煉鋼技術—設備與工藝煉鋼技術—設備與工藝1提綱1.煉鋼原理2.煉鋼方法3.煉鋼方法的發展演變4.轉爐煉鋼車間設備組成5.轉爐煉鋼工藝6.鋼水爐外精煉技術提綱1.煉鋼原理2煉鋼原理根據所煉鋼種的要求把生鐵中的含碳量去除到規定范圍，并使其它元素的含量減少或增加到規定范圍的過程。簡單地說，是對生鐵降碳、去硫、磷、調硅、錳含量的過程。這一過程基本上是一個氧化過程，是用不同來源的氧(如空氣中的氧、純氧氣、鐵礦石中的氧)來氧化鐵水中的碳、硅、

錳等元素。反應生成的一氧化碳很容易從鐵水排至爐氣中而被除掉。生成的二氧化硅、氧化錳、氧化亞鐵互相作用成為爐渣浮在鋼水面上。化學反應主要有：2FeO+Si——2Fe+SiO2FeO+Mn——Fe+MnO煉鋼原理根據所煉鋼種的要求把生鐵中的含碳量去除到規定范圍，并3生鐵中硫、磷這兩種元素在一般情況下對鋼是有害的，在煉鋼過程中必須盡可能除去。在煉鋼爐中加入石灰(CaO)，可以去除硫、磷：2P+5FeO+3CaO——5Fe+Ca2(PO4)2(入渣)在使碳等元素降到規定范圍后，鋼水中仍含有大量的氧，是有害的雜質，使鋼塑性變壞，軋制時易產生裂紋。故煉鋼的最后階段必須加入脫氧劑(例如錳鐵、硅鐵和鋁等)，以除去鋼液中多余的氧：

Mn＋FeO——MnO＋FeSi＋2FeO——SiO2＋2FeAl＋3FeO——Al2O3＋3Fe同時調整好鋼液的成分和溫度，達到要求可出鋼，把鋼水鑄成連鑄坯或鋼錠。生鐵中硫、磷這兩種元素在一般情況下對鋼是有害的，在煉鋼過程中4煉鋼方法煉鋼的方法主要有轉爐、電爐和平爐三種。平爐煉鋼的主要特點是可搭用較多的廢鋼(可搭用鋼鐵料的20—50％的廢鋼)，原料適應性強，所用的原料有廢鋼、廢鐵、鐵礦石和溶劑（石灰石和生石灰）。反應所需的熱量是由燃燒氣體燃料（高爐煤氣，發生爐煤氣）或液體燃料（重油）所提供。但冶煉時間長，已被淘汰。轉爐煉鋼廣泛采用氧氣頂吹轉爐或頂底復吹轉爐，生產速度快(1座300噸的轉爐吹煉時間不到20分鐘，包括輔助時間不超過1小時，而300噸平爐煉1爐鋼要7個小時)，品種多、質量好，可煉普通鋼，也可煉合金鋼。電爐煉鋼是用電能作熱源進行冶煉。原料可以是廢鋼、也可以是海綿鐵，現代電弧爐甚至可以用大量鐵水。主要用于冶煉特殊合金鋼。煉鋼方法煉鋼的方法主要有轉爐、電爐和平爐三種。5煉鋼方法的發展演變KMS轉爐1978西德KS轉爐1981西德頂底復合吹氧+噴吹煤粉廢鋼預熱噴石灰粉二次燃燒很高廢鋼比大量高熱值廢氣頂底復合吹氧+石灰粉二次燃燒高廢鋼比生產率高N、P、S、C、O低渣內FeO低無噴濺污染低廢鋼比低全低吹O2+石灰粉

生產率高含氮量低污染低噴濺渣鋼不平衡OBM/Q-BOP1968年西德平爐1865年英國生產率低，能源和耐火材料消耗高電爐1900年生產率低，能源和耐火材料消耗高酸性轉爐1860年堿性轉爐1879年英國爐底壽命短爐容小鋼水含氮高噴濺污染廢鋼比低LD轉爐1948年奧地利復合吹煉，用各種成分的惰性氣體OBM/Q-BOP復合吹煉1977氧槍或側吹噴嘴全量廢鋼大量高熱值廢氣全量鐵水預處理轉爐高效冶煉鐵水Si<0.3%吹煉時間<20min頂吹弱供氧少渣冶煉底吹強攪拌頂底復吹變流量操作脫磷效率>90%無補爐作業，爐齡>10000爐脫硫效率>60%一座轉爐生產體制[C]>3.5%煉鋼方法的發展演變KMS轉爐1978西德頂底復合吹氧+頂底6轉爐煉鋼車間設備組成氧氣頂吹轉爐總圖轉爐煉鋼車間設備組成氧氣頂吹轉爐總圖7轉爐系統設備

爐型爐殼爐體支撐轉爐傾動機構轉爐系統設備爐型8轉爐爐型

轉爐爐型：指用耐火材料砌成的爐襯內形。轉爐的爐型是否合理直接影響著工藝操作、爐襯壽命、鋼的產量與質量以及轉爐的生產率.

合理爐型的要求：(1）要滿足煉鋼的物理化學反應和流體力學的要求，使熔池有強烈而均勻的攪拌(2）符合爐襯被侵蝕的形狀以利干提高爐齡；(3）減輕噴濺和爐口結渣，改善勞動條件；(4）爐殼易于制造爐襯的砌筑和維修方便。轉爐爐型轉爐爐型：9轉爐爐型

爐型類型：按金屬熔池形狀的不同，轉爐爐型可分為筒球型、錐球型和截錐型三種，轉爐爐型爐型類型：10轉爐爐型A筒球型熔池形狀由一個球缺體和一個圓筒體組成。它的優點是爐型形狀簡單，砌筑方便爐殼制造容易。熔池內型比較接近金屬液循環流動的軌跡，在熔池直徑足夠大時，能保證在較大的供氧強度下吹煉而噴濺最小，也能保證有足夠的熔池深度，使爐襯有較高的壽命。大型轉爐多采用這種爐型

轉爐爐型A筒球型11轉爐爐型B錐球型熔池由一個錐臺體和一個球缺體組成。這種爐型與同容量的筒球型轉爐相比若熔池深度相同則熔池面積比筒球型大，有利于冶金反應的進行，同時，隨著爐襯的侵蝕熔池變化較小，對煉鋼操作有利。歐洲生鐵含磷相對偏高的國家采用此種爐型的較多。我國20~80t的轉爐多采用錐球型對筒球型與錐球型的適用性，看法尚不一致。有人認為錐球型適用于大轉爐（奧地利），有人卻認為適用于小轉爐（前蘇聯）。但世界上已有的大型轉爐多采用筒球型。轉爐爐型B錐球型12轉爐爐型C截錐型截錐型熔池為上大下小的圓錐臺。其特點是構造簡單且平底熔池便于修砌這種爐型基本上能滿足煉鋼反應的要求適用于小型轉爐。我國30t以下的轉爐多用這種爐型。國外轉爐容量普遍較大故極少采用此種形式。此外，有些國家（如法國、比利時、盧森堡等）的轉爐，為了吹煉高磷鐵水，在吹煉過程中用氧氣向爐內噴入石灰粉。為此他們采用了所謂大爐膛爐型，這種爐型的特點是：爐膛內壁傾斜，上大下小，爐帽的傾角較小（約50°）。因為爐膛上部的反應空間增大，故適應吹煉高磷鐵水時渣量大和泡沫化嚴重的特點。這種爐型的砌磚工藝比較復雜，爐襯壽命也比其他爐型低，故一般很少采用。轉爐爐型C截錐型13轉爐爐型主要參數的確定

轉爐的公稱容量爐型主要參數爐容比高寬比爐型主要尺寸熔池部分尺寸爐身部分尺寸爐帽部分尺寸出鋼口部分尺寸爐襯部分轉爐爐型主要參數的確定轉爐的公稱容量14轉爐的公稱容量

轉爐的公稱容量又稱公稱噸位，是爐型設計、計算的重要依據，但其含義目前尚未統一，有以下三種表示方法：（1）用轉爐的平均鐵水裝入量表示公稱容量；（2）用轉爐的平均出鋼量表示公稱容量；（3）用轉爐年平均爐產良坯（錠）量表示公稱容量轉爐的公稱容量轉爐的公稱容量又稱公稱噸位，是爐型設15轉爐的公稱容量

