【文章內(nèi)容簡介】 （326） 軸向Sz=hp/2= m23) 板卷熱擴散率徑向ar=7700= m2/h （327）軸向az=41/7700= m2/h （328）24) 畢渥和傅立葉數(shù)徑向Bir=a內(nèi)S/λ= （329） For=arτ/S2= （330）軸向Biz=azS/λ=　 （331）Foz=azτ/S2= 式中：S物料特征尺寸(m)。 表35板卷加熱時的溫度分布表hForBirθ高zθ低zFozBizθrθ高θ低t高t低27191434425789312367108034682571587960021420902720139229257731172593787250在處理空心板卷的加熱問題時，將空心圓板卷以無限平板考慮。由于被加熱物體周圍溫度分布恒定，兩面加熱，所以物體相對溫度的標準傳熱方程式為。因此，t物=t (t )=940(94020)，其中= rz。有限長度空心圓柱體的相對溫度為：按計算平板厚度的公式所確定位置而決定出的相對溫度，再與按一端加熱為圓柱體全高、兩端對稱加熱為圓柱體半高按平板計算厚度位置所確定的相對溫度相乘之積[12]。平板相對溫度的公式：[13]。本設計在計算鋼板卷在內(nèi)罩中的最終溫差時，最終溫差由為65℃，根據(jù)實踐經(jīng)驗需要修正。修正后的最終溫差如表35所示。考慮到熱處理要求的嚴格性和重要性，本文對板卷在內(nèi)罩中的最終溫差和板卷初始溫度之間的關系作了一項小型的Excel數(shù)學模型試驗。本試驗分別選取了鋼板卷的初始溫度為20℃、50℃、60℃、100℃、120℃、150℃、180℃、200℃、250℃、270℃、290℃、300℃。經(jīng)過Excel計算得出了如圖31所示的溫度曲線圖。由圖可知，在鋼板卷的初始溫度為大于200℃時，鋼板卷的最終溫差可以小于40℃。圖31鋼板卷最終溫差與初始溫度時間關系1) 氣體計算溫度 ℃ （332） 式中：冷卻開始時，按板卷溫度分布計算出來的最不利溫度。2) 板卷外側(cè)表面的平均溫度 =571=628 ℃ （333） 式中：保護氣體計算溫度(℃)3) 導出輻射系數(shù)由板卷外側(cè)表面對馬佛罩為= w/m2k4（見（310））　　　　由馬佛罩向周圍空間為=== w/m2 （334） 由板卷外側(cè)表面對周圍介質(zhì)為=/（+）= w/m2k4式中：——為馬佛罩的黑度； ——為黑體輻射系數(shù)，w/m2k4　。4) 由板卷外側(cè)表面對周圍介質(zhì)的輻射給熱系數(shù) = （335） == w/m2k5) 保護氣體的實際流速（見（315） ） 板卷下部對流環(huán)w1= m/s 板卷內(nèi)腔 w2= m/s6) 對流傳熱系數(shù) 板卷端面對保護氣hT39。= w/m2k 同上，但計入了端面的粗糙度hr=39。= w/m2k 板卷內(nèi)側(cè)表面對保護氣體hB= w/m2k 板卷外側(cè)表面對保護氣體h6= w/m2k以上數(shù)據(jù)都是參考經(jīng)驗數(shù)據(jù)而來的，具體查圖1311[12]。7) 系數(shù)= （336）=式中：——為保護氣體計算溫度，℃。8) 折算系數(shù) K=k/(1+k)=(1+)= （337）9) 導出對流傳熱系數(shù) 外側(cè)=+K=+= w/m2k （338） 內(nèi)側(cè)=KhB= w/m2k （339） 端面=KhT= w/m2k （340）10) 畢渥數(shù)內(nèi)側(cè)面 Bi1=(R1－R2)/λr=(－)/= （341） 外側(cè)面Bi2=(R1－R2)=(－)= （342）11) 沿板卷徑向極值溫度的相對位置 μ=12) 板卷計算厚度 徑向Sr=φ1μ(R1－R2)= （343） 軸向Sz=hp/2= （344）13) 畢渥和傅立葉數(shù) 徑向Bir=S/λ=（345） For=arτ/S2=（346） 軸向Biz=S/λ= （347） Foz=azτ/S2= （348） 表36板卷在馬佛罩內(nèi)冷卻時板卷內(nèi)溫度分布hForFozthte25237355272393102919126531171231計算板卷冷卻時的溫度分布也是按照對流定律進行的。