炼钢设计基础第七章.

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1、炼钢设计原理 炼钢设计基础 第七章 转炉炼钢各跨间的设计 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 第七章 转炉炼钢各跨间的设计 转炉跨间 加料跨 连铸车间(浇注跨 ) 三跨式炼钢车间 12 5.1 转炉跨间的设计 转炉跨在车间中厂房最高、设备最多，多 平台布置，是建筑结构复杂和投资最多的跨间 。主要布置转炉及其倾动机构，氧枪副枪系统 ，散料和铁合金加入系统，除尘系统等。 全封闭钢结构封闭转炉，以保护操作人员 、钢结构和其它邻近的设备不受热辐射、喷溅 和火焰的影响，并便于有效的收集二次烟尘。 13 14 5.1.1 转炉位置的确定 n转炉横向位置的确定 计算转炉中心线与靠近原料跨的厂房纵

2、向柱列中心线的 距离a，a值应能保证原料跨吊车顺利向转炉加入废钢和 兑入铁水，同时应满足布置氧枪和付枪升降机构的要 求。 不同容量转炉的a值 转炉容量 ，t 305080120 150210300 a , mm800125013002000190021002700 15 转炉兑铁位置示意图 a=L1+L2-L3-L4 a转炉中心线与厂房纵向柱列中心 线的距离 mm， L1转炉倾动到受铁位置（倾动角 =3045）时，转炉炉口内缘 （新炉衬）与转炉中心线的距离 mm。 L2铁水罐内铁水全部兑入转炉（ 转炉倾角为104左右）时，罐嘴 前沿到铁水罐耳轴中心线的水平 距离 mm。 L3吊车主钩的移动极限

3、及安全距 离，移动极限为吊车设备尺寸， 安全距离一般取400600 mm。 L4 吊车轨道中心线与厂房柱子中 心线的距离 mm。通常采用钢 立柱约1 m，如果采用水泥立柱 要宽一些。 16 n 转炉耳轴高度 H转炉耳轴中心线标高 mm。 h0钢包车轨面至地面距离 mm. h1钢包最低点与钢包车轨面之间的 距离 mm。一般取200500 mm。 h2钢包高度 mm。 h3钢包最高点到转炉最大外形回转 圆之间的最小距离，安全距离 mm 。一般取300500 mm。 R转炉最大回转半径，mm。 耳轴中心线在转炉上的位置确定： H全/2-200500 mm。 转炉耳轴中心线的标高H是依据转炉最大回转半

4、径R，和炉下钢包车高度 确定，应保证钢水罐车顺利运行。H=h0+h1+h2+h3+R 17 5.1.2 转炉各层平台确定 为了布置转炉及其倾动机构，氧枪系统，散 料和铁合金系统，烟气净化系统，以及进行维 修和工艺操作，需要在转炉跨不同标高设置相 应平台，尽管炉容量不同平台数量也不同，但 主要的平台是相同的。转炉跨主要操作平台有 ： 转炉工作平台 散料系统平台 烟气净化系统平台 氧枪系统平台 修砌炉平台 18 n 转炉工作平台 转炉操作平台的标高的确定，应保证工人能够顺利完成炉 前操作。 转炉操作平台标高一般低于转炉耳轴标高1/2炉口内直径 后再增加250300 mm，（大炉子取下限，小炉子取上

5、限 ）。计算公式： H1=(H-d/2)+K H1转炉工作平台标高 mm, H转炉耳轴中心标高 mm, d新炉子炉口内直径 mm, K常数 250300 mm, 转炉平台按满平台设置，以方便操作和转炉主控室的联系 。 19 转炉操作平台标高示意图 20 n 其它操作平台 n炉口平台，也称烟罩平面，标高稍低于炉口标 高，布置烟罩检修和转炉砌筑设施以及堆放转 炉砖衬。 n散料系统平台，主要包括高位料仓平台，给料 机称量漏斗平台，汇总漏斗和溜槽平台，用于 布置检查设备。有些车间用这些平台布置铁合 金系统。 n烟气净化系统平台，布置烟气冷却和净化设备 。 n供氧系统平台，氧枪升降及横移机构平台，氧 枪

6、孔平台以及氧气和冷却水进出软管连接平台 ，如有副枪，还应设有副枪平台。 21 转炉跨主要平台示意图 22 平台标 高 功能 +9.000m转转炉操作区，布置转炉炉前、炉后挡火门，并进行炉前、 炉后转炉生产操作，烟道冷却给水装置，铁合金系统 +17.100m 布置转炉升降裙罩及其提升装置，活动烟道及其横移台车 ，热刺烟道收集装置，铁合金投料系统等。转炉修炉时耐 材的运送，切割，堆放即在此平台上进行。 +22.580m布料烟道，一次烟尘净 化装置，铁铁合金投料系统,氧枪枪修 理。 +29.450m布料烟道，一次烟尘净 化装置，散状料汇总 斗。 +34.350m布料烟道，一次烟尘净 化装置，散状料称

