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1、第七章 氧气转炉炼钢,7.2 转炉设备,转炉炼钢：转炉、转炉倾动机构、供料系统、供氧系统、烟气净化与回收系统、钢包及钢包回转台、渣罐及台车,钢包及钢包台车：钢包用于盛装钢水；钢包台车将钢水运送到不同的加工、处理地点。 渣罐及台车：渣罐用于盛装热炉渣；钢渣台车将热炉渣运送到不同的加工、处理地点。,7.2.1 转炉炉体及转炉倾动系统 7.2.2 转炉供料设备 7.2.3 转炉供氧设备 7.2.4 转炉烟气净化与回收设备,7.2.1 转炉炉体及转炉倾动系统, 转炉炉体包括：炉壳、托圈、耳轴和耳轴轴承座。, 托圈 作用：是支撑炉体，传递倾动力矩。 大、中型转炉托圈，一般用钢板焊成式结构，可通水冷却。
2、托圈与耳轴连成整体，转炉则坐落在托圈上。,水冷托圈系统简图, 炉壳：由锥形炉帽、圆筒形炉身及球形炉底三部分组成。 各部分用钢板成型后再焊接成整体。,转炉托圈简图, 耳轴 支撑托圈和炉体的载荷，传动扭矩使转炉旋转，耳轴要求很高的强度和刚度。 耳轴和托圈用法兰盘、螺栓或焊接等方式连接成整体。, 倾动机构 作用：是倾动炉体，以满足兑铁水、加废钢、取样、出钢和倒渣等操作的要求,要求： 在整个生产过程中，满足工艺要求。如以一定的转速连续回转360，可以停留在任何位置，能与氧枪等有一定连锁要求； 安全可靠的运转。即使某一部分发生事故，倾动机械也可继续工作，维持到一炉钢结束； 适应高温、动载荷、扭振的作用，
3、具有较长的寿命。 倾动机构通常有以下几种类型： 落地式； 半悬挂式：部分中型转炉采用； 全悬挂式：我国大部分大中型转炉都采用此种类型。,转炉半悬挂式倾动机构,300 t 转炉全悬挂装置,金属炉壳内砌筑的耐火材料即为炉衬。 转炉炉衬：由工作层、填充层和永久层组成。, 转炉炉衬, 工作层：材质采用镁碳砖，其具有良好的耐火度、高温强度、耐蚀性和抗热震性。工作层厚度为350800 mm。 填充层：工作层和永久层之间，由镁砂和焦油捣打成，厚度在80150 mm。 永久层：保护炉壳，在靠近炉壳内壁砌上一层或多层标准砖，修炉时一般不拆除。一般用标准镁砖修砌，其厚度65345mm，炉底永久层要厚些。,转炉护炉
4、技术(溅渣护炉),炉衬寿命：炉衬寿命影响转炉的工作时间及生产成本。炉龄是钢厂一重要生产技术指标。 炉衬损坏的原因： 铁水、废钢及炉渣等的机械碰撞和冲刷； 炉渣及钢水的化学侵蚀； 炉衬自身矿物组成分解引起的层裂； 急冷急热等因素。,溅渣护炉是维护炉衬的主要手段； 其基本原理：利用高速氮气射流冲击熔池液面，将MgO饱和的高碱度炉渣喷溅涂敷在炉衬表面，形成一层具有一定耐火度的溅渣层。,工艺特点： 操作简便； 成本低； 时间短，一般只需34min 溅渣均匀覆盖在整个炉膛内壁上，基本上不改变炉膛形状； 工人劳动强度低，无环境污染； 炉膛温度较稳定，炉衬砖无急冷急热的变化； 利于提高钢产量和平衡、协调生产
5、组织。, 转炉炉型及设计参数, 转炉炉型：指新砌砖的转炉由耐火材料构成的内部形状尺寸，即为炉膛的几何形状。 类型：国内外转炉炉型主要有筒球型、锥球型和截锥型。 我国推荐用转炉炉型是筒球型和截锥型，容量100 t 以下的转炉一般采用截锥型活炉底，容量在150 t 以上的转炉一般采用筒球型死炉底。此外，有些炉子也用锥球型和大炉膛转炉。转炉炉型目前有从细高向矮胖演变的趋势,转炉常用炉型图,a筒球形；b锥球形；c截锥形,300吨转炉炉型图,转炉主要尺寸, 转炉炉容比（V/T）,概念：是指转炉工作容积(新炉炉膛容积)V与转炉公称容量T之比，m3/t。 转炉公称容量(T):一般以炉子平均出钢量表示，也可用
