150t顶底复吹转炉炉型设计.docx

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1、房凄N纭彳每课程设计说明书题目名称：150t顶底复吹转炉炉型设计学院机械工程系陪B）课程设计任务书2013-2014学年第2学期2014年6月27日专业冶金技术班级冶金技术12-1课程名称转炉炼钢设计题目150t顶底复吹转炉炉型设计指导教师起止时间周数1周设计地点设计目的：1、综合运用有关课程特别是专业课程的基本理论和实际知识，培养设计炼钢主要工艺部分设备的初步能力。2、培养学生根据设计任务和指定条件，在设计过程中查阅、选择和运用资料的能力。3、提高学生的运算能力，以及阅读图纸和绘制图纸的能力。4、培养学生的分析问题和解决问题的工作能力。设计任务或主要技术指标：课程设计的任务是让学生结合转炉炼

2、钢生产工艺，运用所学的理论知识，对转炉炼钢的主要设备一一转炉进行工艺设计，包括转炉炉型的选择、炉型尺寸的计算、炉衬耐火材料的选择、炉型尺寸图的绘制。通过该过程的实训，学生将对转炉炉型与氧射流的合理匹配、炉型对冶炼过程和炉衬寿命的影响有更全面的认识，并可提高其查阅、选择、运用资料的能力和阅读图纸、绘制图纸的能力，为参与企业的技术更新和设备改造打下基础，也会使学生参与就业竞争的综合实力得到增强。设计进度与要求：课程设计（课题）自2014年6月21日至2014年6月27日止。主要参考书及参考资料：1、郝素菊，张玉柱，蒋武锋.高炉炼铁设计与设备M.北京：冶金工业出版社，2011.07.2、卢宇飞，杨桂

3、生.炼铁技术M.北京：冶金工业出版社，2010.01.学院机械工程系陪B）课程设计任务书2013-2014学年第2学期2014年6月27日专业冶金技术班级冶金技术12-1课程名称转炉炼钢设计题目150t顶底复吹转炉炉型设计指导教师起止时间周数1周设计地点设计目的：1、综合运用有关课程特别是专业课程的基本理论和实际知识，培养设计炼钢主要工艺部分设备的初步能力。2、培养学生根据设计任务和指定条件，在设计过程中查阅、选择和运用资料的能力。3、提高学生的运算能力，以及阅读图纸和绘制图纸的能力。4、培养学生的分析问题和解决问题的工作能力。设计任务或主要技术指标：课程设计的任务是让学生结合转炉炼钢生产工艺

4、，运用所学的理论知识，对转炉炼钢的主要设备一一转炉进行工艺设计，包括转炉炉型的选择、炉型尺寸的计算、炉衬耐火材料的选择、炉型尺寸图的绘制。通过该过程的实训，学生将对转炉炉型与氧射流的合理匹配、炉型对冶炼过程和炉衬寿命的影响有更全面的认识，并可提高其查阅、选择、运用资料的能力和阅读图纸、绘制图纸的能力，为参与企业的技术更新和设备改造打下基础，也会使学生参与就业竞争的综合实力得到增强。设计进度与要求：课程设计（课题）自2014年6月21日至2014年6月27日止。主要参考书及参考资料：1、郝素菊，张玉柱，蒋武锋.高炉炼铁设计与设备M.北京：冶金工业出版社，2011.07.2、卢宇飞，杨桂生.炼铁技

5、术M.北京：冶金工业出版社，2010.01.教研室主任（签名）系（部）主任（签名）word文档下载后可任意复制编辑1 .摘要转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、废钢、铁合金为主要原料,不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和银的冶炼。2003年我国转炉钢产量已接近1. 9亿t,占

6、我国钢产量的85. 2%,约占世界转炉钢的25%o 50-300t转炉由2001年的75座增至2003年的134座，工艺技术进一步优化。我国转炉冶炼新钢种和优质钢种增长迅速，其中包括低合金、耐候钢、TRIP（相变诱发塑性）钢以及合金结构钢、齿轮钢、轴承钢、锅炉用钢等特殊钢。今后转炉钢的增长主要是对条件较好转炉钢厂挖潜改造，进一步提高装备水平、扩大品种、提高质量以及降低消耗，改善环境。转炉炼钢的原材料分为金属料、非金属料和气体。金属料包括铁水、废钢、铁合金，非金属料包括造渣料、熔剂、冷却剂，气体包括氧气、氮气、室气、二氧化碳等。非金属料是在转炉炼钢过程中为了去除磷、硫等杂质，控制好过程温度而加入

