转炉的公称吨位怎样表示，我国顶吹转炉的最大公称吨位是多少

转炉的公称吨位又称公称容量，是用炉役炉平均出钢量来量度。例如120t转炉，即炉役炉平均出钢量为120t；300t转炉，炉役炉平均出钢量是300t。用炉役炉平均出钢量表示公称吨位，既不受装入炉料中铁水比例的限制，也不受浇铸方法的影响。根据转炉的炉出钢量，可以计算出相应的装入量。

出钢量=装入量/金属消耗系数(11-1)

装入量=出钢量×金属消耗系数(11-2)

金属消耗系数为吹炼1t钢所消耗钢铁料的数量，由于原材料及操作条件的不同，金属消耗系数也不一样。

顶吹转炉公称吨位在lOOt以下的为小型转炉，公称吨位在200t以上的为大型转炉，100～200t的为中型转炉。目前我国转炉最大公称吨位是300t。不同吨位转炉的冶炼周期和吹氧时间推荐值见表11-1。

表11-1冶炼周期和吹氧时间推荐值

转炉公称吨位/t	＜30	30-100	＞100
冶炼周期/min	28-32	22-38	38-45
吹氧时间/min	12-16	14-17	15-18

注：应结合供氧强度、铁水成分及所炼钢种等具体情况确定。

转炉炉型及其选择依据

转炉炉型指砌砖后转炉的内型的几何形状。选择转炉炉型应考虑以下因素：

(1)有利于炼钢过程物理化学反应的进行；有利于炉液、炉气运动；有利于熔池的均匀搅拌。

(2)喷溅要小，金属消耗要少。

(3)炉壳容易加工制造；炉衬砖易于砌筑；维护方便，炉衬使用寿命长。

(4)有利于改善劳动条件和提高转炉的作业率。

转炉炉型的特点

已投产的顶吹转炉炉型有筒球型和锥球型两种。推荐采用锥球型。转炉炉型如图11-1所示。

图11-1顶吹转炉炉型示意图

a一筒球型；b—锥球型

(1)筒球型。熔池由圆筒体与球缺体组合而成，如图11-1a所示。它的特点是炉型简单，炉壳加工容易，内衬砌筑方便，有利炉内反应的进行。如攀钢120t转炉，太钢50t转炉等，都是筒球型的炉型。

(2)锥球型。熔池由倒圆锥台体与球缺体组合而成，如图11-1b所示。锥球型熔池更适合于炉液的运动，利于物理化学反应的进行，在熔池深度相同的情况下，若底部尺寸适当，熔池直径比筒球型相应大些，因而增加了反应面积，有利于脱除P、S。如宝钢300t转炉，首钢210t转炉就是这种炉型。

转炉的主要参数

转炉的主要参数有：

(1)转炉的公称吨位。这在前面11-1题中已有阐述。

(2)炉容比。又称容积系数，即转炉砌砖后的工作容积(又称有效容积)与公称吨位之比，可用符号V/T表示，单位是m3/t。炉容比是表明每公称吨位钢所需要的冶炼空间。原料中铁水比例多，或铁水中Si、P含量高，或者冷却剂以铁矿石(或氧化铁皮)为主，炉容比应选择大些。炉容比一般在0.85～1.0的范围，为减少喷溅，炉容比最好在0.90以上。

(3)高宽比。转炉总高与炉壳外径之比，用H总/D壳表示。高宽比过大，转炉炉体细长，导致厂房高度及相关设备高度增高，因而基建投资费用和设备费用也相应增多；高宽比过小，转炉是矮胖型，喷溅物易于从炉口喷出，热量、金属损失较大，同时也恶化了操作人员的劳动环境。所以，高宽比也是衡量转炉设计是否合理，各参数选择是否恰当的一个标志。一般高宽比在1.35～1.65的范围内选择。

转炉为什么采用水冷炉口，怎样维护炉帽

吹炼过程中，高温炉气以一定速度冲出炉口，同时还带出喷溅物粘附于炉口，很难清理；在加废钢、兑铁水时，炉口还要受到冲撞和高温冲刷；因此炉口部位的耐火衬砖极易损坏，发生炉口变形，与炉衬砖寿命不能同步，又不便维护修理。所以在炉口装有水冷构件，以减缓炉El损坏变形，使其能与炉衬砖寿命同步。

