煉鋼設計基礎第七章

煉鋼設計原理煉鋼設計基礎第七章轉爐煉鋼各跨間的設計1234567891011第七章轉爐煉鋼各跨間的設計轉爐跨間加料跨連鑄車間(澆注跨)

三跨式煉鋼車間125.1轉爐跨間的設計轉爐跨在車間中廠房最高、設備最多，多平臺布置，是建筑結構復雜和投資最多的跨間。主要布置轉爐及其傾動機構，氧槍副槍系統(tǒng)，散料和鐵合金加入系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)等。全封閉鋼結構封閉轉爐，以保護操作人員、鋼結構和其它鄰近的設備不受熱輻射、噴濺和火焰的影響，并便于有效的收集二次煙塵。13145.1.1轉爐位置的確定轉爐橫向位置的確定計算轉爐中心線與靠近原料跨的廠房縱向柱列中心線的距離a，a值應能保證原料跨吊車順利向轉爐加入廢鋼和兌入鐵水，同時應滿足布置氧槍和付槍升降機構的要求。不同容量轉爐的a值轉爐容量，t305080120150210300a,mm80012501300200019002100270015轉爐兌鐵位置示意圖a=L1+L2-L3-L4a—轉爐中心線與廠房縱向柱列中心線的距離mm，

L1—轉爐傾動到受鐵位置（傾動角α=30—45°）時，轉爐爐口內緣（新爐襯）與轉爐中心線的距離

mm。L2—鐵水罐內鐵水全部兌入轉爐（轉爐傾角為104°左右）時，罐嘴前沿到鐵水罐耳軸中心線的水平距離

mm。L3—吊車主鉤的移動極限及安全距離，移動極限為吊車設備尺寸，安全距離一般取400—600mm。L4—吊車軌道中心線與廠房柱子中心線的距離

mm。通常采用鋼立柱約1m，如果采用水泥立柱要寬一些。16轉爐耳軸高度

H—轉爐耳軸中心線標高mm。

h0—鋼包車軌面至地面距離mm.h1—鋼包最低點與鋼包車軌面之間的距離mm。一般取200~500mm。

h2—鋼包高度mm。

h3—鋼包最高點到轉爐最大外形回轉圓之間的最小距離，安全距離mm。一般取300~500mm。

R—轉爐最大回轉半徑，mm。耳軸中心線在轉爐上的位置確定：

H全/2-200~500mm。轉爐耳軸中心線的標高H是依據轉爐最大回轉半徑R，和爐下鋼包車高度確定，應保證鋼水罐車順利運行。H=h0+h1+h2+h3+R175.1.2轉爐各層平臺確定為了布置轉爐及其傾動機構，氧槍系統(tǒng)，散料和鐵合金系統(tǒng)，煙氣凈化系統(tǒng)，以及進行維修和工藝操作，需要在轉爐跨不同標高設置相應平臺，盡管爐容量不同平臺數(shù)量也不同，但主要的平臺是相同的。轉爐跨主要操作平臺有：

轉爐工作平臺

散料系統(tǒng)平臺

煙氣凈化系統(tǒng)平臺

氧槍系統(tǒng)平臺

修砌爐平臺18轉爐工作平臺轉爐操作平臺的標高的確定，應保證工人能夠順利完成爐前操作。轉爐操作平臺標高一般低于轉爐耳軸標高1/2爐口內直徑后再增加250~300mm，（大爐子取下限，小爐子取上限）。計算公式：

