【正文】 單位熱耗 3） 爐腔熱效率 4） 爐子熱效率 為了給爐子提高生產(chǎn)率留有余量，即標(biāo)m3/h 燒嘴的選用1)燃料種類(lèi)：混合煤氣2)煤氣低發(fā)熱值：10050kJ/標(biāo)m33)爐子最大燃料消耗量：B實(shí)=4)爐子最大濕空氣需要量：V空。B=281506612＝b）鋼壓爐底面積：F＝L根數(shù)：n＝l/a＝3000/1800＝，這里取n＝2，又因?yàn)槭请p排料，所以總的縱水管根數(shù)為4根。爐子出料端端墻外緣到下滑坡與爐內(nèi)滑道交點(diǎn)的距離A，為了施工方便，取A=1900mm則， L=28150+1100+1600=30850mm 爐門(mén)數(shù)量和尺寸的確定1)進(jìn)、出料爐門(mén)本設(shè)計(jì)爐型采用端進(jìn)，端出料結(jié)構(gòu)，對(duì)于該結(jié)構(gòu)，端出爐門(mén)基本同進(jìn)料爐門(mén)。K) 金屬加熱計(jì)算金屬加熱計(jì)算是連續(xù)加熱爐全部熱工計(jì)算的核心，其主要目的是確定金屬在爐內(nèi)的加熱時(shí)間，指金屬?gòu)娜霠t開(kāi)始加熱到工藝所要求的溫度出爐時(shí)所需要的時(shí)間。2）計(jì)算爐膛相關(guān)尺寸a) 各段爐底面積加熱段爐底面積 F加底=B L= L預(yù)熱段爐底面積 F預(yù)底=B L= L均熱段爐底面積 F均底=B L= Lb） 加熱段 F加內(nèi)=(2 H加+B) L=(2+) L= L預(yù)熱段 F預(yù)內(nèi)=(2 H預(yù)+B) L=(2+) L= L均熱段 F均內(nèi)=(2 H均+B) L均=(2+)L均=c）各段包圍爐氣內(nèi)表面積加熱段 F加= F加底+ F加內(nèi)=＋＝預(yù)熱段 F預(yù)= F預(yù)底+ F預(yù)內(nèi)=+= L均熱段 F均= F均底+ F均內(nèi)=+ L= Ld）各段充滿爐氣的空腔體積加熱段 V加=BH加L=L＝ L預(yù)熱段 V預(yù)=BH預(yù)L=L= L均熱段 V均=BH均L=L= L3）計(jì)算各段平均有效射程數(shù) 加熱段 S=4 L/＝預(yù)熱段 S=4 L/ L＝均熱段 S=4 L/ L＝4）計(jì)算爐氣中CO和HO汽分壓 由燃料燃燒計(jì)算（見(jiàn)表3）得：P＝P＝5）計(jì)算各段爐氣溫度 加熱段爐氣溫度比金屬加熱終了時(shí)的表面溫度高150～200℃，則T＝T+150＝1250+150＝1400℃設(shè)均熱段爐氣溫度比金屬加熱終了時(shí)的表面溫度高30～50℃，則T＝T+50＝1250+50＝1300℃而預(yù)熱段爐氣溫度變化規(guī)律近似為線型，則T＝（T＋T）/2＝（1400+800）/2＝1100℃6）計(jì)算各段爐氣黑度加熱段其中PCO2= PH2O=S= T=1400℃帶入得： ＝預(yù)熱段 其中PCO2= PH2O=S= T=1100℃ 帶入得： ＝均熱段其中PCO2= PH2O=S= T=1300℃ 帶入得： ＝7)計(jì)算各段爐墻和爐壁對(duì)金屬的角度系數(shù) 對(duì)于平定結(jié)構(gòu)，按文獻(xiàn)一中式（2－4）、（2－6）、（2－8）得：＝＝＝＝＝＝＝＝＝8）計(jì)算各段導(dǎo)來(lái)輻射系數(shù)導(dǎo)來(lái)輻射系數(shù) 其中—爐氣的黑度—爐料的黑度—爐壁對(duì)金屬的角度系數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)一中表（2－1）可得，爐料的黑度＝＝＝ KJ/(m工業(yè)加熱爐是工廠中的一個(gè)局部環(huán)節(jié)，其中涉及到各設(shè)備間的協(xié)調(diào)、調(diào)度和管理，這就需要更高層次的管理優(yōu)化控制，這是難度更高和因素更復(fù)雜的計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型，因而其水平更高，而實(shí)現(xiàn)起來(lái)也更困難。