【正文】 c a lQ q F h? ? ? ? ? ② 加熱段爐底的熱損失 ? ?21 39。 213121 2 31 1 3 6 . 81tt k c a lq mh???? ? ? ????? ? ?壁 空 通過加熱段爐頂?shù)臒釗p失 39。 爐頂 為拱頂，耐火層為 230mm耐火磚，隔熱層為 116mm隔熱磚。據(jù)經(jīng)驗公式進(jìn)行校核計算，此加熱時間能滿足該爐子的上述爐溫制度。 爐膛各段長度及加熱時間的確定 1. 依據(jù)文獻(xiàn) [8]表 1337 等相關(guān)資料，取預(yù)熱段長度占總長的 45%，加熱段爐長為總長的 55%，則相應(yīng)預(yù)熱段長度為 ，加熱段長度為 。 爐溫制度確定 對于步進(jìn)式加熱爐，穩(wěn)定生產(chǎn)時，爐內(nèi)溫度可認(rèn)為是均勻溫度場，不隨時間變化，只沿爐長方向變化。 ? ? ? ?2 2 0 . 6 1 2 2 . 6 5 2 5 . 7 4 4j j jF H B L L? ? ? ? ? ? ? : HBLS F? 預(yù)熱段 0 .6 1 2 2 .6 5 23 .6 0 .8 34 .9 2 8 yy ysmLL??? 加熱段 1 .0 2 2 .6 5 23 .6 1 .1 85 .7 4 4 jj jLL??? 爐氣黑度 22O CO H Oee ??? 預(yù)熱段： 2 550 . 1 2 2 0 . 8 3 1 0 0 . 0 7 1 1 0C O yPS ? ? ? ? ? 2 550 . 1 2 1 3 0 . 8 3 1 0 0 . 1 0 1 1 0H O yPS ? ? ? ? ? 加熱段： 2 550 . 1 2 2 1 0 1 . 1 8 0 . 1 4 3 4 1 0C O jPS ? ? ? ? ? 2 550 . 1 2 1 3 1 0 1 . 1 8 0 . 1 4 1 3 1 0H O jPS ? ? ? ? ? 預(yù)熱段溫度 880℃ 0 .1 1 .0 6 0 .1 3 0 0 .2 3 7 8Oe ? ? ? ? 預(yù)熱段溫度 1000℃ 0 .1 3 1 .0 6 0 .1 3 0 .2 6 8Oe ? ? ? ? 加熱段溫度 1000℃ 0 .1 3 1 .0 6 0 .1 3 0 .2 6 8Oe ? ? ? ? 綜合輻射系數(shù) 020200 205 .6 7 (1 )eec e e e?? ??， 12? 為爐壁對金屬的角系數(shù)； 12 22(1 )FF??? ? ?金壁,且 12? = 22? 砌體對鋼坯的角度系數(shù) 預(yù)熱段 12 2 0 .6 0 .24 .9 2 8 LL? ??? 加熱段 12 2 0 .6 0 .1 7 350744 L? ??? 鋼坯黑度 2 ? 16 預(yù)熱段溫度 ? ?012 5 . 6 7 0 . 2 6 1 0 . 8 3 . 1 60 . 2 6 1 0 . 2 0 . 8 1 0 . 2 6 1C ????? ? ? 預(yù)熱段溫度 1000℃ ? ?012 5 . 6 7 0 . 2 3 8 0 . 8 3 . 0 60 . 2 3 8 0 . 2 0 . 8 1 0 . 2 3 8C ????? ? ? 加熱段溫度 1000℃ ? ?012 5 . 6 7 0 . 2 6 0 . 8 3 . 1 20 . 2 6 0 . 2 0 . 8 1 0 . 2 6C ????? ? ? 預(yù)熱段和加熱段交界處取平均值 ? ?012 0 .5 3 .1 6 3 .0 6 3 .1 1C ? ? ? ? 爐長爐寬的確定 爐底有效長度確定 由已知確定爐子最大產(chǎn)量： ? ?2 3 6 0 0 / 3 0 7 7 9 0 3 . 1 4 0 . 0 3 2 1 5 2 8 3 /G k g h? ? ? ? ? ? ? ?，爐子的生產(chǎn)能力 P 取? ?2350 / /kg m h，由公式 F 底 = G/P 底 =5283/350=， ?爐底有效長度 nL =F底 /2L=經(jīng)計算步進(jìn)梁長 L=7600mm，固定梁長為 7450mm，鋸齒形步進(jìn)梁表面盛放工件個數(shù)為 n=7600/90=,取 n=84塊，修正后步進(jìn)梁長為 7485mm。 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 ， 取為。 ＝ 1000℃ 煙氣在預(yù)熱段的平均溫度 t氣 ＝ 880℃ ? ? 30 .0 5 \ 1 0 H A B t?? 