【正文】 機構等。 下面僅對熱工工藝系統(tǒng)中的主要組成部分加以介紹。因工藝和用途的不同，爐膛形狀是各式各樣的。因此，要求構成爐墻、爐頂和爐底等所用的材料、結構型式的尺寸等，都必須適應這一特 點，以保證爐子的正常工作。加熱爐都采用直立的爐墻，分為側墻和端墻。為減少散熱和蓄熱損失，爐墻應設有絕熱層。 580mm)，其中起穩(wěn)定作用的主墻用粘土磚砌筑，厚度為 1． 5— 2塊磚厚，其余部分為絕熱材料，構成復合爐墻。端墻厚度應視燒嘴孔道尺寸而定，一般為2． 5— 4塊磚厚。 共 頁 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 爐墻的經(jīng)濟厚度，應根據(jù)砌休的材料費和蓄熱散損失引起燃進行優(yōu)化計算確定。為防止砌體破壞，爐墻應盡量避免直接承受附加負荷，爐門、冷卻水管等構件應設置在鋼結構 共 頁 第 5 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 上。側墻上還必須設有供檢修用人孔假門。爐頂是否牢固可靠，對爐子工作有重大影響。固在爐子設計時對爐頂?shù)目煽啃员仨毥o予足夠的重視。 拱頂可用楔形磚砌筑或不定形耐火材料搗制而成，結構參見圖 1— 3。 60 度 拱頂?shù)?R 等于爐子跨度 B，拱頂矢高 A＝ o． 1345，稱為標準拱頂。 吊頂是由一些特制的異形磚組成的，用金屬吊桿單獨地或在護 子鋼結構上。圖中 (6)是槽磚吊掛結構，這種吊磚結構和砌筑都比較簡單，更換也方便。圖中 (6)；(f)是頸吊式吊掛結構，這種結構的每一塊吊磚都有一個夾鉤和一個吊桿。但這種結構只適用于吊掛水平的及傾斜度不大的爐頂，較大傾斜度及轉彎處須做特殊處理。這種結構的 爐 頂磚上面也不宜敷設絕熱層。它不僅要承受被處理物料的機械負荷、碰撞與摩擦等作用，有時還要受到被處理物料的化學侵蝕及熔體的滲透等。 加熱爐的爐底結構型式基本有兩種：①固定式爐底一 — 被處理的爐料推鋼機推動在爐底上移動。②移動式爐底 —— 機械化的活動爐底帶動爐內物料一道移動，屬于這種類型的爐子很多，其中主要有步進式加熱爐、轉底式加熱爐、分室式加熱爐、輥底式加熱爐和鏈式加熱爐等。 爐子基礎和鋼結構： 修建爐子時必須打好爐子基礎。 根據(jù)爐子的大小和土質的好壞，爐子基礎可采用不同材料和結構來砌筑。 在設計和修筑爐子基礎時應注意以下幾點： (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而壓壞。 (2)爐子基礎必須是整塊的，不允許有斷裂現(xiàn)象。 (4)爐子基礎應盡可能地建于地下水面以上，以免由于地下水的侵入而損壞基礎的強度。換熱器等）必須建在地下水面以下時，一定要有防水溝或防水層等嚴密的防水措施。其作用是： (1)加固爐子砌體，承受爐子拱頂?shù)乃椒至蛘郀t子吊頂?shù)娜恐亓?，并把它們的作用力傳到爐子基礎上。 (3)可抵抗砌體的高溫膨脹，使爐子受熱后不發(fā)生變形。鋼鐵下端大都固定在爐子基礎上。鋼結構所用材料通常有槽鋼、工字鋼、角鋼、圓鋼、鋼軌和鋼板等。 此外，爐子的平臺、欄桿及扶梯等，也都用于鋼結構的范圍應根據(jù)爐子具體情況來設置。兩類爐型的根本區(qū)別，僅在于爐內的輸料方式。在 1967年以前，所有的現(xiàn)代軋機都是采用推鋼式爐。這兩類爐型經(jīng)過七十年以上的時間的發(fā)展，其性能指標的相互比較也發(fā)生了很大的餓變化。 爐子的熱工制度和爐型 推鋼式連續(xù)加熱爐的爐問制度分為兩段式 .三段式及強化加熱三種。加熱薄料坯的小爐子也有單面加熱的，一般多為兩面加熱。稱為爐頭，下加熱的燃燒室設在兩側，成為腰爐。以為下面的爐氣 要上浮，部分氣體有兩側的空隙上來，使下部的熱量供應不足；其次鋼坯下面的冷卻水要帶走大量的熱量，這部分熱幾乎都要有下面加熱來供給；此外，鋼坯與水管接觸的地方要產生黑印，若下加熱能力不足，則黑印回更加嚴重，而到了實體段時，只有上表面能夠加熱。 