H1=(H-d/2)+K

H1—轉爐工作平臺標高mm,H—轉爐耳軸中心標高mm,d—新爐子爐口內直徑mm,K—常數(shù)250~300mm,

轉爐平臺按滿平臺設置，以方便操作和轉爐主控室的聯(lián)系。19轉爐操作平臺標高示意圖20其它操作平臺爐口平臺，也稱煙罩平面，標高稍低于爐口標高，布置煙罩檢修和轉爐砌筑設施以及堆放轉爐磚襯。散料系統(tǒng)平臺，主要包括高位料倉平臺，給料機稱量漏斗平臺，匯總漏斗和溜槽平臺，用于布置檢查設備。有些車間用這些平臺布置鐵合金系統(tǒng)。煙氣凈化系統(tǒng)平臺，布置煙氣冷卻和凈化設備。供氧系統(tǒng)平臺，氧槍升降及橫移機構平臺，氧槍孔平臺以及氧氣和冷卻水進出軟管連接平臺，如有副槍，還應設有副槍平臺。21轉爐跨主要平臺示意圖22平臺標高功能+9.000m轉爐操作區(qū)，布置轉爐爐前、爐后擋火門，并進行爐前、爐后轉爐生產操作，煙道冷卻給水裝置，鐵合金系統(tǒng)+17.100m布置轉爐升降裙罩及其提升裝置，活動煙道及其橫移臺車，熱刺煙道收集裝置，鐵合金投料系統(tǒng)等。轉爐修爐時耐材的運送，切割，堆放即在此平臺上進行。+22.580m布料煙道，一次煙塵凈化裝置，鐵合金投料系統(tǒng),氧槍修理。+29.450m布料煙道，一次煙塵凈化裝置，散狀料匯總斗。+34.350m布料煙道，一次煙塵凈化裝置，散狀料稱量斗。+42.550m散狀料高位倉及其皮帶運送卸料裝置。120t轉爐跨各層平臺的標高和功能

235.1.3轉爐跨廠房高度、寬度和長度的確定無副槍系統(tǒng)轉爐跨吊車軌面標高

1）氧槍行程和總長

L行=h4+h5+h6+h7+h8+h9L行—氧槍行程

mm,h4—爐役后期氧槍下降到最低點噴頭到轉爐耳軸中心線的距離，爐役后期氧槍點火槍位

h0=200~400mm，

h5—轉爐耳軸中心線至爐口的高度

mm，轉爐跨是轉爐車間的高跨廠房，兩端是低跨廠房，高跨廠房是轉爐車間最高處，在其跨內安裝位置最高的設備是氧槍吊車，如果有副槍，則廠房還要高一些。24h6—爐口到活動煙罩固定端下緣的高度mm，大型轉爐可取R-h5+500mmh7—活動煙罩固定端下緣至斜煙道拐點的高度，按設備尺寸定，3—5m。h8—斜煙道拐點至氧槍密封孔上緣的高度mm，按設備尺寸定。傾角β按50—60°考慮，h9—吹氧管密封口上緣到噴頭提升到最高點的高度

mm,一般取800—1000mm，主要考慮吹氧管提出后清渣和更換所需高度。252)

吹氧管總長

L管=L行+h10L管—氧槍總長

mm,h10—吹氧管把持器到氧槍吊環(huán)中心的高度mm,設備尺寸，一般1.2~2.0m。3)定滑輪到地面標高

H’=H耳-h4+L行+L管+h18h18—氧槍吊環(huán)中心線至氧槍卷揚導向輪中心線的高度mm。即氧槍系統(tǒng)最高點的位置。（≥600mm)4）吊車軌面標高即吹氧管起重機標高：H=H’+h19+h2026H’,mH,m包鋼3639攀鋼4246.7寶鋼5059h19—氧槍卷揚導向輪中心線至吊車吊鉤升高極限的距離mm，500~1000mmh20—吊車吊鉤升高極限到軌面的距離mm。27有副槍系統(tǒng)轉爐跨吊車軌面標高轉爐動態(tài)控制中，要在吹煉過程中不停氧下降副槍，副槍應避開氧氣射流和其與熔池的作用區(qū)，主副槍中心距取500~1500mm，副槍中心線與爐口邊緣的距離為300~1000mm。以副槍卷揚系統(tǒng)的導向輪為最高點確定起重機軌面標高，與氧槍系統(tǒng)的計算有以下不同：1）副槍探頭需插入鋼液面下一定深度，為h0=300~600mm。2）副槍上升出口處至副槍上槍到最高點探頭端部的距離包括：清渣裝置，切割裝置，拔脫探頭裝置，探頭裝配平臺，均為設備尺寸。寶鋼轉爐跨標高按副槍確定。28計算步驟如下1）副槍行程L副行=h4′+h5+h6+h7+h11+h12+h13h4′—副槍下降到工作位置探頭到耳軸中心線的高度，為鋼液面到耳軸距離+300~600mm,h11—斜煙道拐點到副槍孔出口處的距離，h12—副槍孔出口到副槍探頭裝配平臺面的距離，包括清渣、拔脫探頭、切割等裝置，其為設備尺寸。h13—副槍裝配平臺面到探頭導向筒上緣的高度，設備尺寸，寶鋼探頭長度為1.95m。以下計算與氧槍系統(tǒng)相同。29副槍行程和總長示意圖30轉爐跨寬度和長度轉爐跨廠房跨度要求能在爐后設置一定寬度的操作平臺，并能滿足布置氧槍副槍系統(tǒng)及其吊運通道，散料系統(tǒng)的布置，煙氣凈化設備的布置以及設備的維修吊裝路徑空間。轉爐跨廠房的長度轉爐間距：<50t12—18m50—150t18—24m

