【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方向上的溫度均勻性，一般采用噴出速度較高的調(diào)焰燒嘴，使火焰長(zhǎng)度在一定范圍內(nèi)可調(diào)，并促進(jìn)爐內(nèi)氣體的循環(huán)。也有采用關(guān)閉部分燒嘴的辦法來(lái)適應(yīng)熱負(fù)荷的變化，以便燒嘴本身的熱負(fù)荷及燃 燒火焰相對(duì)穩(wěn)定。雖然采取了這些措施，在調(diào)整方坯長(zhǎng)度方向的溫度均勻性方面，總不如設(shè)置端燒嘴進(jìn)行調(diào)整時(shí)那樣靈活。隨著熱軋方坯長(zhǎng)度加長(zhǎng)，有的因?yàn)榉脚骷娱L(zhǎng)后，還要求出爐方坯在長(zhǎng)度方向有一定的溫度梯度，以保證方坯出爐冷卻降溫后，兩端進(jìn)入軋機(jī)時(shí)的溫度基本一致。 2）加熱爐內(nèi)料坯受熱面 當(dāng)料坯斷面小于 80mm 時(shí) ,可采用一面加熱；大于 100mm 時(shí)，則采用兩面加熱。此外，料坯長(zhǎng)度小于 1m 時(shí)，不宜采用兩面加熱，因?yàn)榱吓魈?，架空料坯用冷卻水管所占下加熱面面積的比例很大，故下面加熱的作用并不顯著。相反，由于冷卻水管的設(shè)置，卻帶來(lái) 一系列的缺點(diǎn)。 3）料坯在加熱爐內(nèi)的放置方式 對(duì)于連續(xù)式加熱爐，應(yīng)根據(jù)加熱爐產(chǎn)量大小決定采用幾排放料方式，在確定放料方式時(shí)，應(yīng)該注意爐體的長(zhǎng)和寬，使之保持比例適當(dāng)，以保證爐型及熱制度合理。 4)進(jìn)出料方式 對(duì)于連續(xù)式加熱爐，一般采用端進(jìn)料，即料坯都是從爐尾裝入的。而加熱爐的出料方式有端出料和側(cè)出料兩種。從生產(chǎn)工藝出發(fā)，端出料相對(duì)于側(cè)出料有著很大的優(yōu)點(diǎn)，主要在于： (1)車(chē)間布置方便。現(xiàn)代的軋鋼車(chē)間，由于產(chǎn)量大，常設(shè)有幾座爐子同時(shí)生產(chǎn)，如果采用側(cè)出料，則輥道設(shè)置困難，占用車(chē)間面積大，操作不便，如圖 12所示。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 78 頁(yè) 第 12 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 12 端出料 側(cè)出料 (2) 雙排料一般采用端出料。 (3)端出料可由爐后推鋼機(jī)直接出鋼，省去一套出料設(shè)備。 所以，本設(shè)計(jì)方坯推鋼式連續(xù)加熱爐的出料方式選用端出料。 5)排煙方式 推鋼式連續(xù)加熱爐通常都采用下排煙方式。 加熱爐燃料 [4] 加熱爐中可應(yīng)用固體、液體、氣體燃料。目前氣體燃料在加熱爐中的應(yīng)用較廣泛，并有日益發(fā)展之趨勢(shì) ,冶金爐及工業(yè)爐窯所用的氣體燃料主要是高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣和天然氣等。 固體燃料在加熱爐的應(yīng)用過(guò)程中，存在資源利用及熱量利用效率低、操作困難、運(yùn)輸量大、不易自動(dòng)化等一系列缺點(diǎn)。目前僅在非聯(lián)合的冶金企業(yè)以及中小型的冶金和機(jī)械廠(chǎng)中使用。 液體燃料雖然為貴重的化工原料，但由于它的發(fā)熱量高，雜質(zhì)少，輸送方便，故可考慮使用，目前應(yīng)用較多的液體燃料有重油等。 在各種燃料中，氣體燃料的燃燒過(guò)程最容易控制，也最容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)；按照需要可用配合的辦法得到任何發(fā)熱量的煤氣；可在爐外完成空氣、煤氣的混合，借以強(qiáng)化燃燒，理論上煤氣預(yù)熱溫度不受限制，氣體燃料可以進(jìn)行高溫預(yù)熱， 因此可以用低熱值燃料來(lái)獲得較高的燃燒溫度并有利于節(jié)約燃料，降低燃耗。 由于以上特點(diǎn)，在冶金聯(lián)合企業(yè)中，應(yīng)首先考慮采用煤氣作為冶金爐燃料。單獨(dú)使用高爐煤氣未嘗不可，但應(yīng)注意到在單獨(dú)使用高爐煤氣時(shí)，為了要獲得足夠的燃燒速度，往往需要預(yù)熱大量的空氣和煤氣。本設(shè)計(jì)采用焦?fàn)t煤氣。 