【正文】 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 損失，實施升溫加熱常受到爐罐耐熱性和常規(guī)鋼材晶粒粗大的限制。 (2)加熱時間 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。據(jù)統(tǒng)計，在加熱生產(chǎn)中實施正確的加熱時間，在總體上可節(jié)能 10%。因此合理計算升溫與保溫時間，可有效節(jié)能。 (3)加熱速度 加熱速度影響加熱時間和 節(jié)能。除大型零件和高合金鋼外，絕大多數(shù)的鋼材允許快速加熱，快速加熱的基本途徑是強(qiáng)化爐內(nèi)熱交換。具體措施有：實施熱裝爐。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。例如 1℃的溫差所引起的傳熱量在 1200℃時約為540℃時的 5倍。 在 實際生產(chǎn)中，只要合理地設(shè)計爐型、襯加熱元件（或裝置）等，同時通過綜合管理控制，建立節(jié)能的管理體制，最有效地利用設(shè)備，使能源和原材料得到最充分的利用，從而獲得性能優(yōu)良的產(chǎn)品。 目 前加熱爐生產(chǎn)中所用的能源有電力和燃料。電力是無污染的能源。各類燃料燃燒對大氣均造成污染。加熱爐的控制方法，已從單純的燃料量控制向多種控制的方向發(fā)展，向節(jié)能和環(huán)保的方向發(fā)展。 隨著我國能源的變化，采用電加熱爐的比例會逐漸擴(kuò)大，成為加熱爐的發(fā)展趨勢 。 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。各種加熱爐的推鋼機(jī)結(jié)構(gòu)形式不盡相同，雙機(jī)架齒式推鋼機(jī)是一種新型結(jié)構(gòu)。本文結(jié)合濟(jì)鋼中厚板廠加熱爐 用雙機(jī)架齒式推鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)，介紹其特點(diǎn)和使用情況。 推鋼機(jī)種類 推鋼機(jī)的種類很多，常見的有齒輪齒條式、絲杠螺母式、曲柄連桿式、液壓式等，還有的推機(jī)把齒輪齒條傳動和液壓傳動相結(jié)合，形成了液壓齒條式，它們各有特點(diǎn)。 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。其工作可靠，傳動效率高，推力和行程大，但設(shè)備自身較重。目前齒輪齒條推鋼機(jī)應(yīng)用比較廣泛。 絲杠螺母式和曲柄連桿式推鋼機(jī)結(jié)構(gòu)工作效率低，行程和推力較小，一般用于小型加熱爐，新加熱爐一般很少采用。 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。 120t/h 推鋼式連續(xù)加熱爐設(shè)計說明書 共 頁 第 20 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 雙機(jī)架齒輪齒條式推鋼機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 齒輪齒條式推鋼機(jī)主要包括電動機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、齒輪軸、齒條、推桿、機(jī)架、壓輪、托輪等。機(jī)架一般為多層箱體，箱體間用螺栓聯(lián) 的稱為下置式，齒輪軸位于箱體上層的稱為上置式。無論采用下置式還是上置式，都存在維修時更換零、部件困難的問題，尤其是更換下部零件時，需要把箱體層層拆分開。況且該結(jié)構(gòu)不易觀察齒輪齒條的嚙合情況。 熱爐耐火材料的選用 使用性能 確保使用性能可靠，是加熱爐耐火一保溫內(nèi)襯設(shè)計選材基本的要求，也是設(shè)計選材應(yīng)遵循的基本原則。所說的使用性能應(yīng)包括如下幾個方面 : 熱性能 耐火一保溫內(nèi)襯在高溫下工作，應(yīng)具備優(yōu)良的熱性能，是設(shè)計選材中應(yīng)優(yōu)先考慮的問題。 (1)耐熱性 :耐火一保溫內(nèi)襯應(yīng)能承受爐子額定加熱溫度，在此溫度下不軟化、 120t/h 推鋼式連續(xù)加熱爐設(shè)計說明書 共 頁 第 21 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 熔融。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。 (2)熱強(qiáng)性 :耐火一保溫內(nèi)襯在高溫條件下工作必須要有足夠的強(qiáng)度，才能適應(yīng)高溫?zé)煔?