200t以上27—36m

轉爐傾動機構、煙罩移出機構和修爐設備空間，采取爐子跨在中間布置方式，可與加料跨長度一致，采取爐子跨在邊上布置方式，轉爐跨的長度比加料跨短。設計時轉爐跨寬度和長度可通過查閱資料直接選取。31轉爐中心距和耳軸中心標高參考數(shù)據轉爐容量(t)3×303×503×803×1203×2103×300轉爐中心距(m)151818243028耳軸標高(m)5.848.008.510.4010.3512.3032轉爐車間斷面圖33345.2加料跨設計加料跨要完成及時準確的兌鐵水、加廢鋼，修爐補爐供應耐火材料保證煉鋼操作順利進行。加料跨布置：見圖加料跨工藝尺寸鐵水系統(tǒng)作業(yè)區(qū)進行高爐鐵水的轉運、向轉爐兌鐵水、鐵水包的修砌和烘烤、鐵水的脫硫和扒渣。鐵水系統(tǒng)主要設備有混鐵爐或混鐵車、鐵水吊車、鐵水包運輸稱量車、脫硫和扒渣等設備。廢鋼系統(tǒng)作業(yè)區(qū)進行廢鋼轉運、裝料稱量和加入轉爐。主要布置廢鋼鐵路運輸線、廢鋼料槽和廢鋼貯存坑，大型轉爐車間設有廢鋼準備間。35典型全連鑄轉爐車間布置36

3×300t全連鑄車間平面示意圖375.2.1加料跨寬度和長度加料跨寬度取決于跨間工藝布置，

設有混鐵爐的跨間，其裝料跨的寬度主要取決于混鐵爐間的寬度，由混鐵爐中心線位置，轉爐鐵水線位置和高爐鐵水線位置確定，

采用混鐵車的車間主要取決于轉爐爐前工藝操作的要求，應能布置足夠寬度的爐前工作平臺，并兼顧鐵水區(qū)、受鐵坑的布置和廢鋼區(qū)的鐵路線的布置。加料跨寬度通常為21—27m。加料跨長度為爐前作業(yè)區(qū)、鐵水系統(tǒng)作業(yè)區(qū)和廢鋼料斗吊運加料所需的長度總和。設計時加料跨寬度和長度可通過查閱資料直接選取。加料跨的長、寬、高要綜合爐前、鐵水、廢鋼三個系統(tǒng)工藝操作和設備布置。385.2.2加料跨高度的計算加料跨廠房高度決定于其吊車的軌面標高，由于同一軌面要進行三個不同作業(yè)區(qū)的作業(yè)即要完成向轉爐兌鐵水、加廢鋼及混鐵爐兌鐵水操作，加料跨吊車軌面標高在三者所需高度中取最高。采用混鐵車供應鐵水時，加料跨吊車軌面標高主要取決于向轉爐兌鐵水吊車軌面標高。391）向轉爐兌鐵水吊車軌面標高見圖。H=H1+h1+h2+h3+h4H1—轉爐耳軸中心線標高h1—轉爐耳軸中心至鐵水罐耳軸中心距離，此時轉爐傾角α取45°。鐵水罐翻轉角度為104°。h2—鐵水罐耳軸中心線到起重機吊鉤上極限活動尺寸或安全距離，一般取1~2m。h3—吊鉤升高極限，設備尺寸。h4—吊鉤升高極限到吊車軌面高度，設備尺寸。402）轉爐加廢鋼所需起重機軌面標高

