转炉设计

炉炉型和炉衬设计转炉炉型和炉衬设计(design of conveter furnace outline and lining) 确定适合于转炉炉容量和操作条件的转炉炉型和各部位炉衬材质的设计。

是转炉炼钢车间设计的主要组成部分。

转炉炉型设计转炉炉型是指新砌成的转炉炉衬的内腔形状和尺寸。

氧气转炉的炉型通常是先用统计公式计算出转炉各部位的主要尺寸，然后再与炉容量相近、条件相似的实际生产转炉进行比较和调整后确定的。

氧气转炉炉型绝大多数是轴对称回转体结构，由截锥型炉帽(仅有少数转炉呈偏口形)、圆柱形炉身和不同形状的炉底三部分组成。

按转炉熔池形状不同，常见的炉型有筒球型、锥球型和截锥型三种(见图)。

筒球型炉型形状简单，砌筑方便，炉壳制造容易，大容量转炉采用较多。

锥球型炉型与相同容量的筒球型炉相比，在熔池深度相同的情况下，更有利于冶金反应；截锥型炉型的优点是炉底砌筑方便，这两种炉型在中小容量转炉炉型设计中采用较多。

对氧气转炉炉型的主要技术参数要求为：(1)炉容比(工作容积与公称容量之比)与铁水条件、冶炼操作转zhuan方法和转炉炉容量有关，通常每公称吨炉容比为0．80～1．00m3／t；(2)高宽比(炉子全高与炉壳直径之比)对转炉操作和建设费用有直接影响，一般取为1．25～1．65；(3)炉帽的倾角为60o±3。

；(4)炉口直径一般为熔池直径的0．43～0．53倍；(5)熔池直径系指转炉熔池在平静状态时金属液面的直径，它与转炉装入量和供氧强度有关，可按D=K(G/T)1/2进行计算，式中D为熔池直径，m；K为比例常数，一般为1．85～2．3；G为转炉装入量，t；T为转炉供氧时间，min。

炉衬耐火材料选择转炉炉衬分为工作层、填充层和永久层。

工作层衬砖与熔池钢水和熔渣接触工作条件十分恶劣，要求有良好的物理性能和化学稳定性，同时也要有较低的价格。

转炉工作层衬砖常采用焦油白云石砖、焦油镁砂砖、镁碳砖和二步煅烧砖，镁碳砖应用较广泛。

转炉尺寸设计1、公称容量为T=120tG=T ×金属消耗系数=120×1.1=130t 2、有效容积V t =炉容比×T=1×120=120m 3 3、炉型为筒球形 (1)熔池部分R=1.1DV 总=装入量/ρ钢=132/6.9=19,130m 3 K=1.75D=KT G =1.7518132=4.739m t=18min h=23790.0046.0D D V +总=23739.4790.0739.4046.0130.19⨯⨯+=1.354m h 缺=R-22)2/(D R +=0.57m (2)炉帽部分Θ=60° d=0.5D=0.5×4.739=2.370mH 口=0.35 mH 帽=H 锥+H 口=21（D-d ）tan Θ+0.35=2.402mV 帽=锥H 12π（D 2+Dd+d 2）+4πd 2H 直 =12π×2.052（4.7392+4.739×2.370+2.3702）+4π×2.3702×0.35=22.646m 3 (3)炉身部分V 身=V 总－V 帽－V 池=120－22.646－19.130=78.224m 3 H 身=2D 4π身V =2739.414.3224.6784⨯⨯=4.437m 3(4)出钢口 α=20°d 出=T 75.163+=16.523cm (5)炉衬厚度H 总=H 帽+H 身+h+H 底=2.402+4.437+1.354+1.140 =9.333mD 壳=D+2×(炉身炉衬厚度)=4.739+2×（980/100）=6.699m H 总/D 壳=9.333/6.699=1.39氧气转炉车间设计一、 车间生产能力转炉座数为三座，采用三吹三。

根据客户要求产量选取为120t 。

（1）每座转炉年出钢炉数 N=121400T T =13651400T η⨯=368.03651400⨯⨯=11680炉T1—--平均每炉钢冶炼时间 T2—--一年有效作业天数 1400—一天的日历时间min η----转炉作业率，约75%-80% （2）年产钢量W=nNq=3×11680×120=4204800t W----车间年产钢水量t n----经常吹炼转炉数 N----每座转炉年出钢炉数 q----公称容量t 三、车间类型选择中型车间（由产量决定）高架式（为了节省劳动力，提高利用率） 多跨式二、 多跨车间的工艺布置依次为：加料跨、转炉跨、精炼及铁水接受跨、连铸跨、出坯跨，这样可保证物料运输距离短，物流顺畅，相互干扰少。

1 40T 转炉炉型设计序言现在钢铁联合企业包括炼铁，炼钢，轧钢三大主要生产厂。

炼钢厂那么起着承上启下的作用，它既是高炉所生产铁水的用户，又是供应轧钢厂坯料的基地，炼钢车间的成产正常与否，对整个钢铁联合企业有着重大影响。

目前，氧气转炉炼钢设备的大型化，生产的连续化和高速化，到达了很高的生产率，这就需要足够的设备来共同完成，而这些设备的布置和车间各种物料的运输流程必须合理，才能够使生产顺利进展。

