【正文】 保證爐子的正常工作。沿爐子長度方向的爐墻稱為側(cè)墻，爐子兩端的爐墻稱為端墻。為了減少散熱和蓄熱損失，爐墻應設有絕熱層。而應采用耐熱性能較好的隔熱材料作為緩沖帶。此外，爐墻上應設有爐門、窺視孔、燒嘴孔以及熱工參數(shù)檢測孔等孔洞。爐門、冷卻水管等構(gòu)件應設置在鋼結(jié)構(gòu)上。爐頂是否牢固可靠，對爐子工作有重大影響。拱頂可用楔形磚砌筑或不定形耐火材料搗制而成。拱頂?shù)墓敖菫?60~180176。通常采用的有60176。、120176。60176。180176。但爐頂下面的矢高h太大，不利于爐內(nèi)氣體的合理流動和實現(xiàn)均勻加熱，且有較大的上推力。拱頂?shù)暮穸群筒馁|(zhì)與爐子跨度和爐內(nèi)溫度條件有關(guān)。吊頂由一些特制的異形磚組成。槽磚吊掛結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)和砌筑比較簡單，更換方便。因此爐頂散熱量較大。由于金屬夾鉤在砌體外面，故可以在部分表面敷設絕熱層，爐頂散熱量較小。齒槽式吊掛結(jié)構(gòu)，磚與磚之間相互咬合，整體性和氣密性好。缺點是磚形復雜，公差要求較嚴格，砌筑難度大，爐頂也不宜敷設絕熱層。吊頂磚的材質(zhì)高溫部分通常采用一級粘土磚或高鋁磚?！?米的一般用拱頂。（3）爐底爐底是爐膛底部的砌磚部分，爐底的工作條件是非常惡劣的。爐底結(jié)構(gòu)型式和所用材料決定于工藝過程和爐內(nèi)的工作溫度及化學反應的性質(zhì)。固定底的爐子，坯料在爐底的滑軌上移動，除加熱圓坯料的斜底爐外，其他加熱爐的固定爐底一般都是水平的。加熱爐爐底砌體厚度與材質(zhì)取決于爐子尺寸與溫度。爐子的砌體尺寸，在設計時的習慣做法是：爐子的水平耐火砌體的砌磚尺寸取116mm的倍數(shù)；垂直的砌磚尺寸取68mm的倍數(shù)。、煙閘與煙囪（1）煙道與煙閘煙道是連接爐膛和煙囪的煙氣通道。煙道斷面尺寸通常是根據(jù)選取的煙氣流速進行計算來初步確定的。煙道布置要盡量縮短長度和減少煙氣流動阻力距離，要與廠房柱基，設備基礎(chǔ)和電纜保持一定的距離。當煙道內(nèi)設有余熱回收裝置時，一般要設置分煙道和相應的煙道閘板。煙道閘板的型式從結(jié)構(gòu)特征上來分，有蝶式、升降式和百葉窗式等。從材質(zhì)上分，有金屬型和金屬與非金屬結(jié)合型兩種。當煙氣溫度低于400～600176。C時，應采用水冷閘板、空冷閘板、襯磚閘板或耐熱合金鋼制造的閘板。煙囪結(jié)構(gòu)有磚煙囪、鋼筋混凝土煙囪（內(nèi)襯磚）和金屬煙囪（有的襯磚有的不襯磚）。所以小煙囪常采用磚煙囪，45m高以上的煙囪一般采用鋼筋混凝土煙囪。煙囪底部應設人孔，以備烘烤煙囪、扒灰和修理內(nèi)襯之用。當溫度較高時，內(nèi)部須襯以耐火材料。爐子的基礎(chǔ)一方面要承受整個爐子的質(zhì)量不致下沉或倒塌；一方面還要防止爐底受潮或遭受地下水的侵襲，保證爐子的正常工作。小爐子可用紅磚或塊石砌筑；絕大多數(shù)大中型都采用混凝土或鋼筋混凝土修建，因為它既結(jié)實又抗壓。因此，當爐底直接建筑在混凝土上時，要在爐底與混凝土之間用絕熱材料隔開；對于溫度較高的爐子，要把爐底架空起來，靠空氣冷卻基礎(chǔ)。