同時(shí)大大地降低爐子的熱惰性，可適應(yīng)工業(yè)爐自動(dòng)控制快速升溫和降溫的要求。這些新技術(shù)和新產(chǎn)品有： (1)蓄熱室式高回收熱交換設(shè)備.最近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究制造了一種新型的蓄熱式熱交換裝置，這一改過(guò)去蓄熱室的結(jié)構(gòu)龐大，換向時(shí)間長(zhǎng)，排煙溫度高，熱回收率低和預(yù)熱溫度低而波動(dòng)大等缺點(diǎn)。如果不能奏效時(shí)，可以從提高燃料的發(fā)熱值，提高助燃劑的含氧量和提高助燃劑和燃料的預(yù)熱溫度著手，從而提高燃燒溫度和爐溫，增加傳給被加熱物的熱量，由此可以提高爐子的產(chǎn)量，并為高溫慢加熱創(chuàng)造條件。加熱質(zhì)量與低消耗的矛盾： 要提高工業(yè)加熱爐產(chǎn)品的質(zhì)量，減小加熱材料的斷面溫差和提高整體溫度的均勻性，就必須延長(zhǎng)連續(xù)式的均熱段的長(zhǎng)度（對(duì)間歇爐為均熱期的時(shí)間），這必然會(huì)增加工業(yè)加熱爐的燃料消耗量和降低工業(yè)加熱爐的生產(chǎn)量，也就使加熱質(zhì)量和低消耗產(chǎn)生了矛盾。顯然，A值小，表明選材方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。選用超微粉結(jié)合的超低水泥高鋁澆注料和鋁錯(cuò)質(zhì)澆注料，配合適量的添加劑、防爆劑，可以大幅度減小澆注用水量，使烘烤順行，并獲以二次莫來(lái)石結(jié)合相為主的組織結(jié)構(gòu)，確保內(nèi)襯有優(yōu)良的使用性能。耐火澆注料的工藝性能，包括以下三個(gè)方面:施工工藝性主要指流動(dòng)性和凝固性能，對(duì)確保施工是否順行，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，確保澆注體質(zhì)量有直接的影響。(5)傳熱性:強(qiáng)化爐內(nèi)傳熱，尤其是爐襯與工件之間的輻射傳熱，對(duì)于提高加熱質(zhì)量，節(jié)約能源有重要意義。實(shí)踐證明，過(guò)高的Al203,含量，不僅增高材料成本，而且還會(huì)惡化內(nèi)襯的熱穩(wěn)定性。加熱爐的蓄熱體，燒咀磚、吊掛磚和水冷爐筋管包扎等所用耐火材料，其內(nèi)部溫度梯度大或承受頻繁溫度變化。可惜不論國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，尚無(wú)這方面規(guī)定。無(wú)論采用下置式還是上置式，都存在維修時(shí)更換零、部件困難的問(wèn)題，尤其是更換下部零件時(shí)，需要把箱體層層拆分開(kāi)。 推鋼機(jī)種類(lèi)推鋼機(jī)的種類(lèi)很多，常見(jiàn)的有齒輪齒條式、絲杠螺母式、曲柄連桿式、液壓式等，還有的推機(jī)把齒輪齒條傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)相結(jié)合，形成了液壓齒條式，它們各有特點(diǎn)。 目前加熱爐生產(chǎn)中所用的能源有電力和燃料。提高加熱溫度，加快碳在鋼中的擴(kuò)散速度，可顯著縮短加熱時(shí)間。滿載的加熱爐熱效率高于間隙式加熱爐。 在燃料燃燒中，空氣消耗系數(shù)的值對(duì)爐子的能耗有很大影響。優(yōu)良的氣體燒嘴，能自動(dòng)調(diào)節(jié)燃?xì)馀c空氣比比例，燃燒的火焰在爐內(nèi)應(yīng)能強(qiáng)化爐內(nèi)熱交換。