转炉是炼钢车间的核心设备，设计一座炉型合理满足工艺需求的转炉是保证车间正常生产的前提，而炉型设计又是整个转炉设计的关键。

140T 转炉炉型设计1 炉型设计步骤(1) 列出原始条件：公称容量，铁水条件。

废钢比，氧枪类型以及吹氧时间等。

(2) 根据条件选炉型(3) 确定炉容比(4) 计算熔池直径，熔池深度等尺寸(5) 计算炉帽尺寸(6) 计算炉身尺寸(7) 计算出钢口尺寸(8) 确定炉衬厚度(9) 确定炉壳厚度(10) 校核H/D(11) 绘制炉型图2 炉型设计与计算2.1 本次设计任务：设计140T 转炉炉型(1) 原始条件炉子平均出钢量为140t , 钢水收得率为92% ，最大废钢比取20% ，采用废钢矿石法冷却。

铁水采用低磷生铁[W(si)≤0.85%,W(F)≤0.2% W(5)≤0.05%] ; 氧枪采用三孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0mpa(2) 炉型选择根据原始条件采用筒球形炉型作为此次设计的转炉炉型(3) 炉容比，取V/T=0.9892.2 炉型尺寸的计算(1) 熔池尺寸的计算①熔池直径计算：计算公式: D=k (G/t) 1/2熔池直径式中:K—常数，取1.57 ；G—金属装入量，t ；T—吹氧时间，min 。

a: 确定初期金属装入量为GG=2T/2+B*1/2式中：T——平均出钢量为，140t ；B——常数，取15% ；η金——金属收得率为92% ；G=2×140/2+15%*1/92%=141.557(t)V金=G/ρ金=141.557/6.8=20.817(m3)B: 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50~57 那么供氧强度=吨钢耗氧量/吹氧时间=57/14=14[m3/(t*min)] D=1.57(141.557/14)1/2=4.99m熔炉深度计算筒球型熔池深度的计算公式为：h熔=V金+0.046D3/0.79D2=20.817+0.046*4.993/0.79*4.992=1.35m 熔池其他尺寸确实定球冠的弓形高度:h1=0.15D=0.15×4.99=4.54m球冠的曲率半径：R=0.91×D=0.15×4.99=4.54m2.3 炉帽尺寸确实定(1) 炉口直径d0：d0=0.48D=0.48×4.99=2.4m(2) 炉帽倾角θ 取64° ；(3) 炉帽高度(H 帽)式中：H o——炉口高度，取0.4m在炉口设置水箱式水冷炉口2.4 炉身尺寸确定(1) 炉膛直径( 无加厚段)(2) 根据选定的炉容比为0.989 ，可求出炉子总容积为炉身高度:那么炉型高:2.5 出钢口尺寸计算(1) 出钢口直径:(2) 出钢口衬砖外径d r=63+1.7571/2=(6+1.75*140)1/2=17.5CM=0.175m(3) 出钢口长度d T' =6d T=6*17.5=105cm=1.05m(4) 出钢口倾角β取18°L T=T dT=7×17.5=122.5cm=1.225m符合高宽比的推荐值，因此认为所涉及的炉子尺寸是根本适宜的。

转炉设计冶金工程课程设计任务书1 设计题目：转炉设计2已知条件：炉子平均出钢量为60t，钢水收得率取94%，最大废钢比取18%，采用废钢矿石法冷却：铁水采用P08低磷生铁[ω(Si)≦0.85%]ω(P)≦0.2%ω(S)≦0.05%]，氧枪采用四孔拉瓦尔喷头，设计氧压为1.0MPa。

3设计内容及要求：（1）确定炉型和炉容比（2）计算熔池尺寸、炉帽尺寸、炉身尺寸、出钢口尺寸、炉衬厚度及炉壳厚度（3）绘制转炉炉型图（4）其它要求：①在课程设计期间要努力工作，勤于思考，仔细检索文献和分析设计过程的问题。

②设计说明书必须认真编写，字迹清楚、图表规范、符合制图要求。

3 设计工作量：设计说明书1份；转炉炉型图1份；参考文献列表1份1.1转炉炉型设计1.1.1转炉炉型设计概述（1）公称容量及其表示方法公称容量（T），对转炉容量大小的称谓。

即平时所说的转炉的吨位。

（2）炉型的定义转炉炉型是指转炉炉膛的几何形状，亦即指由耐火材料切成的炉衬内形。

炉型设计内容包括：炉型种类的选择；炉型主要参数的确定；炉型尺寸设计计算；炉衬和炉壳厚度的确定；顶底复吹转炉设计。

1.1.2炉型种类及其选择（1）炉型种类根据熔池（容纳金属液的那部分容积）的形状不同来区分，炉帽、炉身部位都相同，大体上归纳为以下三种炉型：筒球形、锥球形和截锥形。