三段式連續(xù)加熱爐 三段式連續(xù)加熱爐在加熱制度上采用預熱期 .加熱期 .和均熱期的三段溫度制度。一般有三個供熱點，及上加熱 .下加熱和均熱段供熱。 三段式加熱爐爐型的變化很多，但在結構上仍有一些共同的基本點。在加熱段與預熱段之間，有一個比較明顯的過渡，爐頂向預熱段壓下。但是也有的爐子著眼于強化加熱，使加熱段相對的延長，加熱段與預熱段的界限也不在十分的明顯。 共 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 燒嘴及其分布 加熱鋼錠用推鋼式加熱爐多采用平焰燒嘴，其火 焰呈圓盤形，輻射能力強，加熱速度快，火焰直徑 8001 000 mm,厚度 50150 mm，對降低爐膛高度有利。 圖 4中，在爐膛尺寸和燒嘴總功率一致的前提下，由 于燒嘴火焰呈圓盤形， (b)種排列燒嘴間的死角較 (a)小， 且兩排燒嘴在鋼錠運行方向上的位置互補，有利 于避免因 燒嘴間隔過大而造成鋼錠表面黑線的產生。而均熱段燒嘴配置的功率應相對較小，爐膛溫度相對較低，使鋼錠由表及里溫度趨于均勻。目前大規(guī)格鋼錠推鋼式加熱 爐可選用的燃燒自控方式通常有 : (1)空燃比例連續(xù)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣 /燃氣比例閥、空氣 /燃氣電動蝶閥、空氣 /燃氣流量計、熱電偶、氣體分析裝置、 PLC等組 成。 (2)雙交叉限幅控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣 /燃氣流量閥、空氣 /燃氣流量計、熱電偶等組成。根據(jù)這兩個 溫度值偏差的大小，PLC自動校準燃氣 /空氣流量閥的開度?？諝?/燃料比控制，借助于孔板和差壓變送器來測量空氣流量，燃氣的流量是借助于一臺安裝在燃氣支管上的質量流量計來測量，使精確的溫度控制得以實現(xiàn)。數(shù)字化 脈沖控制的工作原理 (圖 5)是在一段時間內燃氣總量不變的情況下，根據(jù)預調好的空氣 /燃氣比，按時序分配的結果，對各燒嘴的燃燒功率進 行大小火控制，實現(xiàn)爐內各區(qū)的供熱量與負荷的合理配置。推鋼 爐開爐或爐內工況變化時，由熱交換器加熱的助燃空氣溫 度是不穩(wěn)定的。反之亦然。②燒嘴燃燒安全控 制系統(tǒng)。燃燒設備的爆炸事故大多為燒嘴點火時引起的。③自動點火安全控制?；鹧娣€(wěn)定后，經(jīng)燒嘴上的監(jiān)測電極反饋 給自動點火控制器一個 530 mA 的信號，自動點火控制 器接受到信號后，各閥門逐漸進人工作開度。自動點火控制器可按設定程序或在手動復位后才能進行第二次點火程序。二是精確控制爐膛壓力 。排煙系統(tǒng)主要由保溫煙道、換熱器、煙道閘門、排煙風機 (強制排煙時 )和煙囪等組成。埋設在地下的煙道結構如圖 l— 9所不，埋設深度一般都布置離地面至少300mm以下。處于地下水位以下的煙道應設有可靠的防水措施．通常是包以混凝土框，并在混凝土外面包以鋼板。 煙道布置要盡量縮短長度和減少煙氣流動阻力損失，要與廠房柱基、設備基礎和電纜等保持一定的距離，以免它們受煙道溫度的影響。為了控制排煙量以調節(jié)滬膛壓力，煙道上必須設置煙道閘板。 煙囪 煙囪是通常用的一種排煙裝置。煙囪高度低于 60一 70m時，磚煙囪比鋼筋混凝土煙囪造價低，但磚煙囪砌筑比較因難 (不便于機械化施工 )，而且壽命也不如鋼筋混凝土煙囪。煙囪必須有獨立的基礎，不能與煙道基礎相連，以免煙囪下沉時煙道基礎斷裂。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，在小爐子上時常采用。 排煙方式 分為自然排煙和強制排煙兩種。煙道阻力較大時，應采用強制排煙方式。前者采用的是高溫風機，開爐時因煙氣溫度低風機負荷較大，爐子正常工作時又因為高溫煙氣的自身抽力使風機負荷下降，因此引風機應變頻控制，此方案雖然有煙囪高度小的優(yōu)點，但因排煙溫度高，風機 易損壞而會造成停爐事故 。 