發(fā)泡霧化燃燒器適用于粘度較大的重油和渣油燃燒，其節(jié)油率可達(dá)6％以上。壓力噴射霧化式的油壓比例調(diào)節(jié)噴嘴（F型噴嘴），以油壓為調(diào)風(fēng)的動(dòng)力，調(diào)節(jié)時(shí)自動(dòng)地隨之調(diào)風(fēng)，自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)油風(fēng)比例的調(diào)節(jié)。也可采用輻射管加熱元件有利于爐溫均勻和節(jié)能。 其次在不增大爐膛空間容積的前提下，加大爐內(nèi)壁的面積，以增大熱交換面積，如采用波紋形的爐頂。 工業(yè)爐節(jié)能的幾個(gè)措施 (1)爐襯 爐襯在保證爐子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐熱度的前提下，應(yīng)盡量提高保溫能力和減少儲(chǔ)蓄熱。換熱器的工作環(huán)境也是換熱器壽命的重要保證。前者采用的是高溫風(fēng)機(jī)，開(kāi)爐時(shí)因煙氣溫度低風(fēng)機(jī)負(fù)荷較大，爐子正常工作時(shí)又因?yàn)楦邷責(zé)煔獾淖陨沓榱κ癸L(fēng)機(jī)負(fù)荷下降，因此引風(fēng)機(jī)應(yīng)變頻控制，此方案雖然有煙囪高度小的優(yōu)點(diǎn)，但因排煙溫度高，風(fēng)機(jī)易損壞而會(huì)造成停爐事故。煙囪必須有獨(dú)立的基礎(chǔ)，不能與煙道基礎(chǔ)相連，以免煙囪下沉?xí)r煙道基礎(chǔ)斷裂。煙道布置要盡量縮短長(zhǎng)度和減少煙氣流動(dòng)阻力損失，要與廠房柱基、設(shè)備基礎(chǔ)和電纜等保持一定的距離，以免它們受煙道溫度的影響。二是精確控制爐膛壓力。燃燒設(shè)備的爆炸事故大多為燒嘴點(diǎn)火時(shí)引起的。數(shù)字化脈沖控制的工作原理(圖5)是在一段時(shí)間內(nèi)燃?xì)饪偭坎蛔兊那闆r下，根據(jù)預(yù)調(diào)好的空氣/燃?xì)獗龋磿r(shí)序分配的結(jié)果，對(duì)各燒嘴的燃燒功率進(jìn)行大小火控制，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)各區(qū)的供熱量與負(fù)荷的合理配置。目前大規(guī)格鋼錠推鋼式加熱爐可選用的燃燒自控方式通常有:(1)空燃比例連續(xù)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃?xì)獗壤y、空氣/燃?xì)怆妱?dòng)蝶閥、空氣/燃?xì)饬髁坑?jì)、熱電偶、氣體分析裝置、PLC等組成。但是也有的爐子著眼于強(qiáng)化加熱，使加熱段相對(duì)的延長(zhǎng)，加熱段與預(yù)熱段的界限也不在十分的明顯。因而需要給下加熱燃料多供給些。推鋼式選用合理的溫度制度和供熱制度，降低爐內(nèi)的最高溫度和廢氣排放溫度，提高爐內(nèi)燃燒產(chǎn)物的熱量利用率，提高廢熱回收率，減少其他熱損失，進(jìn)行現(xiàn)代化管理，采用計(jì)算機(jī)控制，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，所以在這里只討論推鋼式連續(xù)加熱爐。為使鋼結(jié)構(gòu)工作可靠，又能節(jié)約鋼材，各種鋼件的尺寸和規(guī)格的選用都應(yīng)通過(guò)計(jì)算，并參照實(shí)際使用資料來(lái)確定。爐子鋼結(jié)構(gòu)一般是由鋼柱、橫梁、拉桿、拱角梁等組成的鋼架。小爐子可用紅磚或塊石砌筑，絕大多數(shù)大中型爐子都采用混凝土或鋼筋混凝土修建，因?yàn)樗冉Y(jié)實(shí)又抗潮。