①筒球形炉型：该炉型的熔池由一个圆筒体和一个球冠体两部分组成，炉帽为截锥体，炉身为圆筒形。

其特点是形状简单，砌砖简便，炉壳容易制造。

在相同的熔池直径D和熔池深度h的情况下，与其他两种炉型相比，这种炉型熔池的容积大，金属装入量大，其形状接近于金属液的循环运动轨迹，适用于大型转炉。

②锥球形炉型（国外又叫橄榄形）：该炉型的熔池由一个倒置截锥体和一个球冠体两部分组成，炉帽和炉身与圆筒形形炉相同。

其特点是，与同容量的其他炉膛相比，在相同熔池深度h下，其反应面积大，有利于钢、渣之间的反应，适用于吹炼高磷铁水。

③截锥体炉型：该炉型的熔池有一个倒置的截锥体组成。

转炉基础设计方案介绍本文档将详细描述转炉的基础设计方案。

转炉是一种重要的冶金设备，用于炼钢过程中的转炉炼钢。

在设计转炉基础时，需要考虑到结构的稳定性、耐火材料的选用以及温度和压力的控制等因素。

设计一个合理的转炉基础能够保证转炉的正常运行，并提高生产效率和产品质量。

结构设计转炉基础的结构设计是确保转炉稳定运行的关键。

基础通常由混凝土浇筑而成，可以根据转炉的尺寸和重量来确定基础的尺寸。

考虑到转炉运行过程中的振动和冲击载荷，基础结构应具有足够的强度和刚度。

为了增加基础的稳定性，可以在基础的周围设置反冲墙或桩基。

基础的设计还包括转炉的支撑方式。

支撑方式可以采用直接支撑或间接支撑。

直接支撑是将转炉直接放置在基础上，采用铸铁座或钢座来支撑。

间接支撑则是通过支承架将转炉悬浮在基础上，可以减小振动影响。

耐火材料的选用在转炉的基础设计中，耐火材料的选择至关重要。

耐火材料主要用于转炉的内衬和底部。

常用的耐火材料有矽砖、高铝砖和镁碳砖等。

在选择耐火材料时，需要考虑其耐温、耐压和耐火碱性的性能。

同时，还需要考虑耐火材料的粘结性和耐久性，以保证其能够在高温和高压环境下长时间稳定运行。

温度和压力控制转炉基础设计中的另一个重要考虑因素是温度和压力控制。

转炉在运行过程中会产生高温和高压的环境，因此需要采取措施来控制温度和压力，以避免设备损坏和生产事故的发生。

温度控制可以通过给转炉设置冷却设备来实现。

冷却设备可以通过循环水或其他冷却介质来降低转炉的温度。

需要注意的是，在选择冷却方式时，要考虑冷却介质的稳定性和廉价性。

对于压力控制，可以在转炉上设置压力传感器来监测压力变化，并及时采取措施来调节压力。

在设计基础时，还可以考虑设置泄压装置，以防止超压情况的发生。

安全性考虑在转炉基础设计中，安全性是不可忽视的因素。

转炉的运行过程中存在较高的温度和压力，因此需要考虑到操作人员和设备的安全。

为了保证操作人员的安全，可以在转炉周围设置安全栏杆和标识，提供明确的操作指导，以避免意外事故的发生。

第二章 转炉炉型设计炉型设计的任务是确定所选炉型各部位的主要参数和尺寸，据此再绘出工程图。

2.1 转炉炉型的选择本设计为230t 的大型转炉，选用筒球型转炉。

2.2 转炉炉容比与高宽比2.2.1 炉容比（V/T , m 3/t ）炉容比是转炉有效容积与公容量的比值，主要与供氧强度有关。

选取炉容比为0.90.2.2.2 高宽比高宽比是指转炉炉壳总高度与炉壳外径的比值，是作为炉型设计的校核数据。

取1.55.2.3 转炉主要尺寸的确定 2.3.1 熔池尺寸（1）熔池直径D熔池直径是指转炉熔池在平静状态时金属液面的直径。

可根据公式/D K G t =求得，其中：G ——新炉金属装入量，取公称容量，230t ，由前面计算可得； t ——吹氧时间，取20min ； K ——比例系数，取1.50； 则熔池直径D = 5.09m 。

(2) 熔池深度h 0熔池深度是指转炉熔池在平静状态时，从金属液面到炉底的深度。

对于筒球型熔池，取球缺体半径R = 1.1D =4.02m ，此时熔池体积C V 与熔池直径存在如下关系：230.7900.046C V hD D =-，即320(0.046)/0.79C h V D D =+。

