年产400万吨圆坯_炼钢车间设计(编辑修改稿)

年产400万吨圆坯_炼钢车间设计(编辑修改稿)内容摘要：

佳的搅拌效果。 喷嘴布置在按炉底部 φ= 同心圆上，且相互成 60176。 分布即偏轴心布置。 转炉炉体金属构件设计 转炉金属构件是指炉壳、支承装置（托圈与耳轴）和倾动机构。 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，其材质应具有高的强度，本设计采用锅炉钢板和合金钢板。 倾动机构的设计 本设计采用全悬挂式倾动机构，采用无级调速，转速为 ～。 第四章 氧气转炉供氧系统设计 氧气的供应 转炉炼钢车间需氧量计算 内蒙古科技大学毕业设计说明书 18 （ 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（ Nm3/h） ： 2 0 6 2 540 552 5 060T6 0 G WQ 11  Nm3/h （ 41） 式中 ： G— 平均炉产钢水量， t； W— 吨钢耗氧量， m3/t，可取 45～ 55m3/t； T1— 平均每炉钢水冶炼时间， min。 ② 高峰小时耗氧量 Q2（ m3/h） ： 4 1 2 5 020 552 5 060T6 0 G WQ 22  Nm3/h （ 42） 式中 ： T2— 平均每炉纯吹氧时间， min。 （ 2） 车间小时耗氧量 ① 车间平均小时耗氧量 Q3(m3/h） ： Q3=NQ1=220625=41250m3/h (43) 式 中 ： N— 车间经常吹炼的炉座数。 ② 车间高峰小时耗氧量 Q4（ m3/h） ： Q4=n/NQ2=41250m3/h （ 44） 制氧机能力的选择 根据转炉车间的小时平均需氧量确定选取制氧机座数及能力。 本设计选取 2座 26000m3/h 的制氧机。 氧枪设计 氧枪由喷头、枪身和尾部结构三部分组成。 喷头常用紫铜制成；枪身由三层无缝钢管套装而成；尾部结构连接输氧管和冷却水进出软管。 喷头设计 内蒙古科技大学毕业设计说明书 19 （ 1）喷头类型与选择 本设计选用拉瓦尔型喷头，孔数 定为 5 孔，喷孔夹角为 15176。 ，喷孔布置选择周边布置，出口马赫数 M=。 （ 2） 喷头尺寸计算 ① 氧流量计算 .56 8 720 2 5 055  吹氧时间 出钢量每吨钢耗氧量氧流量 m3/min （ 45） 式中 ： 每吨钢耗氧量为 55～ 65m3/t，本设计选 55m3/t； ② 理论计算氧压 由等熵流函数表可查得 ： 当马赫数 M= 时， P/P0=，将选取的P=105Pa 带入，则可求得 P0=105Pa 其中 ： P— 转炉炉膛内气体压力，即喷孔出口处气流的压力， Pa，选取范 围（ ～ ） 105Pa； P0— 使用氧压，在设计喷头时按理论计算氧压选取， Pa； ③ 选用喷孔出口马赫数与喷孔数。 综合考虑，选取马赫数 Ma=。 参照武钢炼钢三分厂 250t 转炉氧气使用情况，选取转炉喷孔数为 5 孔，能保证氧气流股有一定的冲击面积与冲突深度，熔池内尽快形成乳化区，减少喷溅，提高成渣速度和改善热效率。 ④ 计算吼口直径。 喷头每个喷孔氧气流量 q： .5687q  喷孔数氧流量 m3/min(标态） （ 46） 喷管实际氧气流量 QV： 内蒙古科技大学毕业设计说明书 20 00DV T PA1 .7 8 2 CQ  喉 (47) 式中 ： 一般单孔 CD=～ ；三孔喷头 CD=～。 由式 (47)，并且取 CD=， T0=290K，又 P0=105Pa，代入上式，则 290 107 . 9 52  喉 由上式可求得 ： d 喉 =47 ㎜ ⑤ 求喷孔出口直径 根据等熵流表，在 Ma= 时， A 出 /A 喉 =，即喉出 22   ，故喷孔出口直径  喉出 ㎜ （ 48） ⑥ 计算扩张段长度。 取扩张段的半锥角 α为 4176。 ，则扩张段长度 1 0 04t a n2 4761t a n2 ddL 0  喉出扩 ㎜ （ 49） ⑦ 确定喷孔倾角 β： 多孔喷头的各个流股是否发 生交汇以效应角 θ为界，大于 θ则各流股很少交汇，小于 θ则必定交汇。 按照经验，喷头倾角 β=176。 ～ 176。 为宜。 综合考虑选取 β=15176。 ⑧ 喷孔喉口段长度确定 喉口段长度的作用 ： 一是稳定气流；二是使收缩段和扩张段加工方便，为此过长的喉口段反而会使阻损增大，因此喉口段长度推荐为 5～ 10 ㎜。 本设计选取 8㎜。 氧枪枪身设计 氧枪枪身由三层无缝钢管套装而成，内层管是氧气通道，内层管与中层管之间是冷却水进水通道，中层管与外层管之间是冷却水通道。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 21 (1) 枪身各层尺寸的确定 ① 中心氧管管径的确定 管内氧气工况 流量 Q0： QTTPPQ 000标标  （ 410） /  式中 ： P 标 — 标准大气压， Pa； P0— 管内氧气工况压力， Pa； T 标 — 标准温度， 273K； T0— 管内氧气实际温度，一般取 290K。 取中心管内氧气流速 V0=50m/s，则中心氧管内径 2 1 045 0011   ㎜ （ 411） 式中 ： F1— 中心氧管内截面积，㎡； V0— 管内氧气流速， m/s，一般取 40～ 50m/s，这里取 V0=45m/s； 根据标准热轧无缝钢管产品规格，选取中心钢管为 φ219㎜ 8 ㎜。 ② 中外层钢管管径 根据生产实践经验，选取氧枪冷却水耗量 Q 水 =250t/h；冷却水进水速度 V 进=6m/s，出水速度 V 出 =7m/s。 又中心氧管外径 d1 外 =219 ㎜，则 ： 进水环缝面积 222 115. 7c m0. 01157m36006 250VQF 进水 （ 412） 出水环缝面积 内蒙古科技大学毕业设计说明书 22 223 99. 2c 250VQF 出水 （ 413） 所以，中层钢管的内径 d2： 5 0 . 3 1 5 . 74dF4d 22122   外 （ 414） 选取中层钢管 d2 外 =φ253㎜ 8 ㎜。 同理，外层钢管内径 6 . 8 9 . 24dF4d 22233   外 （ 415） 选取外层钢管 d3 外 =φ280㎜ 8 ㎜。 （ 2）氧枪长度的确定 氧枪全长包括下部枪身长度 l1和尾部长度 l2。 氧枪尾部装有氧枪把持器，冷却水进出管接头，氧气管接头和吊环等。 故 l2的长度取决于炉子容量和烟罩尺寸。 本设计参照宝钢三百吨转炉参数，取氧枪总长为 24m，氧枪工作行程为 18m。 第五章 转炉车间原材料供应 铁水供应 由于所建的是两座 250 吨的转炉，所以采用容量为 600 吨的混铁车。 车间所需混铁车台数 N（台）为 ： . 0 17 00 0Q ncPN m a x   （ 51） 式中 ： Pmax— 高炉铁水最高日产量， t/d； Q— 混铁车容量， t，取 600t； n— 混铁车装满系数，可取 ； c— 混铁车日周转次数，一般取 2～ 3 次 /d； 内蒙古科技大学毕业设计说明书 23 η— 混铁车作业率，约取 ； 经计算得知，选取 14 个鱼雷罐车。 铁水包选择 由金属料平衡可计算出每炉钢水需要铁水 231t，考虑过余装量 10%后可装254t，由此选择铁水包容量为 260t。 参照盛钢桶尺寸计算，选取铁水包全高为 4759 ㎜，空铁水包重 ，其它数据兼同钢包。 铁水包耳轴位置选取为铁水包全高一半偏上 500 ㎜。 本设计铁水包数选用 6 个，其中两个为备用。 废钢的供应 废钢是作为 冷却剂加入转炉的。 根据氧气顶吹转炉热平衡计算，废钢的加入量一般为 10～ 30%。 加入转炉的废钢块度，最大长度不得大于炉口直径的 1/3， 最大截面积要小于炉口的面积的 1/7。 