《课程设计80998.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计80998.doc（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课程设计说明书设计题目：150t氧气转炉设计姓 名：班 级：09冶金13班学 号：2009150913012012年12月28日目录1 氧气转炉设计11.1 炉型设计12 烟气净化系统设备设计与计算52.1烟气计算52.2主要设备的设计和选择62.2.1溢流定径文氏管(一级文氏管)72.2.2重力脱水器92.2.3矩形滑板调径文氏管(二级文氏管)102.2.4 180弯头脱水器142.2.5 复挡脱水器152.2.6贮气柜选择162.2.7风机选择1717课程设计1氧气转炉设计1.1炉型设计1、原始条件炉子平均出钢量为150吨钢水，钢水收得率取92%，最大废钢比取20%，采用废钢矿石法冷却。铁
2、水采用P08低磷生铁 (Si)0.85%，(P)0.2%，(S)0.05%)。氧枪采用四孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0MPa2、炉型选择：根据原始条件采用筒球形炉型作为本设计炉型。3、炉容比 取V/T=1.04、熔池尺寸的计算A.熔池直径的计算确定初期金属装入量G：取B=15%则确定吹氧时间：根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为5057m3/t(钢)，高磷铁水约为6269m3/t(钢)，本设计采用低磷铁水，故取吨钢耗氧量为57m3/t(钢)，并取吹氧时间为15min。则取K=1.62则B.熔池深度的计算筒球型熔池深度的计算公式为：确定D=5.156m,h=1.366m。C.熔池其他尺寸
3、确定球冠的弓形高度h1=0.12D=0.125.156=0.619(m)炉底球冠曲率半径R=1.1D=1.15.252=5.672(m)5、炉帽尺寸的确定A.炉口直径d0：取d0=0.5 D=0.55.156=2.578 (m)B.炉帽倾角：取=62C.炉帽高度H帽：取H口=400mm,则整个炉帽高度为：在炉口处设置水箱式水冷炉口炉帽部分容积为：6、炉身尺寸确定A.炉膛直径D膛=D(无加厚段)B.根据选定的炉容比为1.0，可求出炉子总容积为V总=1.0150=150(m3)C.炉身高度则炉型内高7、出钢口尺寸的确定A.出钢口直径B.出钢口衬砖外径C.出钢口长度D.出钢口倾角：取=188、炉衬厚
4、度的确定炉身工作层选700mm,永久层115mm,填充层100mm,总厚度为700+115+100=915(mm)。炉壳内径为：D壳内=5.156+0.9152=6.986(m)炉帽和炉底工作层均选600mm,炉帽永久层为150mm，炉底永久层用标准镁砖立砌一层230mm，黏土砖平砌三层653=195(mm)，则炉底砖衬总厚度为600+230+195=1025(mm)。则炉壳内型高度为H壳内=8.7861.025=9.811(m)工作层材质全部采用镁碳砖。9、炉壳厚度确定炉身部分选70毫米厚的钢板，炉帽和炉底部分选用60毫米厚的钢板。则炉壳转角半径SR1=SR2=900(mm)SR3=0.5底
5、=0.51025=512(mm)10、验算高宽比可见1.3，符合高宽比的推荐值。因此可以认为所设计的炉子尺寸基本上是合理的，能够保证转炉的正常冶炼进行。根据上述计算的炉型尺寸绘制出炉子图型如下：2烟气净化系统设备设计与计算2.1烟气计算1、吹炼条件转炉公称容量为150t，2吹2，金属最大装入量G=174t，铁水含碳量1(C)=4%，钢水含碳量2(C)=0.1%，冶炼周期为36min，吹炼时间为15min。2、烟气及烟尘有关参数炉气成分：(CO)=86%，(CO2)=10%，(N2)=3.5%，(O2)=0.5%烟气进口尘浓度为：c0=0.109kg/m3供氧强度B=3.8m3/(tmin)空气
6、燃烧系数=0.08进入净化系统的烟气温度tgj=9003、供水温度一级文氏管用不经冷却循环水为40，二级文氏管用循环水经冷却为30，供水压力为pw=0.3MPa(送至用户最高点)。参数计算如下： 炉气量计算。故 烟气量计算采用未燃法，空气燃烧系数=0.08，燃烧后的干烟气量 假定燃烧后烟气仍残留有氧气，则烟气成分为：4、烟气浓度修正根据回收中期，烟气量为炉气量的110675/98000=1.1293倍，故进口烟尘浓度应做修正，即cD=0.109/1.293=0.0965(kg/m3)5、回收煤气量的计算每1t钢产生的炉气量等于1000(4%-0.1%)22.4121(0.86+0.1)=75.