熔池体积C V = 230/7.6= 30.263m ； 则熔池深度h 0=1.77m 。

2.3.2 炉帽尺寸（1） 炉帽倾角α倾角过小，炉帽内衬不稳定，容易倒塌；过大则出钢时容易钢渣混出和从炉口大量流渣。

在本设计中取α = 62°。

（2） 炉口直径d 0本设计中取取炉口直径为熔池直径的45%，即d 0 = 5.09×45% =2.29m(3) 炉帽高度H帽取炉口上部直线段高度H口 =350mm ，则炉帽高度为：H 帽 =1/200()tan D d H α-+= 1/2（5.09—2.29）tan62°+ 0.35 = 2.98m 2.3.3 炉身尺寸（1） 炉身直径转炉炉帽以下，熔池面以上的圆柱体部分称为炉身。

攀枝花学院本科课程设计转炉工作原理及结构设计学生姓名：学生学号：院（系）：年级专业：指导教师：二〇一三年十二月转炉工作原理及结构设计1.1 前言1964年，我国第一座30t氧气顶吹转炉炼钢车间在首钢建成投产。

其后，上钢一厂三转炉车间、上钢三厂二转炉车间等相继将原侧吹转炉改为氧气顶吹转炉。

20世纪60年代中后期，我国又自行设计、建设了攀枝花120t大型氧气顶吹转炉炼钢厂，并于1971年建成投产。

进入20世纪80年代后，在改革开放方针策的指引下，我国氧气转炉炼钢进入大发展时期，由于氧气转炉炼钢和连铸的迅速发展，至1996年我国钢产量首次突破1亿t，成为世界第一产钢大国。

1.2 转炉概述转炉（converter）炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。

转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。

转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性（用镁砂或白云石为内衬）和酸性（用硅质材料为内衬）转炉；按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉；按吹炼采用的气体，分为空气转炉和氧气转炉。

转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。

其主要特点是：靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分（如碳、锰、硅、磷等）与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。

炉料主要为铁水和造渣料（如石灰、石英、萤石等），为调整温度，可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。

1.2.1 转炉分类1.2.1.1 炼钢转炉早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴鼓入钢水进行吹炼。

侧吹转炉容量一般较小，从炉墙侧面吹入空气。

炼钢转炉按不同需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。

直立式圆筒形的炉体，通过托圈、耳轴架置于支座轴承上，操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动。

50年代发展起来的氧气转炉仍保持直立式圆筒形，随着技术改进，发展成顶吹喷氧枪供氧，因而得名氧气顶吹转炉，即L-D转炉（见氧气顶吹转炉炼钢）;用带吹冷却剂的炉底喷嘴的，称为氧气底吹转炉（见氧气底吹转炉炼钢）。

转炉炉型设计转炉是转炉炼钢车间的核心设备。

转炉炉型及其主要参数对转炉炼钢的生产率、金属收得率、炉龄等经济指标都有直接的影响，其设计是否合理也关系到冶炼工艺能否顺利进行，车间主厂房高度和转炉配套的其他相关设备的选型。

2.1 炉型的选择本设计为150t的中型转炉，选用筒球型转炉。

2.2 炉容比与高宽比2.2.1 炉容比（V/T , m3/t）炉容比是转炉有效容积与公容量的比值，主要与供氧强度有关，本设计选取炉容比为0.932.2.2 高宽比高宽比是指转炉炉壳总高度与炉壳外径的比值，是作为炉型设计的校核数据。

在1.25-1.45之间。

2.3 转炉主要尺寸的确定2.3.1 熔池尺寸（1）熔池直径D熔池直径是指转炉熔池在平静状态时金属液面的直径。

可根据公式D?KG ——新炉金属装入量，t；（取公称容量） t ——吹氧时间，min，取16min K——比例系数，取1.70则熔池直径D?K1.7×√（150÷16）＝5.21m熔池深度是指转炉熔池在平静状态时，从金属液面到炉底的深度。

对于筒球型熔池，取球缺体半径R = 1.1D = 5726mm，此时熔池体积VC与熔池直径存在如下关系：VC?0.790hD?0.046D，即h0?23VC?0.046D0.79D23。

熔池体积VC = 装入量/比重 =150/5.0 = 30m3 则熔池深度h0?VC?0.046D0.79D23＝（30+0.046×5.21）/（0.790×5.21）＝1.70m322.3.2 炉帽尺寸（1）炉帽倾角?倾角过小，炉帽内衬不稳定，容易倒塌；过大则出钢时容易钢渣混出和从炉口大量流渣。

在本设计中取? = 60°.（2）炉口直径d0本设计中取炉口直径为熔池直径的48%，即d0 = 5.21×48% = 2.5m =2500mm (3) 炉帽高度H帽口 = 350 mm，则炉帽高度为：取炉口上部直线段高度HH帽 = ?(D?d)tan??H= 1/2（5.21 — 2.5）tan60°+ 0.35 = 2.70m 0022.3.3 炉身尺寸（1）炉身直径转炉炉帽以下，熔池面以上的圆柱体部分称为炉身。

包钢炼钢厂50吨转炉设计
【原创实用版】
目录
一、包钢炼钢厂 50 吨转炉设计的背景和意义
二、转炉设计的主要参数和特点
三、转炉设计的实施过程和难点
四、转炉设计的效果和影响
正文
一、包钢炼钢厂 50 吨转炉设计的背景和意义
包钢炼钢厂是我国重要的钢铁生产基地之一，其 50 吨转炉设计项目旨在提升生产效率，降低生产成本，同时保证钢铁的质量和性能。