，工件的沖刷 磨損和機(jī)械震動的沖擊，并有承受一定載荷的能力。衡量耐材熱強(qiáng)性的主要指標(biāo)不是常溫強(qiáng)度，而是高溫 (工作溫度 )下抗折強(qiáng)度，對不同部位或部件的耐火內(nèi)襯應(yīng)有相應(yīng)的高溫抗折強(qiáng)度要求?？上Р徽搰一蛐袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)，尚無這方面規(guī)定。應(yīng)在實踐的基礎(chǔ)上制訂這方面的標(biāo)準(zhǔn)。實踐證明，為了改善耐火內(nèi)襯的熱強(qiáng)性，提高其 高溫抗折強(qiáng)度，宜選用超微粉 結(jié)合的 超低水泥硅酸鋁質(zhì)耐火澆注料做加熱爐爐墻、爐頂耐火內(nèi)襯。這是因這種材料中 Ca0含量很低，玻璃相形成的數(shù)量受到嚴(yán)格控制。超微粉所具有的高分散性 .高表面活性和低溫成相性，促進(jìn)了二次莫來石 化的進(jìn)行 : （莫來 石 ) 從而實現(xiàn)澆注體的高溫陶瓷結(jié)合，這也是第三 代高技術(shù)澆注料在加熱爐上應(yīng)用后，爐襯壽命大幅 度提高的主要原因。 (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。表示耐火內(nèi)襯熱穩(wěn)定性的主要指標(biāo)是重?zé)€收縮和抗熱震次數(shù)。這些指標(biāo)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中均有明 確規(guī)定。 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。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。 為了改善耐火內(nèi)襯的熱穩(wěn)定性，設(shè)計選材時可 從以下幾個方面著手 :首先 :選用新型高技術(shù)耐火澆注料替代經(jīng)整體燒結(jié)的耐火磚。未經(jīng)整體燒結(jié)的耐火澆注內(nèi)襯，不僅重?zé)€變化小，而且易于吸收熱應(yīng) 力，阻止裂紋源的擴(kuò)展。 其次 :在耐火內(nèi)襯中引人 ZrO2,，對澆注體實現(xiàn)強(qiáng)韌化處理。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。 這是 一個快速切變的馬氏體相變，使 ZrO2,晶粒產(chǎn)生 %的體積脹縮效應(yīng)，在晶粒邊界出現(xiàn)顯微裂紋，它可吸收耐火內(nèi)襯熱脹冷縮時的應(yīng)力，并 阻止裂紋源的擴(kuò)展，達(dá)到強(qiáng)韌化的目的。 應(yīng)當(dāng)指出，用從 AL203到 SiO2:系耐火澆注料及其 預(yù)制品制作加熱爐耐火內(nèi)襯，除控制 CaO, Fe2O3, MgO,K20, Na20等雜質(zhì)外，還應(yīng)適當(dāng)控制其 A1203含量。實踐證明，過高的 Al203,含量，不僅增高材料成本，而且還會惡化內(nèi)襯的熱穩(wěn)定性。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。 此外，在某些部位如爐筋管包扎的耐火內(nèi)襯引人適量耐熱鋼纖維，可以使其熱震性提高 2025%. 120t/h 推鋼式連續(xù)加熱爐設(shè)計說明書 共 頁 第 22 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ (4)隔熱性 :耐火保溫內(nèi)襯必須具備足夠的隔 熱性，以降低內(nèi)襯外表面溫度，減少爐子的散熱損 失，改善工作環(huán)境。隔熱性用熱阻 R表示 : 這里 : R— 熱阻 , 。 S 耐火、保溫層的厚度 ,M。 k 耐火、保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)， W/M K 而選擇合適的材質(zhì)并設(shè)計適當(dāng)?shù)暮穸龋硕ǜ鲗拥臒嶙杓敖槊鏈囟?，是加熱爐熱工設(shè)計 計算不可缺少 的環(huán)節(jié)之一。 近來出現(xiàn)的利用高強(qiáng)度輕質(zhì)澆注料 (如輕質(zhì)莫來石澆注料 )和耐高溫纖維制品制作耐火內(nèi)襯，使內(nèi)襯材質(zhì)實現(xiàn)輕質(zhì)化，是一個很值得注意的新動向，應(yīng)在實踐的基礎(chǔ)上認(rèn)真總結(jié)，并進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng) 濟(jì)評價。 (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，對于提高加熱質(zhì)量，節(jié)約能源有重 要意義。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。通過實驗研究和在工業(yè)爐上應(yīng)用測試表明 :“自帶黑體窯爐內(nèi)襯”不僅能夠顯著提高并長期穩(wěn) 定爐襯熱面的黑度 ，增大輻射熱面積，還能有效調(diào)控 爐膛內(nèi)的熱射線，從而大幅度提高輻射傳熱的效率 .可節(jié)約能源 2025%。 其它特殊性能要求 加熱某些部位，如爐底，出鋼槽的工作條件較一般內(nèi)襯有所不同。前者承受 FeO的浸蝕，應(yīng)選用鎂 質(zhì)或 MgO一 Al2O3,一 SiC澆注料制作。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。 工藝性能 耐火內(nèi)襯，尤其是澆注的耐火內(nèi)襯或預(yù)制品，設(shè) 計選材時應(yīng)十分注意它的工藝性能。良好的工藝性能是影響耐火內(nèi)襯施工是否 順行和使用壽命長短的重要因素之一。耐火澆注料的工藝性能，包括以下三個方面 : 施工工藝性 主要指流動性和凝固性能，對確保施工是否順行，減輕勞動強(qiáng)度，確保澆注體質(zhì)量有直接的影響。 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。自流澆注料的開發(fā)應(yīng)用對改善澆注料的施工作業(yè)性能，尤其適于那些薄壁和形狀復(fù)雜的部位和制品的澆注施工有重要意義。然而其澆注體理化的性 能指標(biāo)一般較普通振動成形微低，因而除特殊需要 外，還是選用普通振動成形的澆注料為宜。 120t/h 推鋼式連續(xù)加熱爐設(shè)計說明書 共 頁 第 23 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 結(jié)構(gòu)工藝性 設(shè)計耐火內(nèi)襯，尤其是預(yù) 制品的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸時應(yīng)充分考慮其適應(yīng)澆注成形施工的要求，盡量避免銳角、直角相交，避免過渡壁厚相差太大，避免壁厚過薄，避免復(fù)雜的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，合理布置澆注位置，使工作面和裝配面朝下或向側(cè)，才能確保澆注成形順行和澆注體的使用質(zhì)量及裝配質(zhì)量。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。 烘烤燒結(jié)性能 澆注體或預(yù)制件是要經(jīng)過適當(dāng)烘燒才能使用的。耐火內(nèi)襯設(shè)計選材時應(yīng)充分注意產(chǎn)品在烘燒過程中的物理化學(xué)變化，確保烘烤，燒結(jié)順行并達(dá)到希 望的組織結(jié)構(gòu)和性能。選用超微粉結(jié)合的超低水泥高鋁澆注料和鋁錯 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。 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)。所說技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，是指選材方案在技術(shù)上是否先進(jìn)、適用，在經(jīng)濟(jì)上單 位產(chǎn)品產(chǎn)量或一定運(yùn)行周期內(nèi)其建造、維修、運(yùn)行成 本是否低廉。一切技術(shù)之所以先進(jìn)、適用，都必須保證加熱爐高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、長壽、低耗這一目標(biāo)的實現(xiàn)。在此，引人價性比作 為對不同選材方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行綜合評價的指標(biāo)。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 。 Ci— 加熱爐內(nèi)襯的總耗費(fèi)，包括耐火保溫內(nèi) 襯采購施工費(fèi)用和維修停工損失費(fèi)用， 萬元 。 Wi— 加熱爐一個爐役的壽命，年。 顯然， A值小，表明選材方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。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