【正文】 間歇爐為低溫預(yù)熱期）實行快速加熱，或者將預(yù)熱段也變成加熱段（連續(xù)式加熱爐），或者用提高爐溫來快速加熱（間歇式加熱爐）；在連續(xù)式加熱爐的均熱段（對間歇爐為均熱期）實行慢速加熱，或者延長均熱段長度來慢速加熱（連續(xù)式加熱爐），或者用降低熱負(fù)荷來慢速加熱（間歇式加熱爐）。加熱產(chǎn)量與污染的矛盾： 提高工業(yè)加熱爐的產(chǎn)量后，必然會過多地增加燃料供給量，導(dǎo)至燃燒器的超負(fù)荷運(yùn)行，燃燒更加不完全，排出的煙氣量也隨之增加，使溫室氣體二氧化碳、有毒氣體一氧化碳、腐蝕性氣體氧化氮、有害微粒碳黑和灰塵等的排放量都增加了，造成產(chǎn)量提高對環(huán)境污染增加的矛盾。從另一方面來說，為了提高加熱質(zhì)量，減小表面和中心的溫差和提高整體的溫度均勻性，必需延長連續(xù)式均熱段的長度（對間歇爐為均熱期的時間），也就減少了爐子的產(chǎn)量，造成與產(chǎn)量的矛盾。我們曾對一個三段式連續(xù)加熱爐耐火內(nèi)襯的不同選材方案進(jìn)行綜合評價，結(jié)果表明:用新型高技術(shù)耐火澆注料及制品替代傳統(tǒng)耐火磚和澆注料，制作加熱爐耐火內(nèi)襯，雖然前者產(chǎn)品的單價高于后者，但前者的使用壽命遠(yuǎn)高于后者，其價性比僅為后者的1/21/3，說明選用新型高技術(shù)耐火澆注料作加熱爐內(nèi)襯，其技術(shù)先進(jìn)適用，經(jīng)濟(jì)合理，是顯而易見的。所謂價性比是指在一個爐役期內(nèi)加熱爐耐火保溫內(nèi)襯的建設(shè)、維修費(fèi)用和維修停產(chǎn)損失與其壽命之比，可以表示為:這里: Ai— 價性比，萬元/年。 加熱爐內(nèi)襯選材方案的評價加熱爐耐火一保溫內(nèi)襯的設(shè)計選材，不僅要確保其使用性能可靠，工藝性能良好，還應(yīng)確保技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，這是選材的最終目標(biāo)。然而這方面的要求，往往被設(shè)計者所忽視，造成成形施工中出現(xiàn)難以克服的困難。這兩種性能主要取決于微粉，添加劑的種類、用量及加水量，一般由耐火材料生產(chǎn)和施工企業(yè)合理控制。后者不僅要承受FeO的浸蝕，還要承受鋼坯運(yùn)動所造成的強(qiáng)烈機(jī)械磨損，一般選用鉻鋼玉制品或電熔莫來石大磚較為合適。在爐襯熱面預(yù)制或裝置具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)黑體性質(zhì)的“多功能強(qiáng)輻射元件”，組成“自帶黑體窯爐內(nèi)襯”是十分有效的途徑。k 耐火、保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)，W/M我們認(rèn)為，加熱段，均熱段選用Al203，含量一60%，吊掛磚，爐筋管包扎選用A1203, +ZrO2:含量一50%，燒咀磚、蓄熱體選用A1203+ZrO2:含量60一70%左右即可。這是因為Zr02:在加熱爐工作溫度下會發(fā)生如下晶形轉(zhuǎn)變。按斷裂力學(xué)理論，前者會產(chǎn)生各部位脹縮不均，后者會出現(xiàn)體積膨脹或收縮交替變化，都可能在制品內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，這種應(yīng)力如果得不到及時吸收或釋放，必然引起制品內(nèi)部裂紋源的擴(kuò)展，當(dāng)其擴(kuò)展到臨界尺寸時，使制品整體或局部發(fā)生脆性斷裂，出現(xiàn)掉片或破壞，這是各類耐火制品，尤其是經(jīng)整體燒結(jié)耐火磚襯損壞的重要原因之一。