【正文】 要有 3 種途徑 : (1) 加熱新鮮空氣 ,使參與燃燒的空氣提高溫度 。此時加熱時間若很長 ,對退火效果并不好。三者可以根據(jù)具體情況選用。 爐子的余熱利用和加熱工藝問題 爐中燃燒產(chǎn) 物和煙氣在加熱工件后 , 仍具有相當高的溫度 ,由它帶走的熱量叫做余熱。由于工業(yè)窯爐工作的特點 ,爐體結(jié)構(gòu)不僅要有好的保溫性能 ,還要具備良好的強度、耐磨、耐火度等物理性能。其作用是將工件加熱進行熱處理 ,由于各個工廠的產(chǎn)品不同 ,裝爐處理的零件也是形形色色 ,有薄殼形的 ,也有厚塊形的 ,有大的 ,有小的等等 , 所以對這種爐子加熱室的設(shè)計 ,在形狀、大小和結(jié)構(gòu)上的變化都很大 ,而這些因素對于保證爐子裝載是否合理 ,加熱效率的高低影響很大。 (2) 多種固體燃料的“組合燃燒”單純的煙煤“組合燃燒” ,要依靠工藝規(guī)程來實現(xiàn)多種固體燃料的組合燃燒 :如碎焦和煙煤 ,無煙煤和煙煤的組合燃燒 ,可以降低工藝 要求 ,從而獲得更廣泛的應(yīng)用。以退火用的加熱爐為例 ,隨工件形狀、生產(chǎn)方式 (連續(xù)的或間歇的 ) 、能源的種類等的不同 , 都影響爐窯的結(jié)構(gòu)。發(fā)展生產(chǎn)理應(yīng)節(jié)能降耗、減少污染 ,否則 ,隨著生產(chǎn)的成倍增長 ,煙塵廢氣的排放量也將成倍增長 ,導(dǎo)致環(huán)境嚴重惡化。由于以上特點，將高爐煤氣或焦爐煤氣于天然氣使用，混合氣體燃料在冶金企業(yè)中一直占有很重要的地位，綜合以上特點，綜合考慮采用混合氣體作為燃料是比較合理的。按照需要可用配合的辦法得到任何發(fā)熱量的煤氣。熱工參數(shù)的檢測與控制的使用，可以改善燃燒，降低能耗，保證工藝要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。所以一般在工業(yè)爐的使用過程中，經(jīng)常利用換熱器或蓄熱室來利用煙氣產(chǎn)生的余熱，預(yù)熱空氣和煤氣，在本次設(shè)計的過程中，我就利用了換熱 器來預(yù)熱煤氣和空氣，從而節(jié)約了一定的燃料。 工業(yè)爐在完成工藝任務(wù)時，產(chǎn)生大量余熱，如不及時回收利用，馬上“煙消熱散”，不可再利用。從 80年代至今，我國成功地自行開發(fā)、研制了多種適合國情的燃燒裝置，如平焰燒嘴、高速燒嘴、自身預(yù)熱燒嘴、低氧化氮燒嘴和蓄熱式燒嘴等。 解決能源短缺靠兩手，一手是開源，一手是節(jié)流。由此可見，燃料爐在我國工業(yè)爐中起了舉足輕重的作用。 20 世紀 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械化、自動化爐型。后來又出現(xiàn)了電子束爐，利用電子束來沖擊固態(tài)燃料，能強化表面加熱和熔化高熔點的材料。后到 1864 年，法國人馬丁運用英國人西門子的蓄熱式爐原理，建造了用氣體燃料加熱的第一臺煉鋼平爐。 工業(yè)爐的歷史發(fā)展過程 工業(yè)爐的創(chuàng)造和發(fā)展對人類進步起著十分重要的作用。電爐的特點是爐溫均勻和便于實現(xiàn)自動控制，加熱質(zhì)量好。機械工業(yè)應(yīng)用的工業(yè)爐有多種類型， 如 在鑄造車間，有熔煉金屬的沖天爐、感應(yīng)爐、電阻爐、電弧爐、真空爐、平爐、坩堝爐 ， 烘烤砂型的砂型干燥爐、鐵合金烘爐和鑄件退火爐等等；在鍛壓車間，有對鋼錠或鋼坯進行鍛前加熱的各種加熱爐，和鍛后消除應(yīng)力的熱處理爐；在金屬熱處理車間，有改善工件機械性 能的各種退火、正火、淬火和回火的熱處理爐；在焊沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 一、文獻綜述 2 接車間，有焊件的焊前預(yù)熱爐和焊后回火爐；在粉末冶金車間有燒結(jié)金屬的加熱爐等。我國工業(yè)爐的發(fā)展現(xiàn)狀以及前人的理論實踐的基礎(chǔ)上，查找相關(guān)工業(yè)爐資料，參考相關(guān)的文獻手冊，設(shè)計了這座以天然氣和高爐煤氣為燃料的推鋼式連續(xù)加熱爐。當前工業(yè)爐每年消耗大量的能源，工業(yè)爐排放的煙塵對環(huán)境也造成極大的污染，因此，工業(yè)爐的節(jié)能和環(huán)保就成為當務(wù)之急，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要措施。 energy conservation。 