由于出鋼量介于裝人量和良坯（錠）量之間，其數量不受裝料中鐵水比例的限制，也不受澆鑄方法的影響，所以大多數采用爐役平均出鋼量作為轉爐的公稱容量。根據出鋼量可以計算出裝入量和良坯〔錠）量出鋼量＝裝人量/金屬消耗系數裝人量＝出鋼量*金屬消耗系數金屬消耗系數：指吹煉1t鋼所消耗的金屬料數量。視鐵水含硅、含磷量的高或低，波動于1.1一1.2之間轉爐的公稱容量由于出鋼量介于裝人量和良坯（錠）量之間16爐容比轉爐的爐容比是轉爐的有效容積與公稱容量之比，其單位m3／t。爐容比的大小決定了轉爐吹煉容積的大小，它對轉爐的吹煉操作、噴濺、爐襯壽命、金屬收得率等都有比較大的影響。如果爐容比過小，即爐膛反應容積小，轉爐就容易發生噴濺和溢渣，造成吹煉困難，降低金屬收得率并且會加劇爐渣對爐襯的沖刷侵蝕，降低爐襯壽命；同時也限制了供氧量或供氧強度的增加，不利于轉爐生產能力的提高。反之，如果爐容比過大，就會使設備重量、傾動功率、耐火材料的消耗和廠房高度增加使整個車間的投資增大。爐容比轉爐的爐容比是轉爐的有效容積與公稱容量之比，其單位m317爐容比選擇爐容比時應考慮以下因素：（1）鐵水比、鐵水成分。隨著鐵水比和鐵水中硅磷、硫含量的增加爐容比應相應增大。若采用鐵水預處理工藝時，爐容比可以小些（2）供氧強度。供氧強度增大時，吹煉速度較快，為了不引起噴濺就要保證有足夠的反應空間，爐容比相應增大些。（3）冷卻劑的種類。采用鐵礦石或氧化鐵皮為主的冷卻劑，成渣量大，爐容比也需相應增大；若采用以廢鋼為主的冷卻劑成渣量小，則爐容比可適當選擇小些目前使用的轉爐，爐容比波動在0.85~0.95之間（大容量轉爐取下限）。近些年來為了在提高金屬收得率的基礎上提高供氧強度，新設計轉爐的爐容比趨于增大，一般為0.9~1.05。爐容比選擇爐容比時應考慮以下因素：18高寬比

高寬比是指轉爐總高（H總）與爐殼外徑（D殼）之比是決定轉爐形狀的另一主要參數。它直接影響轉爐的操作和建設費用。因此高寬比的確定既要滿足工藝要求，又要考慮節省建設費用口在最初設計轉爐時高寬比選得較大。生產實踐證明，增加轉爐高度是防止噴濺，提高鋼水收得率的有效措施。但過大的高寬比不僅增加了轉爐的傾動力矩，而且廠房高度增高使建筑造價也上升。所以，過大的高寬比沒有必要。在轉爐大型化的過程中，H總和D殼隨著爐容量的增大而增加，但其比值是下降的。這說明直徑的增加比高度的增加更決，爐子向矮胖型發展。但過于矮胖的爐型，易產生噴濺，會使熱量和金屬損失增大。目前，新設計轉爐的高寬比一般在1.35~1.65的范圍內選取，小轉爐取上限，大轉爐取下限高寬比高寬比是指轉爐總高（H總）與爐殼外徑（D殼）之比是19爐型主要尺寸的確定h2

一球缺高度；H0

一熔池深度；H身 一爐身高度；H帽 一爐帽高度；H內 一轉爐有效高度；H總 一轉爐總高D 一熔池直徑；D殼 一爐殼外徑；d 一爐口內徑；D出 一出鋼日直徑； 一爐帽傾角筒球型氧氣頂吹轉爐主要尺寸爐型主要尺寸的確定h2 一球缺高度；筒球型氧氣頂吹轉爐主要尺20爐型主要尺寸的確定熔池直徑（D）：轉爐熔池在平靜狀態時金屬液面的直徑。計算方法：推薦經驗公式：

D：熔池直徑，mG：新爐金屬裝入量，tt:吹氧時間，minK：比例系數，可參考下表：

50t以下： 1.85~2.10 50~120t: 1.75~1.85 200t: 1.55~1.60 250t以上：1.50~1.55爐型主要尺寸的確定熔池直徑（D）：21爐型主要尺寸的確定轉爐公稱容量/t<30t30~100>100吹煉周期/min28~3232~3838~45吹氧時間/min12~1614~1816~20轉爐冶煉周期和吹氧時間推薦值

結果還應與容量相近、生產條件相似、技術經濟指標較好的爐子進行對比并適當調整上述公式對中小爐子較為適用，對大型爐子有差距。爐型主要尺寸的確定轉爐公稱容量/t<30t30~100>1022爐型主要尺寸的確定其他計算方法：

利用統計方法，找出現有爐子直徑和容量之間的關系，作為計算熔池直徑的依據。武漢鋼鐵設計院推薦如下公式：

由國外一些30一300t轉爐實際尺寸統計的結果得出下面計算公式：

T：爐子容量，t爐型主要尺寸的確定其他計算方法：利用統計方法，找出現有爐子23爐型主要尺寸的確定熔池深度（H0）：熔池深度是指轉爐熔池在平靜狀態時，從金屬液面到爐底的深度。從吹氧動力學的角度出發，合適的熔池深度應既能保證轉爐熔池有良好的攪拌效果，又不致使氧氣射流穿透爐底，以達到保護爐底，提高爐齡和安全生產的目的。計算方法：

a）筒球形熔池

b）錐球形熔池

c）截錐形熔池爐型主要尺寸的確定熔池深度（H0）：24爐型主要尺寸的確定b)筒球形熔池：圓柱體和球缺兩部分組成。考慮爐底穩定性和熔池適當深度，一般球缺體的半徑R為熔池直徑的1.1~1.25倍。國外大于200t轉爐為0.8~1.0倍。當R=1.1D時，金屬熔池的體積為：

因此：熔池深度為：爐型主要尺寸的確定b)筒球形熔池：25爐型主要尺寸的確定b)錐球形熔池：由倒錐臺和球缺體兩部分組成。據統計，球缺體曲率半徑R=1.1D，球缺體高h2=0.09D，倒錐臺地面直徑d1=(0.895~0.92）D。熔池體積為：熔池深度為：爐型主要尺寸的確定b)錐球形熔池：26爐型主要尺寸的確定c)截錐形熔池：熔池體積為：熔池深度為：爐型主要尺寸的確定c)截錐形熔池：熔池體積為：27爐型主要尺寸的確定爐帽傾角（）：一般取60~680

，大爐子取下限，以減小爐帽高度。如＜530，則爐帽砌磚有倒塌的危險；但傾角過大，將導致錐體部分過高，出鋼時容易從爐口下渣。爐口直徑（d）：在滿足兌鐵水、加廢鋼出渣、修爐等操作要求的前提下，應盡量縮小爐口直徑，以減少噴濺、熱量損失和冷空氣的吸入量。一般爐口直徑為；

大轉爐取下限，小轉爐取上限爐型主要尺寸的確定爐帽傾角（）：28爐型主要尺寸的確定爐帽高度（H帽）：爐帽的總高度是截錐體高度（H錐與爐口直線段高度H直）之和。設置直線段的目的是為了保持爐口形狀和保護水冷爐口，其高度H直一般為300~400mm。爐帽高度的計算公式如下：爐帽容積為：爐型主要尺寸的確定爐帽高度（H帽）：29爐型主要尺寸的確定爐身高度（H身）：轉爐熔池面以上、爐帽以下的圓柱體部分稱為爐身。爐身直徑就是熔池直徑計算方法：

V總：轉爐的有效容積，根據轉爐噸位和選定的爐容比確定，m3V帽，V身，V熔：爐帽、爐身、金屬熔池的容積，m3H身：爐身高度，m爐型主要尺寸的確定爐身高度（H身）：V總：轉爐的有效容積，根30爐型主要尺寸的確定出鋼口尺寸：設置出鋼口的目的：為了便于渣鋼分離，使爐內鋼水以正常的速度和角度流入鋼包中，以利于在鋼包內進行脫氧合金化作業和提高鋼的質量。出鋼口主要參數包括出鋼口位置、出鋼口角度及出鋼口直徑（1）出鋼口位置。出鋼口的內口應設在爐帽與爐身的連接處。此處在倒爐出鋼時位置最低，鋼水容易出凈，又不易下渣。爐型主要尺寸的確定出鋼口尺寸：31爐型主要尺寸的確定（2）出鋼口角度。出鋼口角度是指出鋼口中心線與水平線的夾角。出鋼口角度越小，出鋼口長度就越短，鋼流長度也越短，可以減少鋼流的二次氧化和散熱損失，并且易對準爐下鋼包車；修砌和開啟出鋼口方便。出鋼口角度一般為15~250，國外不少轉爐采用O0

（3）出鋼口直徑。出鋼口直徑可按下列經驗公式計算：

d出―出鋼口直徑，cm；

T―轉爐的爐容量，t。爐型主要尺寸的確定（2）出鋼口角度。出鋼口角度是指出鋼口中心32爐型主要尺寸的確定爐襯：組成：一般由工作層、填充層和永久層所構成工作層是指直接與液體金屬、熔渣和爐氣接觸的內層爐襯，它要經受鋼、渣的沖刷、熔渣的化學侵蝕、高溫和溫度急變、物料沖擊等一系列作用。同時工作層不斷侵蝕，也將影響爐內化學反應的進行。因此，要求工作層在高溫下有足夠的強度，一定的化學穩定性和耐急冷急熱等性能爐型主要尺寸的確定爐襯：33爐型主要尺寸的確定

填充層介干工作層和永久層之間一般用散狀材料搗打而成.

