【正文】 = 46= 取H = 42m注：煙囪不能布置在靠近鍛錘的地方，煙囪中心離鍛錘的最小距離L=（12～15）；G—鍛錘落下部分重量（t）,煙囪距車間最近柱基中心的最小距離L=R+B+1(m)。式中R—煙囪基礎(chǔ)的半徑（m）,B—柱基中心至最外邊緣的距離（m），煙囪底部的外緣距鐵路邊線不宜小于5m。除按排煙阻力計(jì)算煙囪高度外，尚應(yīng)考慮煙囪出口高度要高出半徑100m范圍內(nèi)的廠房房頂3～5m。⒌考慮到，要保證爐膛負(fù)壓為30帕，在煙道的末端設(shè)置一臺(tái)小功率的可調(diào)節(jié)的引風(fēng)機(jī)。9 自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為保證高效的自動(dòng)控制效果，本加熱爐擬采用目前廣泛應(yīng)用的PLC自動(dòng)控制技術(shù)，對(duì)爐溫、爐壓、燃燒過程、物料運(yùn)送、進(jìn)出爐等進(jìn)行全程監(jiān)控。自動(dòng)控制系統(tǒng)簡圖見附錄5 坯料的側(cè)長稱重與入爐定位通過爐區(qū)輸送輥道上的電子秤稱重，將重量除以坯料截面積和密度，得出鋼坯長度，以電信號(hào)的形式傳回控制單元。利用激光位置檢測，精確控制坯料入爐時(shí)的位置。 坯料的裝卸同樣利用激光限位技術(shù)，利用安裝在爐口的激光探頭，精確確定坯料的位置，傳回的電信號(hào)與裝鋼機(jī)、步進(jìn)機(jī)械、爐門電機(jī)相匹配，準(zhǔn)確完成鋼坯的入爐、及按事先編制好的程序進(jìn)行爐內(nèi)移動(dòng)直至出爐。 爐內(nèi)步進(jìn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)按不同坯料品種，步進(jìn)長度給定相應(yīng)數(shù)值，由事先編制好的程序進(jìn)行控制。 爐內(nèi)燃燒狀況的檢測由安放在加熱段爐口的高溫?cái)z像頭傳回燃燒畫面至控制室，隨時(shí)檢測爐內(nèi)燃燒狀況，并指導(dǎo)爐子的點(diǎn)火和停爐。 爐溫爐壓控制由安插在爐子加熱段、預(yù)熱段中心處、及安插在坯料周圍的熱電偶探測爐內(nèi)各點(diǎn)溫度，由加熱段、預(yù)熱段爐口處的壓差檢測孔探測爐內(nèi)壓力狀況。進(jìn)行信號(hào)中轉(zhuǎn)后將爐溫、爐壓信號(hào)反饋到控制室畫面，并通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)整天然氣與空氣配比來降低或提高爐溫；通過爐門、煙道閘板的升降來控制爐內(nèi)壓力。只有精確控制爐內(nèi)溫度和壓力才能保證爐子處于最佳運(yùn)行工況，此時(shí)產(chǎn)量最大。 爐膛含氧量檢測由安插在煙道出口處的氧化鋯分析儀進(jìn)行檢測，信號(hào)經(jīng)分析后指導(dǎo)燒嘴調(diào)整空氣噴入量來達(dá)到保持爐內(nèi)含氧量在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。具體的加熱爐系統(tǒng)圖見附錄之加熱爐圖紙——自控部分。即根據(jù)控制重油量來實(shí)現(xiàn)爐溫控制，為PID調(diào)節(jié)。具體儀表為：TE 熱電偶 1臺(tái) 型號(hào)為935/14/65 現(xiàn)場設(shè)置TT 溫度變送器 1臺(tái) 型號(hào)為DBW101 儀表柜設(shè)置TC 溫度調(diào)節(jié)器 1臺(tái) 型號(hào)為DTL121 儀表柜設(shè)置FV 天熱氣流量調(diào)節(jié)蝶閥 1臺(tái) 型號(hào)為ZAJWa 現(xiàn)場設(shè)置TIR 溫度指示記錄儀 1臺(tái) 型號(hào)為XWD100 儀表柜設(shè)置10 加熱爐系統(tǒng)的其它細(xì)節(jié)介紹 進(jìn)料工具的設(shè)計(jì)由于加熱工件長而細(xì)圓形工件且加熱爐爐門開啟間隔比較短為10s/次，設(shè)計(jì)取用側(cè)面裝料的方案。進(jìn)料裝置采用懸臂輥送料，鋼錠在懸臂輥的帶動(dòng)下推送到固定梁上，然后由步進(jìn)梁帶動(dòng)鋼錠完成加熱過程。 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)由于爐內(nèi)有4列步進(jìn)梁，步進(jìn)周期為30s。4列步進(jìn)梁通過連桿與加熱爐底層內(nèi)的一橫梁連接，此橫梁再通過一連桿與固定在爐底的一活塞式液壓缸相連，從而構(gòu)成一升降機(jī)構(gòu)。