關(guān)鍵詞： 加熱爐； 金屬加熱； 應(yīng)力； 節(jié)能； 燃燒沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué) 位論文 abstract Abstract Industrial furnace is the key which is used in is widely used in various sectors of the national economy. It takes a very important position in the production of various industrial sectors. As Chineses socialist market economic system establishment and constant improvement, Chineses industrial develop rapidely. Metal heating areas has larger changes in the structure of industrial furnace. Materials of building furnace, fuel type, heating method and bustion systems and thermal control are linked to environmental protection closely. Today39。 本設(shè)計借鑒了前人所積累的經(jīng)驗，采用先進的燃燒技術(shù)、合理的爐襯結(jié)構(gòu)形式、排煙系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)，并結(jié)合當今一些先進的工藝技術(shù)，結(jié)合課題的要求，設(shè)計了本連續(xù)式加熱爐。一般習(xí)慣上所說的工業(yè)爐多指由推鋼機運料的推鋼式連續(xù)加熱爐，推鋼式加熱爐是鋼鐵企業(yè)最常見的爐型。其中預(yù)熱段是工業(yè)爐的非供熱段，位于進料端，利用燃燒產(chǎn)物的廢熱預(yù)熱物料，加熱段為供熱段，具有燃燒區(qū)，可提高爐溫，給物料加熱。金屬加熱領(lǐng)域也有了較大的變化，工業(yè)爐爐型結(jié)構(gòu)、筑爐材料、燃料種類、加熱方式與燃燒系統(tǒng)、熱工測量控制和環(huán)境保護方面緊密聯(lián)系起來。 隨著我國社會主義市場經(jīng)濟體制的建立和不斷完善，我國的工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛發(fā)展。按照爐溫分布，沿爐長方向上分為預(yù)熱段、加熱段和均熱段。機械工業(yè)應(yīng)用的工業(yè)爐有多種類型，如在鑄造車間，有熔煉金屬的沖天爐、感應(yīng)爐、電阻爐、電弧爐、真空爐、平爐、坩堝爐，烘烤砂型的砂型干燥爐、鐵合金烘爐和鑄件退火爐等等；在鍛壓車間，有對鋼錠或鋼坯進行鍛前加熱的 各種加熱爐，沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 內(nèi)容摘要 和鍛后消除應(yīng)力的熱處理爐；在金屬熱處理車間，有改善工件機械性能的各種退火、正火、淬火和回火的熱處理爐；在粉末冶金車間有燒結(jié)金屬的加熱爐等。為了消除物料在加熱段水冷滑道產(chǎn)生的水底黑印，在爐子尾部設(shè)置了均 熱段，同時減小斷面溫差。 經(jīng)過對加熱爐基本理論學(xué)習(xí)和實際設(shè)計過程的計算，進一步掌握連續(xù)加熱爐的選擇和應(yīng)用，為以后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)。 metal heating。可持續(xù)發(fā)展觀念不是權(quán)宜之計，而應(yīng)成為每一個國家的國策。燃料爐在我國工業(yè)爐中起著舉足輕重的作用，它必需滿足高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、少污染的生產(chǎn)要求，要全方面思考，從總體上解決問題，走可持續(xù)發(fā)展的道路。 工業(yè)爐的主要組成部分有：工業(yè)爐砌體、工業(yè)爐排煙系統(tǒng)、工業(yè)爐預(yù)熱器和工業(yè)爐燃燒裝置等。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)費用，但火焰爐難于實現(xiàn)精確控制，對環(huán)境污染嚴重，熱效率較低。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、步進式爐、振底式爐等 。 1794 年，世界上出現(xiàn)了熔煉鑄鐵的直筒形沖天爐。 二十世紀 五十 年代，無芯感應(yīng)爐得到迅速發(fā)展。 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。工業(yè)爐中燃料爐能耗占工業(yè)爐總能耗的 92%，其中固體燃料約占 70% ，液體燃料約占20% ，氣體燃料 約占 10% ．電爐按臺數(shù)計算占 45% ，而能耗僅占工業(yè)爐總能耗的8%左右。我國的能源狀況：優(yōu)質(zhì)燃料少當今世界，使用的一次能源主要是化石能源（煤炭、石油和天然氣），我國所占比例在 90%以上。燃燒裝置是燃料爐的“心臟”，它工作的好壞直接影響工業(yè)爐的燃料消耗，所以，在工業(yè)爐上要求燃燒裝置具有高效、節(jié)能性能。在本次設(shè)計的過程中，經(jīng)過分析、研究我才采用了自身預(yù)熱燒嘴來完成燃料的燃燒過程。