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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，车间主厂房高度与转炉配套的其他相关设备的选型。
所以，设计一座炉型结构合理，满足工艺要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车间设计的关键。
（一）转炉公称容量及其表示方法公称容量（T），是对转炉容量大小的称谓，即平时所说的转炉的吨位。
它是转炉生产能力的主要标志和炉型设计的重要依据。
目前国内外对公称容量的含义的解释还很不统一，归纳起来，大体上有以下三种表示方法：1)以平均金属装入量（t）表示；2)以平均出钢量（t）表示；3)以平均炉产良坯量（t）表示。
在一个炉役期内，炉役前期和后期的装入量或出钢量不同，随着吹炼的进行，炉衬不断地受到侵蚀，熔池不断扩大，装入量增大，所以三种表示方法都是以其平均容量来表示。
这三种表示方法各有其优缺点，以平均金属装入量表示公称容量，便于进行物料平衡和热平衡计算，换算成新炉装入量时也比较方便。
以平均炉产良坯量表示公称容量，便于车间生产规模和技术经济指标的比较，但是在进行炉型设计时需做较复杂的换算。
以平均出钢量表示公称容量则介于两者之间，其产量不受操作方法和浇铸方法的影响，便于炼钢后步工序的设计，也比教容易换算成平均金属装入量和平均炉产良坯量。
设计的公称容量与实际生产的炉产量基本一致。
所以在进行炉型设计时采用以平均出钢量表示公称容量比较合理。
所以在本文中所设计中的180t转炉，其炉役期内的平均出钢量为180t，即此处公称容量（T）取180t。
（二）转炉炉型的选择转炉是转炉炼钢车间的核心设备。
炉型及其主要参数对转炉炼钢的生产率、金属收得率、炉龄等技术经济指标都有着直接的影响。
炉型设计的是否合理关系到冶炼工艺能否顺利进行的问题，如喷溅问题，除与操作因素有关外，炉型设计是否合理也是个重要因素。
并且车间的主厂房高度以及主要设备，像除尘设备，倾动机构设备等都与炉型尺寸密切相关。
氧气顶吹转炉设计姓名XXX学号XXXX冶金工程XXXX材料科学与工程学院目录1.原始条件------------------------------32.炉型选择------------------------------33.炉容比的确定------------------------34.熔池直径的计算---------------------45.炉帽尺寸的确定---------------------66.炉身尺寸的确定---------------------67.出钢口尺寸的确定------------------78.炉衬厚度确定------------------------89.炉壳厚度的确定---------------------910.验算高宽比---------------------------9氧气顶吹转炉设计1. 原始条件炉子平均出钢量为50t ，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P08低磷生铁；氧枪采用五孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0MPa 。
2. 炉型选择根据初始条件采用筒球型作为设计炉型。
转炉由炉帽、炉身、炉底三部分组成，转炉炉型是指由上述三部分组成的炉衬内部空间的几何形状。
有于炉帽和炉身的形状没有变化，所以通常按熔池形状将转炉炉型分为筒球型、锥球型和截锥型三种。
炉型的选择往往与转炉的容量有关。
和相同体积的筒球型相比，锥球型熔池比较深，有利于保护炉底。
在同样熔池深度的情况下，熔池直径可以比筒球型大，增加了熔池反应面积，有利于去P ，S 。
我国的中小型转炉普遍采用这种炉型。
3. 炉容比的确定炉容比是指转炉有效容积V t 与公称容量G 的比值V t /G(m 3/t)。
V t 系炉帽、炉身和熔池三个内腔容积之和。
公称容量以转炉炉役期的平均出钢量来表示。
确定炉容比应综合考虑。
通常，铁水比增大，铁水中Si 、S 、P 含量高，用矿石作冷却剂以及供氧强度提高时，为了减少喷溅或溢渣损失，提高金属收得率和操作稳定性，炉容比要适当增大。
180t 顶底复吹转炉设计一、转炉炉型设计原始条件： 炉子平均出钢量180t 。
金属收得率取92%，最大废钢比取20%，采用废钢矿石冷却，铁水采用P08低磷生铁{w （si ）≤0.85%，w （p ）≤0.2%，w （s ）≤0.05%}1、熔池形状确定转炉炉型有筒球型、锥球型、截锥型，熔池形状选用截锥型。
为了满 足顶底复吹的要求，炉型趋于矮胖型，由于在炉底上要设置底吹喷嘴，炉底为平底，所以熔池为截锥形。
