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说明：
①本设计连铸比100%；精炼比100%；合金比37.5%。
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②连铸坯规格：铸坯断面尺寸（mm），取决于轧材产品类型和轧机的规格，如果是生产型材（角钢、工字钢、轻轨钢、圆钢等），轧机为1700轧机，可采用方形铸坯，其断面应为250mm31600mm，如果是生产板材，则应采用板坯;铸坯定尺长度，取决于加热的尺寸，一般定尺长度有2.2m、2.6m、3.2m、4.2m、6m等;铸坯单重。
2.3.3 金属平衡（见图2-1，图中数据单位：万t）
预处理铁水309.5 废钢33.7 入转炉铁水303.3（98.0%） 铁水损失6.2（2.0%） 精炼前钢水310.1（92.0%） 吹损27.0（8.0%） 精炼后钢水279.1（90.0%） 精炼损失31.0（10.0%） 中间包钢水273.5（98.0%） 注余钢水3.3（1.2%） 事故及回炉钢水2.3（0.8%） 原坯265.3（97.0%） 氧化铁皮1.9（0.7%） 切头切尾3.0（1.1%） 中间包损失3.3（1.2%） 合格坯260（98.0%） 废品1.8（0.7%） 图2-1 金属平衡图
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清理损失3.5（1.3%）
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2.4 转炉车间作业指标
2.4.1 转炉冶炼周期
指每炼一炉钢所需要的总时间，即两次出钢之间的时间。它包括吹炼时间（即吹氧时间，与供氧强度有关），辅助时间（兑铁水、加废钢、取样、测温、倒渣、出钢和补炉等），以及耽误时间（检查炉衬、清理炉口、因调度不及时的等待，设备临时故障）等三部分。
冶炼周期的长短，随炉容量大小，铁水条件，吹炼工艺操作和设备装备水平而变动，冶炼周期一般为30～40min，最快25min，其中吹氧时间14～18min。冶炼周期是决定转炉生产率的最主要的因素。推荐值见表2-3。
按照产品方案中各品种的生产比例，可求出转炉炼一炉钢的平均冶炼时间，见表2-4。
表2-3 转炉冶炼周期和吹氧时间推荐值
转炉公称吨位/t 冶炼周期/min 吹氧时间/min ＜30 28～32 12～16 30～100 32～38 14～18 ＞100 38～45 16～20 备 注 结合供氧强度、铁水成分和所炼钢种等具体条件确定 表2-4 转炉炼一炉钢的平均冶炼时间 平均冶炼时间/min 装料 5 吹氧 18 辅助时间 8 出钢 倒渣 合计 5 3 39 炼一炉钢的时间/min 39 2.4.2 转炉作业率
转炉作业率：指转炉一年的有效工作天数与日历天数之比。
转炉作业率?转炉一年有效作业天数365-18?100％=?100%?95%
365365炉子非作业天数，包括计划停炉（指定期检修），准备（指修补出钢口及贴补炉衬渣线处，清除炉口结铁、更换氧枪等），等待（指吊车对准，等铁水以及调度的不平衡）和设备故障。由于采用溅渣护炉技术，转炉作业率可显著提高。一般非作业天数波动在10～35天，即作业率为90%～97%。本设计选取转炉作业率95%。
2.4.3 铸坯收得率
铸坯收得率：指炉产合格铸坯与炉产钢水量之比。
铸坯收得率??合格铸坯260?100％??100%?93.1％
连铸钢水量279.12.4.4 转炉寿命及炉子冷修时间
转炉寿命是指转炉在一个炉役期内炼钢的炉数。主要取决于炉衬材料和吹炼过程中的维护情况。设计时炉龄可取20000～25000炉。
上修炉方式炉底采用固定式死炉底，适用于大型转炉，下修炉方式采用可拆卸活动炉底。
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可拆卸炉底又有大炉底和小炉底之分。转炉的冷修过程，包括冷却、拆炉、检修烟罩、砌炉、烘炉等几个步骤。按设计部门推荐，每个环节所需的时间如表1-5所示。
表1-5 转炉冷修计划 h
冷 却 8
拆 炉 8
检修烟罩
5
砌 炉 24
烘 炉 0.5
合 计 45.5
2.5 转炉容量和座数的确定
按转炉“一吹一”方案考虑，年出钢炉数为：
年 出钢炉数?1?年炼钢时间年日历时间?转炉作业率?1?炼一炉钢的平均冶炼时间炼一炉钢的平均冶炼时间
365?24?60?转炉作业率365?24?60?95％ ?1??＝12803炉炼一炉钢的平均冶炼时间39每天出钢炉数?年出钢炉数12803?＝37炉
年日历天数?转炉作业率365?95%年产钢水量279.1?10000?＝218.0t
年出钢炉数12803平均炉产钢水量?根据上面计算结果并参照转炉系列，确定转炉公称容量为250t。炉子容量应和国家标准浇注起重机的起重能力相适应。即吊车的起重能力必须大于转炉最大出钢量和钢包（有衬）的重量之和，并应有一定的富余能力。参见表1-6所示。
表1-6 与转炉配套的钢包容量和浇注起重机的配合
转炉公称容量/t 最大出钢量/t 钢包容量/t 浇注起重机/t