在以往的一些實驗中，一般助燃空氣溫度每提高 100℃，可節(jié)約燃 5%。各種熱工參數(shù)的檢測與控制的好壞直接關(guān)系到燃料的利用情況。 天然氣和高爐煤氣的綜合應(yīng)用 在各種燃料中，氣體燃料的的燃燒過程最容易控制，也最容易實現(xiàn)自動調(diào)節(jié) 。我們可以經(jīng)這些廢氣重新加以利用，在冶金聯(lián)合企業(yè)中，采 用煤氣作為冶金爐燃料，單獨使用高爐煤氣或焦爐煤氣未嘗不可，但應(yīng)考慮到在單獨使用高爐煤氣，獲得的燃燒速度比較慢，燃料的消耗量大，爐膛的溫度較低，大量地單獨使用高爐煤氣或焦爐煤氣不利于整個企業(yè)的燃料平衡。而節(jié)能和環(huán)保問 題在我國經(jīng)濟發(fā)展中又具有特別重大的意義。工業(yè)爐窯的種類極多 ,即使同類型的爐子也有大小、形狀、工藝等差異。在一定的技術(shù)條件下 ,在煙煤中加入適量的水 ,并經(jīng)混合和捆料后 ,加入爐中 ,能完全燃燒 ,而達到節(jié)能和消煙除塵的目的。 沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 一、文獻綜述 6 爐型設(shè)計的研究 以退火用加熱爐作為典型進行了研究。為了提高熱效率應(yīng)該采用新型的耐火、保溫材料。實踐證明 , 這些復(fù)合結(jié)構(gòu)不但保溫隔熱 ,而且成本低 ,在 1300℃ 以下應(yīng)用可靠。 (3)加熱其他物質(zhì) ,如熱水。以滲碳體石墨化為例 , 在同樣的高溫下 , 當升溫時 ,石墨在奧氏體中處于溶解狀態(tài)。 爐子的余熱利用和加熱工藝問題 爐中燃燒產(chǎn)物和煙氣在加熱工件后 , 仍具有相當高的溫度 ,由它帶走的熱量叫做余熱。三 者可以根據(jù)具體情況選用。此時加熱時間若很長 ,對退火效果并不好。節(jié)能是中國能源戰(zhàn)略和政策的核心 , 解決能源和資源問題 ,最根本的還是要靠科技進步。包括計算單位燃料進行完全燃燒的空氣量，燃燒產(chǎn)物煙氣生成量 、燃燒產(chǎn)物成分、及其密度，燃料理論燃燒溫度，燃料低位發(fā)熱量。 當工業(yè)爐生產(chǎn)時，我們設(shè)定當時的溫度 為： t 空 =20℃ ， 得 c 空 = KJ/ 3m ，并設(shè)燃料完全燃燒后，理論燃燒溫度為 t 產(chǎn) =18002100℃，查表和公式得： c 產(chǎn) = ＋ = KJ/標 3m 設(shè) 分Q =0；由公式得： 產(chǎn)分燃產(chǎn)低理 CV tn???? =產(chǎn)分燃燃空空低 CV QtCtCLQnn ??? = ? ??? =2077 ℃≮ 1800 ℃ 因此，可滿足連續(xù)式加熱爐加熱工藝要求。 計算爐膛熱交換各參數(shù)必須先確定爐膛的主要尺寸。取推鋼比 E=200， P=26000 kg/h， l=， 2S=，代入 E2sLH Pn ????得爐內(nèi)物料擺放排數(shù)： 26000 ?????n ，取 n=1，故取單排。 （ 3） 爐膛的各段高度個度爐寬查表取各段高度 ， 對雙面加熱連續(xù)加熱爐而言，爐膛高度分為上爐膛高度和下爐膛高度（亦稱深度）。采用平頂時不受爐寬的限制。(3)爐氣溫度 Tg（ K）。 預(yù) L =(2?+? ) 預(yù)L ㎡ = 預(yù)L 3m 均F =(2 均上H +） 加熱爐內(nèi)的金屬加熱計算，可按預(yù) 熱段，加熱段，均熱段分別進行計算。 h K)， s=, 設(shè) 均2t =1150℃，查表 37[3]得 2? = W/(m 輻F — 加熱段向預(yù)熱段的輻射熱流密度。 h) 其中 1tg = 2tg = 3tg =1130℃， S=， 均t =661℃， 加預(yù)均KMCg = KJ/（㎡． h﹒ 4K ），1 ? =(m h) 求解得出 ?311 sq表 =152 代入上式重新計算 21q表 =? ???????? ?????? ????????? ?44100 152273661100 2731 1 3 0=576960 KJ/(㎡取 1q表 =585293 KJ/(㎡ h) ② 雙面加熱段平均熱流 加均q =2121qqlnqq表表表表 ? =274412852935ln 274412852935 ?=376879 KJ/(㎡ 則 L 效 = ? ? ???? ??=17782mm 爐子各段（預(yù)熱段、加熱段、均熱段）的有效長度，可根據(jù)料坯在各段的金屬沈陽化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 二、 設(shè)計計算書 26 加熱時間計算。 （ 2） 爐子結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)的確定 ① 有效爐底面積 F效 =L效 B=?=50 ㎡ ② 鋼壓爐底面積 F鋼 =L效 LM =?=41 ㎡ ③爐底利用系數(shù) 效鋼F F =5041 = ④有效爐底強度 效H =效FP = 5026000 =520 ㎏ /㎡ ⑤鋼壓爐底強度 鋼H =鋼FP = 4126000 =634 ㎏ /㎡ （ 3） 爐門