炼钢厂转炉炉体设计计算
序号 计算项目 符号表示 参数来源
一、公称炉容和有效炉容计算
1
公称炉容 V_nominal 设计值
2 铁水配比 ratio_hotmetal 设计值
3 废钢配比 ratio_scrap 设计值
4 铁水密度 ρ_hotmetal 查表值
5 废钢密度 ρ_scrap 查表值
6 铁水体积 V_hotmetal 计算值
7 废钢体积 V_scrap 计算值
8
有效炉容 V_effective 计算值
9 炉容比 ratio_volume 计算值
10 炉容比要求
ratio_volume_r
eq
设计值
11 炉容比判断 判断值
二、炉膛形状尺寸设计
12 炉膛类型 type_furnace 设计值
13 圆柱段直径 D_cylinder 计算值
14 圆柱段高度 H_cylinder 设计值
15 圆柱段体积 V_cylinder 计算值
16 锥段高度 H_cone 设计值
17 锥段上直径 D_cone_top 计算值
18 锥段下直径 D_cone_bottom 计算值
19 锥段体积 V_cone 计算值
20 炉膛总体积 V_furnace 计算值
21 炉膛总高度 H_furnace 计算值
三、熔池深度和直径核算
22
熔池直径 D_bath 计算值
23 熔池深度 H_bath 计算值
24 熔池深度要求 H_bath_req 设计值
25
熔池深度判断 判断值
26
熔池直径与深度
比
ratio_DH 计算值
27 比值要求 ratio_DH_req 设计值
28
比值判断 判断值
四、炉壳钢板厚度和材质强度校核
29 炉壳材质 material_shell 设计值
30 炉壳许用应力 σ_allow_shell 查表值
31 设计温度 T_design_shell 设计值
32 设计压力 P_design_shell 设计值
33 炉壳厚度计算 t_shell_calc 计算值
34 炉壳厚度要求 t_shell_req 设计值
35 炉壳厚度判断 判断值
36 热应力计算 σ_thermal 计算值
37 总应力 σ_total 计算值
38 总应力判断 判断值
五、炉衬耐材厚度和砌筑方式计算
39 炉衬耐材
material_linin
g
设计值
40 耐材密度 ρ_lining 查表值
41
耐材导热系数 k_lining 查表值
42 耐材厚度 t_lining 设计值
43 砌筑方式 method_lining 设计值
44 砖缝厚度 t_joint 设计值
45
耐材体积 V_lining 计算值
46 耐材重量 W_lining 计算值
47
耐材单价 price_lining 设计值
48
耐材总价 cost_lining 计算值
六、炉衬耐材侵蚀寿命校核
49
侵蚀速率 rate_erosion 查表值
50 耐材剩余厚度
t_lining_remai
n
设计值
51
可侵蚀厚度
t_lining_erosi
on
计算值
52 炉役次数 n_campaign 计算值
53 炉役次数要求 n_campaign_req 设计值
54 炉役次数判断 判断值
55
耐材寿命延长措
施
measures_exten
d
结论
七、转炉炉体重量计算
56 炉壳体积 V_shell 计算值
57 炉壳密度 ρ_shell 查表值
58 炉壳重量 W_shell 计算值
59 炉体总重量 W_total 计算值
60 炉体总重量密度 w_total 计算值
八、转炉炉体经济性计算
61 炉壳造价 cost_shell 计算值
62 耐材造价 cost_lining 计算值
63
安装费用 cost_install 计算值
64 总造价 cost_total 计算值
65 单位炉容造价 cost_unit 计算值
66
年运行时间 t_year 设计值
67
年维护费用 cost_maintain 计算值
68
年耐材更换费用
cost_lining_ye
ar
计算值
69
年总费用
cost_total_yea
r
计算值
70 经济性评价 evaluation 结论
计算公式 国际单位 计算结果
V_nominal=100 t 100
ratio_hotmetal=200
ratio_scrap=300
ρ_hotmetal=400
kg/m³ 7000
ρ_scrap=500
kg/m³ 7800
V_hotmetal=600
m³
V_scrap=700
m³
V_effective=800
m³ 14
ratio_volume=900
m³/t
ratio_volume_req=1000
m³/t
=1100 满足
type_furnace=1200 锥段+圆柱段
D_cylinder=1300 m
H_cylinder=1400 m
V_cylinder=1500
m³
H_cone=1600 m 1
D_cone_top=1700 m
D_cone_bottom=1800 m
V_cone=1900
m³
V_furnace=2000
m³
H_furnace=2100 m
D_bath=2200 m
H_bath=2300 m
H_bath_req=2400 m