爐子基礎(chǔ)要與其他基礎(chǔ)（如輔助設備、廠房、煙囪等基礎(chǔ)）分開，以避免由于基礎(chǔ)受力不同而引起不均勻下沉，使爐子基礎(chǔ)開裂或設備傾斜。 4) 爐子基礎(chǔ)因盡可能地建于地下水平面以上，以免由于地下水的侵入而損壞基礎(chǔ)的強度。（2）爐子鋼結(jié)構(gòu)爐子鋼結(jié)構(gòu)一般由鋼柱、橫梁、拉桿、拱角梁等組成的鋼架。各個獨立的鋼件之間必須相互連接起來。鋼柱下端固定在爐子基礎(chǔ)上，各部分砌體均需要留有膨脹縫，以免受熱后鋼架變形。根據(jù)能量守恒定律，任何一座爐窯或其他熱工設備的熱量收支是平衡的，即爐子熱收入諸項目的總和等于熱支出諸項的總和，這就是爐子熱平衡。（1）編制熱平衡的意義在現(xiàn)場生產(chǎn)的爐子上，通過實測編制熱平衡是為了分析研究和評價爐子的熱工作，了解熱量利用和損失的程度，找出燃料浪費的緣由，尋求技術(shù)對策，以改進爐子的熱工指標。此外，也可把熱量收支各項所占的百分比與現(xiàn)有爐子進行比較，從而幫助設計者判斷爐子設計方案的優(yōu)缺點。（1）爐子燃料消耗量爐子燃料消耗量是爐子一個重要操作參數(shù)，它是指單位時間內(nèi)爐子的燃料消耗量。前一種方法時從熱平衡的關(guān)系中求得爐子的燃料消耗量；而后一種方法時參照同類爐子的數(shù)據(jù)，選定爐子的燃料的消耗量。單位燃耗愈低，燃料用的愈節(jié)省。爐子使用什么燃料，不僅取決于工藝和熱工上的要求，而且在很大程度上取決于一個國家的能源資源和生產(chǎn)情況，以及一個工廠和一個地區(qū)乃至國家的燃料平衡。對于各種爐子，明確的提出一種燃料與另一種燃料之間的合理置換比，是件十分重要的工作。爐子的生產(chǎn)率是爐子的一個重要生產(chǎn)指標，用符號 P 表示，它是指單位時間內(nèi)爐子的生產(chǎn)量。然而這是一個比較復雜的問題，因為影響爐子生產(chǎn)率的因素是多方面的，其中包括工藝要求、熱工過程、爐子壽命、機械化自動化程度以及生產(chǎn)管理等。對各種不同的爐子來說，工藝過程是千差萬別的，所以不可能對每一種情況都進行具體分析；爐子結(jié)構(gòu)和操作隨爐子的用途和工藝的不同，盡管也有較大的差異，但它們都是通過熱工過程間接的影響著爐子生產(chǎn)率，而熱工過程卻具有一些共同的基本特征。其中傳熱過程是基本的，而爐內(nèi)燃燒和氣體流動是通過傳熱過程來影響爐子生產(chǎn)率的。因此，爐子的生產(chǎn)率就取決于單位時間傳給爐料的熱量。單位時間傳給爐料的熱量Q 為：式中—爐氣、爐壁對爐料的導來輻射系數(shù)，KJ/(㎡K)； —爐壁和爐料表面的溫度K； —爐料受熱面積，㎡； a—爐氣對爐料的對流給熱系數(shù)，KJ/(㎡℃)； —爐氣對爐料的對流傳熱熱流，KJ/(㎡ 由上式可見影響爐子生產(chǎn)率的熱工因素主要有下列四點： 1）爐氣和爐料間的輻射溫壓； 2)爐氣、爐壁對爐料的導來輻射系數(shù)σ； 3)爐料受熱面積； 4）爐氣對爐料的對流傳熱熱流q。根據(jù)經(jīng)驗公式愈高，爐內(nèi)平均輻射溫壓愈大，爐子生產(chǎn)率愈高。3）爐內(nèi)析熱場（爐氣溫度曲線的形狀）。 