内容发布更新时间 : 2024/12/23 17:19:51星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
炉底的总厚度应由热量计算来确定，近似等于熔池深度，即为1008mm。 （5）炉壳及厚度δz
炉壳的作用除了承受炉衬和炉料的质量还要承受装料时的撞击力，同时抵抗衬砖在受热膨胀时产生的部分膨胀力。
表4.1表示炉壳厚度δz与炉壳直径D壳之间的关系。
表4.1 炉壳厚度与炉壳直径的关系
D壳/m
<3 12～15
3～4 15～20
4～6 25
>6 28～30
δz/mm
炉壳直径等于：
D壳=D熔+2δ = 5.130 + 2×0.504 = 6.138m 由上表可以取δz=29mm （6）炉门尺寸的确定
炉门尺寸在设计时应满足以下条件：a.顺利观察炉况，b.能良好的修补炉底和整个炉坡，c.料斗应能自由出入，d.能顺利取出折断的电极。电炉一般设一个加料炉门和一个出钢口，其位置相隔180°。
炉门尺寸的经验值：
炉门宽度=（0.2～0.3）D熔 ,D熔= 5.130m;本设计取B门=1.53m。
炉门高度H门=（0.75～0.85）B门=（1.148～1.301）m，本设计取1.224m。 门框应向内倾斜8°～ 12°以便于密封，本设计取10° （7）偏心炉底出钢装置 1) 无渣出钢的原理：
当出钢口钢液高度大于临界高度时，不致产生漩涡效应。出钢时钢渣分离，剩余钢水占总钢水量的21%。
2）主要尺寸参数确定：
① 出钢箱内口与中心角α为90°～ 100°，本设计取95°。 ② 出钢口偏心距L：
（4.7）
③ 出钢箱高度H内：
整个出钢过程中炉子摇到最大角度出钢时钢水不能接触水冷炉壁，并留有一定安全距离。
出钢箱内高度H内 = H +（600～800）mm，
本设计取出钢箱内高H内 = 1027 + 700 = 1727mm = 1.727m。 ④ 出钢口直径de：
钢水流速V=2gH内，求出V=5.88m/s； 本设计取出钢时间t=2min=120s； 由公式,
G?2?de?V?? （4.8） t4求出 de= 132mm。 4.1.2 变压器的设计
确定变压器的功率的目的是选择与电弧炉容量相匹配的变压器。在一般情况下，变压器的匹配和电弧炉的容量应考虑以下因素：
a.电弧炉只作为一个熔化装置或作为熔化装置； b.电弧炉，冶炼工艺；
c.当配有高功率、超高功率电弧炉、炉体结构等相关技术的C型变压器； d.选择不同功率等级的电弧炉操作系统，是间歇生产或全负荷连续生产； e.选择什么样的功率水平应考虑到工厂或工厂的供应情况； 用能量平衡计算：
P?q?G （4.9）
cosφη?电?N?t熔式中 q——熔化每吨废钢所需的电量，253.492 kW·h/t； G——废钢装入量，本设计为公称容量的70%；
cosφ——熔化期平均功率因数，0.80～0.85，本设计取0.84；
?电——电效率，≥0.9，本设计取0.95；
N——变压器功率平均利用系数，1.0～1.2，本设计取1.1； t熔——废钢熔化时间,0.5h；
求得P = 29917.72 kV·A
按国内外现行变压器额定容量（平均先进水平）见表4.2。
表4.2 现行变压器平均先进水平
额定容量（t） 70 90 100
电极（mm） 500 550 610
功率（kV·A） 50000 ～ 63000 63000 ～ 80000 75000 ～ 83000
本设计取P = 70000 kV·A 4.1.3 石墨电极的选用
(1) 初步确定电极的直径。 ① 经验公式：
0.406I2d3??极?K 式中d极——石墨电极直径，mm；
1000P额 I——电流强度，A；I = 3U = 6.24×104 A
ρ——石墨电极电阻系数，10??mm2/m； K——系数，2.1W/cm2；求得d极 = 909.58mm。
② 参照比较国内外石墨电极的直径（表4.2）： 本设计取d极 = 600mm。 （2）校核电极密度。
IIS=? (4.11) 4d2极求得，I/S=23.1A/cm2，符合设计要求。 （2）确定电极心圆直径。
D极 = （0.25 ～ 0.40）D (4.12)
取D极 = 0.31D = 0.31×5.130 = 1.59m。 4.1.4 水冷炉壁的设计
（1） 水冷炉壁的特性：
4.10）（
有自发的挂渣能力，直到挂渣层温度达到炉渣的熔点时不再挂渣有保护水冷炉壁的作用。 水冷炉壁的输出热流越大挂渣越厚，水冷炉壁承受的热流强度越大，挂渣越薄。
（2）管式水冷炉壁的结构特点：
① 管子内径选择，管内水流速，控制水冷管输出热流强度；
② 水冷炉壁由若干块水冷件组成，每块水冷件单独供水，10～15块； ③ 采用分离式炉壳（分体式炉壳）有利于水冷炉壁更换； ④ 在水冷构件上安置挂渣钉（挂渣爪），提高炉壁挂渣能力； ⑤ 控制管壁厚度，保证水冷炉壁有足够的强度。 （3）管式水冷炉壁设计参数的计算确定： 1） 最大热流强度：
2??0.9P???cos???1?2?K??3600 (4.13) ?????1.52??1?K??1?K?K2??12?R??qmax式中，P——变压器额定功率；
η——电效率，超高功率电弧炉中，η≥0.9，本设计取0.95； cosφ——功率因数，超高功率电弧炉中，cosφ=0.80～0.85，本设计取0.82； R——熔池半径，m；
K?电极心圆直径1590??0.310,一般K=0.25～0.40；
熔池直径5130求得，qmax?1.061?106kJ/m2?h 2） 水冷壁面积：
当电弧炉倾动最大角度时，水冷炉壁不能浸泡在钢液中，并留有一定安全距离，