2、炉容比确定炉容比系指转炉有效容积t V 与公称容量T 之比值。
t V 系炉帽体积帽V 、炉身体积身V 、和容池体积c V 三个内腔容积之和。
由于顶底复吹转炉吹炼过程比较平稳，产生泡沫渣的量比顶吹转炉要少得多，喷溅较少，因此其炉容比比顶吹转炉小，但比底吹转炉要大。
根据冶炼条件取炉容比为0.95m 3/t 。
3、熔池尺寸的确定熔池是容纳金属并进行一系列复杂物理化学反应的过程，其主要尺寸有熔池 直径和熔池深度。
设计时，应根据装入量、供氧强度、喷嘴类型、冶金动力学条件以及炉衬蚀损的影响综合考虑。
截锥型熔池尺寸如图（1）所示：则其体积为： )(12h2112d Dd D V ++=π熔（1） 熔池直径D ：熔池直径通常指熔池处于平静状态时金属液面的直径。
D=Kt G =1.63×15180=5.646m 式中G ——炉子公称容量，180t ；t ——平均每炉钢纯吹氧时间，取15分钟； K ——比例系数，根据炉子容量取1.63； （2）熔池深度h ：根据经验，取D d 7.01== 3.952m其中熔池体积38.268.6180m GV c ===ρ故熔池深度： 20.574c V h D == 2646.5574.08.26⨯=1.465m校核26.0646.5465.1/==D h 符合要求 4、炉帽尺寸的确定（1）炉帽倾角θ：本计算中取θ=65度（2）炉口直径d ：炉口直径为熔池直径的43~53%，本计算中取48%则 d=48%D=0.48×5.646=2.710m（3）炉帽高度H 帽：炉帽高度是截椎体高度与炉口直线段高度值和。
学号：河北联合大学成人教育课程设计说明书180t顶吹氧气转炉炉型设计课程设计题目：学院：专业：班级：姓名：指导教师：2013年10月20日一、设计任务：1、原始条件炉子的平均出钢量为180t，钢水的收得率为92%，最大废钢比去20%，采用废钢矿石冷却，铁水采用P08低磷生铁[W(Si)≤ 0.85%, W（P）≤0.2%, W(S) ≤2、炉型选择：转炉炉型是指转炉炉膛的几何尺寸。
设计一座炉型结构合理，满足工艺要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。
目前，转炉大体上归为以下三种炉型：筒球形、截锥形、锥球形。
为了满足顶吹的要求，炉型趋于矮胖型，且炉底为弧底，所以选筒球形。
3、炉容比：由于顶吹转炉吹炼过程中比较中稳，产生泡沫渣的量较多，因此炉容比的量较多，因此炉容比比顶吹炼的稍大，一般可选用0.90--- m333/t4、熔池尺寸计算中国设计部门推荐采用公式：D=D－熔池直径，m；G－新炉金属装入量，T； t－吹氧时间，min K－比例系数，（如表3－5所示）表3－5 不同吨位下的推荐K值吨位/t <20 30～50 50～120 200 250大容量取下限，小炉子取上限K此处根据180t 吨位取K 值为1.6。
老炉比新炉多产刚系数，一般B=10%～40%，大型转炉取下限，小型转炉取上限，此处取15%； a 、确定初期金属装入量G ： 212T G B η=•=+金2×1802+0.15 ×10.92 =182(t) 根据熔池的定义，熔池体积V 池应等于金属液体积V 金。
即V 池=V 金； 式中 V 金－新炉金属装入量占有的体积，V 金＝G 初/ρ金，【 ρ金：钢液密度33。
】熔池体积V 池 ： V 池=V 金= G 初/ρ金=1826.83；b 、确定吹氧时间（t ）=吨钢耗氧量（m 3/t ）供氧强度[m 3/(t·min)]；根据生产实践经验，供氧强度，一般低磷铁水为50～57 ，高磷铁水为62～69 m 3/ t 钢，本设计采用的是低磷铁水，取吨钢耗氧量为51m 3/ t 钢，而吹氧时间的选择如表表3-6 吹氧时间推荐值转炉吨位/t <50 50～80 >120 时间t/min12～1614～1816～20此处根据转炉吨位180t ，选择吹氧时间的推荐值为16min 。
氧气（顶吹）转炉设计1 转炉炉型设计1.1 炉型定义转炉炉型指转炉炉膛的几何形状，即由耐火材料砌成的炉衬内形。
1.2 炉型设计的意义（简提冯P34）1.3 炉型设计的内容⑴炉型种类的选择⑵炉型主要参数的确定⑶炉型尺寸设计计算⑷炉衬和炉壳厚度的确定[ ⑸顶底复吹转炉设计]1.4炉型种类的选择⑴选择原则①炉型应能适应炉内钢液、炉渣和炉气的循环运动规律，使熔池得到激烈而又均匀的搅拌，从而加快炼钢过程的物理化学反应；②有利于提高供氧强度，缩短冶炼时间，减少喷溅，降低金属损耗；③新砌好的炉型要尽量接近于停炉以后残余炉衬的轮廓，减少吹炼过程中钢液、炉渣和炉气对炉衬的冲刷侵蚀及局部侵蚀，提高炉龄，降低耐火材料的消耗；④炉壳应容易制造，炉衬砖的砌筑和维护要方便，从而改善工人的劳动条件，缩短修炉时间，提高转炉作业率。