其溫度場可以化為形狀簡單物體的溫度場。冷卻初始溫度分布在外圍環(huán)境溫度恒定的條件下，板卷相應的溫度按式子：，而==（937－872）/(20－937)=。板卷外側(cè)表面溫度和極點溫度按照下列公式計算：th=20+937，te=20+872。 由于其不安裝在生產(chǎn)線上，而是組成一個一定年成產(chǎn)規(guī)模和年總工時數(shù)的爐子工段。在計算時只計算了一臺爐子的工段，沒有涉及年生產(chǎn)規(guī)模和年總工時數(shù)[12]。1) 爐子裝載量 G=（DP2－dP2）ρMnp103=（－）77004103=88 t （349）2) 加熱周期 τb=23+2=25 h3) 冷卻時間 τoxn=6 h4) 全生產(chǎn)周期τ =τЗ+τx+τy+τH+τoxn+τP+τn=33h(，τЗ+τy+τP+τn對單剁料是12小時)5) 爐子生產(chǎn)能力因為爐子生產(chǎn)能力為單位時間內(nèi)生產(chǎn)出的物料總質(zhì)量。故得到爐子的生產(chǎn)能力為： P=G/τ = 罩式爐燃料消耗量計算由于在加熱初期和保溫期的燃料消耗變化很大，所以熱平衡分為兩段：第一段熱平衡是加熱開始（最初2小時內(nèi)），這時熱量消耗量最大（此段熱平衡決定出最大燃料消耗量和爐子的熱強度）；其余加熱時間和保溫時間全部屬于第二段（以該段的熱平衡確定爐子的平均燃料消耗量和單位熱耗量）[12]。設在整個計算過程中燃料消耗量為B(m3/h)。1) 燃料化學熱[10] Q燒=BQ低 （350）=B34776/3600= kw式中：B——燃料消耗量，m3/h； Q低——燃料的低發(fā)熱量，KJ/m3。2) 預熱空氣進入爐膛物理熱 （351） Q空=B Ln(C空1t空—C空2 t環(huán)) =(1000—20)B/3600= kw 式中：Ln——空氣消耗系數(shù)為n時的實際空氣需要量，m3/m3； t空、t環(huán)——分別為進入燒嘴時的空氣空氣預熱溫度和環(huán)境溫度，℃； C空C空2——分別為空氣在0~ t空℃和0~ t環(huán)℃的平均比熱，KJ/(m3℃)。3) 金屬加熱的熱消耗[12] 裝載量：G=88 t 加熱初期計算后的二分之一處溫度 （352） 加熱末期計算后的二分之一處溫度分別為 =172 ℃ （353） =824 ℃ （354） 式中：、板卷表面溫度和板卷最不利加熱點的溫度(℃)。 金屬平均比熱容 當時，CM= kJ/kgK 當時，分別為CM1= kJ/kgK CM2= kJ/kgK 熱消耗量分別為 QM1=(G/)() （355） =(2)(199－20) =800kw QM2=(G/)() （356） =(22)(889－20) =500kw4) 燃燒產(chǎn)物帶走的熱量[12] 燃燒產(chǎn)物排出的溫度：分別為800℃和1100℃ 燃燒產(chǎn)物含熱量：iN1=B1Vn(C廢膛1 t廢膛—C廢膛2t環(huán))=13333B1 KJ （357） iN2= B2Vn(C廢膛1 t廢膛—C廢膛2t環(huán))=18973B2 KJ （358）式中：iNiN2——分別為煙氣溫度為800℃和1100℃時煙氣帶走的熱量，KJ/h； B1 、B2——分別為加熱2小時和加熱到25小時時的燃料消耗量，m3/h； C廢膛1 、C廢膛2——分別為煙氣出爐時的和環(huán)境溫度下的比熱容，KJ/(m3℃)；t廢膛、t環(huán)——分別為煙氣出爐時的溫度和環(huán)境溫度，℃。 熱損失：QN1=(1/)iN1VT1= kw （359） QN2=(1/)iN2VT2= kw （360） 式中：iN——1m3(kg)燃料離爐燃燒產(chǎn)物的熱含量(MJ/m3)； VTVT2——分別為加熱2小時和22小時時的煙氣的體積，m3/m3。5) 通過砌體散熱損失 砌筑材料(mm)：耐火纖維板LYGX412(100mm)