氧气转炉炼钢(设备)

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⑴转炉炉体包括：炉壳、托圈、耳轴和耳轴轴承座。②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。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①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③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。⑵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：①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；②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；③适应高温、动载荷、扭振的作用，具有较长的寿命。倾动机构通常有以下几种类型：①落地式；②半悬挂式：部分中型转炉采用；③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300t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。⑶转炉炉衬①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350～800mm。②填充层：工作层和永久层之间，由镁砂和焦油捣打成，厚度在80～150mm。③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65～345mm，炉底永久层要厚些。转炉护炉技术(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：①铁水、废钢及炉渣等的机械碰撞和冲刷；②炉渣及钢水的化学侵蚀；③炉衬自身矿物组成分解引起的层裂；④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：①操作简便；②成本低；③时间短，一般只需3～4min④溅渣均匀覆盖在整个炉膛内壁上，基本上不改变炉膛形状；⑤工人劳动强度低，无环境污染；⑥炉膛温度较稳定，炉衬砖无急冷急热的变化；⑦利于提高钢产量和平衡、协调生产组织。⑷转炉炉型及设计参数①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。②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100t以下的转炉一般采用截锥型活炉底，容量在150t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⑸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0.9～1.05m3/t之间，而小型转炉的炉容比在0.8m3/t左右。⑹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⑴铁水供应设备主要有三种：①高炉—铁水罐车—混铁炉—铁水罐—称量—转炉。②高炉—混铁车—铁水罐—称量—转炉。③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⑵废钢装入设备①用桥式吊车吊挂废钢槽向转炉倒入：②用落地式加料机：⑶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⑷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、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，炉气成分等均发生变化。⑴转炉烟气的特点：温度高(1450～1800℃,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。⑵氧气顶吹转炉烟气的处理处理般过程包括三部分：①对含有大量CO的高温炉气的处理；②然后对出炉口后的烟气进行收集和冷却；③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：①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。②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10～20％的CO燃烧。出口后的烟气仍含有50～70％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。