7、的材料。主要有造渣料（石灰、白云石），熔剂（萤石、氧化铁皮），冷却剂（铁矿石、石灰石、废钢），增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块、重油）。钢中气体和夹杂物是评价钢的冶金质量的主要指标。氧气顶吹转炉炼钢反应速率快，沸腾激烈，所以钢中H、N、0含量较低，H为（35）X10-4%, N为（24）义10-3%,低碳钢0为0.06%0 10%。夹杂物和脱氧及凝固操作有关。影响顶吹转炉钢含氮量的重要因素是氧气纯度，由表4数据可以看出。所以用于转炉炼钢的氧气应该是99%以上的纯氧。低碳钢是转炉炼钢的主要产品。由于转炉脱碳快，钢中气体含量低，所以钢的塑性和低温塑性好，有良好的深冲性和焊接性能。用转炉钢制造热轧薄

8、板、冷轧薄板、镀锌板、冷弯型钢、低碳软钢丝等，都具有良好的性能。根据冶金技术专业培养方案的安排，学生在学完有关基础理论课和专业课后，需要进行专业课程设计，这是专业课教的重要环节。冶金工程专业选择钢铁冶金方向课程的学生，应该进行转炉炼钢课程设计。本次课程设计共分三个部分，转炉物料平衡和热平衡计算，转炉炉型设计，氧枪喷头设计（氧气流量、工况氧压、喉口直径、喷孔出口直径、喷孔其他几何尺寸以及喷头端面形状）。从此次课程设计中学习到如何计算转炉的各项数值指标，以及提高我们对转炉设计的认识，让我们了解到转炉设计过程中经常出现的问题以及解决的方法。2转炉物料平衡与热平衡计算物料平衡是计算转炉炼钢过程中加入炉

9、内与参与炼钢的全部物料（如铁水、废钢、氧气、冷却剂、渣料、合金添加剂、被侵蚀的炉衬等）和炼钢过程的产物（如钢水、炉渣、炉气、烟尘等）之间的平衡关系。热平衡是计算转炉炼钢过程的热量收入（如铁水物理热、化学热）和热量支出（如钢水、炉渣、炉气的物理热、冷却剂溶化和分解热）之间的平衡关系。2.1 原始数据的选取2.1.1 原材料成分铁水、废钢成分见表11表L1铁水、废钢成分（）原料CSiMnPS温度/铁水4. 150. 750. 280. 200. 0351260废钢0. 170. 150. 500. 0250. 02525渣料和炉衬材料成分见表1 2表1.2渣料和炉衬材料成分（%）种类CaOS02M

10、gOAI2O3SPCaF2FeOFeA烧减H2C石灰91.02.02.01.50. 053. 45矿石1.05.610. 521. 100. 0729.461.80. 50萤石6.00. 581. 780. 090. 5589.02. 00白云石55.03.033.03.01.05.0炉衬54.02.038.01.05.0各材料的热容见表1.3表1.3各材料的热容（kJ/kg.K）项目固态平均热容熔化潜热液（气）态平均热容生.铁0. 745217. 5680. 8368钢0. 699271.960. 8368炉渣209. 201.247炉气1. 136烟生1.000209. 20矿石1.046

11、209. 202.1 原始数据的选取2.1.1 原材料成分铁水、废钢成分见表11表L1铁水、废钢成分（）原料CSiMnPS温度/铁水4. 150. 750. 280. 200. 0351260废钢0. 170. 150. 500. 0250. 02525渣料和炉衬材料成分见表1 2表1.2渣料和炉衬材料成分（%）种类CaOS02MgOAI2O3SPCaF2FeOFeA烧减H2C石灰91.02.02.01.50. 053. 45矿石1.05.610. 521. 100. 0729.461.80. 50萤石6.00. 581. 780. 090. 5589.02. 00白云石55.03.033.0

12、3.01.05.0炉衬54.02.038.01.05.0各材料的热容见表1.3表1.3各材料的热容（kJ/kg.K）项目固态平均热容熔化潜热液（气）态平均热容生.铁0. 745217. 5680. 8368钢0. 699271.960. 8368炉渣209. 201.247炉气1. 136烟生1.000209. 20矿石1.046209. 20word文档下载后可任意复制编辑氧化量二元素在铁水中的含量-元素在钢水中的含量铁水中的元素氧化量见表1.5表15铁水中的元素氧化量元素/%项目CSiMnPS铁水4. 150. 750. 280. 200. 035钢水0. 1400. 0980. 020.

13、 023氧化量4.010. 750. 1820. 180.012由表1.6知：脱磷率90%；脱硫率35%；钢中残镒量30%各元素耗氧量及氧化产物量(表1.6)铁水中元素氧化量、氧化产物量见表1.6表1.6 铁水中元素氧化量、氧化产物量元素反应元素氧化量kg耗氧量kg氧化产物量kgCC+12 02=C04.0190%=3. 6093. 609 16/12=4. 8123. 609X28/12=8. 421cC+ 02=C 024. 0110%=0. 4010.40132/12=1. 070. 401X44/12=1.47SiSi+ 02 =Si 020. 750. 75 32/28=0. 860. 75X60/28=1.61MnMn+l2 02=Mn00. 1820. 182X16/55=0. 0530. 182X71/55=0. 23P2P+52 02= P2050. 180. 18 80/62=0. 230. 18X142/62=0.4