對推鋼式連續(xù)加熱爐，就受到下列加熱工藝等方面的嚴格限制： 1）如果爐子出料端爐溫過高，則必將造成鋼坯出爐時具有較大的斷面溫差，產(chǎn)生“硬心”或“陰陽面”，達不到所要求的透燒程度，影響加熱質(zhì)量。 此外，全部采用端頭供熱的爐子，往往因為火焰長度難于調(diào)整，與多點傳熱，端側(cè)供熱的爐子比，爐子的溫度制度缺乏必要的靈活性和適應性。綜上所述，單純從提高平均輻射溫壓，提高爐子生產(chǎn)率的角度出發(fā)，應盡可能地提高理論燃燒溫度，提高出爐廢氣溫度，端頭供熱快速燃燒，但這些措施可能受到熱效率和加熱質(zhì)量的限制。由式（1）可見，在其他條件一定的情況下，導來輻射系數(shù)C（σ）愈大，傳給爐料的熱量愈多，爐子生產(chǎn)率愈高，除在特定條件下，例如要在爐內(nèi)實現(xiàn)定向傳熱或分層燃燒等外，在爐子設計時，應盡量避免在爐內(nèi)有低溫氣層存在。近年來，國內(nèi)在軋鋼加熱爐爐型結(jié)構(gòu)改造中，采取了適當?shù)蛪旱蜖t膛高度，縮小爐膛容量的措施，以減小和消除爐內(nèi)存在的低溫氣層（循環(huán)氣流）。在其它條件一定時，傳給爐料的熱量與爐料受熱面積成正比，所以增加爐料受熱面積，是提高爐子生產(chǎn)率的一個重要途徑。對流傳熱量主要大于氣流速度及溫度，在爐型結(jié)構(gòu)設計方面，對諸如爐膛高度，繞嘴布置以及排煙方式和位置等的設計應為能在爐內(nèi)形成氣流的高速沖擊和強烈循環(huán)創(chuàng)造良好條件。而工藝要求與爐子結(jié)構(gòu)、熱工操作及熱工過程之間又存在相互影響、相互制約的關(guān)系，但必須明確爐子熱工是為工藝服務的，因此，工藝因素對爐子生產(chǎn)率及其它生產(chǎn)指標的影響不可忽視。這些加熱工藝參數(shù)的變化必將要求爐子溫熱制度與之相適應，進而影響爐子生產(chǎn)率。爐膛廢氣帶走的熱量，通常包括廢氣物理顯熱和燃料不完全燃燒的化學熱兩部分。因此，改善爐子的燃燒條件和傳熱條件是減少爐膛廢氣帶走熱量的主要途徑。其最佳值的大小，將隨爐子不同而不同。當爐子或某個局部為負壓時，就會從爐門或不嚴密處往爐內(nèi)吸入冷空氣，降低爐溫，增加廢氣量，減少向爐料的傳熱，增大廢氣熱損失；若為正壓時，高溫爐氣外溢，造成溢氣熱損失。使爐子在正常的生產(chǎn)條件下，零壓面保持在爐門坎水平面上，并使爐內(nèi)壓力分布均勻。因此，凡是能改善爐內(nèi)傳熱條件的措施，都可以減少，出爐廢氣熱損失，提高爐子熱效率。鋼鐵廠的節(jié)能投資應優(yōu)先用于回收煙溫高于700176。采用預熱器或噴流預熱段都可能把排入大氣的煙溫降到350176。總之，回收余熱時首先考慮空氣（煤氣）預熱器，因為它可以降低爐子的一次消耗，提高爐子本身的熱效率，以節(jié)約燃料油和高發(fā)熱量燃料，其次才考慮供給余熱鍋爐去產(chǎn)氣。加熱爐的能耗占工業(yè)爐總能耗的90％以上，可見加熱爐在我國制造領(lǐng)域中占據(jù)著舉足輕重的地位。雖然一些較大的臺車式護，環(huán)形爐和步進爐，基本實現(xiàn)了流量、壓力，溫度的自動檢測與過程控制，但據(jù)統(tǒng)計，其中有近 l/3的爐子，由于執(zhí)行元件和控制儀表性能不穩(wěn)定、維護不及時、操作人員培訓不到位而不能堅持使用。