【正文】 前，我國工業(yè)爐上普遍采用的是 20世紀(jì)70～80年代以前的高壓噴射燒嘴和低壓渦流式燒嘴。一個性能良好的燃燒器應(yīng)達(dá)到：保證提供工藝所需的供熱能力；保持較低的和穩(wěn)定不變的空氣過剩系數(shù)；燃燒效率高和燃燒完全；可適應(yīng)溫度較高的助燃空氣；火焰的形狀根據(jù)需要可調(diào)節(jié)；操作和維修方便。 4)對環(huán)境的影響性 在燃料使用過程中，必然伴有廢棄物的產(chǎn)生和擴(kuò)散，影響環(huán)境清潔。 2)使用的純消耗性 燃料的使用是典型的不可逆過程，只能一次性使用而不可重復(fù)使用。再次．提高爐子自動化控制水平和機(jī)械化水平，改善勞動環(huán)境，降低工人勞動強(qiáng)度。其次．通過節(jié)約能源，降低產(chǎn)品能耗，實現(xiàn)降低產(chǎn)品成本的目標(biāo)。保證加熱工件的質(zhì)量是根本，只有保證工件質(zhì)量的前提下。對工業(yè)爐加熱技術(shù)和裝備水平的評價，主要從滿足工藝要求 提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、合理利用能源、保護(hù)環(huán)境以及改善勞動條件等幾個方面進(jìn)行。而世界上發(fā)達(dá)國家燃料爐的熱效率平均為50％左右。對于大量小型加熱爐而言，只配備溫度指示儀表外，一般為人工憑經(jīng)驗操作。在機(jī)械行業(yè)中，目前先進(jìn)的爐型所占比倒不超過20％，絕大多數(shù)為20世紀(jì)60～80年代建設(shè)或改造的結(jié)構(gòu)形式，數(shù)以萬計的鍛件、鑄件加熱爐在不同程度上存在加熱質(zhì)量差、熱效率低和機(jī)械化程度低的缺陷。 我國工業(yè)爐是耗能大戶，約占全國總能耗的25％，僅次于熱力發(fā)電和鍋爐的能耗量。C以下。C和煙量大的加熱爐上，其次才考慮回收低溫余熱。 1）降低單位面積爐底產(chǎn)量，即適當(dāng)延長不供熱的預(yù)熱段，將煙氣余熱用于預(yù)熱入爐鋼坯；2）采用高溫抽煙機(jī)將預(yù)熱器后的煙氣抽到爐子的預(yù)熱段來噴吹預(yù)熱鋼坯；3）利用余熱預(yù)熱助燃空氣； 4）采用余熱鍋爐產(chǎn)氣或發(fā)電。（3）改善爐內(nèi)傳熱條件當(dāng)向爐內(nèi)供入的熱量一定時，在爐內(nèi)傳給爐料的熱量愈多，出爐廢氣溫度就愈低。為了減少這種損失，在設(shè)計爐子時，對爐型結(jié)構(gòu)、燒嘴配置、煙囪高度、煙道、煙閘以及爐壓檢測和調(diào)節(jié)裝置等的選擇，都應(yīng)考慮到爐壓分布及其調(diào)節(jié)問題。（2）正確控制爐膛壓力加熱爐是一個不嚴(yán)密的熱工設(shè)備。（1）正確控制空氣消耗系數(shù)對加熱爐的正確的燃燒控制，應(yīng)在保證燃料完全燃燒的條件下，盡可能的降低空氣消耗系數(shù)。廢氣熱損失的大小主要決定于廢氣量、廢氣溫度以及廢氣中含有的可燃成分等。因此，在滿足軋鋼工藝要求下，降低鋼坯出爐溫度，提高加熱速度，縮短加熱時間等，必能提高爐子生產(chǎn)率。 對軋鋼加熱爐來說，加熱爐工藝的主要要求是鋼錠（坯）加熱溫度和斷面溫度均勻性；對某些合金鋼加熱還要考慮裝鋼溫度、加熱速度、保溫時間以及氧化、脫碳等。