其主要作用為：減輕內襯膨脹時對金屬爐殼產生的擠壓作用，拆爐時便于迅速拆除工作層，并避免永久層的損壞。也有一些轉爐不設置填充層。永久層緊貼爐殼鋼板，修爐時一般不拆除，其主要作用是保護爐殼鋼板。該層用鎂磚砌成。爐型主要尺寸的確定填充層介干工作層和永久層之間一般用散狀材34爐殼l一水冷爐口；2一錐形爐帽；3一出鋼口；4一護板；5,9一上、下卡板；6,8一上、下卡板槽，7一斜塊；10一圓柱形爐身；11一銷釘和斜楔；12一可拆卸活動爐底爐殼l一水冷爐口；2一錐形爐帽；3一出鋼口；4一護板；535爐殼

作用：承受耐火材料、鋼液、渣液的全部重量，保持爐子有固定的形狀，傾動時承受扭轉力矩。組成：爐帽， 爐身， 爐底制做及要求：各部分用普通鍋爐鋼板或低合金鋼板成形后，再焊成整體。三部分聯接的轉折處必須以不同曲率的圓滑曲線來聯接，以減少應力集中。為了適應轉爐高溫作業頻繁的特點，要求轉爐爐殼必須具有足夠的強度和剛度，在高溫下不變形在熱應力作用下不破裂。考慮到爐殼各部位受力的不均衡，爐帽、爐身、爐底應選用不同厚度鋼板，特別是對大轉爐來說更應如此。爐殼各部位鋼板的厚度可根據經驗選定爐殼作用：承受耐火材料、鋼液、渣液的全部重量，保持爐子有固36爐帽爐帽部分的形狀有截頭圓錐體型和半球型兩種。半球型的剛度好但制造時需要做胎模，加工困難。而截頭圓錐體型制造簡單，但剛度稍差，一般用于30t以下的轉爐.爐帽上設有出鋼口。因出鋼口最易燒壞，為了便于修理更換，最好設計成可拆卸式的，但小轉爐的出鋼口還是直接焊接在爐帽上為好.在爐帽的頂部，現在普遍裝有水冷爐口，它的作用是：防止爐口鋼板在高溫下變形提高爐帽的壽命；另外它還可以減少爐口結清，而且即使結渣也較易清理.爐帽爐帽部分的形狀有截頭圓錐體型和半球型兩種。半球型的剛度好37爐帽水冷爐口有水箱式和埋管式兩種結構水箱式水冷爐口用鋼板焊成，如圖所示在水箱內焊有若干塊隔水板，使進人的冷卻水在水箱中形成一個回路。同時隔水板也起撐筋作用以加強爐口水箱的強度。這種水冷爐口在高溫下，鋼板易產生熱變形而使焊縫開裂漏水。在向火焰的爐口內環用厚壁無縫鋼管，使焊縫減少對防止漏水是有效的埋管式水冷爐口是把通冷卻水用的蛇形鋼管埋鑄于灰口鑄鐵、球墨鑄鐵或耐熱鑄鐵的爐口中，如圖所示這種結構不易燒穿漏水，使用壽命長；但存在漏水后不易修補，且制作過程復雜的缺點在錐形爐帽的下半段還焊有環形傘狀擋渣護板（裙板），以防止噴濺出的渣、鐵燒損爐帽、托圈及支承裝置等。爐帽水冷爐口有水箱式和埋管式兩種結構38爐帽

水箱式埋管式

爐帽水箱式39爐身

爐身一般為圓筒形。是整個轉爐爐殼受力最大的部分。轉爐的全部重量（包括鋼水、爐渣、爐襯、爐殼及附件的重量）通過爐身和托圈的連接裝置傳遞到支承系統上并且它還要承受傾動力矩用于爐身的鋼板要比爐帽和爐底適當厚些爐身被托圈包圍部分的熱量不易散發，在該處易造成局部熱變形和破裂。因此，應在爐殼與托圈內表面之間留有適當的間隙，以加強爐身與托圈之間的自然冷卻，防止或減少爐殼中部產生變形（橢圓和脹大）爐身爐身一般為圓筒形。40爐身

爐帽與爐身也可以通水冷卻，以防止爐殼受熱變形延長其使用壽命。例如有的廠家100t轉爐在其爐帽外殼上焊有盤旋的角鋼，內通水冷卻；爐身焊有盤旋的槽鋼，內通水冷卻。這套爐殼自1976年投產至今，爐殼基本上沒有較大的變形，仍在服役。爐身爐帽與爐身也可以通水冷卻，以防止爐殼受熱變形延長其使用41爐底

爐底部分有截錐型和球缺型兩種。截錐型爐底制作和砌磚都較為簡便，但其強度不如球缺型好，適用于小型轉爐。爐底部分與爐身的聯接分為固定式與可拆式兩種。相應地，爐底結構也有死爐底和活爐底兩類。死爐底的爐殼，結構簡單、重量輕、造價低，使用可靠。但修爐時，必須采用上修。修爐勞動條件差、時間長，多用于小型轉爐。活爐底采用下修爐方式，拆除爐底后爐襯冷卻決，拆襯容易因此修爐方便，勞動條件較好可以縮短修爐時間，提高勞動生產率，適用于大型轉爐。但活爐底裝、卸都需專用機械或車輛（如爐底車）爐底爐底部分有截錐型和球缺型兩種。42爐體支撐系統爐體支承系統包括：支承爐體的托圈爐體和托圈的連接裝置支承托圈的耳軸、耳軸軸承和軸承座等。托圈與耳軸聯接并通過耳軸坐落在軸承座上轉爐則坐落在托圈上。轉爐爐體的全部重量通過支承系統傳遞到基礎上托圈又把傾動機構傳來的傾動力矩傳給爐體，并使其傾動。爐體支撐系統爐體支承系統包括：43托圈與耳軸

托圈與耳軸的作用、結構托圈和耳軸是用以支承爐體并傳遞轉矩的構件。

托圈在工作中除承受爐殼、爐襯、鋼水和自重等全部靜載荷外，還要承受由于頻繁啟動、制動所產生的動載荷和操作過程所引起的沖擊載荷，以及來自爐體、鋼包等熱輻射作用而引起的熱負荷。

如果托圈采用水冷，則還要承受冷卻水對托圈的壓力。故托圈結構必須具有足夠的強度、剛度和韌性才能滿足轉爐生產的要求

托圈與耳軸托圈與耳軸的作用、結構44托圈與耳軸

托圈的結構如圖所示。它是斷面為箱形或開式形的環形結構，兩側有耳軸座耳軸裝在耳軸座內。大、中型轉爐的托圈多采用箱形的鋼板焊接結構，為了增大剛度，中間加焊一定數量的直立筋板。這種結構的托圈受力狀況好，抗扭剛度大加工制造方便，還可通水冷卻，使水冷托圈的熱應力降低到非水冷托圈的1/3左右，考慮到機械加工和運輸的方便，大、中型轉爐的托圈通常做成兩段或四段的剖分式結構（圖為剖分為四段加工制造的托圈），然后，在轉爐現場再用螺栓連接成整體。而小型轉爐的托圈一般是做成整體的（鋼板焊接或鑄件）托圈與耳軸托圈的結構如圖所示。45托圈與耳軸剖分式托圈示意圖托圈與耳軸剖分式托圈示意圖46托圈與耳軸

轉爐的耳軸支承著爐體和托圈的全部重量并通過軸承座傳給地基，同時傾動機構低轉速的大扭矩又通過耳軸傳給托圈和轉爐耳軸要承受靜、動載荷產生的轉矩、彎曲和剪切的綜合負荷，因此，耳軸應有足夠的強度和剛度轉爐兩側的耳軸都是階梯形圓柱體金屬部件。由于轉爐有時要轉動3600，而水冷爐口、爐帽和托圈等需要的冷卻水也必須連續地通過耳軸同時耳軸本身也需要水冷，這樣，耳軸要做成空心的。托圈與耳軸47托圈與耳軸

托圈與耳抽的連接托圈與耳軸的連接：法蘭螺栓連接、靜配合連接、焊接連接等三種方式，如圖所示。法蘭螺栓連接如圖a。耳軸用過渡配合裝人托圈的耳軸座中，再用螺栓和圓銷連接、固定，以防止耳軸與孔發生相對轉動和軸向移動。這種連接方式連接件較多，而且耳軸需要一個法蘭，從而增加了耳軸的制造難度。靜配合連接如圖b。耳軸有過盈尺寸，裝配時用液體氮將耳軸冷縮后插人耳軸座中，或把耳軸孔加熱膨脹，將耳軸在常溫下裝人耳軸孔中。為了防止耳軸與耳軸孔產生轉動和軸向移動，傳動側耳軸的配合面應擰人精制螺釘，游動側采用帶小臺肩的耳軸。托圈與耳軸托圈與耳抽的連接48托圈與耳軸