換熱器及其保護 目前常用的換熱器有熱管式、帶翅片管式、麻花管式和噴流幅射式等類型。噴流幅射式換熱器煙氣人口溫度要求》 800℃ 。換熱器除了具有良好的換熱 性能外，使用壽命也是其重要的質量指標。換熱器的工作環(huán)境也是換熱器壽命的重要保證。二是空氣預熱溫度控制，即熱風放散法，當助燃空氣溫度過高時，增大空氣流量以降低空氣溫度，且打開熱風管道的放散閥，將多余的熱空氣排人大氣。當因 爐門開啟等原因造成爐壓波動時， 爐壓的控制有兩種方法可選 :一是通過煙道閘門的開大 或關小達到控制爐壓之目的 。 對一個節(jié)能的加熱爐的基本要求是：有較高爐底（或膛）效利用率，在此面積（或爐膛）上有均勻的溫度場，有較高的裝載量；爐內加熱元件（或裝置）、爐氣、爐膛對工件有良好的傳熱效果，可縮短工件加熱時間；較好的保溫能力和較少的熱損失，有較高的熱效率。 工業(yè) 爐節(jié)能的幾個措施 (1)爐襯 爐襯在保證爐子的結構強度和耐熱度的前提下，應盡量提高保溫能力和減少儲蓄熱。而實行爐襯纖維化和輕質化，則有很大的節(jié)能效果。罩式退火爐在爐襯上采用硅酸鋁針刺毯保溫材料，取得了良好的節(jié)能效果，能耗比輕質磚爐襯降低 40％，大大減輕了爐架的負荷。提高爐膛熱交換常有如下措施： 首先采用合理的爐膛空間。 其次在不增大爐膛空間容積的前提下，加大爐內壁的面積，以增大熱交換面積，如采用波紋形的爐頂。 第四，爐膛內安設風扇，以加強爐內對流傳熱。 第五，爐膛密封，包括爐膛內各引出構件、爐殼、爐門等處的密封。當爐內有 96Pa 負壓時，通過 3cm2 的孔洞將會吸進 10m3/h 冷空氣，爐門開啟 ，熱能消耗會增加 15％。 (3)加熱元件布置 對于電爐，加 熱元件的布置對節(jié)能有一定影響，在爐膛內均勻布置可形成溫度均勻的有效加熱空間。也可采用輻射管加熱元件有利于爐溫均勻和節(jié)能。因此，其節(jié)能除具備電加熱爐節(jié)能的基本要點外，主要是燃料燃燒和爐內氣流合理組織等。 油霧化的機理有：壓力霧化、氣動霧化和發(fā)泡霧化。壓力霧化的噴嘴是最常用的形式。本公司采用 F 型噴嘴替代 R 型噴嘴可顯著節(jié)能。用這種機理制造的 ZBF 型轉杯式燃油器，利用高速度旋轉的轉杯的離心力， 使燃油霧化。發(fā)泡霧化燃燒器適用于粘度較大的重油和渣油燃燒，其節(jié)油率可達 6％以上。優(yōu)良的氣體燒嘴，能自動調節(jié)燃氣與空氣比比例，燃燒的火焰在爐內應能強化爐內熱交換。爐壁形成高溫，強化輻射傳熱。生產應用表明，使用平焰燒嘴比使用普通火炬燒嘴要節(jié)能 20%～ 30%。 (3)煤燃燒裝置 一般通用燃燒形式是在爐柵上的塊煤燃燒。本公司使用的小型煤加熱爐一焦炭爐，主要用于合金鋼管夾、防磨罩、耳板等小型工件加熱，占地面積小，操 作方便。 粉煤燃燒可改善煤與空氣的混合和燃燒，與塊煤相比有較好的節(jié)能效果和減少黑煙。當空氣不足，則燃料不能完全燃燒。減少過?？諝饬靠蓽p少多余的空氣帶走的熱損失，減少送風量和送風機、引風機的動力費，可抑制爐內多余氧氣與氮化合成 NOx。 加熱工藝設計節(jié)能 一個產品零部件應具有何種性能要求，實施何種工藝過程和加熱規(guī)范，采用何種鋼材，在何種設備中加熱，這些都是加熱工序設計的要求，它在很大程度上限定了加熱過程中的能耗。通常當產品有足夠批量時，選用專用設備有最好的節(jié)能效果。 合理的加熱工藝規(guī)程也能達到很好的節(jié)能效果 . (1)加熱溫度 鋼材的加 熱溫度是由其特性決定的，但常允許在一個溫度范圍內變動。例如：把加熱溫度降低 30℃，對 It 鋼件在熱效率為 40％的爐內加熱時，可節(jié)能 14kW/h。 50℃加熱，在一般情況下可選用 1050℃的下偏差值加熱，即為 1000℃，降低溫度 500℃。提高加熱溫度，加快碳在鋼中的擴散速度，可顯著縮短加熱時間。 由于縮短加熱時間帶來的節(jié)能遠大于因溫度升高的熱 共 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