炉帽上设有出钢口，它经常受高温炉气和喷溅物的直接热作用。为了保护炉帽减小变形，在炉帽外壳钢板上焊有环形伞状挡渣板，可以避免喷溅物直接粘附在炉帽外壳钢板上，同时对炉体和托圈也起到了保护作用。还可用环形冷却水管冷却炉帽。

转炉炉体的组成，炉底的结构形式及特点，炉壳的材料

转炉炉体是由炉帽、炉身、炉底3部分组成。其中炉底结构有两种类型，即固定式死炉底和可拆卸式活炉底。固定式炉底的转炉，其炉壳是一个整体，修砌炉衬时，从炉口进入炉内工作，称为上修法。可拆卸炉底的转炉，炉帽与炉身的外壳是一个整体，炉底与炉身用螺栓固定；修炉时首先拆下炉底，炉身内衬与炉底分别进行拆、砌，然后将修砌好的炉底运来安装；修炉时是从炉身下部进入炉内，因此也称下修法。

吹炼过程中，转炉炉壳始终处在高温下工作，制作炉壳的钢板不仅要承受耐火材料、金属液、熔渣液的全部重量；倾动时要承受扭转力矩的作用，还要适应高温频繁作业的特点。为此要求炉壳在高温下不变形，在热应力作用下不破裂，具有足够的强度和刚度。采用优质低合金钢容器钢板制作。炉壳钢板厚度可根据转炉的公称吨位，并参考已投产相应转炉的数据及国家钢板标准选用。

转炉的托圈与耳轴的作用是什么，其结构是怎样的，各用什么材料制作

托圈与耳轴是支撑转炉炉体和传递倾动力矩的构件。托圈断面为矩形箱体结构，在中间焊有垂直筋板以增加其刚度，托圈内通水冷却，可降低热应力。其材质可用优质Q345钢板焊接成型，或用铸钢成型。为了制造加工、运输的方便，大型转炉的托圈可分段制造后再组装成一体。图11-4是剖分成4段加工的托圈示意图。

另外还有一种托圈是半圆形开口式结构，称为马蹄形托圈，如图11-5所示。这种托圈，转炉炉体可以整体移出，易地拆炉修砌，能实现一吹一的吹炼模式。

图11-5马蹄形托圈

1—倾动用机械；2一轴承；3一支撑伸出轴；

4一托圈；5一转炉炉体

耳轴必须具有足够的强度和刚度，可用40Cr合金钢锻造加工制造。耳轴受热会产生轴向伸长和翘起变形，因此为适应耳轴伸长的位移，有一侧耳轴的轴承选用轴向游动的，其轴承支座为铰链连接结构；通常将驱动侧耳轴的轴承选用轴向固定的，而另一侧耳轴的轴承选用轴向游动的。耳轴也可通水冷却。

转炉托圈与炉身的连接固定装置有哪些种，其结构是怎样的

托圈与炉身连接固定装置的形式有三点球面支撑装置、悬挂式装置、夹持器连接装置、薄片钢带连接装置等。新建大型转炉多采用三点球面支撑装置。

(1)三点球面支撑装置。三个支撑点的位置是：一个在出钢口对侧托圈的中心线上，其余两个与其呈120°角位置；每一个支撑点都由焊接在托圈上的水平销轴座、水平销、活节螺栓、两组凹凸球面垫圈以及固紧螺母组成，如图11-6所示。

图11-6托圈与炉身三点球面支撑装置

l一活节螺栓；2一上球面垫圈组；3一炉体

连接支撑法兰；4一下球面垫圈组；5一水平

销轴；6一托圈；7一炉壳

(2)悬挂支撑盘的连接装置结构如图11-7所示。它是三点支撑连接，位于两个耳轴部位支撑点是基本承重支点；在出钢口对侧托圈底面与炉壳相连接的支点8，是一个倾动支撑点，传递倾动载荷称为倾动支座。与倾动支座对称的位置上有导向定位装置7。

