转炉设计 (2)

1 转炉炉型选型设计及相关参数计算

1转炉炉型设计

1.1.1 炉型选择

氧气顶底复吹转炉是20世纪70年代中、后期，开始研究的一项新炼钢工艺。其优越性在于炉子的高宽比略小于顶吹转炉却又大于底吹转炉，略呈矮胖型；炉底一般为平底，以便设置底部喷口。

综合以上特点选用转炉炉型为锥球型(适用于中小型转炉见图1-1)。

图1-1 常见转炉炉型

(a)筒球型；(b)锥球型；(c)截锥型

1.1.2 主要参数的确定

本设计选用氧气顶吹转炉(公称容量50t)。

(1) 炉容比

炉容比系指转炉有效容积与公称容量之比值。转炉炉容比主要与供氧强度有关，与炉容量关系不大。从目前实际情况来看，转炉炉容比一般取0.9~1.05m3/t。本设计取炉容比为1.05m3/t。

(2) 高径比

转炉高径比，通常取1.35～1.65。小炉子取上限，大炉子取下限。本设计取高径比：1.40。

(3) 熔池直径D 可按以下经验公式确定：

t

G K

D = (1-1)

式中 D ——熔池直径，m ；

G ——新炉金属装入量，t ，可取公称容量； K ——系数，参见表1-1；

t ——平均每炉钢纯吹氧时间，min ，参见表1-2。

表1-1 系数K 的推荐值

注：括号内数系吹氧时间参考值。

设计中转炉的公称容量为50t ，取K 为1.85，t 取15min 。可得：

38.315

5085.1==D m

(4) 熔池深度h

锥球型熔池倒锥度一般为12°~30°，当球缺体半径R=1.1D 时，球缺体高

h

1

=0.09D 的设计较多。熔池体积和熔池直径D 及熔池深度h 有如下的关系：

2

3

665.0033.0D

D V h +=

池 (1-2)

由池V G 1ρ=可得：

09

.705

.7501

==

=

ρG

V 池(m 3)

将池V 代入式(7-2)得：

98

.038

.3665.038

.3033.009.7665.0033.02

3

2

3

=??+=

+=

D

D V h 池(m)

(5) 炉身高度身H

转炉炉帽以下，熔池面以上的圆柱体部分称为炉身。其直径与熔池直径是一

致的，故须确定的尺寸是炉身高度身H 。

2

t 2

)

(44D

V V V D

V H ππ池帽身

身--=

=

(1-3)

式中 帽V 、身V 、池V ——分别为炉帽、炉身和熔池的容积；

V t ——转炉的有效容积，为帽V 、身V 、池V 三者之和，取决于容

量和炉容比。

代入数据可得：

身

H =3.19m

（6）熔池其它尺寸的计算

设计部门推荐的球冠弓形高度为：

h1=0.09D=0.09×3.38=0.3042 (m)

炉底球冠曲率半径：

R=0.99D=0.99×3.38=3.3462 (m)

(7) 炉帽尺寸

炉帽尺寸包括炉帽倾角、炉口直径和炉帽高度。 ① 炉帽倾角θ。

炉帽倾角θ一般为60°~68°，小炉子取上限，大炉子取下限。本设计取炉帽倾角为65°

② 炉口直径d

一般炉口直径为熔池直径的43%～53%较为适宜。小炉子取上限，大炉子取下限。本设计取炉口直径为1.8m 。

③ 炉帽高度帽H

为了维护炉口的正常形状，防止因砖衬蚀损而使其迅速扩大，在炉口上部设有高度为口H =300～400mm 的直线段。炉帽高度为：

=

帽H 口

H d D +-θtan )(2

1 (1-4)

=0.5×（3.38-1.8）×tan65°+口H

=1.69+0.3 =1.99(m) 那么，炉帽总容积为：

口口帽帽）（H D D

H H V 2

2

2

d 4

d d )(12

π

π

+

++-=

=

3.02.24

2.22.288.388.3

3.059.112

2

2

2

??+

+?+?-?π

π

）（）（

=16.80(m 3)

(8) 出钢口尺寸

出钢口一般都设在炉帽与炉身交界处，以使转炉出钢时其位置最低，便于钢水全部出净。出钢口的主要尺寸是中心线的水平倾角和直径。

① 出钢口中心线水平倾角1θ。

为了缩短出钢口长度，以利维修和减少钢液二次氧化及热损失，大型转炉的θ1趋于减小，一般为15°~20°。本设计取15 。

② 出钢口直径出d

出钢口直径决定出钢时间，随炉子容量不同而异。通常又下面的经验式确定：

出

d =

50

75.16375.163?+==+G =12.7(cm)

式中 G ——转炉公称容量，t 。

③ 出钢口衬砖外径： ST d =6出d =6×0.127=0.762(m) ④ 出钢口长度： T L =7出d =7×0.127=0.889(m) （9）炉身尺寸的计算 ①炉膛直径

炉膛直径D 膛=D=3.38(m) （无加厚段） ②转炉总容积

根据选定的炉容比V ／T = 1.05可求出：

V 总=1.05×50 = 52.5（m 3）

③炉身容积

炉身容积：V =V -V -V 身总池帽 ④炉身高度：

炉身高度：根据公式计算可得：2

H =

4

V D π身身=

⑤炉型内高

H =h+H H 内帽身+=

1.1.3 底部供气构件的设计

本设计为增加废钢型顶底复合吹炼法。不仅在转炉底部布置喷吹惰性气体或中性气体N 2来加强搅拌，还考虑在转炉底部喷吹小部分燃料与氧气。为炉膛提供更多热量，补偿废钢加入所吸收的热量，使转炉冶能够炼顺利进行。

(1) 底气用量

在底部吹N 2、Ar 、CO 2等气体时，供气强度小于0.03 m 3/（t ·min ），其冶金特点接近顶吹法；达到0.2～0.3m 3/（t ·min ），则可以降低炉渣和金属的氧化性，

并达到足够的搅拌强度。最大供气强度一般不超过0.3 m3/（t·min）。全程吹Ar，成本太高；全程吹N2，又会增加钢中的氮。所以，本设计采用底部全程供气，但是前期吹N2，末期再改吹Ar；供气强度为0.2 m3/(t·min)。

(2) 供气构件

根据本设计的底部喷吹N2和Ar，选择砖型供气元件，且为弥散型透气砖。

1.2 转炉炉衬设计

炉衬设计的主要任务是选择合适的炉衬材质，确定合理的炉衬组成和厚度，并提出相应的砖型和数量，以确保获得经济上的最佳炉龄。

1.2.1 炉衬材质的选择

目前常用的工作层衬砖有：沥青结合镁砖，含碳量为5～6%；烧成浸渍镁砖，含碳量为2%左右；焦油或沥青结合的白云石砖，含碳量约2%；沥青或树脂结合的白云石碳砖，含碳量为7～15%；沥青或树脂结合的镁碳砖（加入或不加防氧化剂），含碳量通常为10～25%。

现在，氧气转炉炉衬材质普遍使用镁碳砖，炉龄有明显提高。但由于镁碳砖成本较高，因此一般只将其用在诸如耳轴区、渣线等炉衬易损部位，即炉衬工作层采用均衡炉衬，综合砌炉。

1.2.2 炉衬的组成和厚度的确定

通常炉衬由永久层、填充层和工作层组成。有些转炉则在永久层与炉壳钢板之间夹有一层石棉板绝热层。永久层紧贴炉壳，修炉时一般不予拆除。该层用镁碳砖砌筑。填充层介于永久层与工作层之间，用焦油镁砖沙捣打而成，厚度约为80～100mm。工作层用镁碳砖和焦油白云石砖综合砌筑。炉帽用二步煅烧镁砖。其选择依据为表1-3。

