
一、轉爐的公稱噸位怎樣表示,我國頂吹轉爐的最大公稱噸位是多少?
轉爐的公稱噸位又稱公稱容量,是用爐役爐平均出鋼量來量度。例如120t轉爐,即爐役爐平均出鋼量為120t;300t轉爐,爐役爐平均出鋼量是300t。用爐役爐平均出鋼量表示公稱噸位,既不受裝入爐料中鐵水比例的限制,也不受澆鑄方法的影響。根據轉爐的爐出鋼量,可以計算出相應的裝入量。
出鋼量=裝入量/金屬消耗系數
裝入量=出鋼量×金屬消耗系數
金屬消耗系數為吹煉1t鋼所消耗鋼鐵料的數量,由于原材料及操作條件的不同,金屬消耗系數也不一樣。頂吹轉爐公稱噸位在100t以下的為小型轉爐,公稱噸位在200t以上的為大型轉爐,100~200t的為中型轉爐。目前我國轉爐最大公稱噸位是300t。
二、什么是轉爐爐型,選擇轉爐爐型的依據有哪些?
轉爐爐型指砌磚后轉爐的內型的幾何形狀。選擇轉爐爐型應考慮以下因素:
(1)有利于煉鋼過程物理化學反應的進行;有利于爐液、爐氣運動;有利于熔池的均勻攪拌。
(2)噴濺要小,金屬消耗要少。
(3)爐殼容易加工制造;爐襯磚易于砌筑;維護方便,爐襯使用壽命長。
(4)有利于改善勞動條件和提高轉爐的作業率。
三、轉爐爐型有哪幾種,各有什么特點?
已投產的頂吹轉爐爐型有筒球型和錐球型兩種。推薦采用錐球型。
(1)筒球型。熔池由圓筒體與球缺體組合而成。它的特點是爐型簡單,爐殼加工容易,內襯砌筑方便,有利爐內反應的進行。如攀鋼120t轉爐,太鋼50t轉爐等,都是筒球型的爐型。
(2)錐球型。熔池由倒圓錐臺體與球缺體組合而成。錐球型熔池更適合于爐液的運動,利于物理化學反應的進行,在熔池深度相同的情況下,若底部尺寸適當,熔池直徑比筒球型相應大些,因而增加了反應面積,有利于脫除P、S。如寶鋼300t轉爐,首鋼210t轉爐就是這種爐型。
四、轉爐的主要參數有哪些?
轉爐的主要參數有:
(1)轉爐的公稱噸位。
(2)爐容比。又稱容積系數,即轉爐砌磚后的工作容積(又稱有效容積)與公稱噸位之比,可用符號V/T表示,單位是m3/t。爐容比是表明每公稱噸位鋼所需要的冶煉空間。原料中鐵水比例多,或鐵水中Si、P含量高,或者冷卻劑以鐵礦石(或氧化鐵皮)為主,爐容比應選擇大些。爐容比一般在0.85~1.0的范圍,為減少噴濺,爐容比最好在0.90以上。
(3)高寬比。轉爐總高與爐殼外徑之比,用H總/D殼表示。高寬比過大,轉爐爐體細長,導致廠房高度及相關設備高度增高,因而基建投資費用和設備費用也相應增多;高寬比過小,轉爐是矮胖型,噴濺物易于從爐口噴出,熱量、金屬損失較大,同時也惡化了操作人員的勞動環境。所以,高寬比也是衡量轉爐設計是否合理,各參數選擇是否恰當的一個標志。一般高寬比在1.35~1.65的范圍內選擇。
五、轉爐為什么采用水冷爐口,怎樣維護爐帽?
吹煉過程中,高溫爐氣以一定速度沖出爐口,同時還帶出噴濺物粘附于爐口,很難清理;在加廢鋼、兌鐵水時,爐口還要受到沖撞和高溫沖刷;因此爐口部位的耐火襯磚極易損壞,發生爐口變形,與爐襯磚壽命不能同步,又不便維護修理。所以在爐口裝有水冷構件,以減緩爐口損壞變形,使其能與爐襯磚壽命同步。爐帽上設有出鋼口,它經常受高溫爐氣和噴濺物的直接熱作用。為了保護爐帽減小變形,在爐帽外殼鋼板上焊有環形傘狀擋渣板,可以避免噴濺物直接粘附在爐帽外殼鋼板上,同時對爐體和托圈也起到了保護作用。還可用環形冷卻水管冷卻爐帽。
六、轉爐爐體由哪幾部分組成,爐底的結構有哪兩種形式?各有什么特點,爐殼采用什么材料制作?