該活塞式液壓缸利用液壓油的壓力推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，利用步進(jìn)梁上工件及提升框架的重力使活塞返回。全爐共設(shè)2個(gè)提升式液壓缸，液壓系統(tǒng)靠比例閥調(diào)節(jié)控制，使得整個(gè)升降系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，運(yùn)行可靠。 鋼件出口及爐門的設(shè)計(jì)鋼件由懸臂輥送入進(jìn)料口,在爐內(nèi)加熱完成后,再由懸臂輥有出料口送出爐膛,由于爐門重量不大，爐門設(shè)計(jì)成電動(dòng)爐門升降機(jī)構(gòu)，每隔30s開爐一次。該機(jī)構(gòu)由爐門、平衡錘、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、鏈條和電動(dòng)機(jī)組成。由于爐門重量完全被平衡錘平衡，爐門升降均利用傳動(dòng)裝置提供動(dòng)力，所需升降力最小，只需克服各種阻力。 爐底的設(shè)計(jì)由于爐溫高于1050℃，多采用非水冷耐熱懸臂粱和步進(jìn)粱來支撐和運(yùn)送鋼件[14]。爐底采用平爐底 上層工作面用轉(zhuǎn)為116mm高鋁磚立鋪；下面一層為136mm兩層耐火磚，立鋪；最底層為68mm硅藻土磚。爐頂為拱頂，耐火層為230mm耐火磚，隔熱層為116mm隔熱磚。 爐子啟動(dòng)時(shí)注意事項(xiàng)爐子啟動(dòng)時(shí)爐溫僅為環(huán)境溫度，為了使?fàn)t溫盡快達(dá)到預(yù)定溫度,需要把燃燒裝置開到最大，這就需要更多的空氣來助燃?？紤]到這一情況，在空氣預(yù)熱氣管道旁再設(shè)置一個(gè)輔助空氣源，僅在爐子啟動(dòng)時(shí)打開，用來提供更多的空氣。 對(duì)于環(huán)境的影響本爐子由于使用天然氣作燃料所以不會(huì)產(chǎn)生灰塵，只會(huì)產(chǎn)生CO2氣體對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定影響。由于煙囪設(shè)置的較高，所以CO2氣體的排放符合國家規(guī)定。由于機(jī)械設(shè)備及運(yùn)動(dòng)部件在運(yùn)動(dòng)和能量傳遞過程中產(chǎn)生振動(dòng)而輻射出噪聲，或者由于氣體運(yùn)動(dòng)生成的空氣動(dòng)力性噪聲，會(huì)對(duì)環(huán)境生成一定的噪聲危害。但是由于爐子系統(tǒng)安裝有消聲器，所以噪聲影響不會(huì)很大，符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 燃燒系統(tǒng)程序控制延時(shí)時(shí)間由控制線路中時(shí)間繼電器實(shí)行。 步進(jìn)機(jī)械運(yùn)行過程原理步進(jìn)機(jī)構(gòu)共有兩列步進(jìn)梁，包括四個(gè)步進(jìn)梁、四個(gè)固定梁、兩套步進(jìn)機(jī)械，每套步進(jìn)機(jī)械各由兩個(gè)液壓缸控制升降框架的升降，由一個(gè)水平液壓缸控制步進(jìn)梁的水平移動(dòng)。步進(jìn)梁在爐內(nèi)進(jìn)行周期性的矩形移動(dòng)，將工件由爐膛尾運(yùn)送至出料端。步進(jìn)梁為耐熱鋼梁，呈鋸齒狀，以實(shí)現(xiàn)工件在梁上的旋轉(zhuǎn)，是加熱更加均勻。梁上分程布置有耐熱墊塊，無水冷管。步進(jìn)梁式加熱爐，支持爐內(nèi)鋼坯的水冷梁，由活動(dòng)梁和固定梁兩種結(jié)構(gòu)組成，活動(dòng)梁由液壓、電動(dòng)或是兩者的組合驅(qū)動(dòng)，使活動(dòng)梁反復(fù)作的矩形運(yùn)動(dòng)，將放在固定梁上的鋼坯在不與滑軌摩擦的條件下，一步一步地向前運(yùn)送。活動(dòng)梁的矩形運(yùn)動(dòng)，使鋼坯通過爐內(nèi)不同的加熱區(qū)段，加熱至軋制溫度后，送至出鋼位置。通過懸臂輥將熱坯從爐內(nèi)托出放在出料機(jī)上，送至軋鋼機(jī)前軋制。 出渣系統(tǒng)坯料加熱過程中產(chǎn)生的氧化鐵皮，一部分經(jīng)由爐底開孔落到水封槽內(nèi)，靠刮板自動(dòng)刮向裝料端，由于在裝料端水封槽向上傾斜，形成干渣定期清理。