在当前的钢铁市场中，提高生产效率和降低成本是企业生存和发展的关键，因此，包钢炼钢厂的 50 吨转炉设计具有重要的现实意义。

二、转炉设计的主要参数和特点
50 吨转炉的设计主要涉及炉体的尺寸、结构、材料、冷却系统、炉内气体流动等方面。

其中，炉体尺寸和结构是设计的基础，直接影响到转炉的产量和效率。

材料选择则关系到炉体的使用寿命和安全性。

冷却系统和炉内气体流动的设计则关系到钢铁的质量和性能。

三、转炉设计的实施过程和难点
转炉设计的实施过程主要包括设计、制造、安装、调试等环节。

其中，设计阶段需要充分考虑生产需求和实际条件，制定合理的设计方案。

制造阶段需要保证炉体材料的质量和加工精度。

安装阶段需要保证炉体的稳定性和安全性。

调试阶段需要确保炉内气体流动和冷却系统的正常运行。

整个过程中，最大的难点在于如何在保证产量和效率的同时，确保钢铁的质量和性能。

这需要设计者具有丰富的经验和专业知识。

四、转炉设计的效果和影响
50 吨转炉的设计成功实施后，包钢炼钢厂的生产效率得到了显著提升，生产成本得到了有效控制，同时钢铁的质量和性能也得到了保证。

150氧气顶底复吹转炉炉型的设计1.1原始数据（1）转炉的公称容量为150t （2）采用顶底复吹冶炼工艺 1.2 转炉的炉型选择图为常见转炉炉型(a)筒球型； (b)锥球型； (c)截锥型复吹转炉炉型的其中一个特征为炉底一般做成平底，以便设置喷口，以及根据原始条件及采用顶底复吹工艺的要求，为便于安装底部供气元件，所以本设计将采用截锥型炉型作为设计炉型。

1.3炉容比炉容比系指转炉有效容积与公称容量之比值。

转炉炉容比主要与供氧强度有关，与炉容量关系不大。

从目前实际情况来看，顶底复吹转炉炉容比一般取0.90~0.95m 3/t 。

本设计为150t ，取V/T=0.90 1.4熔池尺寸的计算 熔池直径的计算公式 tGkD 式中 D ——熔池直径，m ；G ——新炉金属装入量，t ，可取公称容量； K ——系数，参见表1-1；t ——平均每炉钢纯吹氧时间，min表1-1 系数K 的推荐值b.确定吹氧时间表1.2 推荐的转炉纯吹氧时间本设计的转炉公称容量为150t ，又根据国家关于新建转炉的要求，吹氧时间在16min ， 所以选择的吹氧时间为16min 。

取K=1.60 则)(900.41615060.1m t G K D =⋅=⋅= ② 截锥型熔池深度的计算公式为: )(400.1900.4574.0231.19574.0574.0222m D V D V h =⨯=⨯==）（金池 V 池=G/Y=19.231m 3 其中Y=7.8t/ m 3 ③熔池其他尺寸确定. )(43.3900.47.07.01m D D =⨯== 1.5炉帽尺寸的确定①炉口直径d 0.取 )(450.2900.45.00m d =⨯= ②炉帽倾角: 取63°③炉帽高度H 帽: 取H 口=300mm ， )(12.263tan )450.2900.4(21tan )(2100m d D H =⨯-=⋅-=θ锥则整个炉帽高度为： )(42.23.012.2m H H H =+=+=锥口帽 炉帽体积：320022073.2432.2341.1)(124m d Dd D H H d V V V =+=++⋅+⋅⋅=+=锥口锥口帽ππ1.6炉身尺寸确定①炉膛直径D 膛=D(无加厚型)=4.900 m②根据炉熔比为0.90，可求出炉子总容积为 )(135300900.03m V =⨯=总)(04.9173.2423.191353m V V V V =--=--=帽池总身 ③炉身高度 )(83.4)900.4(404.91422m D V H =⋅=⋅=ππ身身则炉型内高 )(25.783.442.2m H H H =+=+=身帽内 1.7出钢口尺寸的确定1出钢口直径 )(18.015075.16375.163m T d T =⨯+=+= 2出钢口衬砖外径 )(08.118.066m d d T ST =⨯== 3出钢口长度 )(26.118.077m d L T T =⨯== 4 出钢口倾角β :︒=0β 1.8炉衬厚度确定炉身工作层选800mm ，永久层选150mm.填充层90mm ，总厚度为： 850＋150＋90=1040mm炉壳内径为： )(98.604.12900.41.12m D D =⨯+=⨯+=壳内炉帽工作层600mm ，永久层150mm. 炉底工作层600mm ，炉底永久层用标准镁砖砌一层450mm ， 则炉底砖衬总厚度为600＋450=1050mm 故炉壳内型高度为)(70.940.105.142.483.4m H =+++=壳工作层材质全部采用镁碳砖。