(3)熱穩(wěn)定性:耐火內(nèi)襯在交變溫度條件下保持其體積(尺寸)、強(qiáng)度穩(wěn)定的性能，稱為熱穩(wěn)定性。應(yīng)在實踐的基礎(chǔ)上制訂這方面的標(biāo)準(zhǔn)。為此選用材料荷重軟化溫度應(yīng)高于加熱爐工作溫度100 150℃為宜。況且該結(jié)構(gòu)不易觀察齒輪齒條的嚙合情況。液壓式推鋼機(jī)由液壓缸直接推動推桿工作，結(jié)構(gòu)簡單，推力大，自重輕，速度、行程易控制，但行程不宜太大，且液壓系統(tǒng)制做、維護(hù)較困難。齒輪齒條式推鋼機(jī)通過齒輪齒條的嚙合傳動把電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)辇X條的直線運(yùn)動，帶動推桿完成推鋼。 推鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用在中厚板生產(chǎn)中，加熱爐擔(dān)負(fù)著鋼坯的加熱任務(wù)，而推鋼機(jī)是將鋼坯推進(jìn)或推出加熱爐的附屬設(shè)備，常見的加熱爐有推鋼式加熱爐和步進(jìn)式加熱爐。電力是無污染的能源。提高爐溫進(jìn)行快速加熱，提高爐溫可顯著強(qiáng)化輻射加熱，在高溫下，即使很小的溫差也能產(chǎn)生很大的傳熱速度。 加熱時間通常依經(jīng)驗公式計算，在生產(chǎn)中又常留有余量，取大數(shù)，導(dǎo)致加熱時間過長，浪費(fèi)熱能。當(dāng)溫度從900～930℃提高到980～1010℃時，可使封頭加熱壓制時間縮短10%。適當(dāng)降低加熱溫度有顯著的節(jié)能效果。 合理的加熱工藝規(guī)程也能達(dá)到很好的節(jié)能效果.(1)加熱溫度 加熱工藝設(shè)計節(jié)能 一個產(chǎn)品零部件應(yīng)具有何種性能要求，實施何種工藝過程和加熱規(guī)范，采用何種鋼材，在何種設(shè)備中加熱，這些都是加熱工序設(shè)計的要求，它在很大程度上限定了加熱過程中的能耗。當(dāng)空氣不足，則燃料不能完全燃燒。 (4)空氣消耗系數(shù)與節(jié)能 粉煤燃燒可改善煤與空氣的混合和燃燒，與塊煤相比有較好的節(jié)能效果和減少黑煙。對于大型燃煤燃燒裝置的改進(jìn)主要采用往復(fù)式爐排和鏈?zhǔn)饺紵b置，實現(xiàn)連續(xù)機(jī)械加煤和燃燒。爐壁形成高溫，強(qiáng)化輻射傳熱。 氣動霧化利用具有一定壓力的霧化劑與燃油之間的相互作用把油霧化。本公司采用F型噴嘴替代R型噴嘴可顯著節(jié)能。 油霧化的機(jī)理有：壓力霧化、氣動霧化和發(fā)泡霧化。 油的燃燒程度主要取決于油的霧化程度，一般認(rèn)為霧化顆粒小于50μ的占85％以上最為理想，油的霧化效果決定于噴嘴結(jié)構(gòu)和油的粘度。 燃料爐的節(jié)能燃料爐與電加熱爐比較，主要不同點(diǎn)是其熱源是依靠燃料燃燒和產(chǎn)生燃燒氣體。爐子密封影響氣氛控制、工件品質(zhì)和能耗。 第三，可采用圓形爐膛，替代箱形爐膛，可強(qiáng)化爐膛對工件均勻傳熱的效果，并減少爐壁散熱量。(2)爐膛結(jié)構(gòu)及強(qiáng)化熱交換使?fàn)t膛形成一個熱交換的系統(tǒng)，在加熱元件、爐襯和工件三者之間進(jìn)行熱交換。單純依靠增加爐襯厚度來降低爐外壁溫度是不合適的，因為這樣做不僅會增加爐襯儲蓄熱和成本，還相應(yīng)地減少了爐底面積（爐膛）的有效利用率。二是對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻控制，通過控制排煙量來達(dá)到控制爐壓。