公式查取自文獻(xiàn) [10] H效 — 爐子的有效高度 B— 爐寬， t氣 — 爐氣溫度 A— 系數(shù) 預(yù)熱段 ? ? 30 . 5 5 + 0 . 0 5 2 . 6 5 2 8 8 0 1 0 0 . 6H y m? ? ? ? ?，取為 。 爐 體基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計 爐膛傳熱計算 鋼坯出爐的表面溫度 t終表 ＝ 800℃ 鋼坯入爐的表面溫度 t始表 ＝ 20℃ 經(jīng)過預(yù)熱段以后鋼坯的表面溫度 t表 錯誤 !未找到引用源。 [6] 燃燒所需的空氣量計算 4 ? ? ， ? 4 10 ? 2 ? 單位燃料完全燃燒后，燃料生成氣中水蒸氣冷凝為 0℃的水時，燃料所放出的全部熱量稱為高位發(fā)熱量 Qg.. 12 4 2 6 3 8 4 1 033 9 7 . 7 6 9 6 . 6 9 9 1 . 2 1 2 8 4 . 7 = 3 9 7 . 7 9 8 + 6 9 6 . 6 0 . 4 9 9 1 . 2 0 . 3 1 2 8 4 . 7 0 . 3 = 3 9 9 3 6 . 0 1 k J /N mgQ C H C H C H C H? ? ? ?? ? ? ? ? ? 燃 燒生成器中水中氣冷卻為 20℃氣態(tài)水時燃料所反出的全部熱量稱為低位發(fā)熱量 dQ 4 2 6 3 8 4 1 0d 3Q = 3 5 9 . 6 C H + 6 3 6 . 3 C H + 9 1 0 . 8 C H + 1 2 0 4 . 3 C H= 3 5 9 . 6 9 8 6 3 6 . 3 0 . 4 9 1 0 . 8 0 . 3 1 2 0 4 . 3 0 . 3 = 3 6 1 2 9 . 8 5 /k J N m? ? ? ? ? ? ? 對于氣體燃料 =~ ? 我們?nèi)?=? 燃料所需空氣量計算 氣體燃料的單位理論空氣消耗量 0L ? ?030. 01 4. 76 4 = 0. 01 4. 76 2 98 3. 5 0. 4 5 0. 3 6. 5 0. 3 = 9. 56 04 6 /mnnL m C HNm k g????? ? ? ?????????? ? ? ? ? ? ? ? ?? 計入空氣中水分時的單位實際空氣量 0 (1 0 .0 0 1 2 4 )nKL L G??? 20 ℃時 ?? （查工業(yè)爐設(shè)計手冊 44C? ） 31 . 1 9 . 5 6 0 4 6 ( 1 0 . 0 0 1 2 4 1 9 . 0 ) 1 2 . 5 8 /nL N m k g? ? ? ? ? 燃燒生成氣量及燃燒生成氣密度的計算 1. 單位理論燃燒生成氣量 （ =? ） ? ?? ?23 = 1 98 2 3 4 = 09 /mnCOV m C HN m K g??? ? ? ? ? ? ?? 13 ? ?230 .0 1 2 = 1 2 98 3 4 5 = 99 /mnHOnV C HN m K g???? ????? ? ? ? ? ? ? ?? 2 0230 .7 9 0 .0 1 = 0 .7 9 9 .5 6 0 4 6 0 .0 1 1 = 7 .5 6 /NV L NN m K g??? ? ? ⒉ 實際燃燒生成量 nV 2 2 2n C O H O N 3V = V + V + V = 1 . 0 0 9 + 1 . 9 9 9 + 7 . 5 6 = 1 0 . 5 6 8 N /m K g 燃燒產(chǎn)物成分 ,即 22 1 . 0 0 91 0 0 % 1 0 0 % 9 . 5 %1 0 . 5 6 8COnVCO V? ? ? ? ? ? 22 1 . 9 9 91 0 0 % 1 0 0 % 1 8 . 9 2 %1 0 . 5 6 8HOnVHO V? ? ? ? ? ? 燃燒產(chǎn)物生成密度 ? ?? ?3 19 = = /q r knG G LVm k g?? ? ? ??? ? ? ? ? ? 理論燃燒溫度和實際燃燒溫度計算 ,ne t ar k r flyyQ Q Q Qt VC? ? ?? ； 其中 3, / ,ne t arQ kJ N m? 310 1. 30 71 20 26 1. 42 /k r k kQ V C t k J Nm? ? ? ? ?，采用耐熱鑄鐵預(yù)熱器，空氣預(yù)熱到260oC 。歷時一周。歷時四周。歷時兩周。歷時兩周。歷時一周。歷時一周。歷時一周。歷時兩周。 [6] ⒎ 便于實現(xiàn)自動化操作 爐膛簡圖見附錄 2。 ⒍然氣的二次加熱 11 采用煙氣預(yù)熱，一般有兩個優(yōu)點，一是有利于燃燒，其次是節(jié)約燃料。