連續(xù)式加熱爐的發(fā)展概論 [7] 19 世紀(jì)末以來(lái)，隨著冶金和機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展，在軋制和鍛造生產(chǎn)中廣泛地使用了連續(xù)加熱爐。并且隨著科學(xué)和技術(shù)以及工業(yè)的發(fā)展，特別是燃燒技術(shù)、耐火材 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 78 頁(yè) 第 13 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 料、熱工儀表以及電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，連續(xù)加熱爐也經(jīng)歷了由初 級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，并重新趨向于簡(jiǎn)單的變化過(guò)程。 最早建造的是實(shí)底單面加熱的連續(xù)加熱爐，雖然實(shí)現(xiàn)了連續(xù)裝出料，但由于采用單面加熱，直接燒煤的技術(shù)，使得不完全燃燒較多，爐溫波動(dòng)大，熱效率低，加熱質(zhì)量差，燃耗（標(biāo)煤）高達(dá) 100kg/t。 隨著 20 世紀(jì)工業(yè)的進(jìn)步，到二次世界大戰(zhàn)后一段時(shí)期，加熱爐有了較大的進(jìn)步，主要是實(shí)現(xiàn)了雙面加熱，由于出現(xiàn)爐底水管支撐結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致被加熱坯料產(chǎn)生黑印，所以針對(duì)這一問(wèn)題，爐子增設(shè)了均熱段，確保出爐坯料溫度和中心溫差滿(mǎn)足工藝的要求。燃料主要是重油和氣體燃料，供熱采用端部供熱的方式，爐 內(nèi)坯料的輸送靠推鋼機(jī)。利用煙氣余熱預(yù)熱空氣和煤氣，提高了爐子的熱效率，降低了能耗。熱工操作也從憑經(jīng)驗(yàn)發(fā)展到配置熱工測(cè)量和調(diào)節(jié)儀表，主要包括燃料和空氣流量、壓力和溫度的檢測(cè)、各段爐溫的檢測(cè)與自動(dòng)調(diào)節(jié)。 20 世紀(jì) 70年代初，由于工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)燃料價(jià)格便宜，這一時(shí)期連續(xù)加熱爐主要是大型化和強(qiáng)化加熱，建造了許多產(chǎn)量達(dá) 200～ 300t/h 以上的爐子。這一時(shí)期加熱爐爐型結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了步進(jìn)式加熱爐 ,有效地改善了推鋼爐鋼坯水冷黑印和表面劃傷的缺陷。加熱爐還實(shí)現(xiàn)了快速加熱 ,用高溫高速燃?xì)庵苯訃姷脚髁媳砻妫訌?qiáng)對(duì)流換熱，達(dá)到快 速加熱的目的。同時(shí)加熱爐汽化冷卻的使用，使得爐底水管結(jié)構(gòu)冷卻強(qiáng)度減少，水的消耗量銳減，產(chǎn)生的蒸汽可用于生產(chǎn)和生活。各加熱爐水冷卻損失減少到15%以下。 從 1974 年資本主義世界發(fā)生能源危機(jī)以來(lái)，對(duì)爐子的發(fā)展產(chǎn)生一定影響，這一階段爐子的重點(diǎn)是節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用。爐子有效爐底強(qiáng)度控制在 500～ 600kg/(m178。h)。這一時(shí)期加熱爐技術(shù)主要有如下幾方面的突破： (1)采用“熱滑軌”以減小黑印的影響，取消了實(shí)底均熱床。 (2)熱裝和連軋技術(shù)的應(yīng)用。初軋坯或連鑄坯的熱裝或直接軋制是對(duì)舊的兩火或者三火成材工藝的一次革命 ，工序能耗大大降低。 (3)平焰燒嘴的應(yīng)用，簡(jiǎn)化了爐頂結(jié)構(gòu)，使?fàn)t溫和爐壓更易控制，爐溫均勻。可解決出鋼口吸冷風(fēng)的問(wèn)題。這一時(shí)期將可調(diào)燒嘴用于加熱爐上也取得了良好效果。 (4)噴流預(yù)熱。將高溫?zé)煔庥媚蜔犸L(fēng)機(jī)抽回，通過(guò)布置在預(yù)熱段坯料上面的噴管，直接噴射到坯料表面，強(qiáng)化對(duì)流給熱，取得了顯著的節(jié)能效果。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 78 頁(yè) 第 14 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ (5)近幾年新型耐火材料有了飛速發(fā)展，耐火混凝土、耐火可塑料、耐火纖維等新型耐火、絕熱材料在爐子上得到了廣泛的應(yīng)用，增強(qiáng)了爐體氣密性，提高了爐子的壽命，減少了爐體的熱量損失。 (6)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制和管理。近幾年新 型集散型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的不斷問(wèn)世 ,取代了傳統(tǒng)的熱工測(cè)量和調(diào)節(jié)儀表，并且由于有相當(dāng)充裕的內(nèi)存、計(jì)算和實(shí)時(shí)控制功能，為實(shí)現(xiàn)爐子和整個(gè)工藝過(guò)程的最優(yōu)控制和管理提供了良好的條件。目前加熱爐計(jì)算機(jī)控制和管理能夠?qū)θ紵?、爐壓、爐溫和坯料加熱過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制 ,金屬加熱的數(shù)學(xué)模型，加熱溫度和煙氣成分的連續(xù)測(cè)定。坯料加熱和燃燒過(guò)程的閉環(huán)控制等正在深入研究之中。 總之，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，連續(xù)加熱爐爐型和技術(shù)已趨于完善和成熟，可滿(mǎn)足多種工藝的要求，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展還將會(huì)進(jìn)一步完善和提高，成為高效全自動(dòng)的熱工設(shè)備。 加熱爐的現(xiàn) 狀以及節(jié)能 [10] 下面就我國(guó)鍛造加熱爐行業(yè)的現(xiàn)狀和節(jié)能潛力，從改革鍛造行業(yè)生產(chǎn)組織體制、擬定科學(xué)的鍛造加熱規(guī)范、開(kāi)發(fā)新?tīng)t型、合理確定鍛造爐的燃料構(gòu)成和用能方向等方面論述具體的節(jié)能措施。 我國(guó)工業(yè)爐能耗約占總能耗的 20%。在鍛造生產(chǎn)中，鍛件的動(dòng)力費(fèi)約占成本的7%10%。我國(guó)的鍛壓加熱爐的熱效率僅為 5%10%，而美國(guó)室式爐的熱效率最低為%，最高可達(dá) 28%，有預(yù)熱回收的爐子，熱效率可達(dá) 40%以上。 就全國(guó)鍛造行業(yè)而言，不論是鍛造生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度、加熱工藝、加熱爐爐型、爐子的熱效率，還是燃料構(gòu)成、燃料技 術(shù)裝置、機(jī)械化自動(dòng)控制調(diào)節(jié)水平等，與世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家比較仍然落后，大致與日本 1955 年的水平相似，比世界先進(jìn)的鍛造加熱技術(shù)落后 20年左右，熱效率與國(guó)外相差 17倍以上。 近幾年來(lái)，通過(guò)加強(qiáng)工業(yè)爐窯的科學(xué)管理和節(jié)能技術(shù)改造，我國(guó)鍛造加熱爐的技術(shù)裝備水平有了明顯的提高，個(gè)別鍛造加熱爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和熱效率已經(jīng)接近國(guó)際先進(jìn)水平，某些單項(xiàng)節(jié)能技術(shù)裝置亦趕上國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平。 但就全國(guó)鍛造行業(yè)總的情況來(lái)而言，不論是鍛造生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度、加熱工藝、加 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 78 頁(yè) 第 15 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 熱爐爐型、爐用材料、爐子的熱效率，還是燃料構(gòu)成、燃燒技術(shù)裝置、機(jī)械化自 控調(diào)節(jié)水平等，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然落后。如何改變我國(guó)鍛造加熱的落后面貌，降低鍛造加熱爐的燃料消耗，節(jié)約能源，機(jī)械電子工業(yè)部第五設(shè)計(jì)研究院的靳華先生提出以下幾點(diǎn)意見(jiàn)。 