若使用不當(dāng)，再好的換熱器短時期內(nèi)就可能損壞，因此在系統(tǒng)中必須有保護(hù)措施:一是換熱器煙氣人口溫度控制，即煙氣稀釋法，在換熱器人口前煙道上增加一個冷卻用空氣閥門(冷空氣可來自引風(fēng)機(jī))。其他兩種價格適中，但體積相對較大。后者為普通風(fēng)機(jī)，但排煙效率低，功率應(yīng)相對較大，有能量轉(zhuǎn)換損失也可用變頻控制。當(dāng)煙道阻力500600Pa時，推薦自然排煙方式，該方式無動力消耗，運(yùn)行成本低，但隨煙囪高度的增加，建筑費(fèi)用將激增。煙囪底部應(yīng)設(shè)人孔烈備烘烤煙囪、扒灰和修理內(nèi)襯之用。煙囪結(jié)構(gòu)有磚煙囪、鋼筋混凝土煙囪(內(nèi)襯磚)和金屬煙囪(有的襯磚省的不襯磚)。當(dāng)煙道內(nèi)設(shè)有余熱回收裝置時，一般要設(shè)置分煙道和相應(yīng)的煙道閘板。對于穿過有動載荷(如車輛通過)的地段，穿過料場或成品庫以及汽錘等振動較大的操作區(qū)域的煙道，應(yīng)該用混凝土框把煙道包起來。三是采用熱交換器，最大程度地回收煙氣熱量以預(yù)熱助燃空氣。若燒嘴沒有形成穩(wěn)定火焰或熄火時，自動點(diǎn)火控制器不能接受到監(jiān)測信號，此時進(jìn)人故障狀態(tài)，輸出一個故障信號，自動點(diǎn)火控制器自動切斷燃?xì)怆姶砰y。每次燒嘴點(diǎn)火前應(yīng)啟動氮?dú)?也有用空氣的)吹掃系統(tǒng)，對燃?xì)夤艿来祾咭欢〞r間，耗氣量約為管道容積的35倍，以清除燒嘴前燃?xì)夤艿纼?nèi)殘留的可燃性混合氣體，然后再將空氣管道至燒嘴間閥門開啟至最大位置，啟動爐膛空氣吹掃系統(tǒng)，用助燃風(fēng)機(jī)對爐膛進(jìn)行吹掃。為確保燒嘴能合理燃燒，PLC應(yīng)輸人助燃空氣量隨溫度變化的邏輯程序，用實測的熱空氣溫度信號對其進(jìn)行流量補(bǔ)償。(4)其他控制技術(shù)①助燃空氣溫度一流量控制。該閥通過電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位。工作原理是由熱電偶或氣體分析裝置檢測出來的數(shù)據(jù)傳送到PLC與其設(shè)定值進(jìn)行比較，偏差值按比例積分、微分運(yùn)算輸出420 mA的電信號分別對空氣/燃?xì)獗壤y和空氣/燃?xì)怆妱拥y的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到控制空氣/燃?xì)獗壤蜖t內(nèi)溫度之目的。爐子加熱段燒嘴配置的功率要大，數(shù)量要多，爐膛溫度相對較高，使鋼錠快速加熱到設(shè)定溫度。下面是二段式和三段式加熱爐爐溫時間表比較，圖（a）是二段式 ，圖（b）為三段式。爐頂輪廓曲線變化是很大的，它大致與爐溫曲線相一致，及爐溫高的區(qū)域爐頂也高，爐溫低的區(qū)域，其爐頂也相應(yīng)的壓低。三段式連續(xù)加熱爐。稱為爐頭，下加熱的燃燒室設(shè)在兩側(cè)，成為腰爐。爐子的熱工制度和爐型。在1967年以前，所有的現(xiàn)代軋機(jī)都是采用推鋼式爐。此外，爐子的平臺、欄桿及扶梯等，也都用于鋼結(jié)構(gòu)的范圍，應(yīng)根據(jù)爐子的具體情況來設(shè)置。鋼鐵下端大都固定在爐子基礎(chǔ)上。其作用是：(1)加固爐子砌體，承受爐子拱頂?shù)乃椒至蛘郀t子吊頂?shù)娜恐亓?，并把它們的作用力傳到爐子基礎(chǔ)上。(4)爐子基礎(chǔ)應(yīng)盡可能地建于地下水面以上，以免由于地下水的侵入而損壞基礎(chǔ)的強(qiáng)度。