圖 1 簡單的示意了采用懸臂輥出料。而且對于不利于推鋼的細(xì)長料坯、圓棍、彎曲料坯等均可在步進(jìn)爐內(nèi)加熱。從而更充分的均運勻受熱。 ⒉ 加熱質(zhì)量好 10 步進(jìn)式爐內(nèi)可以使料坯間保留一定的空隙 ,從而能擴(kuò)大受熱面 ,物料加熱快且均勻 ,斷面溫差小 ,鋼坯表面沒有劃傷的 情況。我計劃采用步進(jìn)梁式加熱爐，作為連續(xù)加熱爐的一種，它是依靠步進(jìn)梁有循序的矩形運動使加熱的料坯在爐內(nèi)逐步地從爐尾移動到出料端，使鋼坯達(dá)到規(guī)定的溫度后出爐。 ⒏要采取保護(hù)環(huán)境和防止煙塵、噪聲污染的治理措施。 ⒍設(shè)計爐子時，對材料選用、設(shè)備選型、通用構(gòu)件的規(guī)格尺寸等，應(yīng)盡可能全廠或者全車間通用以使維修方便，尤其注意不要選用已被淘汰的產(chǎn)品。例如盡量采用適合爐子性能特點和方便施工的各種新型耐火材料和隔熱材料，選用各種新型燃燒裝置和預(yù)熱回收裝置從而提高爐子的熱效 率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低燃料消耗，改善操作維修條件和提高爐子的使用壽命。 ⒊爐子結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)實際或科學(xué)實踐數(shù)據(jù)加以確定 ,不應(yīng)照舊有結(jié)構(gòu)按比例放大或縮小。 [5] ⒌ 于實現(xiàn)自動化操作 工業(yè)爐設(shè)計原則 ⒈設(shè)計 必須符合國家有關(guān)技術(shù)政策 ,爐子的技術(shù)性能應(yīng)能滿足生產(chǎn)工藝要求。而且對于不利于推鋼的細(xì)長料坯、圓棍、彎曲料坯等均可在步進(jìn)爐內(nèi)加熱。 ⒉ 加熱質(zhì)量好 因為步進(jìn)式爐內(nèi)可以使料坯間保留一定的空隙 ,這樣擴(kuò)大了受熱面 ,加熱容易均勻 ,斷面溫差小 ,鋼坯表面沒有劃傷的情況。 步進(jìn)梁式爐優(yōu)點 我們選擇步進(jìn)爐作為設(shè)計爐型，主要是因為它和推鋼式連續(xù)加熱爐相比有如下的優(yōu)勢性： ⒈ 加熱靈活性 在爐長一定情況下，爐內(nèi)料坯數(shù)目是可變的，而推鋼式爐中則是不可變的，那樣加熱時間就會受到限制。 設(shè)計內(nèi)容 本次設(shè)計中要求設(shè)計一個步進(jìn)式加熱爐 ,并在設(shè)計過程中采用一些 節(jié)能措施和自動控制系統(tǒng) ,以提高熱量利用率、減少燃燒的消耗。 二 . 是電爐 ,是在爐內(nèi)將電能轉(zhuǎn)化為熱 量對工件或物料進(jìn)行加熱。需要指明：實現(xiàn)爐子最佳性能不能單獨依靠自動控制來實現(xiàn)，還應(yīng)有嚴(yán)格的操作管理制度。 R物料的熔化潛熱 (kJ/kg)。 爐子生產(chǎn)率指對于加熱爐和熱處理爐，按單位時間，單位爐底面積計算的爐子加熱能力；單位為 kg/（ 2m ? h）對于沖天爐則習(xí)慣稱為爐子熔化強(qiáng)度，單位為 t/( 2m ? h) 單位熱耗是指在一個加熱周期內(nèi)，加熱每千克工件所消 耗的熱量，單位為千焦 /千克。 爐子裝載量指每一加熱周期內(nèi)，一次可在裝入爐內(nèi)的工作或物料重量，單位為噸。此時天然氣的燃燒效率就會有很大的提高 [3]。步進(jìn)梁式加熱爐因具有加熱速度快，生產(chǎn)能力大、溫度均勻、燒損少等優(yōu)點，特別是可步進(jìn)送鋼、步進(jìn)退鋼、踏步控制、易于排空爐料時和更換鋼種的優(yōu)點，成為目前冶金和鍛造行業(yè)普遍采用的一種先進(jìn) 爐型。其工作原理是依靠油缸的推力使步進(jìn)梁作上升、前進(jìn)、下降、后退周期循環(huán)運動，將裝入爐內(nèi)加熱的鋼坯一步一步地向出料端運送。按形式可分為步進(jìn)爐、推鋼爐、室式爐等等，按用途可分為軋鋼加熱爐、鍛造加熱爐及熱處理爐等幾種，其中以步進(jìn)式爐為代表 爐型，步進(jìn)式加熱爐 [2]是靠專用步進(jìn)機(jī)構(gòu)使鋼坯在爐內(nèi)移動的一種機(jī)械化爐子。利用耐火材料爐底支撐工件，主要向工件上部單面供熱的稱步進(jìn)底式爐，也是一種連續(xù)作業(yè)的加熱爐。鍛壓生產(chǎn)前，通常要對金屬坯料進(jìn)行加熱，其目的是 為了提高坯料的溫度，降低塑性變抗力，使之適應(yīng)于鍛壓加工，當(dāng)坯料加熱到鍛壓溫度時，對坯料實施較