200吨转炉炉型设计计算第⼆部分200吨转炉炉型设计计算(⼀)转炉炉型及主要参数⼀、转炉三种炉型介绍转炉炉型应能适应炉内钢液、溶渣和⾼温⽓的循环运动规律，达到反应快、喷溅少和炉龄⾼等⽬的。

内型应与残余炉衬的轮廓接近，以利减少炉衬的局部侵蚀和降低耐⽕材料的消耗，此外还要容易砌筑。

⽬前，氧⽓顶吹转炉⾦属熔池形状可分为三种炉型：1.筒球形炉型这种炉⼦形状简单、砌砖⽅便、炉壳容易制造。

球形底可使散热⾯积⼩，倒渣时炉底形成拱顶⽽强度相对要⼤。

球底熔池的形状接近⾦属液的循环轨迹。

.常⽤于≧50吨的炉⼦。

2.锥球形炉型这种炉⼦的熔池形状更符合钢流循环的要求，且与筒球形相⽐，当熔池深度相同时，熔池直径与反应⽽积均可稍⼤⽽有利于去磷反应的进⾏(见式2-6和式2-6)。

常⽤于20~80吨的炉⼦。

3.截锥形炉型熔池循环有死⾓，故适⽤于≦30吨的炉⼦。

这种倒圆台的炉底⽐球形炉底易于砌筑.⼆.炉⼦各部分主要尺⼨参数的确定和计算转沪的主要尺⼨如[4]254图23⼀1所⽰.下⾯分五个部分进⾏讨论(I)熔池部分1.熔池直径的计算式中：G——新炉⾦属料装⼊量，T（由原始条件给出）t——吹氧时间，minK——系数>30吨炉⼦K=1.85~2.1系数<30吨炉⼦K=2.0~2.3t=33min′′前期出钢量[T]加废钢后耗氧量[Nm/T]供养强度[Nm/T]G[T]由表1-21可求“加废钢后每吨钢⽔耗氧量”=氧[kg]钢⽔[kg]×1000[Tkg]×332[kg]22.4[Nm]供氧强度可参表2—1，计算后，供养时间应符合表2—2的范围。

32.⾦属熔池体积和熔池深度的计算①当取铁⽔密度ρ=6.8[T/m 3]时则⾦属熔池体积V ⾦属=G[T]×0.147[T/m 3]②锥球形熔池深度h=320.0363D 0.7D +⾦属V (m)③筒球形熔池深度h=320.046D 0.79D +⾦属V (m)由：⽐较式2—6与式2—7可知，当深度两者相同时，锥球形熔池直径稍⼤⽽可扩⼤熔池的渣钢反应界⾯有利于去磷的反应。

转炉设计（2）1 转炉炉型选型设计及相关参数计算1转炉炉型设计1.1.1 炉型选择氧⽓顶底复吹转炉是20世纪70年代中、后期，开始研究的⼀项新炼钢⼯艺。

其优越性在于炉⼦的⾼宽⽐略⼩于顶吹转炉却⼜⼤于底吹转炉，略呈矮胖型；炉底⼀般为平底，以便设置底部喷⼝。

综合以上特点选⽤转炉炉型为锥球型(适⽤于中⼩型转炉见图1-1)。

图1-1 常见转炉炉型(a)筒球型；(b)锥球型；(c)截锥型1.1.2 主要参数的确定本设计选⽤氧⽓顶吹转炉(公称容量50t)。

(1) 炉容⽐炉容⽐系指转炉有效容积与公称容量之⽐值。

转炉炉容⽐主要与供氧强度有关，与炉容量关系不⼤。

从⽬前实际情况来看，转炉炉容⽐⼀般取0.9~1.05m3/t。

本设计取炉容⽐为1.05m3/t。

(2) ⾼径⽐转炉⾼径⽐，通常取1.35～1.65。

⼩炉⼦取上限，⼤炉⼦取下限。

本设计取⾼径⽐：1.40。

(3) 熔池直径D 可按以下经验公式确定：tG KD = (1-1)式中 D ——熔池直径，m ；G ——新炉⾦属装⼊量，t ，可取公称容量； K ——系数，参见表1-1；t ——平均每炉钢纯吹氧时间，min ，参见表1-2。

表1-1 系数K 的推荐值注：括号内数系吹氧时间参考值。

设计中转炉的公称容量为50t ，取K 为1.85，t 取15min 。

可得：38.3155085.1==D m(4) 熔池深度h锥球型熔池倒锥度⼀般为12°~30°，当球缺体半径R=1.1D 时，球缺体⾼h1=0.09D 的设计较多。

熔池体积和熔池直径D 及熔池深度h 有如下的关系：23665.0033.0DD V h +=池 (1-2)由池V G 1ρ=可得：09.705.7501===ρGV 池(m 3)将池V 代⼊式(7-2)得：98.038.3665.038.3033.009.7665.0033.02323=??+=+=DD V h 池(m)(5) 炉⾝⾼度⾝H转炉炉帽以下，熔池⾯以上的圆柱体部分称为炉⾝。