总之应能使转炉炼钢获得较好的经济效益，优质、高产、低耗。
⑵炉型种类转炉由炉帽、炉身和炉底三部分组成，按熔池形状分三种炉型：转炉常用炉型示意图①筒球型特点：形状简单，砌砖简便，炉壳容易制造；形状接近于金属液的循环运动轨迹；金属装入量大(与其他两种炉型在相同熔池直径和熔池深度的情况下相比)，适用于大型转炉。
②锥球型（国外又叫橄榄形）特点：（在装入量和熔池深度均相同的情况下，与其他炉型相比）反应面积大，有利于钢、渣之间的反应，适用于吹炼高磷铁水；熔池形状更符合钢、渣环流的要求，炉衬侵蚀均匀，其形状变化小，对操作较为有利；炉型上下对称（橄榄形），空炉重心接近于炉体的几何重心位置，使得转炉的倾动国矩小。
（有些国家将这种炉型用于大容量炉子，我国中型转炉采用此型较多）③截锥型特点：形状简单，炉底砌筑简便；在装入量和熔池直径相同的情况下，其熔池最深，适用于小型转炉。
④大炉膛形炉型（矿石含P较高的一些国家采用）特点：炉身上大下小且炉帽倾角很小，具有较大的反应空间，对冶炼过程中增大渣量、造泡沫渣脱P 有利；但炉型砌筑复杂，炉衬寿命短，一般不用。
180t转炉炼钢车间i学号：课程设计说明书设计题目：设计180t的转炉炼钢车间学生姓名：专业班级：学院：指导教师：2012年12月25日目录1 设备计算1.1转炉设计.1.1.1炉型设计------------------------------------------------------------1 2.1 氧枪设计2.1.1氧枪喷头设计------------------------------------------------62.1.2氧枪枪身设计------------------------------------------------83.1 烟气净化系统设备设计与计算--------------------------------------------------------------12注：装配图1.图1. 180t转炉炉型图--------------------------------------------------62.图2. 枪管横截面--------------------------------------------------------83. 图3.180t氧枪喷头与枪身装配图12---------------------------------121 设备计算 1.1转炉设计1.1.1炉型设计 1、原始条件炉子平均出钢量为180吨钢水，钢水收得率取90%，最大废钢比取10%，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3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=0.954、熔池尺寸的计算A.熔池直径的计算tKD G = 确定初期金属装入量G ：取B=18%则()t 18290.0118218021B 2T 2G =⨯+⨯=⋅+=％金η ()3m 4.268.6182GV ===金金ρ 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50~57m 3/t (钢)，高磷铁水约为62~69m 3/t (钢)，本设计采用低磷铁水，故取吨钢耗氧量为57m 3/t (钢)，并取吹氧时间为18min 。
科技资讯 SC I EN C E &TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 工 业 技 术背景：辽宁本溪钢铁（集团）公司始建于1958年，现已形成以钢铁产品为主的大型钢铁联合企业。
年生产规模为：焦碳67.15t/a、烧结矿187.2万t/a、生铁130.63万t/a、钢材127. 96万t/a,为了适应市场发展的需求，扩大生产规模，一期工程建一套铁水倒罐站，一座100t顶底复合吹转炉，一套在线吹氩喂丝机，一台7机7流连铸机，生产规模达到年产合格钢水123. 71万t/a、合格连铸坯120万t/a。
意义：我公司承担了该工程的冶炼系统的土建工程、设备安装工程、结构安装工程、电气安装工程合同价款约8500万元人民币；工期要求：2010年3月20日开工，2010年12月20日竣工,日历工期274天。
能否按期投产以确保柳钢的投资效益实现钢产量220万t/ a目标，乃至为加快再造一个工业柳州步伐都具有深远的历史意义；同时，对我公司能否占领本钢这个广阔建筑市场提供了良好机遇和严峻的挑战。
必要性：能否按期实现合同工期，转炉设备安装是关键。
由于转炉施工方案在设计上具有先进、实用、经济、可靠的特点，实施效果是高速、优质、安全地完成了施工任务，提前工期25天，受到本钢各级领导的高度赞誉。