一般炉身工作层厚度为400～800㎜，炉底工作层比炉身稍薄，约350～600㎜，填充层为60～100㎜，炉身永久层为113～200㎜，多数为113～115㎜，炉底永久层为300～500㎜，转炉各层炉衬厚度如表：

表1-3 转炉容积和工作层对照表

根据50t转炉炉衬衬材，本设计炉衬采用表1-4所示值。

1.3 转炉炉体金属构件设计

1.3.1 炉壳

炉壳通常由炉帽、炉身和炉底三部分组成。

炉壳的材质力求抗蠕变强度高、焊接性能又好的材料。本设计采用锅炉钢板制作炉壳。根据一些炉子的炉壳尺寸，该处选为：炉帽钢板45mm 、炉身钢板50mm 、炉底钢板45mm 。

综上所述，转炉总高总H ：

总

H =1.99+3.19+0.98+(0.35+0.08+0.5+0.045)=7.21 m ； 转炉外壳直径：

壳

D =3.38+2×(0.08+0.13+0.05)+0.6+0.55 =5.15 m 。

验算高径比：

15

.521.7 壳

总D H =1.40，符合要 求的范围，也与取值相符。由上述

数据可画出转炉炉型图(见附录图1)。

1.3.2 支承装置

托圈选取大型转炉剖分式焊接托圈。其具体尺寸见下表1-5。 表1-5设计中的托圈尺寸

炉壳与托圈的连接选用吊挂式连接装置。该结构是用螺栓将炉壳吊挂在托圈上，三个螺栓在圆周上呈120 布置，且与焊在托圈盖板上的支座绞接。

耳轴要受多种负荷的作用，必须有足够的强度和刚度。该处耳轴选用合金钢，且耳轴直径为800mm ，耳轴轴承采用双列向心滚子轴承。

1.3.3 倾动装置

该处转炉采用电动机一齿轮传动方式。且倾动速度为0.5r/min ，倾动角度为

±360 ，无极调速。

2 转炉氧枪设计及相关参数计算

2.1 氧枪喷头尺寸计算

喷头是氧枪的核心部分，其基本功能可以说是一个能量转换器，它将氧管中氧气的高压能转换为动能，并通过氧气射流完成对熔池的作用。而氧气射流的参数主要由喷头参数所决定。

2.1.1 喷头主要参数计算公式

(1) 氧流量计算

氧流量是指单位时间通过氧枪的氧量（Nm3/min）。氧流量的精确计算应根据物料平衡求得。简单计算氧流量则可用下式：

吹氧时间出钢量

每吨钢耗氧量氧流量?

=Nm3/min

对于普通铁水，每吨钢耗氧量为55～65Nm3/t，对于高磷铁水，每吨钢耗氧量为60～69Nm3/t。本设计取65 Nm3/t.

(2)喷头孔数

现代转炉氧枪都用多孔喷头。一般中、小型转炉用三孔或四孔喷头，大型转炉用五孔或五孔以上的喷头。

(3)理论计算氧压及喷头出口马赫数M

理论计算氧压（又称设计工况氧压）是指喷头进口处的氧气压强，近似等于滞止氧压

P，它是喷头设计的重要参数。喷头出口马赫数M是喷头设计的另一个重要参数，目前国内外氧枪喷头出口马赫数M多选用2.0左右。M值与滞止

氧压

P和喷头出口压力P的比值（P/0P）有确定的对应关系。如图2-1。

图2-1 M与Po、V之间的关系

2.1.2 50t 转炉氧枪喷头尺寸计算

公称容量50t 转炉设计氧枪喷头尺寸。采用普通铁水。冶炼钢种以碳素结构钢和低合金钢为主。

(1) 计算氧流量

取每吨钢耗氧量为653Nm ,纯吹氧时间为15min ，出钢量按公称容量50t 计算，则通过氧枪的氧流量： 3.23815

5565=?=?=

吹氧时间

出钢量

每吨钢耗氧量

Q 3Nm /min (2-1)

(2) 选用喷孔出口马赫数与喷孔数

马赫数确定原则已如前述。综合考虑，选取马赫数M=2.0。

参照同类转炉氧枪使用情况，对于50t 转炉喷孔数取3孔，能保证氧气流股有一定的冲击面积与冲击深度，熔池内尽快形成乳化区，减少喷溅，提高成渣速度和改善热效率。

(3) 设计工况氧压

根据等熵流表，当M=2.0时,1278.0/=o P P ；取喷头出口压力

MPa

P P 101.0==膛（膛P 为炉膛压力，此处按近似等于大气压力计算），则喷口

滞止氧压：

MPa

P o 790.01278

.0101.0==

(2-2)

取设计工况氧压近似等于滞止氧压。

(4) 计算喉口直径 喷头每个喷孔氧气流量： 4

.793

3.2383===

Q q Nm 3/min (2-3)

由喷管实际氧气流量计算式： 0

783.1T P A C q D

?=喉，

取95.0=D C ，K T 3000=，又MPa P o 790.0=，代入上式，则

300

10

790.04

95.0783.1906

2

??

?

?=喉

d π。

由上式可求出 2.36=喉d mm (5) 求喷孔出口直径

根据等熵流表，在M=2.0 时，6875.1/=喉出A A ， 即

2

2

4

6875.14

喉

出d d π

π

?

=，故喷孔出口直径：

mm d d 475.386875.16875.1=?=

=喉出 (2-4)

(6) 计算喷孔扩张段长度

取扩张段的半锥角α为3.50,则扩张段长度 mm d d L 4.905

.3tan 25.3647tan 2=-=

-=

α

喉出扩 (2-5)

(7) 确定喷孔喉口直线段长度

喉口直线段的作用是保持喉口直径稳定。一般取3～10mm 。在本例中取喉口直线段长度喉L =5mm 。

(8) 喷孔收缩段长度与收缩段进口直径

收缩段长度与收缩段进口直径应该以能使整个喷头布置下三个喷孔为原则，并尽可能使收缩孔大一些。

(9) 确定喷孔倾角β

多孔喷头的各个流股是否发生汇交以效应角θ为界，大于θ则各流股很少汇交，小于θ则必定汇交。按照经验，喷头倾角β=12.8°～15.4°为宜。综合考虑取β=15°。

(10) 喷头五喷孔中心分布圆直径

在喷孔倾角β确定以后，喷孔中心分布圆（即喷孔间距）是影响氧射流是否汇交的另一个因素。从降低氧射流汇交考虑，喷孔中心分布圆大为好，但喷孔中心公布圆要受到喷头尺寸的限制。综合考虑，取三喷孔中心分布圆直径： mm d 115=

以上面的计算和选定的数据为基础，再结合相关数据与实际情况，可绘制出50t 转炉用氧枪喷头图(见附录图2)。

2.2 50t 转炉氧枪枪身尺寸计算

氧枪枪身由三层无缝钢管套装而成，内层管是氧气通道，内层管与中层管之间是冷却水进水通道，中层管与外层管之间是冷却水出水通道。参见图2-2。

计算相关公式：

按气体状态方程，标准状态下的流量Q 向工况流量0Q 的换算：

Q T T P P Q 标

标00

0?