7、8(m3)按烟气生成倍率为1.1293倍，则每1t钢产生的煤气炉等于1.129375.8=85.6(m3)，考虑到前后期不回收煤气，定回收率为70%，即每1t钢可以回收的煤气量为0.7085.6=59.92(m3)。6、烟气的物理数据的计算 密度0。先求烟气相对分子质量M0=M/22.4=30.4096/22.4=1.358(kg/m3) 定压比热容cp。气温为900时，气温小于100时，2.2主要设备的设计和选择流程简介如下：采用全湿法未燃法净化回收系统，在抽风机上装备液力耦合器，以降低非吹炼期的电耗，并使抽风机在底转速下得以进行冲水。调速比为2900/750=3.87。流程：氧气转炉活动烟
8、罩固定烟罩汽化冷却烟道连接管溢流定径文氏管重力脱水器矩形滑板调径文氏管180弯头脱水器复挡脱水器流量孔板风机前切断阀抽风机(配备液力耦合器)三通切换阀水封逆止阀煤气主管道煤气贮气柜放散烟囱点火器按照流程顺序，对一级文氏管，重力脱水器，二级文氏管，弯头脱水器，复挡脱水器五个设备的设计计算分列于后，并作贮气柜和抽风机的选择。2.2.1 溢流定径文氏管(一级文氏管)一级文氏管主要设计参数定为：喉口气速vT=65m/s，水气比LT=0.55L/m3(按进口气温900时的烟气量)，收缩角1=24，扩散角2=7，喉口长度LT=DT，溢流水量qT=5000kg/(喉口延米长h)，排水温度twp=排气温度tg
9、p-5进口气温下烟气量供水量，一级文氏管用水不经冷却，进水水温tw1=40，取一级文氏管前管道阻力损失为196Pa，一级文氏管出口负压p=-2940Pa。 热平衡计算。进口一级文氏管的总热量为：a.试用出口温度tgp=70，做热平衡计算：tgp=70时，水汽分压pH=31.12Pa，twp=70-5=65，含湿量限度蒸发水量排水量水汽热焓则出一级文氏管总热量为：即小于进口热量。b.试用75为排气温度，做计算：出一级文氏管的总热量为：根据以上两次计算，用插入法求tgp：求得：tgp=71.84，取72。相应pH=33.9(kPa)。出一级文氏管的饱和烟气量qV为：饱和烟气密度 结构尺寸。a.收缩
10、管入口管径：一级文氏管入口前负压为0.196kPa入口处工况烟气量入口气速取25m/s，则入口直径b.喉口直径DT及喉口长度LT。一级文氏管出口负压p=-2.94kPa在喉口的气量取饱和至72是的气量即设T=65(m/s)；喉口直径，取DT=1.300m喉口实际气速 喉口长度LT=1.300mc.收缩段长度L1：取收缩角1=24d.扩散管出口直径：出口气速取20m/s取外径为2320mm10mm，即内径为2300mm。e.扩散管长度L3：取扩散角2=7 喷水装置。a.溢流水量qT=5000kg/(喉口延米长时)，总溢流水量为50001.300=20420(kg/h)，取21t/h。b.喷嘴喷水
11、量为261546-21000=240546kg/h=240.546t/h，水压pW=0.3MPa，选用碗形喷嘴，喷口口径26mm，流量系数b=16.5，外径DB=48mm，每个喷水量qmw为：共用喷嘴数为240.546/28.6=8.4(个)，取8个。一级文氏管结构见下图： 阻力计算。按L3=8.175m，DT=1.300m，求出I3=L3/DT=8.175/1.300=6.288，连同2=7，在下图中找出0=0.08602/()按2及I3求0值=DT/D2=1.300/2.300=0.565则干阻力系数c溢流阻力系数已知L=0.55L/m3，T=62.47m/s，自下图中找出湿阻系数W=0.
12、662，wT/(m/s)按T及L求W值1-L=0.3L/m3；2-L=0.5L/m3；3-L=0.75L/m3；4-L=1.0L/m3；5-L=1.25L/m3文氏管阻力 除尘效率和尘浓计算。一级文氏管的除尘效率为95%，出一级文氏管烟气的游离尘浓度为：c1=c0(1-)=96.5(1-95%)=4.825(g/m3)出一级文氏管的水中尘浓度为2.2.2 重力脱水器 结构尺寸。a.取入口气速为一级文氏管扩散管出口气速为20m/s。b.筒体内气速取5m/s，筒体直径D为：，取4.6m。c.出口管径取2320mm10mm，其气速等于入口气速。d.为降低除尘设备的高度，将一级文氏管扩散管直接插入重力
13、脱水器内部 脱水效率与尘浓度。a.筒体上升气速为：b.被沉降的最小水滴直径d0：在文氏管喉口雾化的水滴直径为96m，出喉口后将逐渐凝聚增粒，因缺乏实测数据，不能与上式的d0做比较。现按一般实测数据的脱水情况，取脱水效率为85%。c.按脱水效率为85%，计算重力脱水器后的尘浓度：水中尘浓度为进入烟气中的污水量(重力脱水器出口)为：烟气中的尘浓cF为：cF即为进入二级文氏管的烟气中包括污水的尘浓。一级文氏管与重力脱水器的总除尘效率为： 阻力计算。取=2.85，则阻力：2.2.3 矩形滑板调径文氏管(二级文氏管)二级文氏管主要设计参数定为如下。喉口气速：最小截面出取T=100m/s，水气比L=1.0
14、L/m3(出口饱和状态)，收缩角1=30，扩散角2=10，烟气在二级文氏管内降温7，即tgp=72-7=65，排水温度twp=65-3=62，循环水经过冷却，设喷水量为qm1，twj=30。先将二级文氏管阻力调至9.81kPa，二级文氏管后负压pB等于一级文氏管、重力脱水器和二级文氏管之和，一级文氏管前负压为0.196kPa，即pH=-(0.196+2.41+0.384+9.81)=-12.80(kPa)。 热平衡计算。进二级文氏管的总热量为：tgp=65，对应水汽分压pH=24.98kPa含湿量限度水汽热焓I2=(0.4665+595)4.186=2615.8(kJ/kg)cp2=cp1=1.363kJ/(m3)排水量出二级文氏管热
