钢包设计.doc

250 吨钢包设计钢包是连接炼钢和连铸的中间容器,几乎所有的钢水炉外精炼过程都必须在钢包内完成;钢包工况的好坏既影响前道炼钢工序的钢水质量、炉衬寿命、生产节奏;又影响后道精炼和连铸工序的钢水质量、包衬寿命和生产节奏,尤其影响最终钢材产品的内在质量和制造成本。钢包为炼钢生产重要设备之一,炉外精炼技术又对钢包的使用与结构提出了更新更高的要求。钢包的工作条件极为苛刻。内衬承受高温钢水的静压力与出钢时的剧烈冲击,经受急剧的机械冲刷、化学侵蚀和温度的激冷激热作用。随着冶炼工艺的改进与发展,各种二次精炼(钢包精炼)技术的应用对钢包提出更高的要求,诸如钢水的各种(在包中)搅拌,钢水的各种真空处理(精炼),带有加热功能的二次精炼方法,高碱度渣在钢包精炼中的应用等等,使钢水包内衬长时间与激烈运动中的高温钢水接触,相互作用,钢水包的工作条件更加复杂苛刻。为减少外表面散热,尽量使钢包外表面积最小即接近于球形,圆包状内形的钢包高宽比(砌砖后深度 H和上口内径 D之比)接近于 1,即 DH =1。为了便于在浇注完毕时倾倒出残余钢水和炉渣,和清理取出冷藏的钢与渣块。通常又把钢包内型做成上大下小的(倒锥度) 圆锥台形。同理,据上述原则,锥度也不宜太大,一般取 15% 即高度下降 1m 时,直径缩减 m 。作为钢包内衬,隔热层使用轻质粘土砖或一般标准型粘土耐火砖。工作层通常为粘土质耐火砖。为了提高其耐用性(提高使用寿命),现在耐火工作层多已采用耐火度高、耐化学侵蚀性强以及具有较高时机械冲刷力的优质耐火材料制品来代替。例如,全高铝质耐火砖内衬,全镁质耐火砖衬和新近发展起来的铝镁碳砖衬等。对某些精炼用的钢包,为抵抗熔渣的长时间作用,有的厂家在渣线附近除加大衬砖外,还使用镁砖和镁铬砖修砌。钢包的铸口则常使用高铝质、镁质、镁硅质或铁质耐火材料制作。 1、钢包尺寸计算(1) 钢包容纳钢水量。钢包的容量应于转炉的最大出钢量相匹配,设钢包的额定容量为( ) P t 。一般考虑应用 10%的过装余量,则钢包内钢水实际容量为 P P P ? ?= ×250=275t (2) 钢包内渣量。出钢时一般将炉内熔渣全部或绝大部分随钢水水倾入钢包。采用留渣出钢操作者除外,但留渣出钢操作时在钢桶中要新加渣料熔融成新渣层覆盖。渣量一般为金属量的 3~5%,设计时取较大比例为 15%。即渣量为: P ×15% = P (3) 钢包的容积。根据钢包实际容纳金属液与熔渣量计算容积。钢液比容取为 3/ m t ,熔渣比容取为 3/ m t 。因此,钢与渣的总体积即钢包容积应为: V = × + × P = P ( 3m ),若采用 DH =1,锥度为 15%,则钢包下部内径(钢包内空间尺寸见图 1):15% H D D H ? ?= D 图1钢包内空间尺寸钢包的容积按圆锥台计算: 2 2 ( ) 12 H H H V D D DD ?? ??将 H D ?, H D D ?带入上式得: V D ?又因为钢和渣体积为 V = P ,故 D =0