=

（2-6）

式中 标P ——标准大气压，Pa ； 0P ——管内氧气工况压力，Pa ；

标T ——标准温度，273K ；

0T ——管内氧气实际温度（即氧气滞止温度）

。

图2-2 氧枪示意图

中心氧管内截面积： o

V Q F 01=

（2-7）

式中 1F ——中心氧管内截面积，m 2； 0Q ——管内氧气工况流量，m 3/s ；

o V ——管内氧气流速，m/s ，一般取40～50m/s 。

将0Q 、o V 代入式（9-7），即可求1F 。则中心氧管内径 π

1

14F d =

（2-8）

进水环缝截面积： 进

水V Q F =2 （2-9）

中层管内径：

π

2

2

124F d d +

=

外 （2-10）

式中 2d ——中层管内径，m ；

外1d ——内层管外径，m ；

2F ——进水环形通道截面（图9-8）

，m 2； 水Q ——高压冷却水进口流量，m 3/s ； 进

V ——高压冷却水进水流速，一般选用5～6m/s 。

2.2.1 中心氧管管径

套用上述公式可得。

按式（9-6），管内氧气工况流量

s m m Q T P T P Q o o o /56.0min /5.33238273

1090.73001001325.13

3

55

==?????=

=

标

标

取中心管内氧气流速s m V /501=，则中心氧管内径：

mm m V Q F d o

119119.050

56.0.4441

11===?=

=

πππ

根据标准热轧无缝钢管产品规格，选取中心钢管为mm 6133?φ。

2.2.2 中、外层钢管管径

根据生产实践经验，选取氧枪冷却水耗量h m Q /1203=水；冷却水进水速度

s

m V /6=进，出水速度s m V /7=出（因为出水温度升高，体积增大，故出V >进V ）。

又中心氧管外径mm d 1331=外，则

进水环缝截面积2F ：

2

2

26.5500556.03600

6120cm m

V Q F ==?=

=

进

水

出水环缝面积3F ：

2

2

36.4700476.03600

7120cm m

V Q F ==?=

=

出

水

所以，中层钢管的内径：

mm cm d F d 1577.153

.136

.554)

(42

2

12

2==+?=

+=

π

π

外

根据标准热轧无缝钢管产品规格选取中层钢管为mm 5159?φ。

同理，外层钢管内径：

mm cm d F d 1755.177

.156

.474)

(42

2

23

3==+?=

+=

π

π

外

根据标准热轧无缝钢管产品规格选取外层钢管为mm 7180?φ。

参考文献

[1] 王令福等.炼钢设备及车间设计[M].北京:冶金工业出版社,2007

[2] 李传薪.钢铁厂设计原理(下)[M].北京:冶金工业出版社

[3] 冯聚和.钢铁设计原理[M].北京:冶金工业出版社,2005

[4] 刘志昌.氧枪[M].北京:冶金工业出版社,2008

[5] 王令福.炼钢厂设计原理[M].北京:冶金工业出版社,2009

[6] 戴云阁等.现代转炉炼钢[M].沈阳:东北大学出版社,1998.12

[7] 徐文派等.转炉炼钢学[M].沈阳:东北大学出版社

[8] 贾凌云.转炉-连铸工艺设计与程序[M].北京:冶金工业出版社,2005

[9] 郑沛然.连续铸钢工艺及设备[M].北京:冶金工业出版社,1991

[10] 袁熙志.冶金工艺工程设计[M].北京:冶金工业出版社,2003

[11] 赵荣玖,阎峰等.国外转炉顶底复合吹炼技术[M].北京:冶金工业部情报研究总所,1987

设计180吨转炉计算

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------------------------------------------------6 2.1.2氧枪枪身设计------------------------------------------------8 3.1 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--------------------------------------------------6 2.图2. 枪管横截面--------------------------------------------------------8 3. 图3.180t氧枪喷头与枪身装配图12---------------------------------12

1 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1.0MPa 2、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=0.95 4、熔池尺寸的计算 A.熔池直径的计算 t K D G = 确定初期金属装入量G ：取B=18%则 ()t 18290.01 18218021B 2T 2G =?+?=?+= ％金η () 3m 4.268 .6182 G V == = 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 。则 ()[] min t /m 1.318 56 3?=== 吹氧时间吨钢耗氧量供氧强度 取K=1.70则 ()m 46.518 182 70 .1D == B.熔池深度的计算 筒球型熔池深度的计算公式为： ()m 458.1406 .579.0406.5046.04.26D 70.0D 0363.0V h 2 3 2 3 =??+=+= 金

120T转炉炼钢课设

学号：201230090 河北联合大学成人教育 毕业设计说明书 论文题目：120转炉炼钢设计 学院：河北联合大学继续教育学院 专业：大专 班级：12冶金 姓名：张强

指导教师：刘增勋 2014 年11 月20 日 目录 目录 (1) 序言 (2) 120T 转炉炉型设计 (2) 1.设计步骤 (2) 2.炉型设计与计算 (2) 3.炉衬简介 (5) 120T 转炉氧枪喷头设计 (7) 1.原始数据 (7) 2.计算氧流量 (7) 3.选用喷孔参数 (7) 4.设计工况氧压 (7) 5.设计炉喉直径 (8) 6.计算 (8) 7.计算扩张段长度 (8) 8.收缩段长度 (8) 9.装配图 (8) 120T 转炉氧枪枪身设计 (9) 1.原始数据 (9) 2.中心氧管管径的确定 (9) 3.中层套管管径的确定 (10) 4.外层套管管径的确定 (10) 5.中层套管下沿至喷头面间隙的计算 (10) 6.氧枪总长度和行程确定 (11) 7.氧枪热平衡计算 (11) 8.氧枪冷却水阻力计算 (11) 结束语 (13) 参考文献 (14)

致谢 (15) 序言 现在钢铁联合企业包括炼铁，炼钢，轧钢三大主要生产厂。炼钢厂则起着承上启下的作用，它既是高炉所生产铁水的用户，又是供给轧钢厂坯料的基地，炼钢车间的生产正常与否，对整个钢铁联合企业有着重大影响。目前，氧气转炉炼钢设备的大型化，生产的连续化和高速化，达到了很高的生产率，这就需要足够的设备来共同完成，而这些设备的布置和车间内各种物料的运输流程必须合理，才能够使生产顺利进行。 转炉是炼钢车间的核心设备，设计一座炉型合理满足工艺需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。 120T 转炉炉型设计 1. 设计步骤 1.1 列出原始条件：公称容量，铁水条件。废钢比，氧枪类型以及吹氧时间等。 1.2 根据条件选炉型 1.3 确定炉容比 1.4 计算熔池直径，熔池深度等尺寸 1.5 计算炉帽尺寸 1.6 计算炉身尺寸 1.7 计算出钢口尺寸 1.8 确定炉衬厚度 1.9 确定炉壳厚度 1.10 校核 H/D 1.11 绘制炉型图 2. 炉型设计与计算 2.1 本次设计任务：设计 120T 转炉炉型

《机械设计》习题库(计算题点讲)

西南科技大学 《机械设计》习题库 四、计算题 1、图示，螺栓刚度为c 1，被联接件刚度为c 2，已知c 2＝8c 1，预紧力F ＇＝1000N ，轴向工作载荷F ＝1100N 。 试求； ⑴螺栓所受的总拉力F 0； ⑵被联接件中的剩余预紧力F ” 。 F F F ＇ F ＇ 2、图示，为一对正安装的圆锥滚子轴承。已知：作用在轴上的外载荷为M =450kN ·mm ，F R =3000N ， F A =1000N ，方向如图所示。 试求：⑴在插图二上，标出两轴承所受的派生轴向力S 1 和S 2的方向； ⑵求出派生轴向力S 1 和S 2的大小； ⑶计算轴承所受的实际轴向力A 1和A 2。 （提示：派生轴向力S 与轴承所受的径向支反力R 的关系为：S =0.25R ）