50 60 60 100/32 100 120 120 180/63/20 120 150 150 225/63/20 150 180 180 280/80/20 200 220 220 360/100/20 250 275 275 400/100/20 300 320 320 450/100/20 转炉座数的确定。为了减少车间内的设备互相干扰，炉子座数不宜太多，但必须保持车间内始终有固定数目的炉子在吹炼，以发挥生产潜力。本设计选定1座公称容量为250t的顶底复吹转炉，采用“一吹一”方案。
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第3章 炉型及氧枪设计计算
3.1 转炉炉型设计
3.1.1 炉型的选择
转炉炉型是指转炉砌筑后的内部形状。
炉型的选择和各部位尺寸确定得是否合理，直接影响着工艺操作、炉衬寿命、钢的产量与质量以及转炉的生产率。
选择炉型要根据生产规模所确定的转炉吨位、原材料条件，并对已投产的各类型转炉进行调查，了解生产情况，炉衬侵蚀情况和供氧参数与炉型的关系，为炉型选择提供实际数据。选择炉型应考虑因素如下：
(1)要求炉型有利于炼钢物理化学反应的顺利进行，有利于金属液、炉渣、炉气的运动，有利于熔池的均匀搅拌；
(2)有较高的炉衬寿命；
(3)炉内喷溅物要少，金属消耗要低；
(4)炉衬砌筑和维护方便，炉壳容易加工制造； (5)能够改善劳动条件和提高作业率。
随公称吨位的增大，炉型由细长型向矮胖型方向发展。
转炉炉型按金属熔池的形状可以分为筒球型、锥球型和截锥型三种。如图3-1所示。筒球型熔池是由圆柱体和球缺体组合而成。它的优点是炉型简单，砌筑方便，炉壳制造容易。与相同吨位其他两种炉型的转炉相比，它有较大的直径，有利于反应的进行，多用于200t以下的转炉。这种炉型使用较多，我国鞍钢150t转炉、攀钢120t转炉都是这种炉型。我国1993年5月1日新颁布的YB9058—92《炼钢工艺设计技术规定》提出：≥150t的转炉采用筒球型死炉底。锥球型熔池由球缺体和截头圆锥体组成。与相同吨位的筒球型比较，锥球型熔池加深了，有利于保护炉底。其内型更适合于钢水的运动，利于物理化学反应。在同样熔池深度情况下，如底部尺寸适当，熔池直径会比筒球型大些，反应面积有所增加，有利于脱除P、S。但由于大的熔池直径需靠增大炉壳来实现，所以同等条件下，其投资高于筒球型炉子。我国
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大型转炉均采用这种炉型，如宝钢300t转炉、首钢210t转炉均为锥球型。截锥型熔池为截头圆锥体。其特点是结构简单，熔池为平底，易于砌筑。在一定的反应面积下可保证熔池深度，适用于小型转炉，我国过去已建成的30t以下的小转炉应用较多。冶金部技术规定中提出“公称吨位不大于100t的转炉可采用截锥型活炉底”。国外很少有这种炉型。
本设计转炉的公称容量是250t，选用锥球型死炉底。
3.1.2 炉型的主要参数
3.1.2.1 炉容比
转炉的炉容比又称为容积系数，以V/T表示，即转炉的工作容积与公称吨位之比。它表示每单位公称吨位所需转炉有效冶炼空间的体积，其单位是m3/t。
合适的炉容比，能够满足吹炼过程中炉内激烈的物理化学反应的需要，从而能获得较好的技术经济效果和劳动条件。炉容比过大，增加设备重量、厂房高度，耐火材料消耗也增加，因而使整个车间费用增加，成本较高；而炉容比过小，炉内没有足够的反应空间，势必引起喷溅，对炉衬的冲刷加剧，操作恶化，导致金属消耗增多，炉衬寿命降低，不利于提高生产率。
选择炉容比时应考虑以下因素：
(1)铁水比、铁水成分。随着铁水比和铁水中Si、P、S含量增加，炉容比应相应增大。若采用铁水预处理工艺时，炉容比可以小些；
(2)供氧强度。供氧强度增大时，吹炼速度较快，为了不引起喷溅就要保证有足够的反应空间，炉容比相应增大些；
(3)冷却剂的种类。采用铁矿石或氧化铁皮为主的冷却剂，成渣量大，炉容比也需相应增大些；若采用废钢为主的冷却剂，成渣量小，则炉容比可适当选择小些。
炉容比还与氧枪喷嘴结构有关。由于顶底复吹转炉吹炼比较平稳，喷溅较少，因此，复吹转炉的炉容比可以比顶吹转炉稍小。最近我国设计部门推荐的转炉新砌炉衬的炉容比为0.90～0.95m3/t，小转炉取上限，大转炉则取下限。本设计取0.90m3/t。 3.1.2.2 高宽比
高宽比指转炉总高与炉壳外径之比，用H总/D壳表示。一般是在炉型设计完成以后，对H
总
/D壳进行核算。必须防止两种倾向：转炉炉体过于细长，必然导致厂房高度和相关设备的高
度有所增加，使基建投资和设备费用增加；过于矮胖的炉型，炉内喷溅物易于喷出炉外，热量和金属损失较大。因此，高宽比是转炉设计是否合理、各参数选择是否恰当的一个尺度。
复吹转炉由于顶吹射流的一部分反射二次动能为底吹气流所抵消，因此，钢渣的喷溅高度相应地比顶吹转炉低，从而使复吹转炉的高宽比比顶吹转炉可以稍小些。复吹转炉的高宽(径）比的通常取1.25～1.45，小转炉取上限，大转炉取下限。
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