耳軸與托圈直接焊接連接如圖c。這種結構沒有耳軸座和連接件，結構簡單，重量輕，加工量少。制造時先將耳軸與耳軸板用雙面環形焊縫焊接，然后將耳軸板與托圈腹板用單面焊縫焊接。但制造時要特別注意保證兩耳軸的平行度和同心度。托圈與耳軸耳軸與托圈直接焊接連接如圖c。這種結構沒有耳軸49托圈與耳軸托圈與耳軸50托圈與耳軸

爐體與托圈的連接裝置爐體與托圈之間的連接裝置應能滿足下述要求： （1）保證轉爐在所有的位置時，都能安全地支承全部工作負荷； （2）為轉爐爐體傳遞足夠的轉矩； （3）能夠調節由于溫度變化而產生的軸向和徑向的位移，使其對爐殼產生的限制力最小導 （4）能使載荷在支承系統中均勻分布； （5）能吸收或消除沖擊載荷，并能防止爐殼過度變形 （6）結構簡單，工作安全可靠易于安裝、調整和維護，而且經濟。托圈與耳軸爐體與托圈的連接裝置51托圈與耳軸托圈與耳軸52托圈與耳軸目前已在轉爐上應用的支承系統大致有以下幾類。a懸掛支承盤連接裝置，如圖屬三支點連接結構，位于兩個耳軸位置的支點是基本承重支點，而在出鋼口對側，位于托圈下部與爐殼相連接的支點是一個傾動支承點兩個承重支點主要由支承盤5和托環6構成，托環6通過星形筋板2焊接在爐殼上，支承盤5裝在托環內，它們不同心，有約10mm的間隙。在傾動支承點裝有傾動支承器8，在與傾動支承器同一水平軸線的爐體另一側裝有導向裝置7，與傾動支承器構成了防止爐體沿耳軸方向竄動的定位裝置懸掛支承盤連接裝置的主要特征是爐體處于任何傾動位置，都始終保持托環與支承盤頂部的線接觸支承。同時在傾動過程中爐殼上的托環始終沿托圈上的支承盤滾動。所以這種連接裝置傾動過程平穩沒有沖擊。此外，結構也比較簡單，便于決速拆換爐體。托圈與耳軸目前已在轉爐上應用的支承系統大致有以下幾類。53托圈與耳軸托圈與耳軸54托圈與耳軸b夾持器連接裝置夾持器連接裝置的基本結構是沿爐殼圓周裝有若干組上、下托架，并用它們夾住托圈的頂面和底部，通過接觸面把爐體的負荷傳給托圈。當爐殼和托圈因溫差而出現熱變形時，可自由地沿其接觸面相對位移。圖為雙面斜墊板托架夾持器的典型結構。它由四組夾持器組成。兩耳軸部位的兩組夾持器R1、R2為支承夾持器，用于支承爐體和爐內液體等的全部重量位于裝料側托圈中部的夾持器R3為傾動夾持器，轉爐傾動時主要通過它來傳遞傾動力矩。靠出鋼口的一組夾持器R4為導向夾持器，它不傳遞力只起導向作用每組夾持器均有上、下托架，托架與托圈之間有一組支承斜墊板。爐體通過上、下托架和斜墊板夾住托圈，借以支承其重量。暑這種雙面斜墊板托架夾持器的連接裝置基本滿足了轉爐的工作要求，但其結構復雜，加工量大安裝調整比較困難托圈與耳軸b夾持器連接裝置55托圈與耳軸托圈與耳軸56托圈與耳軸圖為平面卡板夾持器。它一般由4~10組夾持器將爐殼固定在托圈上，其中有一對布置在耳軸軸線上以便爐體傾轉到水平位置時承受載荷。每組夾持器的上、下卡板用螺栓成對地固定在爐殼上，利用焊在托圈上的卡座將上、下長板伸出的底板卡在托圈的上、下蓋板上。底板和卡座的兩平面間和側面均有墊板3，墊板磨損可以更換。托圈下蓋板與下卡板的底板之間留有一定的間隙．這樣夾持器本體可以在兩卡座間滑動使爐殼在徑向和軸向的脹縮均不受限制。托圈與耳軸圖為平面卡板夾持器。它一般由4~10組夾持器將57托圈與耳軸托圈與耳軸58托圈與耳軸C薄帶連接裝置（如圖所示）：采用多層撓性薄鋼帶作為爐體與托圈的連接件。組成及其原理：兩側耳軸的下方沿爐殼圓周各裝有五組多層薄鋼帶，鋼帶的下端借螺釘固定在爐殼的下部，鋼帶的上端固定在托圈的下部。托圈上部耳軸處裝有輔助支承裝置。爐體直立時，爐體被托在多層薄鋼帶組成的托籠中；爐體傾動時，主要靠距耳軸軸線最遠位置的鋼帶組來傳遞扭矩爐體倒置時，爐體重量由鋼帶和托圈上部的輔助支承裝置來平衡。托圈上部在兩耳軸位置的輔助支承除了在傾動和爐體倒置時承受一定力外，主要用于爐體對托圈的定位。特點：將爐殼上的主要承重點放在了托圈下部爐殼溫度較低的部位，以消除爐殼與托圈間熱膨脹的影響，減少爐殼連接處的熱應力。同時由于采用了多層撓性薄鋼帶做連接件，它能適應爐殼與托圈受熱變形所產生的相對位移，還可以減緩連接件在爐殼、托圈連接處引起的局部應力托圈與耳軸C薄帶連接裝置（如圖所示）：59耳軸軸承座

轉爐耳軸軸承：支承爐殼、爐襯、金屬液和爐渣全部重量的部件。負荷大、轉速慢、溫度高、工作條件十分惡劣。分類：滑動軸承，球面調心滑動軸承、滾動軸承三種類型滑動軸承便于制造、安裝，所以小型轉爐上用得較多。但這種軸承無自動調心作用，托圈變形后磨損很快。球面調心滑動軸承是滑動軸承改進后的結構，磨損有所減少。為有效地克服滑動軸承磨損快、磨損大的缺點，在大中型轉爐上普偏采用了滾動軸承采用自動調心雙列圓柱滾子軸承，能補償耳軸由于托圈翹曲和制造安裝不準確而引起的不同心度和不平行度。該軸承結構如圖所示

耳軸軸承座轉爐耳軸軸承：支承爐殼、爐襯、金屬液和爐渣60耳軸軸承座

為了適應托圈的膨脹，驅動端的耳軸軸承設計為固定的，而另一端則設計成為可沿軸向移動的自由端為了防止臟物進人軸承內部，軸承外殼采取雙層或多層密封裝置，這對于滾動軸承尤其重要耳軸軸承座為了適應托圈的膨脹，驅動端的耳軸軸承設計為61轉爐傾動機構工作特點：（l）減速比大。轉爐的工作對象是高溫的液體金屬，在兌鐵水、出鋼等項操作時要求爐體能平穩地傾動和準確地停位。因此，爐子采取很低的傾動速度，一般為0.1~1.5r/min。為此．傾動機構必須具有很高的減速比，通常為700~1000，甚至數千。（2）傾動力矩大。轉爐爐體的自重很大，再加裝料重量等整個被傾轉部分的重量達到上百噸或上千噸。如爐容量為350t的轉爐，其總重達1450多噸。使這樣大重量的轉爐傾轉，需要很大的傾動力矩。轉爐傾動機構工作特點：62轉爐傾動機構（3）啟動、制動頗繁，承受的動載荷較大。轉爐的冶煉周期最長為40min左右。在整個冶煉周期中，要完成加廢鋼、兌鐵水、取樣、測溫、出鋼、出渣、補爐等一系列操作，這些都涉及到轉爐的啟、制動如原料中硅、磷含量高，吹煉過程中倒渣次數增加，則啟、制動操作就更加頻繁。另外，傾動機構除承受基本靜載荷的作用外，還要承受由于啟動、制動等引起的動載荷。這種動載荷在爐口刮渣操作時其數值甚至達到靜載荷的兩倍以上。（4）傾動機構工作在高溫、多渣塵的環境中，工作條件十分惡劣轉爐傾動機構（3）啟動、制動頗繁，承受的動載荷較大。轉爐的冶63轉爐傾動機構對傾動機構的要求：根據轉爐傾動機構的工作特點和操作工藝的需要，傾動機構應滿足以下要求：（1）在整個生產過程中，必須滿足工藝的需要。應能使爐體正反轉動3600，并能平穩而又準確地停在任一傾角位置上，以滿足兌鐵水、加廢鋼、取樣、測溫、出鋼、倒渣、補爐等各項工藝操作的要求。并且要與氧槍、副槍、爐下鋼包車、煙罩等設備聯鎖。（2）根據吹煉工藝的要求，轉爐應具有兩種以上的傾動速度。轉爐在出鋼、倒渣、人工測溫取樣時，要平穩緩慢地傾動以避免鋼、渣猛烈晃動甚至濺出爐口。當轉爐空爐，或從水平位置搖直，或剛從垂直位置搖下時，均可用較高的傾動速度，以減少輔助時間。在接近預定位置時，采用低速傾動，以便停位準確并使爐液平穩。一般小于3Ot的轉爐可以不調速，傾動轉速為07r/min:50一100t轉爐可采用兩級轉速，轉爐傾動機構對傾動機構的要求：64轉爐傾動機構低速為0.2r/min，高速為0.8r/min；大于150t的轉爐可無級調速，轉速在0.15~1.5r/min。（3）在生產過程中，傾動機構必須能安全可靠地運轉。不應發生電動機、齒輪及軸、制動器等設備事故，即使部分設備發生故障，也應有備用能力繼續工作，直到本爐鋼冶煉結束（4）傾動機構對載荷的變化和結構的變形應有較好的適應性。當托圈產生撓曲變形而引起耳軸軸線出現一定程度的偏斜時仍能保持各傳動齒輪的正常嚙合，同時，還應具有減緩動載荷和沖擊載荷的性能（5）結構緊湊，重量輕，機械效率高，安裝、維修方便