3、夹紧联接如插图一所示，已知夹紧联接柄承受载荷Q ＝600N ，螺栓个数Z ＝2，联接柄长度L ＝300mm ， 轴直径d ＝60mm ，夹紧结合面摩擦系数f ＝0.15，螺栓的许用拉应力[σ]＝58.97MPa 。 试求； ⑴计算所需要的预紧力F ’ ⑵确定螺栓的直径 （提示：“粗牙普通螺纹基本尺寸”见表） 表 粗牙普通螺纹基本尺寸 （GB196-81） mm 4、如图所示,某轴用一对反装的7211AC 轴承所支承,已知作用在轴上的径向外载荷F R =3000N, 作用在轴上的轴向外载荷F A =500N,方向如图所示。载荷系数f p =1.2。 试求: ⑴安装轴承处的轴颈直径是多少？ ⑵标出两轴承各自的派生轴向力S 1、S 2的方向。 ⑶计算出两轴承各自的派生轴向力S 1、S 2的大小。 ⑷计算出两轴承所受的实际轴向力A 1、A 2的大小。 ⑸两轴承各自所受的当量动负荷P 1、P 2的大小。 提示：派生轴向力S 与轴承所受的径向支反力R 的关系为：S=0.7R ； e=0.7；当A/R ≤e 时，X=1，Y=0；当A/R ＞e 时，X=0.41,Y=0.87。 当量动负荷计算公式为：P=f p(XR+YA) F R L L 3 ① ② F A

转炉炼钢设计-开题报告(终极版)

湖南工业大学 本科毕业设计（论文）开题报告 （2012届） 2011年12月19日

顶底复吹技术，工艺成熟，脱磷效果好，在后续的生产中采用多种精炼方法，其中LF、RH 、CAS—OB、VOD、VAD的应用可以很好的控制钢水的成分和温度，生产纯净钢，不锈钢等，连铸工艺能够实现连续浇铸，提高产量，降低成本，同时随着连铸技术的发展，近终型连铸，高效连铸等多种连铸技术得到应用，大大的提高了铸钢的质量，一定范围内降低了企业的成本。经现代技术和工艺生产出来的如板材，管线钢，不锈钢等的质量得到了很大的保障，市场的信誉度高，市场需求量大。 故设计建造年产310万t合格铸坯炼钢厂是可行的，也是必要的。 2.2 主要研究内容 研究内容包括设计说明书和图纸两个部分。 2.2.1 设计说明书 （1）中英文摘要、关键词 （2）绪论 （3）厂址的选择 （4）产品方案设计 （5）工艺流程设计 （6）转炉容量和座数的确定 （7）氧气转炉物料平衡和热平衡计算 （8）转炉炼钢厂主体设备设计计算（包括转炉炉型、供气及氧枪设计、精炼方法及设备、连铸设备） （9）转炉炼钢厂辅助设备设计计算（包括铁水供应系统、废钢供应系统、出钢出渣设备、烟气净化回收系统） （10）生产规模的确定及转炉车间主厂房的工艺布置和尺寸选择（包括车间主厂房的加料跨、炉子跨、精炼跨、浇注跨的布置形式及主要尺寸的设计确定）（11）劳动定员和成本核算 （12）应用专题研究 （13）结论、参考文献 2.2.2 设计图纸 （1）转炉炉型图 （2）转炉炼钢厂平面布置图 （3）转炉车间主厂房纵向剖面图 2.3 研究思路及方案 （1）根据设计内容，书写中英文摘要、关键词。 （2）查阅专业文献，结合毕业实习，收集当前转炉炼钢工艺技术、车间设

液压传动系统的设计和计算word文档

10 液压传动系统的设计和计算 本章提要：本章介绍设计液压传动系统的基本步骤和方法，对于一般的液压系统，在设计过程中应遵循以下几个步骤：①明确设计要求，进行工况分析；②拟定液压系统原理图；③计算和选择液压元件；④发热及系统压力损失的验算；⑤绘制工作图，编写技术文件。上述工作大部分情况下要穿插、交叉进行，对于比较复杂的系统，需经过多次反复才能最后确定；在设计简单系统时，有些步骤可以合并或省略。通过本章学习，要求对液压系统设计的内容、步骤、方法有一个基本的了解。 教学内容： 本章介绍了液压传动系统设计的内容、基本步骤和方法。 教学重点： 1．液压元件的计算和选择； 2．液压系统技术性能的验算。 教学难点： 1．泵和阀以及辅件的计算和选择； 2．液压系统技术性能的验算。 教学方法： 课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示设计的步骤及方法。 教学要求： 初步掌握液压传动系统设计的内容、基本步骤和方法。

10.1 液压传动系统的设计步骤 液压传动系统的设计是整机设计的一部分，它除了应符合主机动作循环和静、动态性能等方面的要求外，还应当满足结构简单，工作安全可靠，效率高，经济性好，使用维护方便等条件。液压系统的设计，根据系统的繁简、借鉴的资料多少和设计人员经验的不同，在做法上有所差异。各部分的设计有时还要交替进行，甚至要经过多次反复才能完成。下面对液压系统的设计步骤予以介绍。 10.1.1 明确设计要求、工作环境，进行工况分析 10.1.1.1 明确设计要求及工作环境 液压系统的动作和性能要求主要有：运动方式、行程、速度范围、负载条件、运动平稳性、精度、工作循环和动作周期、同步或联锁等。就工作环境而言，有环境温度、湿度、尘埃、防火要求及安装空间的大小等。要使所设计的系统不仅能满足一般的性能要求，还应具有较高的可靠性、良好的空间布局及造型。 10.1.1.2 执行元件的工况分析 对执行元件的工况进行分析，就是查明每个执行元件在各自工作过程中的速度和负载的变化规律，通常是求出一个工作循环内各阶段的速度和负载值。必要时还应作出速度、负载随时间或位移变化的曲线图。下面以液压缸为例，液压马达可作类似处理。 就液压缸而言，承受的负载主要由六部分组成，即工作负载，导向摩擦负载，惯性负载，重力负载，密封负载和背压负载，现简述如下。 (1)工作负载w F 不同的机器有不同的工作负载，对于起重设备来说，为起吊重物的重量；对液压机来说，压制工件的轴向变形力为工作负载。工作负载与液压缸运动方向相反时为正值，方向相同时为负值。工作负载既可以为定值，也可以为变量，其大小及性质要根据具体情况加以分析。

转炉工作原理及结构设计要点

攀枝花学院本科课程设计 转炉工作原理及结构设计 学生姓名： 学生学号： 院（系）： 年级专业： 指导教师： 二〇一三年十二月

转炉工作原理及结构设计 1.1 前言 1964年，我国第一座30t氧气顶吹转炉炼钢车间在首钢建成投产。其后，上钢一厂三转炉车间、上钢三厂二转炉车间等相继将原侧吹转炉改为氧气顶吹转炉。20世纪60年代中后期，我国又自行设计、建设了攀枝花120t大型氧气顶吹转炉炼钢厂，并于1971年建成投产。进入20世纪80年代后，在改革开放方针策的指引下，我国氧气转炉炼钢进入大发展时期，由于氧气转炉炼钢和连铸的迅速发展，至1996年我国钢产量首次突破1亿t，成为世界第一产钢大国。 1.2 转炉概述 转炉（converter）炉体可转动，用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备，也可用于铜、镍冶炼。转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性（用镁砂或白云石为内衬）和酸性（用硅质材料为内衬）转炉；按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉；按吹炼采用的气体，分为空气转炉和氧气转炉。转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。其主要特点是：靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分（如碳、锰、硅、磷等）与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。炉料主要为铁水和造渣料（如石灰、石英、萤石等），为调整温度，可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。 1.2.1 转炉分类 1.2.1.1 炼钢转炉 早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴鼓入钢水进行吹炼。侧吹转炉容量一般较小，从炉墙侧面吹入空气。炼钢转炉按不同需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。直立式圆筒形的炉体，通过托圈、耳轴架置于支座轴承上，操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动。 50年代发展起来的氧气转炉仍保持直立式圆筒形，随着技术改进，发展成顶吹喷氧枪供氧，因而得名氧气顶吹转炉，即L-D转炉（见氧气顶吹转炉炼钢）;用带吹冷却剂的炉底喷嘴的，称为氧气底吹转炉（见氧气底吹转炉炼钢）。