图11-7托圈与炉身悬挂式连接装置示意图

l一炉壳；2一星形筋条；3一托圈；4一耳轴；5一支撑盘；

6一托环：7一导向装置；8—倾动支撑装置

在耳轴部位的炉壳上焊有星形筋条2，其中心有托环6，支撑盘5装在托环内，它们不同心，有约l0mm的间隙，不管转炉倾动在任一位置，支撑盘与托环顶面线接触支撑，始终沿托环内滚动。其特点是倾动平稳，无冲击，炉壳膨胀不受约束。

(3)夹持器连接装置结构如图11-8所示。在托圈的上、下装有卡板，每个卡板就是一个支撑点。其数目有4、6、8、10不等，在托圈上的分布也不同。

(4)薄片钢带连接装置结构如图11-9所示。在两侧耳轴的下面各装有5组薄钢带，每组钢带均由多层薄钢片组成，钢带的下端固定在炉壳上，其上端固定在托圈的底面。在耳轴处托圈上部装有一个绞结连杆结构，它是辅助支撑装置。当炉体直立时，10组多层薄钢带像个“托笼”一样，支撑炉体全部重量；炉体倾动时，由离耳轴轴线最远的钢带传递扭矩；炉体倒置时，炉体的重量由钢带压缩变形与托圈的辅助支撑装置来平衡。

 

对转炉的倾动速度和倾动角度的要求

转炉的倾动机械是处于高温、多尘的环境下工作，其特点是倾动力矩大、速比高、启动和制动频繁、承受较大的动载荷，因此对转炉的倾动机械提出以下要求：

(1)炉体能正、反倾动360°，平稳而又准确地停在任一倾角位置上，以满足兑铁水、加废钢、取样、测温、出钢、倒渣、喷补炉等工艺操作的要求；并与氧枪、副枪、炉下钢包车、烟罩等设备有连锁装置。

(2)根据转炉工艺操作的要求，转炉的倾动速度为无级调速，以满足各项操作的需要。在出钢、倒渣、人工取样时，转炉要平稳缓慢的倾动，以免钢渣猛烈晃动，甚至喷出炉口；当空炉，或从水平位置竖起时，转炉均可采用较高的倾动速度，以减少辅助时间；当接近预定位置时采用低速运行，以便转炉定位准确，操作灵活。

(3)安全可靠。当发生故障时，应备有继续工作的能力，坚持到本炉钢冶炼结束。

(4)由于托圈翘曲变形而引起耳轴轴线发生一定程度的偏斜，此时各齿轮副仍能保持正常啮合。

(5)倾动机械结构应紧凑、占地面积少、投资省、效率高、维修方便等。

转炉倾动速度在0.15～1.5r/min。

转炉倾动机械由哪几部分组成，目前转炉使用的倾动机械有哪几类

转炉的倾动机械主要由驱动电动机、制动器、一级减速器和末级减速器组成，末级减速器的大齿轮装套在转炉驱动侧耳轴上。减速器可选用蜗轮副减速器、或正齿轮减速器、或行星减速器等。就其传动机械安装的位置，可分为落地式倾动机械、全悬挂式倾动机械。就其驱动动力除用电力驱动外还可用液压驱动。目前以采用电力驱动为主。

什么是落地式倾动机械、全悬挂式倾动机械，全悬挂式倾动机械结构是怎样的，有哪些特点

(1)落地式倾动机械。除了装套在耳轴上的末级减速器的大齿轮外，电动机、制动器和所有的传动部件全部安装在高台或地面的地基上。

(2)全悬挂倾动机械。二次减速器的大齿轮装套在转炉的耳轴上，电动机5、制动器4、一级减速器3都装在悬挂在耳轴的大齿轮箱体2上。全悬挂倾动机械装有抗扭力装置，可防止箱体转动，并起缓震作用。全悬挂倾动机械的结构如图11-10所示。