轉爐傾動機構低速為0.2r/min，高速為0.8r/min65轉爐傾動機構轉爐傾動機構的奧型轉爐傾動機構隨著氧氣轉爐煉鋼生產的發展也在不斷地發展和完善，出現了各種形式的傾動機構。傾動機構一般由電動機、制動器、一級減速器和末級減速器組成。就其傳動設備安裝位置或驅動方式的不同，可分為如下種類：

A落地式傾動機構

B半懸掛式傾動機構

C全懸掛式傾動機構

D液壓傳動的傾動機構轉爐傾動機構轉爐傾動機構的奧型66轉爐傾動機構A落地式傾動機構落地式傾動機構是指轉爐耳軸上裝有大齒輪，而所有其他傳動件都裝在另外的基礎上，或所有的傳動件（包括大齒輪在內）都安裝在另外的基礎上。這種傾動機械結構簡單，便于加工制造和裝配維修。

轉爐傾動機構A落地式傾動機構67轉爐傾動機構

下圖是我國小型轉爐采用的落地式傾動機構。這種傳動型式，當耳軸軸承磨損后大齒輪下沉，或是托圈變形耳軸向上翹曲時，都會影響大、小齒輪的正常嚙合傳動。此外，大齒輪系開式齒輪，易落入灰砂磨損嚴重，壽命短。小型轉爐的傾動機構多采用蝸輪蝸桿傳動，其優點是速比大、體積小、設備輕、有反向自鎖作用，可以避免在傾動過程中因電動機失靈而發生轉爐自動翻轉的危險，同時可以使用比較便宜的高速電動機；缺點是功率損失大效率低。轉爐傾動機構下圖是我國小型轉爐采用的落地式傾動機構。68轉爐傾動機構

大型轉爐則采用全齒輪減速機，以減少功率損失。下圖為我國某廠150t轉爐采用全齒輪傳動的落地式傾動機構為了克服低速級開式齒輪磨損較快的缺點，將開式齒輪放人箱體中，成為主減速器。該減速器安裝在基礎上。大齒輪軸與耳軸之間用齒形聯軸器連接．因為齒形聯軸器允許兩軸之間有一定的角度偏差和位移偏差，因此可以部分克服因耳軸下沉和翹曲而引起的齒輪嚙合不良。轉爐傾動機構大型轉爐則采用全齒輪減速機，以減少功率損69轉爐傾動機構為了使轉爐獲得多級轉速，采用了直流電動機，此外考慮傾動力矩較大，采用了兩臺分減速器和兩臺電動機。下圖為多級行星齒輪落地式傾動機構，它具有傳動速比大結構尺寸小傳動效率較高的特點轉爐傾動機構為了使轉爐獲得多級轉速，采用了直流電動機，此外考70轉爐傾動機構B半懸掛式傾動機構半懸掛式傾動機構是在轉爐耳軸上裝有一個懸掛減速器而其余的電動機、減速器等都安裝在另外的基礎上懸掛減速器的小齒輪通過萬向聯軸器或齒形聯軸器與落地減速器相連接。下圖為某廠30t轉爐半懸掛式傾動機構這種結構，當托圈和耳軸受熱、受載而變形翹曲時，懸掛減速器隨之位移，其中的大小人字齒輪仍能正常嚙合傳動，消除了落地式傾動機構的弱點轉爐傾動機構B半懸掛式傾動機構71轉爐傾動機構C全懸掛式傾動機構全懸掛式傾動機構，如下圖所示，是把轉爐傳動的二次減速器的大齒輪懸掛在轉爐耳軸上，而電動機、制動器一級減速器都裝在懸掛大齒輪的箱體上。這種機構一般都采用多電動機、多初級減速器的多點嚙合傳動消除了以往傾動設備中齒輪位移嚙合不良的現象。此外它還裝有防止箱體旋轉并起緩振作用的抗扭裝置，可使轉爐平穩地啟動、制動和變速而且這種抗扭裝置能夠決速裝卸以適應檢修的需要。

轉爐傾動機構C全懸掛式傾動機構72轉爐傾動機構全懸掛式傾動機構具有結構緊湊、重量輕、占地面積小、運轉安全可靠、工作性能好的特點。但由于增加了嚙合點，加工調整和對軸承質量的要求都較高。這種傾動機構多為大型轉爐所采用。我國上海寶鋼的300t、首鋼的210t轉爐均采用了全懸掛式傾動機構轉爐傾動機構全懸掛式傾動機構具有結構緊湊、重量輕、占地面積小73轉爐傾動機構D液壓傳動的傾動機構目前一些先進的轉爐已采用液壓傳動的傾動機構液壓傳動的突出特點是：適于低速、重載的場合不泊過載和阻塞；可以無級調速，結構簡單、重量輕、體積小。因此液壓傳動對轉爐的傾動機構有很強的適用性。但液壓傳動也存在加工精度要求高，加工木精確時容易引起漏油的缺陷。下圖是一種液壓傾動轉爐的工作原理圖。變量油泵1經濾油器2將油液從油箱3中泵出，經單向閥4、電液換向閥5、油管6送入工作油缸8，使活塞桿9上升，推動齒條10、耳軸上的齒輪11，使轉爐爐體12傾動。工作油缸8與回程油缸13固定在橫梁14上，當換向閥5換向后油液經油管7進人回程油箱13（此時，工作缸中的油液經換向閥流回油箱），通過活塞桿15，活動橫梁16將齒條10下拉，使轉爐恢復原位除了上述具有齒條傳動的液壓傾動機構外，也可用液壓馬達完成轉爐的傾動轉爐傾動機構D液壓傳動的傾動機構74轉爐傾動機構轉爐傾動機構75原材料供應系統設備

鐵水供應廢鋼供應散裝料供應鐵合金供應原材料供應系統設備鐵水供應76鐵水供應

供應方式：混鐵爐混鐵車鐵水罐直接熱裝鐵水供應供應方式：77混鐵爐供應方式

早期的供應方式，主要是緩沖高爐轉爐之間成分、溫度、物流量的不平衡一般容量：300t、600t、1300t

相當轉爐容量的15~20倍貯存時間：8~10小時缺點：倒鐵次數多能量損失大影響環境鐵損大流程操作復雜現代鋼鐵生產流程不提倡。混鐵爐供應方式早期的供應方式，主要是緩沖高爐轉爐之間成分78混鐵車供應方式

取代混鐵爐一般容量為轉爐的整數倍，我國最大260t、300t。國外最大600t

組成：罐體、罐體支撐機構、傾翻機構、車體缺點：倒鐵次數多能量損失大影響環境鐵損大流程操作復雜但相對混鐵爐要好得多現代鋼鐵生產流程常用。混鐵車供應方式取代混鐵爐79鐵水罐車供應方式

取代混鐵車一般容量與轉爐容量相等流程：優點：設備簡單投資少溫降小鐵損小但對鐵水成分、溫度和前后物流匹配要求高提倡現代鋼鐵生產流程使用。鐵水罐車供應方式取代混鐵車801

中、小高爐鐵水經由受鐵罐—混鐵爐—兌鐵包后兌入中小轉爐的過程示意圖

ΔT—鐵水溫度的升降(℃)；

τ—鐵水輸送、儲存、轉兌等過程的時間(min)；

E—外加能源(GJ)

鐵水供應“界面技術”分類1中、小高爐鐵水經由受鐵罐—混鐵爐—兌鐵包后兌入中小812

中、小高爐鐵水經由受鐵罐兌入中小轉爐的不同過程示意圖ΔT—鐵水溫度的降低(℃)；τ—鐵水輸送、儲存、轉兌等過程的時間(min)鐵水供應“界面技術”分類2中、小高爐鐵水經由受鐵罐兌入中小轉爐的不同過程示823