转炉氧枪设计方案

广青金属有限公司 65T转炉φ180氧枪及氧枪喷头设计方案 山东崇盛冶金氧枪有限公司 2012年2月 65T转炉φ180氧枪及氧枪喷头设计方案

简介 山东崇盛冶金氧枪有限公司，系冶金氧枪及喷头的专业研究生产单位。位于中国潍坊高新技术产业开发区。技术力量雄厚，技术装备先进，检测手段齐全。我公司在转炉用氧枪设计方面有丰富的设计和制造经验，例如：宝钢300吨转炉炼钢φ406氧枪喷头，武钢三炼钢250吨转炉用φ355锥度氧枪及喷头，马钢300吨转炉用φ355锥度氧枪及喷头，济钢210吨转炉用φ355氧枪及喷头，新余三期210T 转炉炼钢φ325氧枪及喷头，上海罗泾150吨转炉炼钢φ299氧枪及喷头，河北承德钢铁、普阳钢铁、宁波钢铁、天铁、安阳钢铁、通化钢铁等150吨转炉炼钢φ299氧枪及喷头，目前均正常使用，效果良好。现国内120吨以上转炉用氧枪80％由我公司设计制造。 公司秉承“以人为本，科技领先”的发展战略，技术力量雄厚，拥有世界先进水平的科研机构、精良的机械加工设备及国内一流的检测设施，最大程度上保证产品最佳的使用性能。 65T转炉φ180×1孔喷头设计方案

一、设计工况参数： 1、出钢量：～65吨/炉 2、现场操作氧流量：～4200Nm3/hr 3、现场操作供氧压力：0.85～1.0Mpa （阀后压力） 4、纯吹氧吹炼时间：13～15min 5、冷却水压力：≥1.2MPa 6、进出水温差≤27℃（水温差根据现场实际情况要有所差异） 7、氧枪喷头形式：1孔拉瓦尔孔喷头 二、喷头参数设计 2.1马赫数的选择 流体力学中表征流体可压缩程度的一个重要的无量纲参数,记为,定义为流场中某点的速度v同该点的当地声速c之比,即=v/c, 在可压缩流中,气体流速相对变化dv/v同密度相对变化之间的关系是dρ/ρ＝-2dv/v，即在流动过程中，马赫数愈大,气体表现出的可压缩性就愈大。另外，马赫数大于或小于1时,扰动在气流中的传播情况也大不相同。因此，从空气动力学的观点来看，马赫数比流速能更好地表示流动的特点。按照马赫数的大小，气体流动可分为低速流动、亚声速流动、跨声速流动、超声速流动和高超声速流动等不同类型。 马赫数就是气流速度与当地温度条件下的音速之比： M＝U/a 式中：U为气流速度m/s a为在当地温度下的音速，单位m/s 氧枪的供氧压力的大小是由喷头的出口马赫数确定的，氧气的压力能转化成

年产330万吨转炉炼钢车间设计

年产330万吨全连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计 专业：冶金工程 姓名：朱江江 指导老师：折媛 摘要 本设计的主要任务是设计一座年产330万吨方坯的转炉炼钢车间。本设计从基础的物料平衡和热平衡计算开始，主要包括以下几部分：转炉炉型设计、氧枪设计、转炉车间设计、连铸设备的选型及计算、以及炼钢操作制度和工艺制度，其中，转炉炼钢车间设计是本设计的重点与核心。 本设计设有转炉两座，转炉大小均为150t，平均吹氧时间为38min，纯吹氧时间为 18min，转炉作业率为80%，转炉的原料主要有铁水、废钢以及其它一些辅助原料。连铸坯的 收得率为98%，另外本车间炉外精炼主要采用了喂丝以及真空脱气手段。本车间的浇注方式为全连铸。车间的最终产品为方坯。 此次的设计任务更加巩固了我所学的专业知识，与此同时也更加了解了转炉炼钢车间的各道工艺流程，为以后的工作打下了良好的基础。 关键词：顶底复吹转炉炼钢车间精炼连铸 Abstact The main task of this design is designing a plant wich perduce 3.3 million tons of steel per year. It is become the foundation of the material and thermal calculation, mainly include the following parts: the bof model designing, oxygen lance designing, equipment selection and calculation of continuous caster ,besides,also including operating and process system of steelmaking ,the core of the design is ing This design has two 150t converter for steelmaking, the average time of oxygen applying is 38min ,pure oxygen applying time is 18min, the efficient of the bof is 80% , scrap metal and other auxiliary materials. The rate of casting billet is 98%, in addition , refining mainly adopts wire feeding and vacuum deairing, The final product is billet. The design more strengthened my major knowledge, at the same time also understand more about the converter steelmaking of each process , laiding a good foundation for the work of future. Keywords: converter steelmaking refining casting

液压油缸设计计算公式

液压油缸的主要设计技术参数 一、液压油缸的主要技术参数： 1.油缸直径；油缸缸径，内径尺寸。 2. 进出口直径及螺纹参数 3.活塞杆直径； 4.油缸压力；油缸工作压力，计算的时候经常是用试验压力，低于16MPa乘以1.5，高于16乘以1.25 5.油缸行程； 6.是否有缓冲；根据工况情况定，活塞杆伸出收缩如果冲击大一般都要缓冲的。 7.油缸的安装方式； 达到要求性能的油缸即为好，频繁出现故障的油缸即为坏。应该说是合格与不合格吧？好和合格还是有区别的。 二、液压油缸结构性能参数包括：1.液压缸的直径；2.活塞杆的直径；3.速度及速比；4.工作压力等。 液压缸产品种类很多，衡量一个油缸的性能好坏主要出厂前做的各项试验指标，油缸的工作性能主要表现在以下几个方面： 1.最低启动压力：是指液压缸在无负载状态下的

最低工作压力，它是反映液压缸零件制造和装配 精度以及密封摩擦力大小的综合指标； 2.最低稳定速度：是指液压缸在满负荷运动时没 有爬行现象的最低运动速度，它没有统一指标， 承担不同工作的液压缸，对最低稳定速度要求也 不相同。 3.内部泄漏：液压缸内部泄漏会降低容积效率， 加剧油液的温升，影响液压缸的定位精度，使液 压缸不能准确地、稳定地停在缸的某一位置，也 因此它是液压缸的主要指标之。 液压油缸常用计算公式 液压油缸常用计算公式 项目公式符号意义 液压油缸面积(cm 2 ) A =πD 2 /4 D ：液压缸有效活塞直径(cm) 液压油缸速度(m/min) V = Q / A Q ：流量(l / min) 液压油缸需要的流量(l/min) Q=V×A/10=A×S/10t V ：速度(m/min) S ：液压缸行程(m) t ：时间(min) 液压油缸出力(kgf) F = p × A F = (p × A) －(p×A) ( 有背压存在时) p ：压力(kgf /cm 2 ) 泵或马达流量(l/min) Q = q × n / 1000 q ：泵或马达的几何排量(cc/rev) n ：转速（rpm ） 泵或马达转速(rpm) n = Q / q ×1000 Q ：流量(l / min) 泵或马达扭矩(N.m) T = q × p / 20π 液压所需功率(kw) P = Q × p / 612 管内流速(m/s) v = Q ×21.22 / d 2 d ：管内径(mm) 管内压力降(kgf/cm 2 ) △ P=0.000698×USLQ/d 4 U ：油的黏度(cst) S ：油的比重