2.转炉炉型设计及计算2.1转炉容量的计算2.1.1根据生产规模和产品方案计算出年需要钢水量：年需钢水量=良坯收得率年需良坯量年需不同钢种的连铸方坯250×104t ，连铸板坯200×104t 。

连铸收得率99%，则：年需钢水量=99%450=450×104t 2.1.2计算年出钢炉数：（按2吹2计算） 年出钢炉数=2冶炼周期转炉作业率日历时间冶炼周期年炼钢时间⨯⨯=⨯2转炉作业率=79.5%100%365290100%=⨯=⨯日历天数转炉有效作业天数转炉有效作业天数：日历天数扣除大于20min 以上的一切检修和故障时间总和，转炉工艺设计技术规范规定，当转炉与单台连铸机配合全连铸时为275～300天。

本设计取290天。

冶炼周期按容量大小确定，大于100t 为38～45min ，本设计取40min ， 则：年出钢炉数=2×365×79.5%×24×60/40=20880炉每天出钢炉数=炉年作业天数年出钢炉数7229020880==平均产钢水量=215.5t 208804500000==年出钢炉数年产钢水量2.1.3按标准系列确定炉子容量：选定250t 转炉2座，按照2吹2方式生产。

核算车间年产量：250×20880×99%=495.9×104t 良坯。

2.2转炉炉型设计 2.2.1原始条件炉子平均出钢量为250t ，铁水密度6.8g/cm 3，铁水收得率为92%。

2.2.2炉型选择顶底复吹转炉的炉型基本上与顶吹和底吹转炉相似；它介于顶吹转炉和底吹转炉之间。

为了满足顶底复吹的要求炉型趋于矮胖型，由于在炉底上设置底吹喷嘴，炉底为平底，所以根据原始数据，为了便于设置底部供气构件，选择截锥形炉型。

2.2.3炉容比炉容比指转炉有效容积V t 与公称容量T 之比值V t /T(m 3/t)。

V t 系炉帽、炉身和熔池三个内腔容积之和。

1转炉设计1.1炉型设计1. 原始条件炉子平均出钢量为100吨，钢水收得率取90.36%，最大废钢比取10%，采用废钢矿石法冷却。

铁水采用P08属于低磷生铁；氧枪采用三孔拉瓦尔型喷头.2. 炉型选择：根据原始条件采用锥球形炉型。

3. 炉容比：取V/T=1.004. 熔池尺寸的计算 熔池直径：G=t B T 95.102936.01%1521002122=⨯+⨯=⋅+η （取B=15%）314.158.695.102m G V ===ρ 确定吹氧时间和吨钢耗氧量：本设计采用低磷铁水，取吨钢耗氧量为56.8)(/3钢t m 。

并取吹氧时间为12min ，则 供氧强度min)]/([733.4128.563⋅==t m 取K =1.8则 )(27.51295.1028.1m D == 锥球型熔池深度的计算公式为)(05.127.57.027.50363.014.157.00363.02323m D D V h =⨯⨯+=+=确定D =5.27m, h =1.05m熔池其他尺寸确定 球冠的弓形:)(527.027.510.010.01m D h =⨯== )(717.427.5895.0895.01m D D =⨯==炉底球冠曲率半径：)(797.527.51.11.1m D R =⨯==5. 炉帽尺寸的确定炉口直径：()m D d 530.227.548.048.00=⨯==炉帽倾角：取065=θ 3) 炉帽高度帽H )(94.265tan )53.227.5(21tan 2100m d D H =-=-=θ 取mm H 400=口，则整个炉帽高度为： ）（口锥帽m H H H 34.34.094.2=+=+= 由于我们采用水冷炉口炉帽部分容积为：口锥帽）（H d d Dd D H V 202002412ππ+++=)(56.384.053.24)53.253.227.527.5(94.2123222m =⨯⨯++⨯+⨯⨯=ππ6. 炉身尺寸确定1) 炉膛直径D D =膛=5.27m （无加厚段）2) 根据选定的炉容比为1.00，可求出炉子总容积为 ）（容31000100.1m V =⨯= ）（帽池总身346.438.5615.14100m V V V V =--=--= 3) 炉身高度 )(3.135.27446.4422m D V H =⨯=⨯=ππ身身4) 炉型内高m H H h H 52.813.234.305.1=++=++=身帽内7. 出钢口尺寸的确定1) 出钢口直径)(15.0)(15.5301075.16375.163m cm T d T =≈⨯+=+= 2) 出钢口衬砖外径)(0.915.066m d d T ST =⨯== 3) 出钢口长度)(05.115.077m d L T T =⨯== 4) 出钢口倾角β：取018=β8. 炉衬厚度确定炉身工作层选600mm,永久层115mm,填充层90mm,总厚度为600+115+90=805（mm ）炉壳内径为 6.882805.05.27=⨯+=壳内D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,粘土砖平砌三层65×3=195（mm ）,则炉底衬砖总厚度为600+230+195=1025（mm ）,故炉壳内形高度为)(9.545025.18.52m H =+=壳内，工作层材质全部采用镁碳砖。