图11-10全悬挂倾动机械

1一转炉；2一大齿轮箱；3一减速器；4一联轴器；

5一电动机；6一连杆；7一缓震抗扭轴

全悬挂倾动机械是多点啮合，从而消除了由于齿轮位移而引起的啮合不良现象。并具有结构紧凑、质量轻、占地面积小、运转安全可靠、工作性能好等特点。

转炉用铁水的供应方式及特点

向转炉供应铁水的方式有混铁炉供应、鱼雷罐车(混铁车)供应及铁水罐直接热装等。目前采用较多的方式是混铁炉、鱼雷罐车供应。

混铁炉供应工艺流程是：高炉→铁水罐车→混铁炉→铁水包→称量→兑入转炉。

混铁炉可协调高炉与转炉的生产周期不一的问题；能起到均匀铁水成分与温度，稳定转炉冶炼的作用。为此设有混铁炉专用设备，并占用一定的作业面积，所以投资费用较高。

鱼雷罐车又称混铁车，其供应铁水的工艺流程是：高炉→鱼雷罐车→铁水包→称量→兑入转炉。

鱼雷罐车在铁水运输过程中热量损失少，能够满足转炉生产周期短、铁水需用量大、兑铁频繁及时等特点，并省去了混铁炉设备等费用。

鱼雷罐车供应铁水方式适用于大型、高速、高效、现代化钢铁企业的生产。

转炉用散状材料的供应特点及其供应方式

转炉用散状材料有造渣材料、调渣剂和部分冷却剂，如石灰、萤石、铁矿石、白云石等。转炉用散状材料供应特点是：种类多、批量小、批数多，因此要求供料迅速、及时、准确、连续，设备可靠，所以都采用全胶带输送机供料，也称全皮带供料系统。图11-11为全胶带供料系统示意图。全胶带上料系统占地面积大，投资费用高。

贮存外来材料用地下料仓，材料的提升输送与分配用胶带输送机。其送料系统作业流程为：原料间地下料仓→1号胶带输送机→胶带称量机→2号胶带输送机→3号胶带输送机→卸料小车→炉顶料仓→称量料斗→切断阀→密封阀→中间料斗→切断阀→密封阀→溜槽→转炉。

转炉用合金料的供应方式

随着冶炼优质钢和合金钢比例的提高，所用铁合金的种类增多，用量也大，铁合金供应方式要适应生产的需要。铁合金的供料方式为车间外部供料和车间内部供料。

车间外部供料目前一般可由火车或汽车送至地下料仓或车间内。车间内部供料方式有：

(1)高位料仓供料。通过胶带输送机送至高位料仓，经称量、溜槽，加到钢包或转炉内。

(2)平台料仓供料。在操作平台设置料仓，由胶带输送机或吊车将铁合金送入料仓暂存，需用时称量经溜槽加人钢包。

(3)高位料仓与平台料仓相结合的供料。铁合金由高位料仓、平台料仓、称量、溜槽加入钢包中。

大型转炉采用第1种方式供应铁合金者居多。

转炉用氧气的制取原理

顶吹转炉炼钢用氧气是从空气中提取的。空气中含有Φ02=20.9％、ΦN2=78％及1％的稀有气体，其成分为氩气、氖气、氦气等。以空气作为原料提取工业用氧气，成本最低，同时还可以得到大量的氮气及稀有气体氩气、氖气、氦气等副产品。在0.1MPa下的氧气和氮气的物理特性列于表11-3。

                                 表11-3一些气体的物理性质

项目	空气	氧气	氮气
密度/kg·m-3	1.293	1.429	1.2506
沸点/℃	-193	-183	-195.8
熔点/℃		-218	-209.86

项目空气氧气氮气

密度/kg·m-31.2931.4291.2506

沸点/℃-193-183-195.8

熔点/℃-218-209.86

从表11—3中可以看出，氮气与氧气的沸点不同，可以创造条件首先使空气液化，而后减压、升温蒸馏，由于液态氮的沸点较低，故氮气先蒸发逸出。剩下的液态空气中氧浓度相应升高，富氧的液态空气再次蒸发，氮气成分继续逸出，最后得到纯度较高的液态工业氧，汽化后的氧气纯度不小于99.6％。