转炉设计任务书

辽宁科技学院 课程实践报告 课程实践名称：设计一座公称容量为380吨的转炉和氧枪指导教师：尹雪亮 班级：冶金姓名： 2012年月日

………………………..………装订线……..………………………… 课程设计（论文）任务书题目：设计一座公称容量吨的转炉和氧枪 系别：冶金工程学院 专业：班级： 学生姓名：学号： 指导教师（签字）：2012年月日 一、课程设计的主要任务与内容 1、转炉设计 1.1 氧气顶吹转炉炉型设计 1.2 氧气转炉炉衬设计 1.3 转炉炉体金属构件设计 2、氧枪设计 2.1 氧枪喷头尺寸计算 2.2 转炉氧枪枪身尺寸计算 2.3 氧枪水冷系统设计 2.4 氧枪升降机构与更换装置 二、设计（论文）的基本要求 1、说明书符合规范，要求打印成册; 2、独立按时完成设计任务，遵守纪律; 3、选取参数合理，要有计算过程; 4、制图符合制图规范。

三、推荐参考文献（一般4～6篇，其中外文文献至少1篇） 期刊:[序号] 作者.题名[J].期刊名称.出版年月，卷号（期号）：起止页码。 书籍：[序号] 著者.书写[M].编者.版次（第一版应省略）.出版地：出版者，出版年月：起止页码 论文集：[序号] 著者.题名[C].编者. 论文集名，出版地：出版者，出版年月：起止页码 学位论文：[序号] 作者.题名[D].保存地：保存单位，年份 专利文献：[序号] 专利所有者.专利题名[P].专利国别：专利号，发布日期 国际、国家标准：[序号] 标准代号，标准名称[S].出版地：出版者，出版年月 电子文献：[序号] 作者.电子文献题名[文献类型/载体类型].电子文献的出版或可获得地址，发表或更新日期/引用日期 报纸:［序号］作者.文名[N].报纸名称，出版日期（版次） 四、进度要求 五、专业教研室审核意见 教研室主任签字：年月日

液压传动——液压传动系统设计与计算

第九章液压传动系统设计与计算 液压系统设计的步骤大致如下： 1.明确设计要求，进行工况分析。 2.初定液压系统的主要参数。 3.拟定液压系统原理图。 4.计算和选择液压元件。 5.估算液压系统性能。 6.绘制工作图和编写技术文件。 根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。 第一节明确设计要求进行工况分析 在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。 1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。 2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。 3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。 图9-1位移循环图 在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。 一、运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L—t 图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v—t(或v—L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第一种如图9-2中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，

120吨转炉计算

H EBEI P OLYTECHNIC U NIVERSITY 课程设计说明书 G RADUATE D ESIGN (T HESIS) 课程设计题目：120吨转炉设计 学生姓名：孙韩洋 专业班级： 06冶金2 学院：轻工学院材料化工部 指导教师：贾亚楠 2010年03月13日

H EBEI P OLYTECHNIC U NIVERSITY 课程设计说明书 G RADUATE D ESIGN (T HESIS) 课程设计题目：120吨转炉设计 学生姓名：张建勋 专业班级： 06冶金2 学院：轻工学院材料化工部 指导教师：贾亚楠 2010年03月13日

1.1转炉计算 2.1.1炉型设计 1. 原始条件 炉子平均出钢量为120吨，钢水收得率取92%，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[w(si)≤0.85% w(p)≤0.2% w(s)≤0.05%]； 氧枪采用三孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0Mpa 2. 炉型选择 根据原始条件采锥球型作为本设计炉型。 3. 炉容比 取V/T=1.05 4. 熔池尺寸的计算 1) 熔池直径的计算公式 t G K D = (1) 确定初期金属装入量G ：取B=15%则 G= ）（金 t B T 33.12192 .01% 15212021 22=? +?=?+η ）（金 金3 84.178 .633.121m G V == = ρ (1) 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50～57)(/3钢t m ，高磷铁水约为62～69)(/3钢t m ，本设计采用低磷铁水，取吨钢耗氧量为57)(/3钢t m 。并取吹氧时间为14min ，则 供氧强度= min)] /([07.414 573 ?==t m 吹氧时间 吨钢耗氧量 取K =1.79则 )(60.418 33.12179 .1m D == 2) 熔池深度计算 筒球型熔池深度的计算公式为 )(44.160 .47.060 .40363.084.1770.00363.02 3 2 3 m D D V h =??+= += 金 确定D =4.60m, h =1.44m 3) 熔池其他尺寸确定 (1) 球冠的弓形高度: )(438.060.4095.008.01m D h =?==

设计一座公称容量为3215;200t吨的氧气转炉炼钢车间毕业设计

设计一座公称容量为3×200t吨的氧气转炉炼钢车间毕业设计 目录 摘要.............................................. 错误!未定义书签。ABSTRACT ............................................ 错误!未定义书签。引言. (1) 1 设计方案的选择即确定 (2) 1.1车间生产规模、转炉容量及座数的确定 (2) 1.2车间各主要系统所用方案的比较及确定 (2) 1.2.1 转炉冶炼工艺及控制 (2) 1.2.2 铁水供应系统 (2) 1.2.3 铁水预处理系统 (3) 1.2.4 废钢供应系统 (4) 1.2.5 散装料供应系统 (4) 1.2.6 转炉烟气净化及回收工艺流程 (6) 1.2.7 铁合金供应系统 (7) 1.2.8 炉外精炼系统 (7) 1.2.9 钢水浇注系统 (8) 1.2.10 炉渣处理系统 (10) 1.3炼钢车间工艺布置 (11) 1.3.1 车间跨数的确定 (11) 1.3.2 各跨的工艺布置 (12) 1.4车间工艺流程简介 (12) 1.5原材料供应 (15) 1.5.1 铁水供应 (15) 1.5.2 废钢供应 (15) 1.5.3 散装料和铁合金供应 (15) 2设备计算 (16) 2.1转炉计算 (16)

2.1.2 转炉空炉重心及倾动力矩 (22) 2.2氧抢设计 (24) 2.2.1 技术说明 (24) 2.2.2 喷头设计 (25) 2.2.3 枪身设计 (27) 2.3净化及回收系统设计与计算 (33) 2.3.1吹炼条件 (33) 2.3.2参数计算 (34) 2.3.3流程简介 (36) 2.3.4 主要设备的设计和选择 (36) 2.3.5 计算资料综合 (39) 2.4炉外精练设备的选取及主要参数 (39) 2.4.1主要设计及其特点 (39) 2.4.2 主要工艺设备技术性能 (40) 3车间计算 (50) 3.1原材料供应系统 (50) 3.1.1 铁水供应系统 (50) 3.1.2 废钢场和废钢斗计算 (51) 3.1.3 散状料供应系统 (52) 3.1.4 合金料供应系统 (54) 3.2浇铸系统设备计算 (55) 3.2.1钢包及钢包车 (55) 3.2.2连铸机 (56) 3.3渣包的确定 (64) 3.4车间尺寸计算 (67) 3.4.1 炉子跨 (67) 3.4.2 其余各跨跨度 (62) 3.5天车 (63) 4 新技术和先进工艺、设备的应用 (64) 4.1铁水预处理脱硫 (64)