我國的工業(yè)爐能源利用率較低，其熱效率平均約為 25％ 其中鍛造加熱爐為5％～20％，熱處理爐為8％～ 25％，連續(xù)加熱爐的熱減率稍高一些，也只有30％～ 40％。我國工業(yè)爐節(jié)能還存在很大潛力。工業(yè)爐首先應滿足工藝要求，提高工件加熱或熱處理的質(zhì)量，減少工件加熱過程中的氧化和稅碳損失，提高最終產(chǎn)品質(zhì)量。其他指標才有意義。能耗的高低直接反映在產(chǎn)品的成本和價值上，直接影響到產(chǎn)品的競爭力，甚至影響到企業(yè)的生存和發(fā)展。工業(yè)爐裝備水平的提高是工業(yè)化生產(chǎn)文明進步的標志。（1）改善燃料燃燒狀況燃料作為能源使用，具有如下的特殊性： 1)資源的有限性 燃料是有限的使用而不是用不完的，總會有一天使用殆盡。 3)使用的低效性 在使用過程中必然伴有部分能量損失，其損失程度依被使用的方式、過程情況和控制水平等不同而異。燃料燃燒是通過安裝在工業(yè)爐上的燃燒器完成，其性能的好壞，直接影響爐子燃料的消耗量。正確的使用高效燃燒器可以節(jié)能5％以上。新型燃燒器的使用不超過 10％。例如，平焰燒嘴、高速調(diào)溫燒嘴和蓄熱式燒嘴等。平焰燒嘴的安裝是很重要的，如果安裝不好會造成燒嘴不好使用，如火焰形狀變形、燃燒不穩(wěn)定、點不著火等等，甚至無法生產(chǎn)。它適用于各類中低溫熱處理爐。蓄熱式燃燒器空氣預熱溫度最高可以達到 1000~左右，通過蓄熱室的煙氣排出溫度 200℃，爐子熱效率達到 30％以上。（2）優(yōu)化爐襯結(jié)構(gòu) 工業(yè)爐爐襯材料分為磚砌爐襯、澆注料爐襯和纖維爐襯。筑爐材料的發(fā)展趨向是 “兩高一輕”，即高溫、高強、輕質(zhì)。 1) 澆注料爐襯的導熱系數(shù)比磚體爐襯小，爐體氣密性好，使用壽命長，從而提高了爐子的作業(yè)率，因此可以全面改善爐子的技術(shù)經(jīng)濟指標。使用澆注料爐襯比磚砌爐子可節(jié)能 2％～4％左右。所以用這種材料筑爐，在節(jié)能、省材、提高爐子生產(chǎn)能力和改善爐子熱工性能等方面都具有明顯的效果。隨著耐高溫耐火纖維制品的研制成功，耐火纖維長期在爐溫 1200～l300℃下使用已不再是難事，這促進了耐火纖維的推廣使用。一種新的施工方法是將散裝纖維棉經(jīng)高壓風送出噴槍，結(jié)合劑與纖維棉外混，一起噴到工作表面。 3) 紅外節(jié)能涂料有很好的節(jié)能效果。將其噴涂于爐襯內(nèi)表面，形成03～0．5mm的涂層，利用涂層的紅外輻射性能，達到增加熱效、減少能耗、延長爐襯壽命的作用。降低煙氣排放溫度，利用煙氣的余熱來預熱爐料或預熱助燃空氣節(jié)約能源。助燃空氣預熱對爐子熱工產(chǎn)生極好的影響，甚至可以在一般的爐子上使用發(fā)熱值較低的煤氣。下面介紹幾種常見的空氣預熱器。對于普碳鋼及其表面滲鋁材質(zhì)，其預熱風溫控制在 350℃以下，用不銹鋼材質(zhì)預熱風溫可達450℃，耐熱鋼材質(zhì)預熱風溫達500~C以上。 2) 蓄熱式換熱器預熱風溫可高達 8O0 以上，但換熱器體積龐大，限制了其推廣使用。