使熔池温度剧烈下降,渣中∑(FeO)剧烈增多。
采用软烧石灰,可降低化渣所需要的∑(FeO)含量,炉渣流动性也好,可使炉渣泡沫化程度减小,铁水含硅量降低可以减少渣量,减轻泡沫渣危害。
5.4.6放渣及留渣操作
目前,顶吹氧气转炉的造渣操作有吹炼中途不放渣的“单渣法”,中途放出部分炉渣的“双渣法”,以及将上炉的部分或全部终渣留在炉内作下一炉渣料的“双渣留渣法”。
单渣法:
用含硅量<1.0%和含磷量≤0.3%~0.4%的铁水吹炼低碳钢,在去硫率达40%即可满足所炼钢种要求时,通常采用单渣法。
双渣法:
当铁水含硅量>1.0%,去硫率>40%的钢种,含磷量达0.5%~1.5%或原料含磷量<0.5%,但要求生产低磷的高、中碳钢;以及要在炉内加入大量含有易氧化元素的合金废钢时,应用双渣法。
双渣留渣法:
双渣法的终渣,一般有高的碱度和比较高的∑(FeO)含量,它对铁水具有一定的去磷和去硫能力,熔点不高,本身含有大量的物理热。
将这种炉渣部分地,甚至全部留在炉内,可以显著加快下一炉初期渣的成渣过程,提高吹炼前期的去磷和去硫率,节省石灰用量和提高炉子的热效率。
5.5温度制度
5.5.1出钢温度的确定
出钢温度可按下式确定:
式中,
(1)
:
决定于钢液成分,钢种不同或者同一钢种成分有差异时,其液相线温度也不同,
可按下列推荐公式计算
(2)
:
它是钢水浇铸过程中的温降,即钢水开浇时,必须保持的过热温度。
合格的开浇温度主要由生产条件和浇注质量所决定,连铸过程热度通常为5~30℃,内部质量要求严格的钢以过热度偏低为好。
(3)
:
其值随生产条件不同而异,它与出钢时间、钢流状态、盛钢桶大小、桶衬温度、加入铁合金状况、镇静时间等有关,一般为30~80℃。
对于连铸,由于增加了中间包热损失,中间包水口小,浇铸时间长,因此钢水温度要比模铸高20~50℃,对于有精炼工序的车间,还必须考虑精炼过程中钢水温度的升降。
5.5.2冷却剂及其加入量的确定
冷却剂的冷却效果Q冷为加热冷却剂到一定熔池温度时消耗掉物理热(Q热)和冷却剂发生化学反应消耗的化学热(Q化)之和,即
顶吹氧气转炉炼钢所用的冷却剂一般有废钢、铁矿石、氧化铁皮,废钢作为冷却剂的优点是杂质少,可减少成渣量。
铁矿石作为冷却剂的优点是加料时不占用吹炼时间,有利于快速成渣和去磷,并能降低氧耗和钢铁料消耗,吹炼过程中调节温度比较方便。
氧化铁皮是轧钢的铁屑,其冷却效果比矿石稳定,含杂质少,生成渣量也少。
废钢加入量的计算
假设需要废钢进行冷却的富余热量为Q余,废钢的冷却效果为q废钢,则应加入的废钢量G废钢为
铁矿石加入量的计算
由于铁矿石含SiO2,故用铁矿石作冷却剂时,为了保持炉渣的规定碱度R,需要补加石灰。
因此在计算铁矿石加入量时,应考虑加入石灰的冷却作用。
如果G矿表示矿石的加入量,G石灰表示补加石灰量,q矿表示矿石的冷却效果,q石灰表示石灰的冷却效果,Q余为富余热量,则
为了保持规定的炉渣碱度R,需补加的石灰量可根据矿石中SiO2的含量(SiO2)和石灰中CaO的CaO自由求出
将②式带入①式得出铁矿石的加入量
假设普通低碳废钢的冷却效果为1,则常用冷却剂效果如下表所示
冷却剂
与废钢相比的冷却效果
加入1%冷却剂的金属温降值/℃
废钢
1
8.5~9.5
铁矿石、铁皮(90%作用)
4~4.5
35~40
石灰石
~4.25
34~38
5.6终点控制和出钢
终点控制是转炉吹炼末期的重要操作。
由于脱磷比脱碳操作复杂,因此总是尽可能提前让磷硫去除到终点要求的范围内。
这样,终点控制便简化为脱碳和钢水温度控制,所以把停止吹氧又成为“拉碳”。
从广义上讲,终点控制应包括所有影响钢质量的终点操作和工艺因素控制。
转炉的自动控制可以达到准确控制吹炼过程和终点的目的,具有较高的命中率,经验控制经常采用“增碳法”和“拉碳法”。
增碳法去除倒炉、取样和随后的补吹时间,因而生产率高,终渣(FeO)高,去磷率高,热量收入较多,有利于增加废钢用量。
拉碳法具有终点钢水氧含量和终渣(FeO)较低,终点钢水含锰量较高,氧气消耗少等优点。
转炉出钢时间约2~6min,应采用红包出钢和挡渣出钢法。
5.7脱氧制度和合金化
目前顶吹氧气转炉炼钢大多数采用沉淀脱氧,对一些有特殊要求的钢种还可以配合以包内扩散脱氧(合成渣渣洗)和真空碳脱氧(真空处理及吹氩搅拌等)。
5.7.1顶吹氧气转炉炼钢的脱氧方法
(1)炉内加硅锰合金和铝(或铝铁)预脱氧,包内加锰铁等补充脱氧。
其操作要点:
到达终点后,倒出大部分炉渣,再加少量石灰使渣稠化,以提高合计收得率和防止回磷,加入脱氧剂后摇炉助熔。