液压缸计算公式

1、液压缸内径和活塞杆直径的确定 液压缸的材料选为Q235无缝钢管，活塞杆的材料选为Q235 液压缸内径： p F D π4= =??14.34= F ：负载力 （N ） A ：无杆腔面积 (2m m ) P ：供油压力 (MPa) D ：缸筒内径 (mm) 1D ：缸筒外径 (mm) 2、缸筒壁厚计算 π×／≤≥ηδσψμ 1）当δ/D ≤0.08时 p D p σδ2max 0＞ （mm ） 2)当δ/D=0.08~0.3时 max max 03-3.2p D p p σδ≥ （mm ） 3)当δ/D ≥0.3时 ??? ? ?? -+≥max max 03.14.02p p D p p σσδ（mm ） n b p σσ= δ：缸筒壁厚（mm ） 0δ：缸筒材料强度要求的最小值（mm ）

max p ：缸筒内最高工作压力（MPa ） p σ：缸筒材料的许用应力（MPa ） b σ：缸筒材料的抗拉强度（MPa ） s σ：缸筒材料屈服点（MPa ） n ：安全系数 3 缸筒壁厚验算 2 1221s ) (35 .0D D D PN -≤σ(MPa) D D P s rL 1 lg 3.2σ≤ PN ：额定压力 rL P ：缸筒发生完全塑性变形的压力(MPa) r P ：缸筒耐压试验压力(MPa) E ：缸筒材料弹性模量(MPa) ν：缸筒材料泊松比 =0.3 同时额定压力也应该与完全塑性变形压力有一定的比例范围，以避免塑性变形的发生，即： ()rL P PN 42.0~35.0≤(MPa) 4 缸筒径向变形量 ??? ? ??+-+=?ν221221D D D D E DP D r （mm ） 变形量△D 不应超过密封圈允许范围 5 缸筒爆破压力 D D P E b 1 lg 3.2σ=(MPa)

课程设计方案任务书转炉炼钢

一、炉型设计计算 炉型设计的主要任务是确定所选炉型各部分主要参数和尺寸，据此再绘制出工程图。 1、原始条件 3，铁水收得率为92%。炉子平均出钢量为90t，铁水密度7.20g/cm 2、炉型选择 顶底复吹转炉的炉型基本上与顶吹和底吹转炉相似；它介于顶吹转炉和底吹转炉之间。为了满足顶底复吹的要求炉型趋于矮胖型，由于在炉底上设置底吹喷嘴，炉底为平底，所以根据原始数据，为了便于设置底部供气构件，选择截锥形炉型。 3、炉容比 3/t>。VV/T(m系炉帽、炉身和熔池三与公称容量炉容比指转炉有效容积VT之比值ttt个内腔容积之和。公称容量以转炉炉役期的平均出钢量表示，这种表示方法不受操作方法和浇注方法的影响。本设计取炉容比1.05。 4、熔池尺寸的计算 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=K ×=1.5 =3.67m 式中G ——炉子公称容量，t； t ——平均每炉钢纯吹氧时间，取15分钟； K——比例系数，取1.5。 2）熔池深度h：熔池深度系指熔池处于平衡状态时从金属液面到炉底最低处的距离。 1 / 15 h= ==12.5mV==1.62m h=炉帽尺寸的确定。顶吹转炉一般都用正口炉帽，其主要尺寸有炉帽倾角、炉口直径 3.和炉帽高度。设计时应考虑到以下因素：确保其稳定性；便于兑铁水和加废钢；减少热损失；避免出钢时钢渣混出或从炉口流渣；减少喷溅。：倾角过小，炉帽，内衬不稳定性增加，容易倒塌；过大时出钢时容θ 1）炉帽倾角θ°，因为大炉口的炉口直径相对来说要小些。易钢渣混出或从炉口流渣。本炉子取60 °=60：一般来说，在满足兑铁水和加废钢的前提下，应适当减小炉口直d2）炉口直径径，以利于减少热损失，减少空气进入炉内影响炉衬寿命和改善炉前操作条件。实践表48%=2.94m ×较为适宜。本设计取d=6.12明，取炉口直径为熔池直径的43-53% ：）炉帽高度H3帽 tanθ－d） H tan60 =2.75m

液压常用计算公式

液压常用计算公式 1、齿轮泵流量（min /L ）： 1000Vn q o =，1000 o Vn q η= 说明：V 为泵排量 （r ml /）；n 为转速（min /r ）；o q 为理论流量（min /L ）；q 为实际流量（min /L ） 2、齿轮泵输入功率（kW ）： 60000 2Tn P i π= 说明：T 为扭矩（m N .）；n 为转速（min /r ） 3、齿轮泵输出功率（kW ）： 612 60'q p pq P o == 说明：p 为输出压力（a MP ）；' p 为输出压力（2 /cm kgf ）；q 为实际流量 （min /L ） 4、齿轮泵容积效率（%）： 100V ?= o q q η 说明：q 为实际流量（min /L ）；o q 为理论流量（min /L ） 5、齿轮泵机械效率（%）： 10021000?=Tn pq m πη 说明：p 为输出压力（a MP ）；q 为实际流量（min /L ）；T 为扭矩（m N .）； n 为转速（min /r ） 6、齿轮泵总效率（%）：

m ηηη?=V 说明：V η为齿轮泵容积效率（%）；m η为齿轮泵机械效率（%） 7、齿轮马达扭矩（m N .）： π 2q P T t ??=，m t T T η?= 说明：P ?为马达的输入压力与输出压力差（a MP ）；q 为马达排量（r ml /）； t T 为马达的理论扭矩（m N .）；T 为马达的实际输出扭矩（m N .）；m η为马达的机械效率（%） 8、齿轮马达的转速（min /r ）： V q Q n η?= 说明：Q 为马达的输入流量（min /ml ）；q 为马达排量（r ml /）；V η为马 达的容积效率（%） 9、齿轮马达的输出功率（kW ）： 3 10 602?=nT P π 说明：n 为马达的实际转速（min /r ）；T 为马达的实际输出扭矩（m N .） 10、液压缸面积（2cm ）： 4 2 D A π= 说明：D 为液压缸有效活塞直径（cm ） 11、液压缸速度（min m ）： A Q V 10= 说明：Q 为流量（min L ）；A 为液压缸面积（2 cm ）

机械设计基础公式计算例题

机械设计基础公式计算 例题 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）

一、计算图所示振动式输送机的自由度。 解：原动构件1绕A 轴转动、通过相互铰接的运动构件2、3、4带动滑块5作往复直线移动。构件2、3和4在C 处构成复合铰链。此机构共有5个运动构件、6个转动副、1个移动副，即n ＝5，l p ＝7，h p ＝0。则该机构的自由度为 F =h l p p n --23=07253-?-?=1 二、在图所示的铰链四杆机构中，设分别以a 、b 、c 、d 表示机构中各构件的长度，且设a ＜d 。如果构件AB 为曲柄，则AB 能绕轴A 相对机架作整周转动。为此构件AB 能占据与构件AD 拉直共线和重叠共线的两个位置B A '及B A ''。由图可见，为了使构件AB 能够转至位置B A '，显然各构件的长度关系应满足 c b d a +≤+ （3-1） 为了使构件AB 能够转至位置B A ''，各构件的长度关系应满足 c a d b +-≤)(或b a d c +-≤)( 即c d b a +≤+ （3-2） 或b d c a +≤+ （3-3） 将式(3-1)、(3-2)、(3-3)分别两两相加，则得 同理，当设a ＞d 时，亦可得出 得c d ≤b d ≤a d ≤ 分析以上诸式，即可得出铰链四杆机构有曲柄的条件为： （1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 （2）最短杆与最长杆长度之和不大于其他两杆长度之和。