爐子結(jié)構(gòu)、熱工操作和爐內(nèi)所進(jìn)行的熱工過程，都必須符合工藝的要求，而工藝的要求。為了增加爐料的受熱面積，往往牽涉到爐子結(jié)構(gòu)的變動，一般采用雙面加熱采增大受熱面。在強(qiáng)化爐內(nèi)輻射傳熱，提高爐子產(chǎn)量和降低燃料消耗等方面均收到較好的效果。特別應(yīng)避免火焰下部低溫氣層的存在，否則將阻礙向爐料的傳熱，影響爐子生產(chǎn)率的提高。生產(chǎn)率、熱效率和加熱質(zhì)量之間是互相矛盾統(tǒng)一的，在實際設(shè)計和操作中必須把這三者連同其他一些因素團(tuán)結(jié)起來，統(tǒng)一地加以考慮。因而對鋼種、規(guī)格、產(chǎn)量的變化和軋機(jī)停軋、待軋和事故的適應(yīng)性小，同時也會導(dǎo)致燃料消耗的增加等。 2)如果高溫端爐溫過高，就難于控制加熱鋼坯的表面溫度，特別是當(dāng)軋機(jī)停軋、待軋時，容易使鋼溫過高，造成“燒化”現(xiàn)象和粘鋼事故，較嚴(yán)重時甚至使鋼坯被燒毀而造成廢品。為了提高平均輻射溫壓，爐子應(yīng)該采用端頭集中供熱，并實現(xiàn)快速燃燒，但實際生產(chǎn)條件下，往往受到一些條件的限制。2）出爐膛廢氣溫度（T 〞）,T 〞愈高平均輻射溫壓愈大,爐內(nèi)熱交換愈強(qiáng)烈，爐子生產(chǎn)率愈高。 下面從這方面著手來討論提高爐子生產(chǎn)率的方法:在工藝一定的條件下，決定平均輻射溫壓，并構(gòu)成影響爐子生產(chǎn)率的部分熱工因素主要有：1）燃料入爐時的燃燒溫度（）。h)。hh所以，改善爐內(nèi)熱交換，增加對爐料（金屬）的傳熱，就能提高爐子的生產(chǎn)率。在工藝過程一定的情況下，爐料（金屬）在爐內(nèi)所須獲得的熱量是一定的。 熱工過程包括爐內(nèi)燃燒、氣體流動和傳熱三過程。但就爐子本身而言，主要是工藝因素和爐子結(jié)構(gòu)、操作因素。為了尋求提高爐子生產(chǎn)率的途徑，必須了解影響爐子生產(chǎn)率的各種因素及其作用。當(dāng)前，尤其重要的是指出重油與各種煤和煤氣之間的合理置換比，這不僅可以作為生產(chǎn)者日常規(guī)定爐子燃料消耗量的參考，而且也可以作為國家領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)分配燃料的參考依據(jù)。因此使用燃料的種類以及燃料的成分和發(fā)熱量的變動，在生產(chǎn)上都是常見的事。單位燃耗的表示方法有：單位燃耗、單位標(biāo)準(zhǔn)燃耗、單位熱耗。（2）爐子單位燃料消耗量爐子單位燃料消耗量是爐子的一個重要生產(chǎn)指標(biāo)。在設(shè)計爐子的時，確定燃料消耗量有兩種方法：一是計算法，一是經(jīng)驗法。另外，建立爐子或其中某個局部的熱平衡方程式和傳熱方程式及其二者之間的關(guān)系，從中找出各熱工參數(shù)之間的相互關(guān)系，是進(jìn)行爐子熱工理論研究和分析解決各種工程實際問題最基本的研究方法和手段。在設(shè)計新爐子的時候，通過計算編制熱平衡是為了由平衡關(guān)系中求出爐子的燃料消耗量，同時為設(shè)計爐子的供熱、排煙系統(tǒng)和余熱回收裝置等提供設(shè)計依據(jù)。熱平衡是評價爐子工作和設(shè)計、研究爐子時不可缺少的，特別是在分析爐子燃料消耗，尋求節(jié)能途徑時更是需要的。