包内所加脱氧剂应在出钢至1/4~1/3时开始加入,到2/3~3/4时加完,以利于钢水成分、温度均匀化合稳定合金收得率。
(2)包内脱氧:
全部脱氧剂都加入包内。
操作要点是:
锰铁加入量较多时,应适当提高出钢温度;而锰铁加入量大时,则应相应降低出钢温度。
脱氧剂力求在出钢初期均匀加入(加入大量时可将1/2合金在出钢前加在包底)。
加入次序一般是先弱后强,即先加锰铁,而后加硅铁、硅锰和铝。
出钢时避免过早下渣,特别是对含磷量有严格要求限制的钢种。
包内应加少量石灰,防止回磷。
镇静钢主要采用炉内预脱氧——钢包内补充脱氧或全部脱氧剂加入钢包内的脱氧方法。
沸腾钢主要采用Fe—Mn脱氧,脱氧剂全部加入钢包内,出钢时加入少量铝调整钢水氧化性。
5.7.2合金化的一般原理
加入某一种或几种合金元素,使其在钢水中的含量达到成品钢规格的操作过程,统称合金化。
实际上,脱氧和合金化经常是同时进行的。
加入钢中的脱氧剂一部分消耗于钢的脱氧,转化为脱氧产物而排除,另一部分则为钢水所吸收,起到合金化的作用。
而加入钢中的合金元素,因其与氧的亲和力多半比铁强,也必然起一定的脱氧作用。
冶炼一般合金和低合金钢时,合金加入量公式如下:
冶炼高合金钢时,合金加入量较大,因此,加入合金量对钢水量对钢水重量和终点成分的影响不可忽略。
各种合金元素必须根据它们与氧的亲和力大小,熔点高低以及热物理特性,决定其合理的加入时间、地点和必须采取的助熔或防氧化措施。
6转炉炉体金属构件设计
转炉金属构件是指炉壳、支撑装置(托圈和耳轴)和倾动机构。
6.1炉壳设计
炉壳通常由炉帽、炉身和炉底三部分组成。
主要承受钢水、炉渣及耐材的静载荷,以及金属料冲击,热应力作用。
其材质应具有较高的强度,本设计采用锅炉钢板和合金钢板。
炉帽制成截圆锥形。
由于炉帽,特别是炉口受高温作用易变形,所以普遍采用水冷炉口。
这样既能提高炉帽寿命,又能减少炉口粘渣。
本设计采用埋管式水冷炉口,即把蛇形钢管埋铸在铸铁的炉口圈内。
其特点是使用安全,但制作难度较大。
水冷炉口采用销钉与炉帽连接,方便拆卸。
炉身制成圆柱形。
它是整个炉子的承载部分,受力最大。
炉底为球冠形,其强度优于截锥形。
因炉衬修砌本设计采用上修法,所以炉身与炉底的联结采用固定式。
6.2支撑装置设计
支撑装置承载转炉炉体的全部重量,由托圈、炉体与托圈的连接装置、耳轴及轴承构成。
托圈:
本设计采用半圆形(或马蹄形)开口式结构,炉体通过三个点支承在托圈上。
其特点是方便拆装炉体,拆开三个轴承上盖,即可退出整个炉体。
为增加托圈的刚度,中间加焊垂直筋板。
托圈与炉壳之间应有适当的间隙,以改善炉身通风条件和适当留有扩容能力,可参照炉壳可能产生的最大变形量(为炉壳直径3%)确定。
炉体与托圈的连接装置:
本设计采用300t转炉自调螺栓连接装置。
炉壳上不焊有两个加强圈,炉壳通过他们和三个带球面垫圈的自调螺栓与托圈连接在一起。
三个螺栓在圆周上呈120º布置,且与焊在托圈盖板上的支座铰接。
当炉壳产生位移时,自调螺栓本身倾斜,并靠其球面垫圈自动调位,使炉壳中心位置维持不变。
这种三支点支承结构能适应炉壳和托圈的不等量变形,载荷分布均匀,制作方便,工作性能好。
耳轴及其轴承:
炉体和托圈的全部载荷都通过耳轴,经轴承座传给地基;同时倾动机构的倾动力矩又通过耳轴传给托圈,在传给炉体。
由于耳轴要受多种负荷的作用,因此应有足够的强度和刚度。
本设计耳轴材质采用合金钢。
不同容量转炉的耳轴直径如下表6-1所示。
表6-1不同容量转炉的耳轴直径参考值
转炉容量/t
30
50
130
200
300
耳轴直径/mm
630~650
800~820
850~900
1000~1050
1100~1200
根据表,本设计耳轴直径采用1200mm。
耳轴与托圈的连接方式本设计采用法兰螺栓连接,即用过渡配合耳轴装入托圈的耳轴座中,再用螺栓和圆销连接。
耳轴轴承本设计采用重型双列向心球面滚子轴承。
其特点是能承受重载、自动调位和保持良好的润滑。
6.3倾动机构的设计
本设计采用全悬挂式倾动机构。
其优点是设备轻、结构紧凑、占地面积少。
倾动速度采用无极调速,转速为0.15~1.5r/mim。
7氧气转炉供氧系统设计
7.1氧气的供应
氧气转炉炼钢要消耗大量的工业纯氧,氧气纯度要求在99.5%以上。
因此,现代炼钢厂都有相当大规模的空气分离(制氧)设备。
7.1.1转炉炼钢车间需氧量计算
(1)一座转炉吹炼时的小时耗氧量计算
1)平均小时耗氧量Q1(m3/h):
2)高峰小时耗氧量Q2(m3/h):
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