1 工程概况本溪钢铁（集团）公司始建于1958年，现已形成以钢铁产品为主的大型钢铁联合企业。
年生产规模为：焦碳67.15t/a、烧结矿187. 2万t/a、生铁130.63万t/a、钢材127.96万t/a,为了适应市场发展的需求，扩大生产规模，一期工程建一套铁水倒罐站，一座180t顶底复合吹转炉，一套在线吹氩喂丝机，一台7机7流连铸机，生产规模达到年产合格钢水123.71万t/a、合格连铸坯120万t/a。
设计单位：重庆钢铁设计研究院工期：2010年3月20日开工，2010年12月20日转炉工程热负荷试车，日历天数274天；实际开工日期：2010年4月20日，2003年12月5日转炉热负荷一次试车成功，日历天数259天，提前工期15天。
180吨转炉倾动机构设计摘要倾动机构是实现转炉炼钢生产最主要的设备之一，它的特点是倾动力矩大、减速比大、启制动频繁和能够承受较大的动载荷。
转炉倾动机构工作在多渣尘和高温的恶劣工作环境中，因而其可靠性和寿命对于整个转炉设备的安全运转有着非常重要的影响。
为获得适应于驱动的低转速，需要很大的减速比。
转炉炉体自重很大，再加装料重量等，整个被倾转部分的重量要达上百吨或上千吨。
转炉倾动机械的工作属于“启动工作制”。
机构除承受基本静载荷作用外，还要承受由于启动、制动等引起的动载荷。
这种动载荷在炉口刮渣操作时，其数值甚至达到静载荷的两倍以上。
启、制动额繁，承受较大的动裁荷。
转炉倾动机械随着氧气转炉炼钢生产的普及和发展也在不断的发展和完善，出现了各种型式的倾动装置。
其中，带有扭力杆缓冲止动装置的全悬挂式倾动机械，由于其独有的多点啮合柔性传动的优势，逐渐成为主流。
本文对转炉倾动机构的基本形式做了简单介绍。
重点介绍用3D法计算转炉倾动力矩的整体过程。
完成了最佳耳轴位置的选择计算，绘制了倾翻力矩曲线，完成对转炉倾动的电机选择与校核，并对整个倾动系统的主要零部件进行了计算和校核。
本论文对转炉倾动机构的设计提供了一种新思路。
关键词：转炉；倾动机构；倾动力矩；设计参数；可靠性180 t Converter Tilting Mechanism DesignABSTRACTTilting mechanism is to achieve one of the main steelmaking production equipment, which is characterized by a large dump Moment, gear ratio, starting and braking frequently and withstanding greater dynamic load. Converter tilting mechanism works in harsh working environments, more slag dust and high temperatures. Thus their reliability and longevity for the safe operation of the equipment throughout the converter has a very significant impact. Adaptation to obtain a low rotational speed of the drive requires a large reduction ratio. Great weight converter furnace, plus loading weight, etc., the entire weight of the part to be tilting up hundreds of tons or thousands of tons. BOF furnace steel smelting a time, usually only four minutes later. Converter tilting mechanical work belongs to "start working system." In addition to the basic institutions to withstand static loads, but also to withstand dynamic loads due to start, braking caused. This dynamic load in the mouth skimming operation, more than twice its value even to static loads. Kai, the amount of braking complex, dynamic cut withstand greater load. As the steelmaking process