【正文】 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/(mhK)＝＝ KJ/(mhK)＝＝ KJ/(mhK)平均導(dǎo)來(lái)系數(shù)： KJ/(mhK) 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。目前常用的計(jì)算方法是將爐子分為三段：加熱段，預(yù)熱段和均熱段。預(yù)熱段和加熱段采用熱流等于常數(shù)的邊界條件求解，均熱段計(jì)算方法有兩種：一種是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)直接確定均熱段實(shí)底段長(zhǎng)度，另一種方法是選定均熱度求均熱時(shí)間。后一種方法多用于均熱床架空的時(shí)候。本設(shè)計(jì)爐型采用的是均熱段全架空結(jié)構(gòu)，故采用第二種計(jì)算方法。 鋼坯的均熱時(shí)間及溫度參數(shù)1)金屬斷面溫度均熱度 其中—金屬均熱開(kāi)始時(shí)的表面與中心溫度差 —金屬均熱終了時(shí)的表面與中心溫度差一般情況下，取=，2)加熱時(shí)間 其中S—金屬透熱深度 —金屬導(dǎo)溫系數(shù)查文獻(xiàn)一中表（37）得，1200～1250℃時(shí)，20鋼的導(dǎo)溫系數(shù)由金屬加熱工藝要求可知，出爐時(shí)鋼坯的斷面溫差是20℃，則加熱終了時(shí)鋼坯的平均溫度 ℃3) 加熱終了時(shí)鋼坯表面上的熱流查文獻(xiàn)一中表（31）得，此時(shí)鋼的導(dǎo)熱系數(shù)，加熱終了時(shí)鋼坯表面上的熱流 4)均熱段爐氣溫度=1284假設(shè)溫度為1280℃，誤差為，故誤差可以忽略 加熱段爐氣溫度1)鋼坯的平均溫度加熱終了時(shí)鋼坯的溫差，根據(jù)均熱度可知此時(shí)鋼坯的平均溫度此時(shí)鋼坯的導(dǎo)熱系數(shù) 2)加熱段末端處鋼的表面熱流 3)加熱段爐氣溫度=1378假設(shè)溫度為1400℃，誤差為誤差較小，可以忽略 燃料利用系數(shù)及預(yù)熱段加熱時(shí)間(1)爐膛燃料利用系數(shù)本設(shè)計(jì)中只預(yù)熱助燃空氣，所以上式可以寫(xiě)為 查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表15得，當(dāng)t空=450℃時(shí)，C空=(標(biāo)m3﹒℃)。=800℃時(shí)，混合煤氣燃燒產(chǎn)物比熱C廢膛=+= kJ/(標(biāo)m3﹒℃) 則， =(2)加熱段燃料利用系數(shù)其中，加熱段流入預(yù)熱段的廢氣溫度t廢加=1400℃，查文獻(xiàn)一中表（15）得C廢加=+= kJ/(標(biāo)m3﹒℃) 1)金屬在預(yù)熱段的熱焓增量其中，金屬在爐膛中的總熱焓增量由文獻(xiàn)一中表（33）得，20鋼1220℃時(shí)Cp=(kg﹒℃)。20℃時(shí)Cp=(kg﹒℃) 加熱段向預(yù)熱段的輻射熱量 取q輻=50104所以2)金屬平均溫度設(shè)t均3=700℃，查《火焰爐設(shè)計(jì)計(jì)算參考資料》表33得，cp=(kg﹒℃)則3)金屬表面熱流其中，—加熱段導(dǎo)來(lái)輻射系數(shù)，=—加熱段爐氣溫度，=1378℃ t均3—加熱段始端鋼坯加熱溫度，t均3=675℃ S—熱透深度，S=由文獻(xiàn)一中表（31）得，t均3=675℃時(shí)，得首先令=0，則則，回代得，不斷重復(fù)上述步驟，得到如下結(jié)果由于，誤差已經(jīng)很小，不必再重新計(jì)算所以取q表3=6540004) 金屬表面溫度5)斷面溫差及金屬中心溫度6)金屬熱焓由文獻(xiàn)以中表（33）得，當(dāng)時(shí)，Cp=kJ/(kg﹒℃)則，7)爐尾處金屬表面熱流已知t廢膛=800 ℃，； 各段金屬加熱時(shí)間1)預(yù)熱段平均熱流由文獻(xiàn)一中表（35）得，20℃時(shí)，20鋼，Cp= kJ/(kg﹒℃)預(yù)熱段金屬加熱時(shí)間其中K1—金屬的形狀系數(shù)，對(duì)于平板K1=1則 2)加熱段平均熱流金屬在加熱段的熱焓增量則 3)均熱段金屬在均熱段加熱時(shí)間4)總加熱時(shí)間 爐子主要尺寸計(jì)算 爐子長(zhǎng)度計(jì)算1)有效長(zhǎng)度 其中，P—爐子生產(chǎn)率，P=120000t/h —加熱時(shí)間，= b—料坯寬度，b=150mm n—爐內(nèi)料坯擺放排數(shù)，n=2 g—料坯平均單重2)預(yù)熱段長(zhǎng)度3)加熱段長(zhǎng)度4)均熱段長(zhǎng)度5)爐子總長(zhǎng)因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)爐型采用的是均熱段全架空結(jié)構(gòu)，但是為了便于結(jié)構(gòu)處理，留一米長(zhǎng)的一段實(shí)底。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)。爐門(mén)高度H進(jìn)：，則 H進(jìn)=150=375mm爐門(mén)寬度B進(jìn)：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取爐門(mén)寬度等于爐膛寬度，則B進(jìn)=B=進(jìn)料爐門(mén)數(shù)量：1個(gè)出料爐門(mén)數(shù)量：2個(gè)2)操作爐門(mén)用做操作之用，如進(jìn)出返回鋼坯，清除氧化鐵皮等。本設(shè)計(jì)爐型共設(shè)置6個(gè)操作爐門(mén)，加熱段每側(cè)2個(gè)，均熱段每側(cè)1個(gè)。采用60。拱頂結(jié)構(gòu)，爐門(mén)具體尺寸為：464(寬)450(高)mm3)人孔供操作人員檢修爐內(nèi)設(shè)備時(shí)進(jìn)出之用。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)爐型采用均熱段全架空結(jié)開(kāi)設(shè)位置通常在加熱段。人孔下沿為車(chē)間地平面以上100～150mm，采用180。拱頂結(jié)構(gòu)，具體尺寸為580(寬)900(高)mm4)爐膛各部分用耐火材料及尺寸采用砌磚結(jié)構(gòu)爐頂 平頂結(jié)構(gòu) 耐火材料澆注料120＋輕質(zhì)澆注料250爐墻 耐火材料澆注料116mm+輕質(zhì)澆注料240mm5）爐底劃道及其支撐結(jié)構(gòu)的選擇與強(qiáng)度計(jì)算a）縱水管參考文獻(xiàn)三中經(jīng)驗(yàn)公式（21－21）得a＝5a－縱滑道最大間距，m－料坯最小厚度，m當(dāng)采用雙排料時(shí)，＝，算得a＝2m，這里選取a＝1800mm，那么縱水管外側(cè)鋼坯端頭尺寸l＝（30001800）/2＝600mm，為了滿(mǎn)足鋼坯不“掉道”的要求，一般l＝150～a/2（mm）＝150～900mm，這里l＝600mm，合乎要求。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。每排料采用兩根縱向水管作為滑道，間距為1800mm?；廊脵M水管支撐，滑道及支承結(jié)構(gòu)按汽化冷去設(shè)計(jì)。