爐底結(jié)構(gòu)型式和所用材料，決定于工藝過(guò)程和爐內(nèi)的工作溫度及化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)。為避免掛磚的工字鋼溫度過(guò)高，磚的上表面不允許敷設(shè)絕熱層，因此薩頂散熱量較大。爐項(xiàng)按其結(jié)構(gòu)型式分為拱頂和吊項(xiàng)兩種。爐墻上常設(shè)有爐門(mén)、窺視孔、燒嘴孔以及熱工參數(shù)檢測(cè)孔等孔洞。為保證爐墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，爐墻必須有一定的厚度，并應(yīng)隨爐子尺寸增大和爐膛溫度的升高而增厚。在爐子上配備這兩個(gè)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)的自動(dòng)化操作，從而提高爐子的生產(chǎn)指標(biāo)。爐子的熱工工藝系統(tǒng)是火焰爐最基本的組成部分。火焰爐得到廣泛應(yīng)用的原因有以下幾點(diǎn)：1：火焰爐所采用的燃料有較大的靈活性，可以根據(jù)燃料的種類(lèi)和規(guī)格建造各種不同型式和構(gòu)造的爐子、以滿足生產(chǎn)的需求。工業(yè)爐按供熱方式分為兩類(lèi)：一類(lèi)是火焰爐(或稱(chēng)燃料爐)，用固體、液體或氣體燃料在爐內(nèi)的燃燒熱量對(duì)工件進(jìn)行加熱；第二類(lèi)是電爐，在爐內(nèi)將電能轉(zhuǎn)化為熱量進(jìn)行加熱。1900年前后，電能供應(yīng)逐漸充足，開(kāi)始使用各種電阻爐、電弧爐和有芯感應(yīng)爐。┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 120t/h推鋼式連續(xù)加熱爐設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)混合煤氣推鋼式連續(xù)加熱爐設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄文獻(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(gè)措施 17 燃料爐的節(jié)能 18 加熱工藝設(shè)計(jì)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(lèi) 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(píng)價(jià) 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(jì)算 32 鋼坯的均熱時(shí)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(shí)間 34 各段金屬加熱時(shí)間 37 爐子主要尺寸計(jì)算 38 爐子長(zhǎng)度計(jì)算 38 爐門(mén)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(shí)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。他利用蓄熱室對(duì)空氣和煤氣進(jìn)行高溫預(yù)熱，從而保證了煉鋼所需的1600℃以上的溫度。兩類(lèi)爐型的根本區(qū)別，僅在于爐內(nèi)的輸料方式。火焰爐廣泛應(yīng)用于物料（工件），熔煉加熱和熱處理等生產(chǎn)環(huán)節(jié)?；鹧鏍t一般由爐子熱工工藝系統(tǒng)、裝出料系統(tǒng)、熱工檢測(cè)及自動(dòng)控制系統(tǒng)等三個(gè)系統(tǒng)互相配合，使?fàn)t子正常運(yùn)轉(zhuǎn)。