上述两个条件必须同时满足，否则机构中便不可能存在曲柄，因而只能是双摇杆机构。 通常可用以下方法来判别铰链四杆机构的基本类型： （1）若机构满足杆长之和条件，则： ① 以最短杆为机架时，可得双曲柄机构。 ② 以最短杆的邻边为机架时，可得曲柄摇杆机构。 ③ 以最短杆的对边为机架时，可得双摇杆机构。 （2）若机构不满足杆长之和条件则只能获得双摇杆机构。 三、 k = 12v v =121221t C C t C C =21t t =21??= θ θ-?+?180180 即k = θ θ-?+?180180 θ=11 180+-?k k 式中k 称为急回机构的行程速度变化系数。 四、从动件位移s 与凸轮转角?之间的关系可用图表示，它称为位移曲线(也称 ?-S 曲线)位移曲线直观地表示了从动件的位移变化规律，它是凸轮轮廓设 计的依据 凸轮与从动件的运动关系 五、凸轮等速运动规律 ???? ? ? ? ?? == ====00 0dt dv a h S h v v ? ?ω?常数从动件等速运动的运动参数表达式为 等速运动规律运动曲线 等速运动位移曲线的修正 六、凸轮等加等减速运动规律（抛物线运动规律）

120吨转炉炼钢车间设计

炼钢车间设计 氧气顶吹转炉炉型设计及各部分尺寸 1.1 转炉炉型及其选择 转炉由炉帽、炉身、炉底三部分组成、由于炉帽（截锥形）和炉身（圆柱形）的形状没有变化。把炉型分为筒球型、锥球型和截锥型等三种。 （a）(b)(c) （1）筒球型。熔池由球体和圆柱体两部分组成。炉型形状简单，砌砖方便，炉壳容易制造，被国内外大、中型转炉普遍使用。 （2）锥球型。熔池由球缺体和倒截锥体两部分组成。与相同容量的筒球型比较，锥球型熔池较深，有利于保护炉底。在同样的熔池深度的情况下，熔池直径可以比筒球型大，增加了熔池反应面积，有利于去磷、硫。我国中小型转炉普遍采用这种炉型。 （3）截锥型。熔池为一个倒截锥体。炉型构造较为简单，平的熔池较球型底容易砌筑。在装入量和熔池直径相同的情况下，其熔池最深，因此不适用于大型容量炉。我国30t 以下的转炉采用较多。 经过比较，由于筒球型转炉砌筑方便且炉壳容易制造以及考虑到本设计所需熔池容量为120t ，所以选择了筒球型。 1.2 转炉炉型各部分尺寸确定 1.2.1 熔池尺寸 （1）、熔池直径D 。熔池直径指转炉熔池在平静状态时金属液面的直径。它主要与金属装入量和吹氧时间有关。我国设计部门推荐的计算熔池直径的经验公式为： t G K D

式中 D ——熔池直径，m ； G ——新炉金属装入量，t ，可取公称容量； K ——系数，参见下表1-1； t ——平均每炉钢纯吹氧时间，min ，参见下表1-2。 熔池直径为： m t G K D 66.474.27.116120 7.1=?=?== （2）熔池深度h 。熔池深度指转炉熔池在平静状态时，从金属液面到炉底 的深度。对于一定容量的转炉，炉型和熔池直接确定后，可以用几何公式计算熔 池深度h 。 因为所取为筒球型转炉，所以通常球缺体的半径R 为熔池直径D 的1.1～1.25 倍。本设计去1.1，当R=1.1D 时，熔池体积V 池和熔池直接D 及熔池深度h 有 如下关系： V 池=0.79hD 2-0.046D 3 根据炉子容量与钢水密度可以确定V 池，钢水密度可以根据经验公式计算如 下：取钢水温度为1600。 )273(8358.08523+-=T ρ =8523-0.8358×（1600+273） =8523-1565 =6959㎏/m 3 V 池=1.2×105÷6959=17.24 m 3 因此232366.479.066.4046.024.1779.0046.0??+=+=D D V h 池 =21.89÷17.16=1.28m 1.2.2 炉身尺寸 转炉炉帽以下，熔池面以上的圆柱体部分成为炉身。其直径与熔池直接是 一致的，故须确定的尺寸是炉身高度H 身。 2224.6614.3)24.1706.22108(4)(44?--?=--== D V V Vt D V H ππ池帽身身 19.688 .274= =4.03m

出钢量为60t转炉设计

转炉设计 冶金工程课程设计任务书 1 设计题目： 转炉设计 2已知条件： 炉子平均出钢量为60t，钢水收得率取94%，最大废钢比取18%，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%]，氧枪采用四孔拉瓦尔喷头，设计氧压为1.0MPa。 3设计内容及要求： （1）确定炉型和炉容比 （2）计算熔池尺寸、炉帽尺寸、炉身尺寸、出钢口尺寸、炉衬厚度及炉壳厚度 （3）绘制转炉炉型图 （4）其它要求： ①在课程设计期间要努力工作，勤于思考，仔细检索文献和分析设计过程的问题。 ②设计说明书必须认真编写，字迹清楚、图表规范、符合制图要求。 3 设计工作量： 设计说明书1份；转炉炉型图1份；参考文献列表1份

1.1转炉炉型设计 1.1.1转炉炉型设计概述 （1）公称容量及其表示方法 公称容量（T），对转炉容量大小的称谓。即平时所说的转炉的吨位。 （2）炉型的定义 转炉炉型是指转炉炉膛的几何形状，亦即指由耐火材料切成的炉衬内形。炉型设计内容包括： 炉型种类的选择；炉型主要参数的确定；炉型尺寸设计计算；炉衬和炉壳厚度的确定；顶底复吹转炉设计。 1.1.2炉型种类及其选择 （1）炉型种类 根据熔池（容纳金属液的那部分容积）的形状不同来区分，炉帽、炉身部位都相同，大体上归纳为以下三种炉型：筒球形、锥球形和截锥形。 ①筒球形炉型：该炉型的熔池由一个圆筒体和一个球冠体两部分组成，炉帽为截锥体，炉身为圆筒形。其特点是形状简单，砌砖简便，炉壳容易制造。在相同的熔池直径D和熔池深度h的情况下，与其他两种炉型相比，这种炉型熔池的容积大，金属装入量大，其形状接近于金属液的循环运动轨迹，适用于大型转炉。 ②锥球形炉型（国外又叫橄榄形）：该炉型的熔池由一个倒置截锥体和一个球冠体两部分组成，炉帽和炉身与圆筒形形炉相同。其特点是，与同容量的其他炉膛相比，在相同熔池深度h下，其反应面积大，有利于钢、渣之间的反应，适用于吹炼高磷铁水。 ③截锥体炉型：该炉型的熔池有一个倒置的截锥体组成。其特点是，形状简单，炉底砌筑简便，其形状基本上能满足于炼钢反应的要求。与相同容量的其他炉型相比，在熔池直径相同的情况下，熔池最深，适用于小型转炉。 结合中国已建成的转炉的设计经验，在选择炉型时，可以考虑： 100～200t以上的大型转炉，采用筒球形炉型； 50～80t的中型转炉，采用锥球形转炉； 30t以下的小型转炉，采用截锥体转炉。 1.1.3转炉炉型主要参数的确定 迄今为止，国内外还没有一套完整的转炉炉型的理论计算公式，不能完全从理论上确定一个理想的转炉炉型和炉型各部分尺寸参数。现有的公式都属于经验公式。目前国内各厂进行转炉炉型设计时，一般都是采用“依炉建炉”的设计方法。即通过考察和总结同类转炉的长期生产情况和较先进的技术经济指标，结合采用经验公式和进行可行的模拟试验，再结合当地的条件做适当的修改，来确定转炉的炉型尺寸。