在設(shè)計和修筑爐子基礎(chǔ)時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)混凝土任何部分的溫度都不允許超過300℃，否則混凝土就會變質(zhì)而壓壞。爐子基礎(chǔ)和鋼結(jié)構(gòu)：修建爐子時必須打好爐子基礎(chǔ)。加熱爐的爐底結(jié)構(gòu)型式基本有兩種：①固定式爐底一—被處理的爐料推鋼機(jī)推動在爐底上移動。這種結(jié)構(gòu)的爐頂磚上面也不宜敷設(shè)絕熱層。圖中(6)；(f)是頸吊式吊掛結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的每一塊吊磚都有一個夾鉤和一個吊桿。吊頂是由一些特制的異形磚組成的，異形磚用金屬吊桿單獨(dú)地或成組地吊在護(hù)子鋼結(jié)構(gòu)上。拱頂可用楔形磚砌筑或不定形耐火材料搗制而成，結(jié)構(gòu)參見圖1—3。爐頂是否牢固可靠，對爐子工作有重大影響。為防止砌體破壞，爐墻應(yīng)盡量避免直接承受附加負(fù)荷，爐門、冷卻水管等構(gòu)件應(yīng)設(shè)置在鋼結(jié)構(gòu)上。端墻厚度應(yīng)視燒嘴孔道尺寸而定，一般為2．5—4塊磚厚。為減少散熱和蓄熱損失，爐墻應(yīng)設(shè)有絕熱層。因此，要求構(gòu)成爐墻、爐頂和爐底等所用的材料、結(jié)構(gòu)型式的尺寸等，都必須適應(yīng)這一特點(diǎn)，以保證爐子的正常工作。下面僅對熱工工藝系統(tǒng)中的主要組成部分加以介紹。爐子其他各部分的任務(wù)是為工作室內(nèi)所進(jìn)行的熱工工藝過程提供有利條件。包括爐子的工作室(爐膛)、供熱系統(tǒng)（油泵、管道、燃燒裝置等)、排煙系統(tǒng)(煙道、煙閘、換熱器、余熱鍋爐、煙囪、排煙機(jī)等)及冷卻系統(tǒng)等。5：火焰爐通常是直接加熱式，但如果有特殊要求，也可以進(jìn)行間接加熱。2：燃料的供應(yīng)一般比較充足，價格也比較低。在加熱過程中每一區(qū)段的溫度是不變的，工件由低溫的預(yù)熱區(qū)逐步進(jìn)入高溫的加熱區(qū)，如連續(xù)式加熱爐和熱處理爐、環(huán)形爐、步進(jìn)式爐、振底式爐等。大型臺車式爐火焰爐的燃料來源廣，價格低，便于因地制宜采取不同的結(jié)構(gòu)，有利于降低生產(chǎn)費(fèi)用，但火焰爐難于實現(xiàn)精確控制，對環(huán)境污染嚴(yán)重，熱效率較低。為便于加熱大型工件，又出現(xiàn)了適于加熱鋼錠和大鋼坯的臺車式爐，為了加熱長形桿件還出現(xiàn)了井式爐。20世紀(jì)20年代后又出現(xiàn)了能夠提高爐子生產(chǎn)率和改善勞動條件的各種機(jī)械化、自動化爐型。1794年，世界上出現(xiàn)了熔煉鑄鐵的直筒形沖天爐。目前，國內(nèi)的連續(xù)式加熱爐正在經(jīng)歷從推鋼式到步進(jìn)式的轉(zhuǎn)變過程，雖然步進(jìn)式加熱爐有其優(yōu)點(diǎn)，但是推鋼式加熱爐也有很多可取之處，推鋼式爐和步進(jìn)式爐有同等的效果，并且推鋼式加熱爐一次性投資少，維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用低。s structure as well as industry stove39。本文設(shè)計的加熱爐是三段式推鋼加熱爐，在設(shè)計的參數(shù)選擇上體現(xiàn)了“三高一低”的理論，并對該加熱爐一些技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行評述。然后對120噸/小時的推鋼式加熱爐的設(shè)計計算。