1） 堅(jiān)決改革現(xiàn)行鍛造生產(chǎn)組織機(jī)制，組建發(fā)展鍛造專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)中心 這是一個(gè)呼喊多年單沒(méi)有得到解決的大問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題的解決，不僅可以大幅度地節(jié)約能源，而且是提高我國(guó)鍛造生產(chǎn)水平、改變鍛造加熱落后面貌的一項(xiàng)根本性措施。目前我國(guó)鍛造生產(chǎn)、加熱的規(guī)模已居世界前列。但廠(chǎng)點(diǎn)過(guò)多，布局不合理，專(zhuān)業(yè)化水平太低，力量分散是一大蹩病，也是該行業(yè)機(jī)械化程度低、勞動(dòng)生 產(chǎn)率低、能源有效利用率低、燃料耗費(fèi)量大的根本原因。我國(guó)機(jī)械工業(yè)系統(tǒng)的鍛造生產(chǎn)廠(chǎng)、點(diǎn)有3590 個(gè)（占全國(guó) 41 個(gè)主要工業(yè)城市鍛造生產(chǎn)廠(chǎng)家的 89%），其中專(zhuān)業(yè)鍛造廠(chǎng)家只有1%，自制自用鍛件的廠(chǎng)家占絕大多數(shù)，鍛壓及加熱爐設(shè)備的負(fù)荷嚴(yán)重不足，直接影響經(jīng)濟(jì)效益。 國(guó)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，組織鍛造專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，有利于提高該行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的管理水平；有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化流水生產(chǎn)線(xiàn)；有利于采用最先進(jìn)的鍛壓工藝及設(shè)備；大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和節(jié)約能源并進(jìn)而推動(dòng)實(shí)現(xiàn)全行業(yè)、全過(guò)程、全工序的節(jié)能。要考慮鍛造生產(chǎn)的特點(diǎn)，鍛件品種、工藝 技術(shù)、批量大小等因素，根據(jù)地區(qū)和專(zhuān)業(yè)相結(jié)合的原則，結(jié)合企業(yè)體制改革及行業(yè)的技術(shù)改造，采取自愿、互利、聯(lián)合、聯(lián)營(yíng)、生產(chǎn)廠(chǎng)家與使用廠(chǎng)家直接簽訂產(chǎn)供協(xié)議等辦法，以省市或經(jīng)濟(jì)協(xié)作區(qū)作為范圍，在現(xiàn)有鍛造生產(chǎn)單位中，選擇基礎(chǔ)條件比較好的廠(chǎng)，改造組建成鍛造裝夜話(huà)生產(chǎn)中心；下決心關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)和撤掉一批產(chǎn)量小、質(zhì)量低、燃耗高的鍛造廠(chǎng)和車(chē)間，把鍛件集中到專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)五六年的努力，應(yīng)爭(zhēng)取使我國(guó)的鍛造生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)化程度達(dá)到1015%，甚至更高。 2） 科學(xué)的制定鍛造加熱規(guī)范 鍛造加熱過(guò)程中的爐溫、加熱時(shí)間、加熱速度、鍛造溫度 等應(yīng)該嚴(yán)格按照加熱規(guī)范進(jìn)行操作。這既可以防止因溫度降低而無(wú)法鍛打工件，又可以避免因爐溫過(guò)高造成過(guò)燒、脫碳和嚴(yán)重氧化而浪費(fèi)大量熱能的現(xiàn)象。 從我國(guó)同樣重量的大鍛件所需的平均加熱時(shí)間看，各廠(chǎng)之間差距甚大，落后廠(chǎng)比先進(jìn)廠(chǎng)高 2 倍以上。這種差距意味著在這方面存有較大的節(jié)能潛力。據(jù)了解，日本根 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 78 頁(yè) 第 16 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 據(jù)鍛坯大小、材質(zhì)、傳熱面積、爐溫變化等因素，規(guī)定了一個(gè)