6、平均装入量表示。 炉容比过大，投资增加； 炉容比过小，会喷溅及对炉衬的冲刷加剧，使提高供氧强度受到限制，不利于提高生产率。 大型转炉的炉容比一般在0.91.05 m3/t之间，而小型转炉的炉容比在0.8 m3/t左右。, 转炉高径比（H/D）,概念：是指转炉腔内的自由空间的高度(单位m)与熔池直径(单位m)之比。 高径比一般为0.8-1.8； 作用：决定转炉氧枪的吹炼强度，冶炼时间等；同时影响溅渣的好坏；决定氧枪喷头的设计参数，如喷头的射流角等。,7.2.2 转炉供料设备,供料设备包括：铁水、废钢、铁合金和散状材料(熔剂)供料设备等, 铁水供应设备 主要有三种： 高炉铁水罐车混铁炉铁水罐称量转
7、炉。 高炉混铁车铁水罐称量转炉。 高炉铁水罐车铁水罐称量转炉。,混铁炉：是铁水的中间贮存设备，以协调高炉与转炉之间铁水供求的不一致性，保证供应及时。同时还有均匀不同高炉和不同时间的铁水。,混铁车：兼有运送和贮存铁水两种作用，实质上是列车式的小型混铁炉, 废钢装入设备 用桥式吊车吊挂废钢槽向转炉倒入： 用落地式加料机：, 铁合金供料设备 组成：由贮存、运送、称量和向钢包加料等 用途：铁合金用于钢水的脱氧和合金化 类型：锰铁、硅铁、硅锰铁和铝等。,高位料仓铁合金供应方式,平台式料仓铁合金供应方式, 散装材料设备(熔剂) 主要指：炼钢过程中加入的造渣材料和冷却剂等； 种类：石灰、轻烧白云石和生白云石
8、、萤石、矿石和氧化铁皮等； 作用：用于炼钢的造渣、保护炉衬和冷却钢水； 散装材料供应系统一般由：贮存、运送、称量和向转炉加料等几个环节组成。通过皮带运输机运送到转炉的高位料仓，称量后加入到转炉。,7.2.3 转炉供氧设备,氧气顶吹转炉炼钢主体设备及氧枪,供氧系统由：制氧机、加压机、中间储气箱、输氧管、控制闸阀、测量仪表及喷枪等主要设备组成。,氧枪 又名喷枪或吹氧管，担负着向熔池吹氧的任务。 采用循环水冷却的套管结构；由喷头、枪身及尾部结构所组成。,喷头： 采用紫铜制成，内通高压水强制冷却，均为超音速喷头。,喷头的类型按结构形状，可分为拉瓦尔型、直简型、螺旋型等；按喷孔数目，可分为单孔、三孔和多
9、孔喷头。,拉瓦尔喷头是：收缩扩张型喷头，截面最小处为喉口,工作原理是：高压低速的气流经收缩段时，气流的压力能转化为动能，使气流获得加速度，当气流到达喉口截面时，气流速度达到音速。在扩张段内，气流的压力能除部分消耗在气体的膨胀上外，其余部分继续转化为动能，使气流速度继续增加。在喷头出口处，当气流压力降到与外界压力相等时，即获得了远大于音速的气流速度。 最常用的为三孔拉瓦尔喷头,7.2.4 转炉烟气净化与回收设备,通常将炉内原生的气体称为炉气，炉气出炉口后则称为烟气 炉气成分：主要CO和CO2，此外，还含有大量的铁和其它氧化物粉尘。在进入烟罩与净化系统时，或多或少地吸入部分空气使CO燃烧，炉气成分
10、等均发生变化。, 转炉烟气的特点：温度高(14501800,平均1500 )、气量多、含尘量大，气体具有毒性和爆炸性，直接排放有很大的危害，必须净化、回收。, 氧气顶吹转炉烟气的处理 处理般过程包括三部分： 对含有大量CO的高温炉气的处理； 然后对出炉口后的烟气进行收集和冷却； 将冷却后的烟气进行净化。,氧气顶吹转炉烟气的净化处理方式主要分两大类： 燃烧法： 原理：即在炉气离开炉口进入烟罩时，使其与大量空气 混合，使炉气中的CO全部燃烧。采用较大的空气过剩系数。利用过剩的空气和水冷烟道对烟气冷却，然后进入文氏管湿法净化系统进一步冷却，最后排入大气。 特点：这种方法不能回收煤气和余热。炉气的化学
11、热和物理热全部浪费掉了，而且由于吸入空气量大，进入净化系统的烟气量大大增加，使设备占地面积大，投资和生产费用比未燃法高。但因不回收煤气，烟罩结构和净化系统的操作、控制较简单。, 未燃法 原理：是在炉气离开炉口进入烟罩时，控制炉口压力或用氮气密封，只使吸入少量空气与炉气混合，仅令其中1020的CO燃烧。出口后的烟气仍含有5070的CO ，经汽化冷却后被冷却到1000左右，然后进入文氏管湿法净化系统，进一步冷却和净化。净化后称为转炉煤气，经加压后使用。,特点：此法由于烟气中CO含量高，需注意防爆防毒，要求整个除尘系统必须严密，其控制水平也较高。但由于其废气量小，整个冷却、除尘系统设备较小，又可回收大量煤气及部分热量，故近年来国内外多采用此法。 300吨氧气转炉煤气回收法(OG法)的工艺流程。,