目前國內(nèi)外有發(fā)展蓄熱式換熱器技術(shù)的趨勢，尤其是蓄熱式換熱器與燒嘴一體化并配以自動控制技術(shù)，近幾年在國內(nèi)有一些企業(yè)已經(jīng)在嘗試使用。目前國內(nèi)有數(shù)以百計的工業(yè)爐采用計算機控制和管理。最簡單的辦法是按流量測量值控制配比。用測量煙氣中含氧量來控制配比，即殘氧分析法，不受漏風、熱值與壓力波動以及計量不準的影響，是個好辦法。為此又出現(xiàn)一些控制軟件技術(shù)予以彌補，如 自尋優(yōu)控制，多目標專家尋優(yōu)控制等方法控制配比。脈沖式燃燒控制器是以高速調(diào)溫燒嘴為控制對象，改量控為時控，以小火作為長明火，用控制大火輸出時間來控制升溫速度。但脈沖控制高速燃燒系統(tǒng)的實際爐膛溫度與設定控制溫度偏差較大，縮短脈沖時間，爐膛溫度與設定控溫偏差將顯著減小。通過實踐驗證，上述燃燒控制方法能夠有效改善燃料燃燒狀況，為爐子其他熱工參數(shù)的自動控制提供有利條件，同時節(jié)約了燃料，提高了爐子的熱效率。 2) 數(shù)學模型優(yōu)化控制 在實現(xiàn)燃料燃燒控制的基礎(chǔ)上，進一步提高控制水平就要用數(shù)學模型進行優(yōu)化控制，主要內(nèi)容是優(yōu)化爐子的熱制度。數(shù)學模型的確定方法主要根據(jù)實驗數(shù)據(jù)或生產(chǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)學處理得出?？刂茽t膛壓力能保證爐子工況穩(wěn)定，提高工件加熱質(zhì)量，減少熱量損失，提高爐子熱效率。爐壓恒定在最佳值范圍工作，從而消除冷空氣吸入爐內(nèi)造成爐子溫度降低或爐子冒火現(xiàn)象。爐門、爐車和爐體的密封是燃料爐密封的難點，硅酸鋁纖維的應用為解決爐子的密封提供了有利條件。爐膛密閉是控制爐壓穩(wěn)定的前提和條件。管理優(yōu)化控制的效果在數(shù)學模型優(yōu)化控制的基礎(chǔ)上可再節(jié)能約 5％。 （5）結(jié)語 目前，全球經(jīng)濟、資源和環(huán)境逐漸趨于一體化，我國能源、環(huán)保都面臨很大的壓力。2．方案論證1．設計題目：100t/h推鋼式加熱爐設計2．爐子工作時間：一年爐子按照正常工作330天，檢修30天3．燃料的選擇: 選用混合煤氣混合煤氣干成分表 （%） 成分種類COCHOH CHCON合計焦爐煤氣100高爐煤氣__1004．生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)格1） 種類：優(yōu)質(zhì)碳素鋼（20鋼）2） 尺寸：150mm150mm3000mm3） 料坯入爐溫度：t=20℃4） 金屬加熱終了溫度：℃5） 金屬斷面溫差：℃5） 廢氣出爐溫度：t=800℃6） 加熱方式：采用三段式（預熱、加熱、均熱）爐型，上下端側(cè)結(jié)合加熱7） 排煙方式：下排煙8） 換熱器的選型：平滑直管金屬換熱器（帶“一”字形紐帶插入件）9） 進出料方式：端進側(cè)出10）爐頂結(jié)構(gòu)：吊頂結(jié)構(gòu)采用三段式連續(xù)加熱爐優(yōu)點：（1）允許加熱段有更高的爐溫，因而可提高爐子的單位生產(chǎn)率。（