前者包括爐前爐后的裝出料機(jī)械和爐內(nèi)的運(yùn)料機(jī)械，后者包括熱工參數(shù)的檢測(cè)儀表、顯示儀表記錄儀表、自動(dòng)控制儀表或計(jì)算機(jī)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。加熱爐都采用直立的爐墻，分為側(cè)墻和端墻。爐墻的經(jīng)濟(jì)厚度，應(yīng)根據(jù)砌休的材料費(fèi)和蓄熱散熱損失引起的燃料費(fèi)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算確定。固在爐子設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)爐頂?shù)目煽啃员仨毥o予足夠的重視。圖中(6)是槽磚吊掛結(jié)構(gòu)，這種吊磚結(jié)構(gòu)和砌筑都比較簡(jiǎn)單，更換也方便。它不僅要承受被處理物料的機(jī)械負(fù)荷、碰撞與摩擦等作用，有時(shí)還要受到被處理物料的化學(xué)侵蝕及熔體的滲透等。根據(jù)爐子的大小和土質(zhì)的好壞，爐子基礎(chǔ)可采用不同材料和結(jié)構(gòu)來(lái)砌筑。換熱器等）必須建在地下水面以下時(shí)，一定要有防水溝或防水層等嚴(yán)密的防水措施。鋼結(jié)構(gòu)所用材料通常有槽鋼、工字鋼、角鋼、圓鋼、鋼軌和鋼板等。這兩類(lèi)爐型經(jīng)過(guò)七十年以上的時(shí)間的發(fā)展，其性能指標(biāo)的相互比較也發(fā)生了很大的餓變化。以為下面的爐氣要上浮，部分氣體有兩側(cè)的空隙上來(lái)，使下部的熱量供應(yīng)不足；其次鋼坯下面的冷卻水要帶走大量的熱量，這部分熱幾乎都要有下面加熱來(lái)供給；此外，鋼坯與水管接觸的地方要產(chǎn)生黑印，若下加熱能力不足，則黑印回更加嚴(yán)重，而到了實(shí)體段時(shí)，只有上表面能夠加熱。這是為了避免加熱段高溫區(qū)域有許多熱量向預(yù)熱段的低溫區(qū)域輻射，加熱段是主要燃燒區(qū)域，空間比較大，有利于輻射傳熱：預(yù)熱段是余熱利用的區(qū)域，壓低爐頂縮小空間，有利于強(qiáng)對(duì)流換熱。 燃燒控制技術(shù)燒嘴及其燃燒控制是步進(jìn)爐的核心技術(shù)之一，手動(dòng)控制已被自動(dòng)控制方式所取代。(3)數(shù)字化脈沖控制系統(tǒng)，該設(shè)計(jì)的前提思路是:某種形式分布的燒嘴，在額定的燃?xì)鈮毫?、熱值條件下，單位時(shí)間內(nèi)噴出熱氣流的總熱烙是一個(gè)定值，根據(jù)錠坯在爐內(nèi)的具體分布情況和加熱要求(已輸PLC)，對(duì)各燒嘴的燃燒工況進(jìn)行合理組合，就會(huì)獲得滿意的爐內(nèi)溫度場(chǎng)的分布，從而保證了錠坯的加熱質(zhì)量。高水平的燒嘴燃燒安全控制系統(tǒng)是爐子安全生產(chǎn)的重要保證，包括點(diǎn)火前的安全吹掃、點(diǎn)火程序控制、燃燒火焰的自動(dòng)檢測(cè)和燃?xì)饪焖偾袛嚅y，不僅要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)可靠，而且要求構(gòu)成系統(tǒng)的每個(gè)部件的質(zhì)量要極為可靠。火焰監(jiān)測(cè)器分為離子式、紫外線式和光敏元件等排煙系統(tǒng)要求一是能克服煙道阻力，順利地將煙氣排空。必要時(shí)須在煙道附近設(shè)置深水井，并用水泵抽水。所以，小煙囪常用磚煙囪，45m高以上的煙囪一般采用鋼筋混凝土煙囪。又分為引風(fēng)機(jī)排煙和引射風(fēng)機(jī)排煙。換熱器長(zhǎng)期在高溫狀態(tài)下工作，其焊縫會(huì)產(chǎn)生熱脆性而燒裂，在煙氣人口處的材質(zhì)可選1Cr