b）縱水管管徑選擇及強(qiáng)度計(jì)算 為了減少水冷熱損失及加強(qiáng)下加熱作用，橫水管的間距選用2320mm料坯單重查文獻(xiàn)三表32得20℃時(shí)20鋼的密度則＝公斤力厘米M－兩支點(diǎn)間縱水管最大彎矩，公斤力厘米L－兩支點(diǎn)間最大距離，厘米q－每根縱水管所承受的均部載荷，公斤力/厘米則，截面系數(shù)cm3(根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取爐底水管許用應(yīng)力)取,W=148cm3, 鋼管的慣性矩由文獻(xiàn)三公式（21－23）得兩支點(diǎn)間的最大撓度f(wàn)則符合要求，故縱水管的尺寸為mmc）橫水管選擇與強(qiáng)度的計(jì)算 為減小熱損失，間距取2320mm根數(shù)n＝（L）/2320+1＝（10860+3054）/2320+1＝所以橫水管取7根，預(yù)熱段采用基墻支撐。尺寸選為mm。6）繪制爐體結(jié)構(gòu)輪廓圖7）爐子結(jié)果及其操作參數(shù)a）有效爐底面積：F＝LB=281506612＝b）鋼壓爐底面積：F＝LL=281506000＝ mc)爐底利用系數(shù)：d）有效爐底強(qiáng)度：Hkg/（h）e)鋼壓爐底強(qiáng)度：H kg/（h）基準(zhǔn)溫度為環(huán)境溫度 20℃a）燃料燃燒化學(xué)熱按文獻(xiàn)一式(41),設(shè)爐膛燃料消耗量為B 標(biāo)m3/h,則b）預(yù)熱空氣帶入進(jìn)入爐膛的物理熱查文獻(xiàn)一表15得， C空=C環(huán)= kJ/(標(biāo)m3﹒℃)（40020）＝1315BKJ/hc）金屬氧化放熱Q按文獻(xiàn)一式（44），取所以Q＝＋＋Q＝10050B+1315B+＝11365B+KJ/h1） 加熱金屬帶出熱Q按文獻(xiàn)一式（45）得。 查文獻(xiàn)一中表（33）得，20鋼1230℃時(shí)Cp=(kg﹒℃)。20℃時(shí)Cp=(kg﹒℃)=122000(1230＋20)＝10 KJ/h2） 出爐膛廢氣帶出的物理熱Q按文獻(xiàn)一式（4－6）得：式中，800℃，煙氣的比熱為C廢膛1=+=(kg﹒℃)20℃，煙氣的比熱為C廢膛2=+= kJ/(kg﹒℃) Vn= 帶入得：Q＝4184B KJ/h 3）=+按理論法計(jì)算，設(shè)冷卻水入口溫度=40，出口溫度=60，管壁平均溫度=(40+60)/2 +50=100a）縱水管熱損失=k煙氣平均溫度＝（800+1284+1378）/3＝1154＝424Kj/（mh）則，KJ/hb）橫水管熱損失煙氣平均溫度kJ/(. 186。C)則4)爐壁導(dǎo)熱損失a) 爐壁內(nèi)表面平均溫度查文獻(xiàn)一中表21,取加熱料坯的黑度=預(yù)熱段= = =(1284+800)/2+273=1312k=(20+675)/2+273= =加熱段= = =1378+273=1651k =(1250+675)/2+273= =均熱段= = =1284+273=1557k =1250+273=1523k =b）環(huán)境平均溫度，t＝20c）爐壁導(dǎo)熱損失計(jì)算（1）加熱段爐頂 t＝20 耐火與輕質(zhì)澆注料交界處溫度＝＝（+）/2＝＝（+20）/2＝＝（） ＝（）帶入得：＝511737KJ/h驗(yàn)算 =502與假設(shè)相差較大，故需要重算設(shè)＝1077 ＝502＝（） ＝（）帶入得：＝560995KJ/h驗(yàn)算：＝1070 ＝499相差不大，不需重算。那么，均熱段爐頂粘土磚與硅藻土磚交界處實(shí)際溫度t均頂交=2 t粘均 – tk均=210701267=887℃均熱段爐頂溫度 t均頂外=2 t藻均 – t均頂交=2499887=117℃用同樣的方法可計(jì)算出爐壁其它部位的熱損失爐墻爐壁部位爐壁內(nèi)表面積(m2)導(dǎo)熱損失(kJ/h)爐壁外表溫度(℃)加熱段爐頂560995117加熱段爐墻 38298082預(yù)熱段爐頂31275764預(yù)熱段爐墻146491