7、量斗。 +42.550m散状料高位仓仓及其皮带运送卸料装置。 120t转炉跨各层平台的标高和功能 23 5.1.3 转炉跨厂房高度、宽度和长度的确定 n无副枪系统转炉跨吊车轨面标高 1）氧枪行程和总长 L行=h4+h5+h6+h7+h8+h9 L行氧枪行程 mm, h4炉役后期氧枪下降到最低点喷头到转炉耳轴中心线 的距离，炉役后期氧枪点火枪位 h0=200400 mm， h5转炉耳轴中心线至炉口的高度 mm， 转炉跨是转炉车间的高跨厂房，两端是低跨厂房，高跨厂房 是转炉车间最高处，在其跨内安装位置最高的设备是氧枪吊 车，如果有副枪，则厂房还要高一些。 24 h6炉口到活动烟罩固定端下缘 的高度

8、 mm，大型转炉可取R- h5+500mm h7活动烟罩固定端下缘至斜烟 道拐点的高度，按设备尺寸定 ，35 m。 h8斜烟道拐点至氧枪密封孔上 缘的高度 mm，按设备尺寸定 。倾角按5060考虑， h9吹氧管密封口上缘到喷头提 升到最高点的高度 mm,一般 取8001000 mm，主要考虑 吹氧管提出后清渣和更换所需 高度。 25 2) 吹氧管总长 L管=L行+h10 L管氧枪总长 mm, h10吹氧管把持器到氧枪吊环中心的高度 mm,设备尺 寸，一般1.22.0 m。 3) 定滑轮到地面标高 H=H耳-h4+ L行+ L管+h18 h18氧枪吊环中心线至氧枪卷扬导向轮中心线的高度 mm。即

9、氧枪系统最高点的位置。（600 mm) 4）吊车轨面标高 即吹氧管起重机标高：H=H+h19+h20 26 H ,m H ,m 包钢3639 攀钢4246.7 宝钢5059 h19氧枪卷扬导向轮中心线至吊车 吊钩升高极限的距离mm， 5001000mm h20吊车吊钩升高极限到轨面的距 离 mm。 27 n 有副枪系统转炉跨吊车轨面标高 n转炉动态控制中，要在吹炼过程中不停氧下降副枪， 副枪应避开氧气射流和其与熔池的作用区，主副枪中 心距取5001500 mm，副枪中心线与炉口边缘的距离 为3001000mm。 n以副枪卷扬系统的导向轮为最高点确定起重机轨面标 高，与氧枪系统的计算有以下不同：

10、 1）副枪探头需插入钢液面下一定深度，为 h0=300600mm。 2）副枪上升出口处至副枪上枪到最高点探头端部的距离 包括：清渣装置，切割装置，拔脱探头装置，探头装 配平台，均为设备尺寸。宝钢转炉跨标高按副枪确定 。 28 n计算步骤如下 1）副枪行程 L副行=h4+h5+h6+h7+h11+h12+h13 h4副枪下降到工作位置探头到耳轴中心线的高度，为钢 液面到耳轴距离+300600mm, h11斜烟道拐点到副枪孔出口处的距离， h12副枪孔出口到副枪探头装配平台面的距离，包括清渣 、拔脱探头、切割等装置，其为设备尺寸。 h13副枪装配平台面到探头导向筒上缘的高度，设备尺寸 ，宝钢探头长

11、度为1.95m。 以下计算与氧枪系统相同。 29 副枪行程和总长示意图 30 n 转炉跨宽度和长度 n转炉跨厂房跨度要求能在炉后设置一定宽度的操作平 台，并能满足布置氧枪副枪系统及其吊运通道，散料 系统的布置，烟气净化设备的布置以及设备的维修吊 装路径空间。 n转炉跨厂房的长度 转炉间距：50 t 1218 m 50150 t 1824 m 200 t以上 2736 m 转炉倾动机构、烟罩移出机构和修炉设备空间，采取 炉子跨在中间布置方式，可与加料跨长度一致，采取 炉子跨在边上布置方式，转炉跨的长度比加料跨短。 设计时转炉跨宽度和长度可通过查阅资料直接选取。 31 转炉中心距和耳轴中心标高参考