轉爐爐體是由爐帽、爐身、爐底3部分組成。其中爐底結構有兩種類型,即固定式死爐底和可拆卸式活爐底。固定式爐底的轉爐,其爐殼是一個整體,修砌爐襯時,從爐口進入爐內工作,稱為上修法??刹鹦稜t底的轉爐,爐帽與爐身的外殼是一個整體,爐底與爐身用螺栓固定;修爐時首先拆下爐底,爐身內襯與爐底分別進行拆、砌,然后將修砌好的爐底運來安裝;修爐時是從爐身下部進入爐內,因此也稱下修法。吹煉過程中,轉爐爐殼始終處在高溫下工作,制作爐殼的鋼板不僅要承受耐火材料、金屬液、熔渣液的全部重量;傾動時要承受扭轉力矩的作用,還要適應高溫頻繁作業的特點。為此要求爐殼在高溫下不變形,在熱應力作用下不破裂,具有足夠的強度和剛度。采用優質低合金鋼容器鋼板制作。爐殼鋼板厚度可根據轉爐公稱噸位,并參考已投產相應轉爐的數據及國家鋼板標準選用。
七、轉爐的托圈與耳軸的作用是什么,其結構是怎樣的,各用什么材料制作?
托圈與耳軸是支撐轉爐爐體和傳遞傾動力矩的構件。托圈斷面為矩形箱體結構,在中間焊有垂直筋板以增加其剛度,托圈內通水冷卻,可降低熱應力。其材質可用優質Q345鋼板焊接成型,或用鑄鋼成型。為了制造加工、運輸的方便,大型轉爐的托圈可分段制造后再組裝成一體。另外還有一種托圈是半圓形開口式結構,稱為馬蹄形托圈。這種托圈,轉爐爐體可以整體移出,易地拆爐修砌,能實現一吹一的吹煉模式。耳軸必須具有足夠的強度和剛度,可用40Cr合金鋼鍛造加工制造。耳軸受熱會產生軸向伸長和翹起變形,因此為適應耳軸伸長的位移,有一側耳軸的軸承選用軸向游動的,其軸承支座為鉸鏈連接結構;通常將驅動側耳軸的軸承選用軸向固定的,而另一側耳軸的軸承選用軸向游動的。耳軸也可通水冷卻。
八、對轉爐的傾動速度和傾動角度有哪些要求?
轉爐的傾動機械是處于高溫、多塵的環境下工作,其特點是傾動力矩大、速比高、啟動和制動頻繁、承受較大的動載荷,因此對轉爐的傾動機械提出以下要求:
(1)爐體能正、反傾動360°,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、噴補爐等工藝操作的要求;并與氧槍、副槍、爐下鋼包車、煙罩等設備有連鎖裝置。
(2)根據轉爐工藝操作的要求,轉爐的傾動速度為無級調速,以滿足各項操作的需要。在出鋼、倒渣、人工取樣時,轉爐要平穩緩慢的傾動,以免鋼渣猛烈晃動,甚至噴出爐口;當空爐,或從水平位置豎起時,轉爐均可采用較高的傾動速度,以減少輔助時間;當接近預定位置時采用低速運行,以便轉爐定位準確,操作靈活。
(3)安全可靠。當發生故障時,應備有繼續工作的能力,堅持到本爐鋼冶煉結束。
(4)由于托圈翹曲變形而引起耳軸軸線發生一定程度的偏斜,此時各齒輪副仍能保持正常嚙合。
(5)傾動機械結構應緊湊、占地面積少、投資省、效率高、維修方便等。轉爐傾動速度在0.15~1.5r/min。
九、轉爐傾動機械由哪幾部分組成,目前轉爐使用的傾動機械有哪幾類?
轉爐的傾動機械主要由驅動電動機、制動器、一級減速器和末級減速器組成,末級減速器的大齒輪裝套在轉爐驅動側耳軸上。減速器可選用蝸輪副減速器、或正齒輪減速器、或行星減速器等。就其傳動機械安裝的位置,可分為落地式傾動機械、全懸掛式傾動機械。就其驅動動力除用電力驅動L還可用液壓驅動。目前以采用電力驅動為主。
十、什么是落地式傾動機械、全懸掛式傾動機械,全懸掛式傾動機械結構是怎樣的,有哪些特點?