廢鋼加入轉爐示意圖412）轉爐加廢鋼所需起重機軌面標高主鉤

H=H1+h1+h2+h3+h4H1—轉爐耳軸中心線標高。h1—轉爐傾動45°時爐口到耳軸中心線的垂直高度。h2—廢鋼槽傾斜45°時，料槽下端到前耳軸中心線的垂直高度。h3—前耳軸中心線到起重機主鉤上極限的活動尺寸。h4—主鉤上極限尺寸（到吊車軌面），設備尺寸。副鉤參數(shù)計算與主鉤相同。向轉爐加入廢鋼的吊車軌面一般比較低，但在與鐵水吊車同一軌面情況下，應按廢鋼料槽長度及主副鉤參數(shù)進行驗證。轉爐加廢鋼所需起重機軌面標高計算見圖。425.2.3鐵水供應間供鐵水方式：化鐵爐和高爐1)混鐵爐供應鐵水主要設備：混鐵爐及其保溫烘烤裝置、鐵水罐車及高爐鐵水罐、轉爐鐵水罐及平車、鐵水稱量裝置、鐵水扒渣裝置、鐵水罐的烘烤裝置以及兌鐵水吊車?；扈F爐布置：獨立的混鐵爐間，單獨的混鐵爐跨，原料跨一端?；扈F爐間的尺寸計算參考教材。43混鐵爐布置44混鐵爐的容量和座數(shù)公式

Q=1.01×A×K×t/0.8×nQ—車間晝夜生產所需混鐵爐總容量

T1.01—混鐵爐中鐵水損失系數(shù)A—車間晝夜產鋼量噸/日K—鐵水消耗系數(shù)

，I/s。t—鐵水在混鐵爐中的停留時間，4~8h0.8—裝滿系數(shù)n—24h45混鐵爐容量標準：300，600，1000，1300，1500，2000，2500T。設計煉鋼車間是100T以下的轉爐采用混鐵爐，一般一座轉爐配一座混鐵爐。轉爐鐵水罐的容量和數(shù)量

容量：最大裝鐵水量和爐渣量之和。

數(shù)量：鐵水罐的使用壽命在300次以上，大修時間為72h，鐵水罐的數(shù)量為轉爐座數(shù)加上備用（1個）、烘烤（1個）的數(shù)量。鐵水罐為標準設備，根據容量查設備手冊確定尺寸。462)

混鐵車供應鐵水混鐵車間布置在加料跨的一端或側跨中。運送和儲存鐵水。混鐵車類型分為：魚雷型、雪茄型、木桶型等。目前混鐵車的容量：150，220，250，300，320，350，400，450，600?；扈F車裝滿系數(shù)0.9，運行速度10km/h，最大轉速0.5轉/分，最小轉速0.2轉/分?；扈F車容量一般為轉爐容量的整數(shù)倍。優(yōu)點：1）設備和廠房的建設投資和生產費用低。

2）減少鐵水倒罐次數(shù)。但它不能貯存鐵水和均勻鐵水溫度成分。混鐵車在美、日、加廣泛應用。47混鐵車供應鐵水48320t混鐵車結構示意圖49混鐵車間設有二條高爐鐵水運輸線，和橫向位置布置的受鐵坑，一個受鐵坑有二個鐵水轉注位置，注鐵時產生的煙塵要有排煙機構排除?；扈F車間跨度應保證布置下以上設備，混鐵車之間、混鐵車中心線與鐵水罐中心線距離、混鐵車到廠房柱子中心線的距離合理?；扈F車間長度應保證跨內鐵水線上停留兩輛混鐵車，跨內設置兩個受鐵坑，并考慮機車的調度長度。混鐵車襯的壽命一般為400—800次，在修理庫中進行修理50混鐵車結構及主要尺寸51鐵水倒罐站示意圖52工藝流程（太鋼）脫硫：高爐鐵水罐—兌入65t專用包—扒渣、測溫、取樣—噴入脫硫劑—扒渣、測溫、取樣—兌入轉爐脫磷：高爐鐵水爐前脫硅（至0.45%Si）—高爐鐵水罐—兌入65t專用包—扒渣、測溫、取樣—噴入脫硅劑（至0.15%Si）—扒渣、測溫、取樣—噴入脫磷劑—扒渣、測溫、取樣—兌入轉爐53主要工藝參數(shù)脫硫劑配比：95%石灰+5%螢石，單耗8.65kg/t，平均脫硫率78.75%，處理后硫含量0.007%，過程溫降34℃。脫硅劑配比：90%軋鋼鐵皮+10%石灰，平均單耗40.3kg/t(Si從0.69%脫至0.10%），頂吹氧2.84Nm3/t，脫硅過程溫降20℃。脫磷劑配比：35%石灰+55%軋鋼鐵皮+10%石灰，平均單耗41.0kg/t，頂吹氧3.44Nm3/t，平均脫磷率84.15%，同時脫硫率23.57%，處理后磷含量0.013%，脫磷過