转炉基础设计方案转炉是一种用于炼钢的重要设备，其基础设计方案的合理性和可靠性直接关系到整个冶金过程的正常进行和生产效益的提高。

下面给出一份转炉基础设计方案的700字示例：一、设计目标：该转炉设计旨在提高钢水质量和生产效率，并减少能源消耗和环境污染。

主要目标包括提高炉后合格品质率、降低转炉喷吹时间、增加钢水温度的恒定性和提高炉后脱氧效果。

二、转炉型号选择：根据生产工艺和产能需求，选用50吨中倾转炉作为目标型号。

该型号具有适中的产能和灵活的操作性能，能够满足生产需求。

三、结构设计：转炉底本身使用整体浇铸，底部设计防爆口，以应对突发情况。

炉身采用钢筋混凝土结构，增加了稳定性和耐磨性。

炉盖采用活动式结构，方便装卸料和维护。

四、吹氧系统设计：吹氧系统采用双面吹氧，以提高氧气利用率和搅拌效果。

吹风系统要求高压、大流量、稳定性好，并配备过滤装置，防止炉衬堵塞。

同时，安装可调节喷嘴，以便根据不同炼钢工艺的需要进行调整。

五、钢渣处理系统设计：为了提高钢渣处理效率，设计采用双辊倾转混渣机，以提高钢渣的处理速度和均匀度。

同时增加钢渣铺垫泥石圈，以提高钢渣的液流性和隔热性，减少热损失。

六、自动化控制系统设计：为了提高生产效率和产品质量，设计采用现代化的自动化控制系统。

通过温度传感器、压力传感器和氧气含量传感器等监控设备，及时获取各个指标的数据，并通过计算机控制中心进行集中处理，实现转炉的自动化操作。

七、安全防护措施设计：为了保障生产人员的安全，设计要求安装爆炸防护装置，实时监测转炉内部的温度和压力，并在超过设定值时及时报警。

此外，还要配备火焰探测器和自动灭火系统，以应对火灾和爆炸等紧急情况。

这是一份转炉基础设计方案的示例，能够满足提高钢水质量和生产效率的要求，并符合安全防护标准。

当然，实际设计还需根据具体情况进行细化和优化。

转炉设计1.1转炉炉型设计1.1.1转炉炉型设计概述（1）公称容量及其表示方法公称容量（T），对转炉容量大小的称谓。

即平时所说的转炉的吨位。

（2）炉型的定义转炉炉型是指转炉炉膛的几何形状，亦即指由耐火材料切成的炉衬内形。

炉型设计内容包括：炉型种类的选择；炉型主要参数的确定；炉型尺寸设计计算；炉衬和炉壳厚度的确定；顶底复吹转炉设计。

1.1.2炉型种类及其选择（1）炉型种类根据熔池（容纳金属液的那部分容积）的形状不同来区分，炉帽、炉身部位都相同，大体上归纳为以下三种炉型：筒球形、锥球形和截锥形。

①筒球形炉型：该炉型的熔池由一个圆筒体和一个球冠体两部分组成，炉帽为截锥体，炉身为圆筒形。

其特点是形状简单，砌砖简便，炉壳容易制造。

在相同的熔池直径D和熔池深度h的情况下，与其他两种炉型相比，这种炉型熔池的容积大，金属装入量大，其形状接近于金属液的循环运动轨迹，适用于大型转炉。

②锥球形炉型（国外又叫橄榄形）：该炉型的熔池由一个倒置截锥体和一个球冠体两部分组成，炉帽和炉身与圆筒形形炉相同。

其特点是，与同容量的其他炉膛相比，在相同熔池深度h下，其反应面积大，有利于钢、渣之间的反应，适用于吹炼高磷铁水。

③截锥体炉型：该炉型的熔池有一个倒置的截锥体组成。

其特点是，形状简单，炉底砌筑简便，其形状基本上能满足于炼钢反应的要求。

与相同容量的其他炉型相比，在熔池直径相同的情况下，熔池最深，适用于小型转炉。

结合中国已建成的转炉的设计经验，在选择炉型时，可以考虑：100～200t以上的大型转炉，采用筒球形炉型；50～80t的中型转炉，采用锥球形转炉；30t以下的小型转炉，采用截锥体转炉。

1.1.3转炉炉型主要参数的确定迄今为止，国内外还没有一套完整的转炉炉型的理论计算公式，不能完全从理论上确定一个理想的转炉炉型和炉型各部分尺寸参数。

现有的公式都属于经验公式。

目前国内各厂进行转炉炉型设计时，一般都是采用“依炉建炉”的设计方法。

即通过考察和总结同类转炉的长期生产情况和较先进的技术经济指标，结合采用经验公式和进行可行的模拟试验，再结合当地的条件做适当的修改，来确定转炉的炉型尺寸。