中、小高爐—中、小轉爐間經過鐵水脫硫處理的過程示意圖ΔT—鐵水溫度降低(℃)；τ—鐵水輸送、儲存、預處理、轉兌等過程的時間(min)鐵水供應“界面技術”分類3中、小高爐—中、小轉爐間經過鐵水脫硫處理的過程示834大高爐—大轉爐間鐵水經魚雷罐車轉運過程的示意圖ΔT—鐵水溫度降低(℃)；τ—鐵水輸送、儲存、預處理、扒渣、轉兌等過程時間（min）鐵水供應“界面技術”分類4大高爐—大轉爐間鐵水經魚雷罐車轉運過程的示意圖鐵水供應“界845大高爐-大轉爐間鐵水在魚雷罐內進行“三脫”處理的轉運過程示意圖ΔT—鐵水溫度降低(℃)；τ—鐵水輸送、儲存、預處理、扒渣、轉兌等過程時間(min)鐵水供應“界面技術”分類5大高爐-大轉爐間鐵水在魚雷罐內進行“三脫”處理的轉運過程示856大高爐—大轉爐之間鐵水分步“三脫”處理的轉運過程示意圖ΔT—鐵水溫度降低(℃)；τ—鐵水輸送、儲存、預處理、扒渣、轉兌等過程時間(min)鐵水供應“界面技術”分類6大高爐—大轉爐之間鐵水分步“三脫”處理的轉運過程示意圖鐵867大高爐—大轉爐之間不經魚雷罐車的分步、分工序鐵水“三脫”處理轉運過程示意圖ΔT—鐵水溫度降低(℃)；τ—鐵水輸送、儲存、預處理、扒渣、轉兌等過程時間(min)

鐵水供應“界面技術”分類7大高爐—大轉爐之間不經魚雷罐車的分步、分工序鐵水“三脫”處87大高爐—大轉爐之間不經魚雷罐車快捷的鐵水分步、分工序“三脫”處理轉運過程示意圖ΔT—鐵水溫度的降低(℃)；τ—鐵水輸送、儲存、預處理、扒渣、轉兌等過程時間(min)8鐵水供應“界面技術”分類大高爐—大轉爐之間不經魚雷罐車快捷的鐵水分步、8鐵水供應“界88廢鋼供應

作用：冷卻劑加入量：10~30%

加入塊度：最長不大于爐口直徑的1/3。最大截面積小于爐口面積的1/7。單塊重量150~2000kg

加入方式：直接用橋吊吊運廢鋼槽倒入轉爐用廢鋼加料車裝入轉爐加入設備：廢鋼料槽廢鋼加料車廢鋼供應作用：冷卻劑89直接用橋吊吊運廢鋼槽倒入轉爐

用普通吊車的主鉤和副鉤吊起廢鋼料槽，靠主、副鉤的聯合動作把廢鋼加入轉爐。這種方式的平臺結構和設備都比較簡單，廢鋼吊車與兌鐵水吊車可以共用，但一次只能吊起一槽廢鋼，并且廢鋼吊車與兌鐵水吊車之間的干擾較大。廢鋼料槽：廢鋼料槽是鋼板焊接的一端開口、底部呈平面的長簸箕狀槽。在料槽前部和后部的兩側有兩對吊掛軸，供吊車的主、副鉤吊掛料槽。直接用橋吊吊運廢鋼槽倒入轉爐用普通吊車的主鉤和副鉤吊起廢鋼90用廢鋼加料車裝入轉爐

在爐前平臺上專設一條加料線，使加料車可以在爐前平臺上來回運動。廢鋼料槽用吊車事先吊放到廢鋼加料車上，然后將廢鋼加料車開到轉爐前并傾動轉爐，廢鋼加料車將廢鋼料槽舉起把廢鋼加人轉爐內。這種方式廢鋼的裝入速度較快，并可以避免裝廢鋼與兌鐵水吊車之間的干擾但平臺結構復雜廢鋼加料車在國內曾出現兩種類型。一種是單斗廢鋼料槽地上加料機，廢鋼料槽的托架被支承在兩對平行的鉸鏈機構的軸上，用千斤頂的機械運動，使料槽傾翻并退至原位，另一種是雙斗廢鋼料槽加料車是用液壓操縱傾翻機構動作的用廢鋼加料車裝入轉爐在爐前平臺上專設一條加料線，使加料車91用廢鋼加料車裝入轉爐用廢鋼加料車裝入轉爐92散裝料供應

散裝料種類：造渣材料、補爐材料、冷卻劑，包括石灰、螢石、白云石、鐵礦石、氧化鐵皮、焦炭等。供應特點：種類多、批量小、批數多供應要求：迅速、準確、及時、設備可靠組成：車間外部供應：外部運輸工具運輸至原料間車間內部供應：各種提升運輸裝置運輸至主廠房內的供料系統設備中散裝料供應散裝料種類：造渣材料、補爐材料、冷卻劑，包括石灰93散裝料供應

散裝料供應系統組成：貯存、運送、稱量、加料。散裝料供應方式：全膠帶上料系統固定膠帶和管式振動輸送機上料系統斗式提升機配合膠帶或管式輸送機上料系統散裝料供應系統設備：地下料倉高位料倉給料、稱量和加料設備運輸機械設備散裝料供應散裝料供應系統組成：貯存、運送、稱量、加料。94全膠帶上料系統全膠帶上料系統95全膠帶上料系統

作業流程：地下（或地面）料倉一固定膠帶運輸機一轉運漏斗～可逆式膠帶運輸機一高位料倉一分散稱量漏斗一電磁振動給料器一匯集膠帶運輸機一匯集料斗一轉爐。系統特點：運輸能力大上料速度決而民可靠，能夠進行連續作業，有利于自動化；但它的占地面積大投資多上料和配料時有粉塵外逸現象。適用于30t以上的轉爐車間。全膠帶上料系統作業流程：96固定膠帶和管式振動輸送機上料系統

與全膠帶上料方式基本相同。不同的是以管式振動輸送機代替可逆膠帶運輸機，配料時灰塵外逸情況大大改善，車間勞動條件好。適用于大、中型氧氣轉爐車間。固定膠帶和管式振動輸送機上料系統與全膠帶上料方式基本相同。97斗式提升機配合膠帶或管式輸送機上料系統

這種上料方式是將垂直提升與膠帶運輸結合起來，用翻斗車將散狀材料運輸到主廠房外側，通過斗式提升機（有單斗和多斗兩種）將料從地面提升到高位料倉以上，再用膠帶運輸、布料小車、可逆膠帶或管式振動輸送機把料卸入高位料倉。這種上料方式減少了占地面積和設備投資，簡化了供料流程，但是供料能力比固定膠帶運輸機小，且不連續，可靠性差。一般用于中小型氧氣轉爐車間斗式提升機配合膠帶或管式輸送機上料系統這種上料方式是將垂直98地下料倉

作用：貯存和轉運散裝料設置形式：靠近主廠房，分地上式、地下式和半地下式三種。采用地下式較多，便于采用底開車或翻斗汽車卸料貯存量：取決于噸鋼消耗量、日產量、貯存天數。貯存天數：依據材料性質、產地遠近、購買方便程度等去提起情況定。礦石、螢石一般10~30天。石灰一般為2~3天地下料倉作用：貯存和轉運散裝料99高位料倉

作用：臨時貯料，以滿足轉爐隨時用料的需要種類：按散裝料種類分：石灰、白云石、螢石、氧化鐵皮、鐵礦石、焦炭，貯存量要求能供應24小時用量。石灰用量大，所以一般大中型轉爐設置兩個以上石灰料倉。用量少的料倉設置一個或兩個轉爐共用一個。這樣，高位料倉的個數一般為5~10個。按布置方式分：共用料倉單獨用料倉部分共用料倉高位料倉作用：臨時貯料，以滿足轉爐隨時用料的需要100共用料倉

兩座轉爐共用一組料倉，如圖所示。其優點是料倉數目少，停爐后料倉中剩余石灰的處理方便。缺點是稱量及下部給料器的作業頻率太高出現臨時故障時會影響生產共用料倉兩座轉爐共用一組料倉，如圖所示。其優點是料倉數目少101單獨用料倉

每個轉爐各有自己的專用料倉，如圖所示。主要優點是使用的可靠性比較高。但料倉數目增加較多停爐后料倉中剩余石灰的處理問題尚未合理解決單獨用料倉每個轉爐各有自己的專用料倉，如圖所示。主要優點是102部分共用料倉

某些散料的料倉兩座轉爐共用，某些散料的料倉則單獨使用如圖所示。這種布置克服了前兩種形式的缺點基本上消除高位料倉下部給料器作業負荷過高的缺點，停爐后也便于處理料倉中的剩余石灰。轉爐雙側加料能保證成渣決改善了對爐襯侵蝕的不均勻性，但應力求做到爐料下落點在轉爐中心部位部分共用料倉某些散料的料倉兩座轉爐共用，某些散料的料倉則單103給料、稱量及加料設備