s condition and its development direction has made the statement, emphatically to industry stove39。s design calculation to 120 tons/ hour. this article designs the heating furnace is the triad pushes the steel heating furnace, has manifested “three high one low” the theory in the design parameter choice, and carries on the narration to this heating furnace some technologies and the economic indicator.Key words: Industry stove Energy conservation “three high one low” 目錄文獻(xiàn)綜述 6 6 6 火焰爐結(jié)構(gòu) 7 火焰爐的組成 8 11 13 燒嘴及其分布 13 燃燒控制技術(shù) 13 15 15 煙囪 15 排煙方式 16 換熱器及其保護(hù) 16 爐膛壓力控制 16 17 工業(yè)爐節(jié)能的幾個措施 17 燃料爐的節(jié)能 18 加熱工藝設(shè)計節(jié)能 19 常規(guī)加熱工藝規(guī)程節(jié)能 19 20 推鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用 20 推鋼機(jī)種類 20 雙機(jī)架齒輪齒條式推鋼機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 20 21 使用性能 21 熱性能 21 其它特殊性能要求 23 工藝性能 23 加熱爐內(nèi)襯選材方案的評價 23 結(jié)論 24 工業(yè)爐的發(fā)展方向 24“三高一低”理論 26 “三高一低”理論的技術(shù)基礎(chǔ) 26： 28 28 28 30 金屬加熱計算 32 鋼坯的均熱時間及溫度參數(shù) 33 加熱段爐氣溫度 34 燃料利用系數(shù)及預(yù)熱段加熱時間 34 各段金屬加熱時間 37 爐子主要尺寸計算 38 爐子長度計算 38 爐門數(shù)量和尺寸的確定 39 41 41 41 46 46 燒嘴的選用 46 48 56（引風(fēng)機(jī)選擇） 62結(jié)論 67附錄：英文翻譯及原文 69文獻(xiàn)綜述前言 高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、低成本、低污染反映了軋鋼加熱爐的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，用少投入實現(xiàn)產(chǎn)能的最大化，是企業(yè)和熱工工作者的追求目標(biāo)，亦是軋鋼加熱爐的發(fā)展趨向。中國在商代出現(xiàn)了較為完善的煉銅爐，在春秋戰(zhàn)國時期，人們在熔銅爐的基礎(chǔ)上進(jìn)一步掌握了提高爐溫的技術(shù)，從而生產(chǎn)出了鑄鐵。1900年前后，電能供應(yīng)逐漸充足，開始使用各種電阻爐、電弧爐和有芯感應(yīng)爐。后來又出現(xiàn)了電子束爐，利用電子束來沖擊固態(tài)燃料，能強(qiáng)化表面加熱和熔化高熔點(diǎn)的材料。工業(yè)爐按供熱方式分為兩類：一類是火焰爐(或稱燃料爐)，用固體、液體或氣體燃料在爐內(nèi)的燃燒熱量對工件進(jìn)行加熱；第二類是電爐，在爐內(nèi)將電能轉(zhuǎn)化為熱量進(jìn)行加熱