根据炉子吨位的不同，废钢块单重波动范围为150～ 2020kg。 （ 1）废钢的加入方式 目前在氧气顶吹转炉车间，向转炉加入废钢的方式有两种，一种是直接用桥式吊车吊运废钢槽倒入转炉；另一种是用废钢加料车装入废钢； 本设计选用直接用桥式吊车吊运废钢槽倒入转炉。 （ 2） 废钢堆场面积 废钢间面积的大小决定于废钢需要的堆存用的面积、铁路条数、料槽位置及称量 设备占用的面积，高度取决于工艺操作所需要的吊车轨面标高。 废钢堆积的面积可按下式估算 ： 1 9 7 12 . 32 0 8 21 .2 HQxA    ㎡ （ 52） 内蒙古科技大学毕业设计说明书 24 式中 ： Q— 每日所需废钢量， t/d； x— 废钢储存定额（天数）， d，取 3 天； H— 废钢储存允许高度，有坑时包含的深度，取 ； ρ— 废钢堆积密度， t/m3，取 ； （ 3） 废钢料斗容积 V（ m3） ： 废钢入炉一般通过废钢料斗，由普通吊车像兑铁水那样装入转炉。 废钢料斗容积的大小决定于每炉废 钢的装入量。 废钢料斗容积 V 计算如下 ： .169fn qV   （ 53） 式中： q— 每炉加入废钢量， t； n— 料斗装满系数，取 ； f— 每炉加入废钢的斗数，取 1； ρ— 废钢堆积密度， t/m3； 散状材料的供应 转炉散状材料包括石灰、白云石、萤石、铁矿石、氧化铁皮、焦炭等。 品种多，批量少，批次多，要求迅速、准确、可靠的供料。 供应系统包括散状料堆场、地下（地面）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。 散状料供应流程如 散状料的供应流程 散状料供应和主要设备选型 （ 1） 地面料仓容积和数量的确定 地面料仓的容积 V（ m3） ： .8Y0QtV （ 54） 内蒙古科技大学毕业设计说明书 25 式中 ： Q— 一天需要的原料量， t； t— 贮存天数； — 料仓装满系数； Y— 散料堆积密度， t/m3； 根据公式 54 可得 ： 铁矿石 ：     39 3 6 . 2 m2 . 30 . 8 100 . 0 0 8 92401 4 4 00 . 9 32 5 0V   石灰 ：     3. 1 m12121 . 00 . 8 10 . 0 5 0 124014400 . 9 3250V   萤石 ：     34 5 5 . 4 m1 . 70 . 8 100 . 0 0 3 72401 4 4 00 . 9 32 5 0V   白云石 ：     32 6 6 1 . 3 m1 . 70 . 8 100 . 0 1 8 72401 4 4 00 . 9 32 5 0V   焦炭粉 ：     3. 6 m2 0 1005. 0 002401 4 4 00 . 9 32 5 0V   选用标准料仓，总容量为 ： V 总 =126m3 故料仓需要个 数 ： 铁矿石料仓个数 ： n=石灰料仓个数 ： n=萤石料仓个数 ： n=白云石料仓个数 ： n=焦炭粉料仓个数 ： n=（ 2） 上料方式的选择 本设计采用全胶带运输上料系统，其作业流程如下 ： 地下 （或地面 )料仓 → 固定胶带运输机 → 转运漏斗 → 可逆式胶带运输机 → 高位料仓 → 分散称量漏斗 → 电磁振动给料器 → 汇集胶带运输机 → 汇集料斗 → 转炉 内蒙古科技大学毕业设计说明书 26 这种上料系统的特点是运输能力大，上料速度快而且可靠，能够进行连续作业，有利于自动化；但它的占地面积大，投资多，上料和配料时有粉尘外逸现象。 高位料仓容积和数量的确定 高位料仓的作用在于临时储料，并利用重力向转炉及时和可靠地供料保证转炉正常生产。 高位料仓的横截面一般为矩形，上部为长方体，下部为四角锥形。 椎体部分的倾角不小于 45176。 ～ 50176。 ，放料口尺寸为标准散状料尺寸的 3～ 6 倍以上，一般大致为 150～ 300 ㎜，以保证料仓内的散状料能自由下落，。