組成：給料器、稱量料斗、匯集料斗、水冷溜槽在高位料倉出料口處，安裝有電磁振動給料器，用以控制給料。電磁振動給料器由電磁振動器和給料槽兩部分組成，通過振動使散狀料沿給料槽連續而均勻地流向稱量料斗稱量料斗是用鋼板焊接而成的容器，下面安裝有電子秤，對流進稱量料斗的散狀料進行自動稱量。當達到要求的翅罐時，電磁振動給料器便停止振動而停止給料。稱量好的散狀沖淞鰻人匯集料斗。給料、稱量及加料設備組成：給料器、稱量料斗、匯集料斗、水冷104給料、稱量及加料設備

散狀料的稱量有分散稱量和集中稱量兩種方式。分散稱量是在每個高位料倉下部分別配置一個專用的稱量料斗。稱量后的各種散狀料用膠帶運輸機或溜槽送人匯總漏斗。集中稱量則是在每座轉爐的所有高位料倉下面集中設置一個共用的稱量料斗各種料依次疊加稱量。分散稱量的特點是稱量靈活，準確性高，便于操作和控制，特別是對臨時補加料較為方便。而集中稱量則稱量設備少布置緊湊。一般大中型轉爐多采用分散稱量，小型轉爐則采用集中稱量給料、稱量及加料設備散狀料的稱量有分散稱量和集中稱量兩種方105給料、稱量及加料設備

匯集料斗又稱中間密封料倉，它的中間部分常為方形．上下部分是截頭四棱錐形容器，如圖所示。為了防止煙氣逸出，在料倉人口和出口分別裝有氣動插板閥，并向料倉內通人氮氣進行密封。加料時先將上插板閥打開，裝人散狀料后，關閉上插板閥，然后打開下插板閥爐料即沿溜槽加人爐內。中間密封料倉頂部設有兩塊防爆片，萬一發生爆炸可用以泄壓保護供料系統設備。在中間密封料倉出料口外面設有料位檢測裝置，可檢測料倉內爐料是否卸完并將訊號傳至主控室內，便于爐前控制。加料溜槽與轉爐煙罩相連，為防止燒壞溜槽需通水冷卻為依靠重力加料，其傾斜角度不宜小于45。當采用未燃燒法除塵時，溜槽必須用氮氣或蒸汽為了保證及時而準確地加人各種散狀料給料、稱量和加料都在轉爐的主控室內由操作人員或電子計算機進行控制給料、稱量及加料設備匯集料斗又稱中間密封料倉，它的中間部分106給料、稱量及加料設備給料、稱量及加料設備107運輸機械設備

散狀材料供應系統中常用的運輸設備有膠帶運輸機和振動輸送機。膠帶運輸機是大、中型轉爐散狀材料的基本供料設備。它具有運輸能力大，功率消耗少，結構簡單，工作平穩可靠裝卸料方便，維修簡便又無噪音等優點。缺點是占地面積大橡膠材料及鋼材需要量大，不易在較短距離內爬升較大的高度，密封比較困難。振動輸送機是通過輸送機上的振動器使承載構件按一定方向振動，當其振動的加速度達到某一定值時，使物料在承載構件內沿運輸方向實現連續微小的拋擲，使物料向前移動而實現運輸的機械設備。振動輸送機的特點是：密封好，便于運輸粉塵較大的物料；由于運輸物料的構件是鋼制的可運送溫度高達500℃的高溫物料，并且物料運輸構件的磨損較小；它的機械傳動件少潤滑點少，便于維護和檢修；設備的功率消耗小；易于實現自動化。它向上輸送物料時，效率顯著降低，不宜運輸酬生物料，而且設備基礎要承受較大的動負荷運輸機械設備散狀材料供應系統中常用的運輸設備有膠帶運輸機和108鐵合金供應

組成：鐵合金料間、鐵合金料倉、稱量、輸送、向鋼包加料鐵合金料間：將鐵合金加工成合適塊度，按品種和牌號分類存放，保存好出廠化驗單。貯存面積主要取決于鐵合金的日消耗量、堆積密度和貯存天數兩種運輸和加料方式：鐵合金用量不大的煉鋼車間鐵合金品種多、用量大的煉鋼車間鐵合金供應組成：鐵合金料間、鐵合金料倉、稱量、輸送、向鋼包109鐵合金供應

組成：鐵合金料間、鐵合金料倉、稱量、輸送、向鋼包加料鐵合金料間：將鐵合金加工成合適塊度，按品種和牌號分類存放，保存好出廠化驗單。貯存面積主要取決于鐵合金的日消耗量、堆積密度和貯存天數兩種運輸和加料方式：鐵合金用量不大的煉鋼車間先裝入自卸罐，汽車運輸至轉爐車間，吊車卸入轉爐爐前鐵合金料倉。需要時，經稱量后用鐵合金加料車經溜槽或鐵合金加料漏斗加入鋼包。鐵合金品種多、用量大的煉鋼車間鐵合金供應組成：鐵合金料間、鐵合金料倉、稱量、輸送、向鋼包110鐵合金供應

鐵合金品種多、用量大的煉鋼車間鐵合金加料系統有兩種型式：第一種：鐵合金與散狀料共用一套上料系統，然后從爐頂料倉下料，經旋轉溜槽加人鋼包。這種方式不另增設鐵合金上料設備，而且操作可靠但稍增加了散狀材料上料膠帶運輸機的運輸量第二種：鐵合金自成系統。用膠帶運輸機上料，有較大的運輸能力使鐵合金上料不受散狀原料的干擾，還可使車間內鐵合金料倉的貯量適當減少。對于規模很大的轉爐車間這種流程更可確保鐵合金的供應。但增加了一套膠帶運輸機上料系統，設備重量與投資有所增加鐵合金供應鐵合金品種多、用量大的煉鋼車間111供氧系統設備

供氧系統車間需氧量計算制氧機能力的選擇配置氧槍氧槍升降和更換機構氧槍各操作點的控制位置刮渣技術供氧系統設備供氧系統112供氧系統供氧系統113供氧系統

低壓儲氣柜儲存從制氧機分餾塔出來的壓力為0.0392MPa的低壓氧氣壓氧機將低壓氧氣加壓到2.45~2.94MPa

中壓儲氣罐將壓力為2.45~2.94MPa的氧氣儲存起來，供氧氣轉爐煉鋼供氧管道包括總管和支管閥門和儀表：減壓閥，流量調節閥，快速切斷閥，手動切斷閥減壓閥把氧氣壓力從2.45~2.94MPa減到0.9~1.5MPa，同時起到穩壓作用使用前必須用專用溶劑清洗供氧系統低壓儲氣柜114車間需氧量計算

車間小時耗氧量取決于轉爐座數、爐容量大小、每噸良坯耗氧定額和吹煉周期一座轉爐吹煉時的平均耗氧量

60*爐產良坯量*每噸良坯耗氧量定額/平均吹煉周期一座轉爐高峰耗氧量

60*爐產良坯量*每噸良坯耗氧量定額/平均每爐吹煉時間車間平均耗氧量

60*經常吹煉爐數*爐產良坯量*每噸良坯耗氧量定額/平均吹煉周期車間高峰耗氧量一般為一座轉爐高峰耗氧量的1.5倍每噸良坯耗氧定額一般為50~60m3/t良坯爐產良坯一般為爐產鋼水的98%車間需氧量計算車間小時耗氧量取決于轉爐座數、爐容量大小、每115制氧機能力的選擇配置

根據轉爐車間的需氧量選擇參考制氧機國家標準系列考慮出轉爐之外的其他工序小額用氧轉爐噸位5080120300制氧機座數和能力經常吹煉1座1*60001*1000020003*60002*26000全廠經常吹煉2座2*60002*100002*200004*26000全廠制氧機能力的選擇配置根據轉爐車間的需氧量選擇轉爐噸位508116氧槍

組成：噴頭、槍身和槍尾噴頭和槍身內層采用焊接或螺紋，外層采用焊接槍身采用三層同心圓管，每層之間采用定位塊保證同心度允許內外溫差帶來的膨脹和收縮噴頭類型：形狀分：拉瓦爾孔數分：單孔、多孔吹入介質分：氧氣、氧燃氧槍組成：噴頭、槍身和槍尾117氧槍

（Lavalnozzle一種先收縮后擴張用以產生高

音速氣流的管道）氧槍

（Lavalnozzle一種先收縮后擴張用以產生高118氧槍氧槍119氧槍

對氧槍噴頭的要求：(l）提供冶煉所需要的供氧強度；(2）在足夠高的槍位下，氧氣射流對金屬熔池的沖擊能量應能滿足獲得良好冶煉效果所要求的穿透深度和沖擊面積；(3）噴濺小，金屬收得率高；(4）噴頭壽命長，爐齡高；(5）噴頭工作可靠、加工制造容易而且經濟氧槍對氧槍噴頭的要求：120氧槍