為了使鋼結(jié)構(gòu)工作可靠，又能節(jié)約鋼材，各種鋼件的尺寸和規(guī)格的選用都應(yīng)通過計算，并參照實際使用資料來確定。除有特殊要求采用活動連接外，一般采用焊接結(jié)構(gòu)。為了使鋼架形成整體而把爐子夾固起來。爐子個別部分（如煙道、換熱器等）必須建在地下水以下時，一定要有防水溝或防水層等嚴(yán)密的防水措施。 3) 基礎(chǔ)的底部應(yīng)在地基的凍土線以下，以免因天氣寒冷使基礎(chǔ)遭到破壞。 2） 爐子基礎(chǔ)必須是整塊的，不允許有斷裂現(xiàn)象。爐子基礎(chǔ)設(shè)計和修筑爐子基礎(chǔ)時應(yīng)注意以下幾點： 1） 混凝土任何部分的溫度都不允許超過300℃，否則混凝土就會變質(zhì)而壓壞。根據(jù)爐子的大小和土質(zhì)的好壞，爐子基礎(chǔ)可采用不同材料和結(jié)構(gòu)來砌筑。（1）爐子基礎(chǔ)修建爐子時必須打好爐子的基礎(chǔ)。金屬煙囪一般用5～10mm厚鋼板焊成，其壽命低，但修建快，造價低，在小爐子上常采用。煙囪必須有獨立的基礎(chǔ)，不能與煙道基礎(chǔ)相連，以免煙囪下沉?xí)r煙道基礎(chǔ)斷裂。煙囪高度低于60～70m時，磚煙囪比鋼筋混凝土煙囪造價低，但磚煙囪砌筑比較困難，而且壽命也不如鋼筋混凝土煙囪。（2）煙囪煙囪時最常用的一種排煙裝置。C時，閘板可用灰口鑄鐵件或鑄鋼件制作；當(dāng)溫度高于600～700176。從操作上有手動和電動之分，等等。從冷卻方式上分，有水冷式、風(fēng)冷式和無冷卻式等。 為了控制排煙量以及調(diào)節(jié)爐膛壓力，煙道上必須設(shè)置煙道閘板。以免它們受煙道溫度的影響。而煙道最小斷面還必須考慮清掃和檢修的可能性，所以煙道斷面形狀和具體尺寸常根據(jù)初步計算結(jié)果按標(biāo)準(zhǔn)系列選用。設(shè)計煙道時，必須充分考慮其斷面尺寸和密封絕熱問題，因為前者的大小影響煙氣流動阻力損失和造價，后者的好壞影響排煙系統(tǒng)的吸力和余熱回收率。這樣所產(chǎn)生的誤差不會給施工帶來困難。厚度一般變化在200～700mm；材質(zhì)一般是粘土磚須注意的是在與料坯接觸的爐底部分散熱損失“價值”大，故應(yīng)加強(qiáng)絕熱?；顒訝t底的坯料是靠爐底機(jī)械的運動而移動。加熱爐的爐底結(jié)構(gòu)型式基本有兩種：固定式爐底和移動式爐底。它不僅要承受被處理物料的機(jī)械負(fù)荷、碰撞與摩擦等作用，有時還要受到被處理物料的化學(xué)侵蝕及熔體的滲透等。大于此寬度時用吊頂。低溫部分可用普通粘土磚?？伤芰系鯍鞝t頂結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)通過吊掛埋在可塑料里面的鉚固轉(zhuǎn)將爐頂?shù)鯍煸阡摻Y(jié)構(gòu)上，這種吊頂可以敷設(shè)大面積隔熱層，密封性能也很好，但施工時需要模板支撐。個別磚即使斷裂也不致掉落。但這種結(jié)構(gòu)只適用于吊掛水平的及傾斜度不大的爐頂，較大傾斜度及轉(zhuǎn)彎處須做特殊處理。頸吊式吊掛結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的每一塊吊磚都有一個夾鉤和一個吊桿。