low, heavy and harsh working conditions, coupled with the start, brake frequently, especially on a different way to start the motor on the dynamic behavior of the converter. With the converter tilting BOF steelmaking machinery popularization and development also continues to develop and improve, there have been various types of tilting the device. With torsion bar stopper buffer full hanging tilting mechanical, diagonally arranged into four main transmission system of a reducer drive one at the center of the second gear, so as to drive the rotary converter work performed. This paper converter tilting mechanism gives a brief introduction. Introduction tilting mechanism structure, design principles, the basic design parameters, as well as several forms of structure and configuration of the drive tilting mechanism and the transmission format.Keywords: converter; tilting mechanism; pour Moment; design parameters;reliability目录1绪论 (7)1.1课题研究背景及意义 (7)1.2转炉炼钢工艺流程 (8)1.3转炉倾动机构的设计原则 (3)1.4国内外研究现状和发展趋势 (9)1.4.1国外转炉倾动装置的研究现状和发展趋势 (9)1.4.2国内转炉倾动装置的研究现状和发展趋势 (10)1.5 本文主要研究内容及方法 (11)2转炉倾动机构总体方案的确定 (13)2.1倾动机构的配置形式的比较与选择 (13)2.2倾动机构的驱动的电机的选择 (16)2.3倾动机构减速器的设计方案 (17)2.4联轴器、齿轮、轴、轴承、制动器的选择 (17)3转炉倾动力矩的计算 (19)3.1倾动力矩的组成部分 (19)3.2确定转炉炉型 (21)3.3确定转炉重心 (23)3.4确定预设耳轴位置 (26)3.5计算炉液力矩与空炉力矩 (26)3.6确定耳轴摩擦力矩 (29)3.7运用Excel绘制倾动力矩表格 (30)3.8确定最佳耳轴位置 (31)3.9确定修正后的转炉倾动力矩 (31)3.10绘制倾动力矩曲线图 (33)4电动机、制动器及联轴器的设计与校核 (34)4.1 电机容量计算与确定电机型号 (34)4.1.1确定电机型号 (34)4.1.2电动机工作制度J值及发热值的校核 (35)c4.1.3电动机的过载校核 (35)4.1.4确定启动时间 (36)4.2 联轴器的计算与选择 (37)4.3制动器的计算与选择 (38)4.3.1制动器的选择计算 (38)4.3.2制动时间校核 (39)5齿轮传动系统的设计计算 (40)5.1分配传动比 (40)5.2运动以及动力参数计算 (40)5.3齿轮传动设计 (42)5.4其它齿轮设计算 (47)5.5齿轮的校核 (49)6轴及轴承的设计计算 (50)6.1轴材料的确定 (50)6.2轴的设计计算 (50)6.3轴的校核 (53)6.4轴承的校核 (57)7扭力杆系统的设计 (59)7.1 扭力杆缓冲止动装置 (59)7.2 扭力杆设计计算 (60)7.2.1扭力杆直径和曲柄半径的确定 (60)7.2.2 安全座空隙的选择 (60)8 设备的可靠性和经济评价 (61)8.1 设备的可靠性 (61)8.1.1设备平均寿命 (61)8.1.2 可靠度的计算 (61)8.1.3 机械设备的有效度 (62)8.2 设备的经济评价 (63)8.2.1投资回收期 (63)8.2.2 盈亏平衡分析 (64)结论 (66)致谢 (67)参考文献 (67)1绪论1.1课题研究背景及意义钢铁工业是国民经济重点发展行业，是发展国民经济与国防建设的物质基础，其发展水平是一个国家很重要的综合国力的表现。