同時(shí)在出料輥道下部爐底設(shè)有排渣口和鐵皮溜槽，定期排放此處落下的氧化鐵皮，考慮到將來熱裝的可能，在裝料輥道下部爐底也布置有類似的排渣口，采用此種方式，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。加熱爐系統(tǒng)圖見附錄1－1，1－2.結(jié) 論本設(shè)計(jì)充分考慮了工業(yè)爐系統(tǒng)的各個(gè)方面。對(duì)于爐膛，采用一般的平頂結(jié)構(gòu)，使整體成本造價(jià)和安裝費(fèi)用大幅度降低。對(duì)于煙道，由于加熱圓形工件時(shí)，工件下方尚有一定空間且工作間距固定可在裝料側(cè)墻下部排煙。對(duì)于天然氣的預(yù)熱，采用啟動(dòng)初期用電加熱，運(yùn)行平穩(wěn)后改用煙氣加熱天然氣。對(duì)于燃燒器，采用半噴射式燒嘴，與噴射式燒嘴相比，不僅縮短了燒嘴長度，而且通過調(diào)節(jié)一、二次空氣量，從而在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)火焰長度。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)，在參閱了大量科技論文和相關(guān)案例后，借鑒了一些前人的設(shè)計(jì)思路，叢中找出創(chuàng)新點(diǎn)。問題所在，往往是創(chuàng)新之所在?？傊?，由于時(shí)間條件限制，設(shè)計(jì)工作中不免存在疏漏，敬請各位專家、老師、同學(xué)指正，那樣的話，本人將獲益良多！參考文獻(xiàn)1. 劉迨. 關(guān)于我國熱處理生產(chǎn)技術(shù)改革的思考[J ]. 金屬熱處理,1996,(1):8～132. 周德成. 工業(yè)爐窯[M ]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 19913. [日]：19874. ：機(jī)械工業(yè)出版社5. :中國大百科全書出版社，19876. （第二版）.7. ：機(jī)械工業(yè)出版社8. 劉義潔 ：國防工業(yè)出版社，19879. ：機(jī)械工業(yè)出版社，1988 10. （第二卷），：丸善株式會(huì)社，198211. 捷列金 A C ：冶金工業(yè)出版社12. 陶文銓 主編.《傳熱學(xué)》.北京：高等教育出版社，199813. 榮桂 重油電加熱爐的設(shè)計(jì)與使用 《加熱爐》北京：冶金工業(yè)出版社，197914. （第三卷）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199215. Ziebik A, Lampert K and Szega M. Energy analysis of a blastfurnace system operating with the Corex process and CO2 removal. Energy, 2008, 33( 2): 199205致謝經(jīng)過近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我查閱了一些關(guān)于工業(yè)爐方面的文獻(xiàn)和資料，這讓我在工業(yè)爐方面增長了很多的知識(shí)，經(jīng)過我的計(jì)算、修改和繪圖，“工業(yè)爐的設(shè)計(jì)及自動(dòng)控制”這個(gè)設(shè)計(jì)題目，終于可以畫上一個(gè)句號(hào)了。由于這個(gè)課題我以前從未接觸過，所以我在設(shè)計(jì)過程中遇到困難是在所難免的。在設(shè)計(jì)期間，我有幸得到了王恩宇老師的悉心指導(dǎo)，才解決了一個(gè)又一個(gè)的難題。每天的考勤制度使我對(duì)自己所選的課題任務(wù)不敢怠慢！在設(shè)計(jì)期間，圖書館的阿姨給我提供了許多方便，在此，我向她們表示深深的謝意！從選型、研究到設(shè)計(jì)，每一步進(jìn)展都是基于本人四年大學(xué)學(xué)習(xí)生活的點(diǎn)滴積累，每一處細(xì)節(jié)都體現(xiàn)本人對(duì)于作品的執(zhí)著和專業(yè)的進(jìn)取。本人以實(shí)踐、創(chuàng)新主義為指導(dǎo)，創(chuàng)造一套比較合理的工業(yè)加熱爐設(shè)計(jì)圖紙。但是，設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)者本人的經(jīng)驗(yàn)都是有限的，本設(shè)計(jì)中難免存在一些疏漏和不足之處，希望各位老師對(duì)本設(shè)計(jì)提出更多寶貴建議，我將非常感激！