(1)落地式傾動機械。除了裝套在耳軸上的末級減速器的大齒輪外,電動機、制動器和所有的傳動部件全部安裝在高臺或地面的地基上。(2)全懸掛傾動機械。二次減速器的大齒輪裝套在轉爐的耳軸上,電動機、制動器、一級減速器都裝在懸掛在耳軸的大齒輪箱體上。全懸掛傾動機械裝有抗扭力裝置,可防止箱體轉動,并起緩震作用。全懸掛傾動機械是多點嚙合,從而消除了由于齒輪位移而引起的嚙合不良現象。并具有結構緊湊、質量輕、占地面積小、運轉安全可靠、工作性能好等特點。
十一、為什么要擋渣出鋼,有哪幾種擋渣方法?轉爐冶煉到終點,渣子是高堿度(CaO/SiO2=3~4)、高氧化鐵(FeO=15~25%)的渣子。出完鋼后有部分渣子會流入到鋼包表面,這樣帶來的壞處:
(1)發生回磷使成品出格。鋼包加鐵合金脫氧合金化,氧化性降低使渣中P2O5還原重新回到鋼中。如35t鋼包,不擋渣鋼包渣層平均厚度為140mm,擋渣時平均為67mm。而鋼包鋼水的平均磷含量:擋渣為0.0084%,不擋渣為0.012%。
(2)鋼包高氧化性渣子降低了爐外精煉的冶金效果,如鋼包噴Si-Ca粉或喂鈣線,由于有高FeO渣子,降低了鈣回收率。鈣的回收率是:擋渣時平均為11.2%,不擋渣時為7.75%。
(3)出鋼時,高FeO渣子被鋼流卷入鋼包內部,懸浮的渣滴與鋼水中鋁、硅、錳等元素發生化學反應,使鑄坯中夾雜物增加,渣中FeO越高,下渣越多,鑄坯夾雜物就越嚴重。
(4)鋼包高FeO渣子是氧的儲存器。澆注過程中鋼包表面渣子可能會凝結在鋼包內壁上,澆完后倒渣不凈,附著在包壁上的高FeO渣子與下一爐鋼水相接觸,渣中氧就要釋放出來,氧化合金元素(如硅、錳),嚴重時會導致鋼水成分出格。因此,為了發揮爐外精煉的效果,提高鑄坯的質量,控制鋼水成分的穩定性,在出鋼時必須進行擋渣操作。
擋渣的方法有:用擋渣帽法阻擋一次下渣;阻擋二次下渣采用擋渣球法、擋渣塞法、氣動擋渣器法、氣動吹渣法等。
(1)擋渣帽。在出鋼口外堵以鋼板制成的錐形擋渣帽,擋住開始出鋼時的一次熔渣。
(2)擋渣球。擋渣球的密度介于鋼水與爐渣之間,臨近出鋼結束時投入爐內出鋼口附近,隨鋼水液面的降低,擋渣球下沉而堵住出鋼口,避免隨之而來的熔渣進入鋼包。擋渣球合理的密度在4.2~4.59/cm3。擋渣球為球形結構,其中心用鑄鐵塊、生鐵屑壓合塊或小廢鋼坯等材料做骨架,外部包砌耐火泥料??刹捎酶咪X耐火混凝土或耐火磚粉為摻和料的高鋁礬土耐火混凝土或鎂質耐火泥料。擋渣球直徑應稍大于出鋼口直徑,以起到擋渣作用。擋渣球一般在出鋼量達2/3~3/4之間投入,擋渣命中率較高。熔渣過黏,影響擋渣效果。熔渣黏度大,擋渣球可適當早點投入,以提高擋渣命中率。
(3)擋渣塞。擋渣塞能有效地阻止熔渣進入鋼流。擋渣塞的結構由塞桿和塞頭組成,其材質與擋渣球相同,其密度可與擋渣球相同或稍低。塞桿上部是用來夾持定位的鋼棒,下部包裹耐火材料。出鋼即將結束時,按照轉爐出鋼角度,嚴格對位,用機械裝置將塞桿插入出鋼口。出鋼結束時,塞頭就封住出鋼口。塞頭上有溝槽,爐內剩余鋼水可通過溝槽流出,鋼渣則被擋在爐內。由于擋渣塞比擋渣球擋渣效果好,目前得到普遍應用。
(4)氣動擋渣器。出鋼將近結束時,由機械裝置從轉爐外部用擋渣器噴嘴向出鋼口內吹氣,阻止爐渣流出。此法對出鋼口形狀和位置要求嚴格,并要求噴嘴與出鋼口中心線對中。
(5)氣動吹渣法。擋住出鋼后期的渦流下渣最難,渦流一旦產生,容易出現渣鋼混出。因此,為防止出鋼后期產生渦流,或者即便有渦流產生,在渦流鋼液表面能夠擋住熔渣的方法,也是最為有效的方法,這就是氣動吹渣法。采用高壓氣體將出鋼口上部鋼液面上的鋼渣吹開擋住,達到除渣的目的。該法能使鋼包渣層厚度達到15~55㎜。