12、数据 转炉容量 (t) 330350380312032103300 转炉中心距 (m) 151818243028 耳轴标 高 (m) 5.848.008.510.4010.3512.30 32 转炉车间断面图 33 34 5.2 加料跨设计 加料跨要完成及时准确的兑铁水、加废钢，修炉补炉 供应耐火材料保证炼钢操作顺利进行。 加料跨布置：见图 加料跨工艺尺寸 p铁水系统作业区进行高炉铁水的转运、向转炉兑铁水 、铁水包的修砌和烘烤、铁水的脱硫和扒渣。 铁水系统主要设备有混铁炉或混铁车、铁水吊车、铁 水包运输称量车、脱硫和扒渣等设备。 p废钢系统作业区进行废钢转运、装料称量和加入转炉 。主要布置废钢

13、铁路运输线、废钢料槽和废钢贮存坑 ，大型转炉车间设有废钢准备间。 35 典型全连铸转炉车间布置 36 3300 t 全连铸车间平面示意图 37 5.2.1 加料跨宽度和长度 n加料跨宽度取决于跨间工艺布置， 设有混铁炉的跨间，其装料跨的宽度主要取决于混铁炉间 的宽度，由混铁炉中心线位置，转炉铁水线位置和高炉铁 水线位置确定， 采用混铁车的车间主要取决于转炉炉前工艺操作的要求， 应能布置足够宽度的炉前工作平台，并兼顾铁水区、受铁 坑的布置和废钢区的铁路线的布置。加料跨宽度通常为21 27 m。 n加料跨长度为炉前作业区、铁水系统作业区和废钢料斗吊 运加料所需的长度总和。 n设计时加料跨宽度和长度

14、可通过查阅资料直接选取。加料 跨的长、宽、高要综合炉前、铁水、废钢三个系统工艺操 作和设备布置。 38 5.2.2 加料跨高度的计算 加料跨厂房高度决定于其吊车的轨面标高，由于 同一轨面要进行三个不同作业区的作业即要完成 向转炉兑铁水、加废钢及混铁炉兑铁水操作，加 料跨吊车轨面标高在三者所需高度中取最高。采 用混铁车供应铁水时，加料跨吊车轨面标高主要 取决于向转炉兑铁水吊车轨面标高。 39 1）向转炉兑铁水吊车轨面标 高 见图 。 H=H1+h1+h2+h3+h4 H1转炉耳轴中心线标高 h1转炉耳轴中心至铁水罐耳轴中心 距离，此时转炉倾角取45。铁水 罐翻转角度为104。 h2铁水罐耳轴中心

15、线到起重机吊钩 上极限活动尺寸或安全距离，一般取 12 m。 h3吊钩升高极限，设备尺寸。 h4吊钩升高极限到吊车轨面高度， 设备尺寸。 40 2）转炉加废钢所需起重机轨面标高 废钢加入转炉示意图 41 2）转炉加废钢所需起重机轨面标高 主钩 H=H1+h1+h2+h3+h4 H1转炉耳轴中心线标高 。 h1转炉倾动45时炉口到耳轴中心线的垂直高度。 h2废钢槽倾斜45时，料槽下端到前耳轴中心线的垂直 高度。 h3前耳轴中心线到起重机主钩上极限的活动尺寸。 h4主钩上极限尺寸（到吊车轨面），设备尺寸。 副钩参数计算与主钩相同。向转炉加入废钢的吊车轨面一 般比较低，但在与铁水吊车同一轨面情况下，

16、应按废钢 料槽长度及主副钩参数进行验证。 转炉加废钢所需起重机轨面标高计算见图。 42 5.2.3 铁水供应间 供铁水方式：化铁炉和高炉 1) 混铁炉供应铁水 n主要设备：混铁炉及其保温烘烤装置、铁水罐 车及高炉铁水罐、转炉铁水罐及平车、铁水称 量装置、铁水扒渣装置、铁水罐的烘烤装置以 及兑铁水吊车。 n混铁炉布置：独立的混铁炉间，单独的混铁炉 跨，原料跨一端。 n混铁炉间的尺寸计算参考教材。 43 混铁炉布置 44 混铁炉的容量和座数 公式 Q=1.01AKt/0.8n Q车间昼夜生产所需混铁炉总容量 T 1.01混铁炉中铁水损失系数 A车间昼夜产钢量 吨/日 K铁水消耗系数 ，I/s 。 t铁水在混铁炉中的停留时间，48 h 0.8装满系数 n24 h 45 n混铁炉容量标准：300，600，1000，1300， 1500，2000，2500T。设计炼钢