為了避免掛磚的工字鋼溫度過高，磚的上表面不允許敷設(shè)絕熱層。異形磚用金屬吊桿單獨地或成組地吊在爐子鋼結(jié)構(gòu)上。一般隨爐子跨度增大，拱頂厚度也應(yīng)適當(dāng)?shù)脑龊?。多用于埋在地下的煙道上。拱頂稱為半圓拱頂，其特點是不產(chǎn)生水平分力，不需要鋼結(jié)構(gòu)加固，造價低。拱頂?shù)陌霃降扔诳缍?b, 拱角矢高h(yuǎn)= 稱為標(biāo)準(zhǔn)拱頂。和180176。、90176。之間。結(jié)構(gòu)簡單，砌筑方便，不需要復(fù)雜的金屬結(jié)構(gòu)。爐頂按其結(jié)構(gòu)型式可分為拱頂和吊頂兩種。（2）爐頂爐頂使?fàn)t膛組成中薄弱環(huán)節(jié)。為了防止砌體破壞，爐墻應(yīng)盡量避免直接承受附加負(fù)荷。為了提高爐子的強(qiáng)度和氣密性，爐墻外包以4～10mm厚的鋼板。各種爐墻結(jié)構(gòu)中，以提高絕熱性能，增加隔熱層厚度，減少耐火材料厚度最為經(jīng)濟(jì)，不應(yīng)采取增加耐火材料厚度來使隔熱材料溫度降到許用值以下。為保證爐墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，爐墻必須有一定厚度，并應(yīng)隨爐子尺寸的增大和爐膛溫度的升高而增厚。（1）爐墻爐子四周的圍墻稱為爐墻，分為側(cè)墻和端墻。大多數(shù)爐膛是在高溫下工作，經(jīng)受爐氣，爐塵，爐渣的侵蝕和沖刷。爐膛過大還易使火焰偏向某一邊，使火焰貼著爐頂或鋼坯流動。從爐內(nèi)氣體流動來講，火焰的高速噴出使得噴出口周圍造成一個低壓區(qū)。（工作室）爐膛一般包括爐頂、爐墻、爐底組成一個近乎六面體的空間。它們可以實現(xiàn)爐子的自動化操作，從而提高爐子的生產(chǎn)指標(biāo)。爐子其他各部分的任務(wù)是為工作室內(nèi)所進(jìn)行的熱工工藝過程提供有利條件。工作室是爐子的核心。三個系統(tǒng)互相配合，使?fàn)t子正常運轉(zhuǎn)。這種爐子為了減少鋼坯加熱黑印，提高加熱的均勻性，減少鋼坯背面劃傷，設(shè)置熱滑軌，在均熱段設(shè)有爐頂燒嘴和用出料機(jī)出鋼等，但都未得到十分滿意的效果。因此單位爐底面積的產(chǎn)量比三段式加熱爐有大幅度提高。五段式加熱爐爐尾溫度比三段式加熱爐的高。五段式：式三段式加熱爐的發(fā)展。改變各段的爐溫可以改變加熱速度，操作靈活。在加熱段把鋼坯加熱到軋鋼溫度，在均熱段消除黑印，使鋼坯溫度達(dá)到均勻。鋼坯上下兩面加熱，提高了單位爐底面積的的產(chǎn)量，爐溫上下兩段控制，均熱爐的爐溫不單獨控制，因此也和一段式操作不靈活。因爐溫一段控制，操作不靈活。2）推鋼式連續(xù)加熱爐的發(fā)展一段式：是最古老的形式簡單的的連續(xù)爐。為減小水冷滑軌造成的料坯下部的“黑印”，近年來采用了使料坯與水管之間具有隔熱作用的“熱滑軌”。料坯在爐底或在用水冷管支撐的滑軌上滑動，在后一種情況下可對料坯實行上下兩面加熱。本設(shè)計主要研究推鋼式連續(xù)加熱爐。連續(xù)加熱爐多數(shù)用于軋制前加熱金屬料坯，少數(shù)用于鍛造和熱處理。室式加熱爐有兩種：固定爐底室式爐和車底式爐。（1）室式加熱爐室式加熱爐 用于金屬坯或錠鍛壓前的加熱。在冶金工業(yè)中，加熱爐習(xí)慣上是指把金屬加熱到軋制成鍛造溫度的工業(yè)爐。┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書目錄 1 1 1 1 2（工作室） 煙閘與煙囪 4 5 5 5 6 6 6 6 7 8 9 9 9 10 10。 102．方案論證 14 14 15 15 15 15 15 163．熱工計算 16 16 16 16 19 22 29 31 37 38 45 50結(jié)論 55致謝 56參考文獻(xiàn) 57英文原文 58英文翻譯 75共84頁 第 57 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 加熱爐是將物料或工件加熱的設(shè)備。在冶金行業(yè)中，一般可把加熱爐分為室式加熱爐和連續(xù)加熱爐。物料加熱時不移動；爐內(nèi)不分段，要求各處爐溫均勻，對于大鋼錠加熱采用周期性的溫度制度（即爐溫按時間分為預(yù)熱期、加熱期、均熱期等）。（2）連續(xù)加熱爐廣義來說，包括推鋼式爐、步進(jìn)式爐、轉(zhuǎn)底式爐、分室式爐等連續(xù)加熱爐。主要特點是：料坯在爐內(nèi)依軋制的節(jié)奏連續(xù)運動，爐氣在爐內(nèi)也連續(xù)流動；一般情況，在爐料的斷面尺寸、品種和產(chǎn)量不變的情況下，爐子各部分的溫度和爐中金屬料的溫度基本上不隨時間變化而僅沿爐子長度變化。1）推鋼式連續(xù)加熱爐簡介推鋼式連續(xù)加熱爐靠推鋼機(jī)完成爐內(nèi)運料任務(wù)的連續(xù)加熱爐。爐底水管通常用隔熱材料包覆，以減少熱損失。有的小型連續(xù)加熱爐采用了由特殊陶質(zhì)材料制成的無水冷滑軌，支撐在由耐火材料砌筑的基墻上，這種爐子叫“無水冷爐”?，F(xiàn)在幾乎不用，鋼坯沿著爐子單面加熱，因此鋼坯的上下面的溫差很大。二段式：為了彌補(bǔ)上述一段式的缺點，使用水冷滑軌。三段式：加熱段和均熱段明顯分開。爐子分三段。這種爐子對連續(xù)式爐的合理化、現(xiàn)代化做出了貢獻(xiàn)。在三段式加熱爐的裝料端又增加了兩個加熱段。其目的是為了提高加熱能力。但是，爐尾的溫度高廢氣熱損失大，燃料單耗相當(dāng)高。加熱爐一般由爐子熱工工藝系統(tǒng)、裝出料系統(tǒng)、熱工檢測及自動控制系統(tǒng)等三部分組成。爐子的熱工工藝系統(tǒng)是火焰爐最基本的組成部分，包括爐子的工作室（爐膛）供熱系統(tǒng)（風(fēng)機(jī)、油泵、管道、燃燒裝置等），排煙系統(tǒng)（煙道、煙閘、換熱器、余熱鍋爐、煙囪、排煙機(jī)等）以及冷卻系統(tǒng)等。主要的熱工及工藝過程都在工作室內(nèi)完成。裝出料系統(tǒng)和熱工檢測及自動控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化火焰爐不可缺少的兩個工作系統(tǒng)。下面僅對熱工工藝系統(tǒng)中的主要組成部分加以介紹。爐膛的大小對鋼料加熱、燃料燃燒和爐膛本身壽命都有很大的影響。爐膛過大將使火焰末尾以后的低溫氣流返流到這個低壓區(qū)，低溫氣流和火焰混合使火焰溫度降低，不利于鋼料加熱。相反，爐膛過小會產(chǎn)生火焰沖刷爐襯和鋼料表面，形成局部高溫，與加熱質(zhì)量和爐襯壽命都不利。因此，要求構(gòu)成爐頂 、爐墻和爐底等所用的材料，結(jié)構(gòu)形式和尺寸等都必須適應(yīng)這一特點，以