對氧氣射流的要求：

(1）氧氣射流的速度應盡可能大，并沿軸線的衰減盡可能漫；(2）多孔噴頭的諸股射流在與熔池金屬表面接觸之前，應不相匯合，以保證射流適當分散反應區不過分集中；(3）在噴頭前沿不出現嚴重的負壓區和強烈的湍流流動以減少噴頭鼻子區粘結飛濺的金屬和熔融質點的機會；(4）氧氣射流從噴頭噴出時，應具有適當的過剩壓力，避免產生嚴重的膨脹和壓縮波，使吹煉平穩氧槍對氧氣射流的要求：121氧槍

對噴頭的設計最終歸結為確定合理的噴頭噴孔數目n、噴出孔截面上的馬赫數M、噴孔喉口直徑d喉和擴張段出口直徑d出、噴孔軸線與氧槍軸線之間的夾角等幾個主要參數同時還應仔細地設計噴孔形狀、噴頭端面形狀特別是冷卻水道氧槍對噴頭的設計最終歸結為確定合理的噴頭噴孔數目n、122氧槍

噴頭參數選擇原則：供氧量理論計算氧壓噴頭出口馬赫數噴孔夾角和噴孔間距擴張角和擴張長度喉口氧流量收縮段尺寸氧槍噴頭參數選擇原則：123供氧量

精確計算應根據物料平衡求得簡單計算：供氧量=每噸鋼耗氧量*出鋼量/吹氧時間出鋼量：參考公稱容量每噸鋼耗氧量參考數值：一般鐵水：50~60m3/h

高磷鐵水：60~70m3/h供氧量精確計算應根據物料平衡求得124理論計算氧壓

噴頭進口處的氧壓（設計氧壓）不同于使用氧壓，一般是使用氧壓范圍中的最低氧壓使用氧壓允許超過理論計算氧壓的50%

使用氧壓不希望低于理論計算氧壓確定理論計算氧壓應考慮的因素：爐膛壓力爐膛壓力是變化的理論計算氧壓噴頭進口處的氧壓（設計氧壓）125噴頭出口馬赫數（Machnumber)

馬赫數（速度與音速之比）大小決定噴頭氧氣出口速度，即氧氣射流對熔池的沖擊力選用過大：噴濺嚴重，清渣費時，熱損失增加，渣料消耗及金屬損失增大而且轉爐內襯及爐底易損壞選用過小：由于攪拌作用減弱氧的利用率低，渣中FeO含量高也會引起噴濺。如使用低槍位操作，則會影響槍齡相關因素：喉口面積/出口面積使用壓力/出口壓力噴頭出口馬赫數（Machnumber)馬赫數（速度與音速126噴頭出口馬赫數

使用壓力P0隨馬赫數的增大而增大，特別是當馬赫數大于2.5時，使用壓力P0

隨馬赫數的增大而急劇增大，往往會造成特別有害的過膨脹氣流。國內推薦馬赫數：

50~100t轉爐：1.95~2.0

大于120t轉爐：2.0~2.1

不大于2.5噴頭出口馬赫數使用壓力P0隨馬赫數的增大而增大，特別是當馬127噴孔夾角和噴孔間距

噴頭夾角：噴孔間距：過小，射流相互吸引，向中心偏移，衰減加快噴頭端面，噴孔中心與氧槍中心線距離=（0.8~1.0)*噴孔出口直徑孔數345>5夾角9~1110~1313~1515~17噴孔夾角和噴孔間距噴頭夾角：孔數345>5夾角9~1110128擴張角和擴張長度

擴張角：一般取8~120(半錐角=4~60）擴張段長度：計算公式：

噴孔出口直徑-喉口直徑/2tan

經驗數值：擴張段長度/出口直徑=1.2~1.5擴張角和擴張長度擴張角：129喉口氧流量

氧流量公式：

W：氧氣質量流量，kg/sK：常數，雙原子氣體為1.4R：氣體常數，259.83m2/(s2.K)T0:氧氣滯止溫度，KA喉：喉口總斷面積，m3p0：理論計算氧壓，MPa

體積流量：Q實：喉口實際氧流量，m3/minp0：使用氧壓，設計時按理論計算氧壓選取，PaT0：氧氣滯止溫度，KCD：噴孔流量系數，單孔0.95~0.96；三孔0.90~0.96喉口氧流量氧流量公式：130收縮段尺寸

對三孔噴頭而言，對供氧制度基本參數不起決定作用，但影響合理形狀和尺寸半錐角一般為：180~230，不超過300

收縮段長度為：喉口直徑的（0.8~1.5)倍收縮段入口處直徑：喉口直徑的2倍收縮段尺寸對三孔噴頭而言，對供氧制度基本參數不起決定作用，131喉口段長度

作用：穩定氣流收縮段和擴張段加工方便過長：阻損增大推薦長度：5~10mm喉口段長度作用：132氧槍升降機構

要求：

1）應具有合適的升降速度并可以變速。冶煉過程中，氧槍在爐口以上應決速升降以縮短冶煉周期。當氧槍進入爐口以下時，則應漫速升降，以便控制熔池反應和保證氧槍安全。目前國內大中型轉爐氧槍升降速度，快速高達50m/min，慢速為5~10m/min，小型轉爐一般為8~15m/min2）應保證氧槍升降平穩、控制靈活、操作安全

3）結構簡單、便于維護

4）能決速更換氧槍

5）應具有安全聯鎖裝置為了保證安全生產氧槍升降機構要求：133氧槍升降機構

安全連鎖：

1）當轉爐不在垂直位置（允許誤差士3）時氧槍不能下降。當氧槍進入爐口后轉爐不能作任何方向的傾動；2）當氧槍下降到爐內經過氧氣開、閉點時氧氣切斷閥自動打開，當氧槍提升通過此點時，氧氣切斷閥自動關閉；3）當氧氣壓力或冷卻水壓力低于給定值，或冷卻水升溫高于給定值時，氧槍能自動提升并報警；4）副槍與氧槍也應有相應的聯鎖裝置；5）車間臨時停電時可利用手動裝置使氧槍自動提升。氧槍升降機構安全連鎖：134氧槍升降機構

升降裝置基本都采用起重卷揚機構國內兩種類型垂直布置，適用于大中型轉爐旋轉塔形布置，適用于小型轉爐氧槍升降機構升降裝置135氧槍升降機構

垂直布置升降機構所有傳動和更換裝置都在轉爐上方分單卷揚和雙卷揚兩種形式優點：結構簡單，運行可靠，換槍迅速缺點：廠房高度要求較高氧槍升降機構垂直布置升降機構136氧槍升降機構

單卷揚機構借助平衡錘升降氧槍工作過程和組成見右圖優點：利用率高電機負荷低費用低缺點：需要一套氧槍吊具安全性不夠氧槍升降機構單卷揚機構137氧槍升降機構

雙卷揚機構兩套升降機構不采用平衡錘斷電事故時，用風動馬達提槍優點：安全性好缺點：多一套設備橫移驅動負荷大增加氣動設備氧槍升降機構雙卷揚機構138氧槍更換機構

作用：氧槍損壞時，最短時間將備用氧槍投入使用組成：更換小車、小車座架和小車驅動單卷揚：卷揚和升降分開雙卷揚：升降機構設在橫移小車上氧槍更換機構作用：139氧槍各操作點控制位置

最低點高于轉爐內熔池液面250~400mm

吹氧點取決于轉爐容量、噴頭類型和供氧壓力一般由生產實際經驗確定變速點保證安全，縮短輔助作業時間開閉氧氣點設在靠近自動變速點等候點以不影響轉爐傾動為準減少輔助作業時間最高點氧槍操作時的最高位置高于煙罩氧槍插入孔的上緣檢修煙罩和處理粘鋼時使用該位置氧槍各操作點控制位置最低點140副槍系統設備

副槍的作用和功能

操作副槍，向爐內吹石灰粉、附加燃料或氣體

測試副槍，在不倒爐的情況下快速檢測熔池內的鋼水溫度、碳含量、氧含量和液面高度，獲取鋼樣渣樣，廣泛用于轉爐吹煉的計算機動態控制系統測試副槍要求水冷副槍探頭的類型測溫測溫+定碳+取樣定氧液面測定要求轉爐爐口直徑不小于2m，適合100噸以上轉爐副槍系統設備副槍的作用和功能141副槍系統設備

對副槍的要求必須在吹煉過程和終點均能進行工作自動裝卸探頭，方便可靠與計算機相連，具有閉環控制條件自動手動兼顧，集中單體兼顧，弱點強電兼顧升降反應速度能大范圍內調節（0.5~90m/min），調速平穩，定位準確（10mm)

任意狀態下具有聯動或非正常狀態報警：轉爐處于非直立狀態副槍探頭沒裝好二次儀表未接通或不正常冷卻效果不好遇到意外情況（如停電、拖動系統故障、斷繩），風動馬達能迅速提升副槍副槍系統設備對副槍的要求142副槍系統設備

副槍的結構組成：副槍槍身、導軌小車、卷揚傳動裝置、換槍機構、探頭進給裝置按探頭供給方式分為：上給頭、下給頭，前者已經很少用就槍身由三層同心鋼管組成，水