=2500 满足
ratio_DH=2600
ratio_DH_req=2700
=2800 满足
material_shell=2900 Q345R
σ_allow_shell=3000 MPa 180
T_design_shell=3100 ℃ 450
P_design_shell=3200 MPa
t_shell_calc=3300 m
t_shell_req=3400 m
=3500 满足
σ_thermal=3600 MPa
σ_total=3700 MPa
=3800 满足
炼钢厂转炉炉体设计计算
一、公称炉容和有效炉容计算
二、炉膛形状尺寸设计
三、熔池深度和直径核算
四、炉壳钢板厚度和材质强度校核
material_lining=3900 镁碳砖
ρ_lining=4000
kg/m³ 2800
k_lining=4100 W/(m·K) 2
t_lining=4200 m
method_lining=4300 错缝砌筑
t_joint=4400 mm 2
V_lining=4500
m³
W_lining=4600 kg 22960
price_lining=4700
元/m³ 5000
cost_lining=4800 元 41000
rate_erosion=4900
mm/炉次
t_lining_remain=5000 m
t_lining_erosion=5100 m
n_campaign=5200 667
n_campaign_req=5300 1000
=5400
不满足
measures_extend=5500
增加耐材厚度
至或选用
更优质耐材
V_shell=5600
m³
ρ_shell=5700
kg/m³ 7850
W_shell=5800 kg 10676
W_total=5900 kg 33636
w_total=6000
kg/m³ 1020
cost_shell=6100 元 10880
cost_lining=6200 元 41000
cost_install=6300 元 10376
cost_total=6400 元 62256
cost_unit=6500 元/t
t_year=6600 h 8000
cost_maintain=6700 元/年 3113
cost_lining_year=6800 元/年 22275
cost_total_year=6900 元/年 25388
evaluation=7000
转炉炉体设计
满足经济性要
求，投资合理
，符合炼钢厂
生产需求
五、炉衬耐材厚度和砌筑方式计算
六、炉衬耐材侵蚀寿命校核
七、转炉炉体重量计算
八、转炉炉体经济性计算
参数说明 规范依据
转炉公称炉容 设计任务书
铁水配比 设计任务书
废钢配比 设计任务书
铁水密度 材料手册
废钢密度 材料手册
铁水体积 体积计算
废钢体积 体积计算
有效炉容 有效炉容计算
炉容比 炉容比计算
炉容比要求 YB/T -2019
验证炉容比是否符合要求 设计要求
炉膛类型 设计任务书
圆柱段直径 圆柱段高度为
圆柱段高度 设计任务书
圆柱段体积 体积计算
锥段高度 设计任务书
锥段上直径 与圆柱段直径相同
锥段下直径 锥段下直径为上直径的一半
锥段体积 体积计算
炉膛总体积 总体积计算
炉膛总高度 总高度计算
熔池直径 与圆柱段直径相同
熔池深度
深度计算
熔池深度要求 YB/T -2019
验证熔池深度是否符合要
求
设计要求
熔池直径与深度比 比值计算
比值要求 YB/T -2019
验证比值是否符合要求 设计要求
炉壳材质 设计任务书
炉壳许用应力 GB 150-2011
设计温度 设计任务书
设计压力 设计任务书
炉壳厚度计算 焊缝系数
炉壳厚度要求 设计任务书
验证炉壳厚度是否符合要
求
设计要求
热应力计算
E_shell=×10^5MPa,
α_shell=×10^-5/℃,
ΔT=200℃, ν_shell=
总应力 总应力计算
验证总应力是否符合要求 设计要求
炼钢厂转炉炉体设计计算
一、公称炉容和有效炉容计算
二、炉膛形状尺寸设计
三、熔池深度和直径核算
四、炉壳钢板厚度和材质强度校核
炉衬耐材 设计任务书
耐材密度
材料手册
耐材导热系数 材料手册
耐材厚度 设计任务书
砌筑方式 设计任务书
砖缝厚度 设计任务书
耐材体积 体积计算
耐材重量
重量计算
耐材单价 市场价格
耐材总价 总价计算
侵蚀速率 YB/T 4002-2019
耐材剩余厚度 设计任务书
可侵蚀厚度 可侵蚀厚度计算
炉役次数 炉役次数计算
炉役次数要求 设计任务书
验证炉役次数是否符合要
求
设计要求
耐材寿命延长措施 设计建议
炉壳体积 体积计算
炉壳密度 材料手册
炉壳重量 重量计算
炉体总重量 总重量计算
炉体总重量密度 重量密度计算
炉壳造价 炉壳单价8000元/m³
耐材造价
耐材单价5000元/m³
安装费用 安装费为总价的20%
总造价 总造价计算
单位炉容造价 单位炉容造价计算
年运行时间 设计任务书
年维护费用 年维护费为总价的5%
年耐材更换费用 年耐材更换费用计算
年总费用 年总费用计算
经济性评价
五、炉衬耐材厚度和砌筑方式计算
六、炉衬耐材侵蚀寿命校核
七、转炉炉体重量计算
八、转炉炉体经济性计算
