【正文】 ................................................................. 44 ............................................................................................ 44 燒嘴的選用 .......................................................45 ...............................................46 .................................54 （引風機選擇） .............................60 結(jié)論 .................................................................................................................................. 65 附 錄：英文翻譯及原文 ..................................................................................................... 66 文獻綜述 前言 高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、低成本、低污染反映了軋 鋼加熱爐的綜合技術經(jīng)濟指標，用少投入實現(xiàn)產(chǎn)能 的最大化，是企業(yè)和熱工工作者的追求目標，亦是軋鋼加熱爐的發(fā)展趨向。 本文對加熱爐的 結(jié)構(gòu)，附件的技術概況進行分析，借此找到改進的方案。 中國在商代出現(xiàn)了較為完善的煉銅爐，在春秋戰(zhàn)國時期，人們在熔銅爐的基礎上進一步掌握了提高爐溫的技術，從而生產(chǎn)出了鑄鐵。后到 1864年，法國人馬丁運用英國人西門子的蓄熱式爐原理，建造了用氣體燃料加熱的第一臺煉鋼平爐。 1900年前后 ，電能供應逐漸充足，開始使用各種電阻爐、電弧爐和有芯感應爐。工業(yè)爐的燃料也隨著燃料資源的開發(fā)和燃料轉(zhuǎn)換技術的進步，而由采用塊煤、焦炭、煤粉等固體燃料逐步改用發(fā)生爐煤氣、城市煤氣、天然氣、柴油、燃料油等氣體和液體燃料，并且研制出了與所用燃料相適應的各種燃燒裝置。后來又出現(xiàn)了電子束爐，利用電子束來沖擊固態(tài)燃料，能強化表面加熱和熔化高熔點的材料。 隨著現(xiàn)代化管理水平的提高 ,計算機控制系統(tǒng)的不斷完善 ,現(xiàn)代連續(xù)加熱爐也應運而生 . 現(xiàn)代連續(xù)加熱爐爐型可以歸入兩大類：推鋼式爐和步進式爐。 工業(yè)爐按供熱方式分為兩類：一類是火焰爐 (或稱燃料爐 )，用固體、液體或氣體燃料在爐內(nèi)的燃燒熱量對工件進行加熱；第二類是電爐，在爐內(nèi)將電能轉(zhuǎn)化為熱量進行加熱。電爐的特點是爐溫均勻和便于實現(xiàn)自動控制，加熱質(zhì)量好。 工業(yè)爐按熱工制度又可分為兩類：一類是間斷式爐又稱周期式爐，其特點是爐子間斷生產(chǎn)，在每一加熱周期內(nèi)爐溫是變化的，如室式爐、臺車式爐、井式爐等；第二類是連續(xù)式爐，其特點是爐子連續(xù)生產(chǎn)，爐膛內(nèi)劃分溫度區(qū)段。 火焰爐結(jié)構(gòu) 在冶金 .化工 .機械制造等工業(yè)部門中，以燃料燃燒的火焰為熱源的各種工業(yè)爐統(tǒng)稱為火焰爐?；鹧鏍t得到廣泛應用的原因有以下幾點： 1：火焰爐所采用的燃料有較大的靈活性，可以根據(jù)燃料的種類和規(guī)格建造各種不同型式和構(gòu)造的爐子、以滿足生 120t/h 推鋼式連續(xù)加熱爐設計說明書 共 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 產(chǎn)的需求。 3：火焰爐對于 被處理物料（工件）的形狀 大小。 4：火焰爐工作溫度的范圍比較大，可以滿足不同工作溫度的需求。正是以上的幾點，使的火焰爐的到廣泛的應用。 爐子的熱工工藝系統(tǒng)是火焰爐最基本的組成部分。參見圖 1— 1。主要的熱工及工藝過程都在工作室內(nèi)完成。 裝出科系統(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)。在爐子上配備這兩個系統(tǒng)，可以實現(xiàn)產(chǎn)的自動化操作，從而提高爐子的生產(chǎn)指標。 火焰爐的組成 爐膛 (工作室 )： 爐膛一般是由爐墻、爐頂和爐底構(gòu)成的一個近乎六面體的空間。大 多數(shù)爐膛是在高溫下工作，經(jīng)受爐氣、爐塵和爐渣的侵蝕和沖刷。 爐墻： 爐子四周的圍墻稱為爐墻。為保證爐墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，爐墻必須有一定的厚度，并應隨爐子尺寸增大和爐膛溫度的升高而增厚。側(cè)墻的厚度一般為 2—2． 5 塊磚厚 (464。用耐火澆注料或耐火可塑料等制作的爐墻．主墻厚度一般為 250 一 300mm。為提高爐子強度和氣密性，爐培外面包以 4— 10mm 厚的鋼板。 爐墻上常設有爐門、窺視孔、燒嘴孔以及熱工參數(shù)檢測孔等孔洞。加熱爐爐門尺寸已標準化，尺寸可由有關手冊中查得。 爐頂： 爐頂是爐膛組成中的薄弱環(huán)節(jié)。尤其在熔煉爐（如平爐 .玻璃爐）中，往往因受爐頂溫度的限制而妨礙爐子生產(chǎn)率的提高，由于爐頂?shù)膿p壞而降低爐子的作業(yè)效率。 爐項按其結(jié)構(gòu)型式分為拱頂和吊項兩種。拱頂?shù)墓敖强勺兓?60 度到 180 度 之間，通常采用的有 60 度 、 90度 、 120 度 和 180 度 拱頂。拱頂?shù)馁|(zhì)量 W作 用于拱角磚上，承受在兩側(cè)護路上，水平分力 F通過拱角梁由鋼結(jié)構(gòu)承受。吊頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)型式很多，圖 1— 4 是常見的幾種吊頂結(jié)構(gòu)。為避免掛磚的工字鋼溫度過高，磚的上表面不允許敷設絕熱層，因此薩頂散熱量較大。由于金屬夾鉤在砌體外面，故可以在磚的部分表面敷設絕熱層，爐頂散熱損失較小。圖中 (墨 )是齒槽式吊掛結(jié)構(gòu)，它的優(yōu)點是磚與磚之間互相咬合，氣密性好，個別磚塊即使斷裂也不致掉落，缺點是磚形復雜，公差要求嚴格，砌筑難度大。 爐底： 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)。為了避免物料與爐底耐火材料直按摩擦而損壞爐底與金屬表面．有些情況下 用 砂封的移動式爐 底， 在爐底上裝有金屬滑軌或水冷管滑道。這種爐底因為需要設置復雜的爐底機械裝置，構(gòu)造比固定式爐底復雜。一方面要承受整個的質(zhì)量不致下沉或倒場；另一方面還要防止爐底受潮或遭受地下水的侵襲，保證 爐于正常工作。小爐子可用紅磚或塊石砌筑，絕大多數(shù)大中型爐子都采用混凝土或鋼筋混凝土修建， 120t/h 推鋼式連續(xù)加熱爐設計說明書 共 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 因為它既結(jié)實又抗 潮。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。爐子基礎要與其他 (如輔助設備、二房、煙囪等基礎 )分開，以避免由于基礎受力不同而引起不均勻下沉，使基礎開裂或設備傾 (3)基礎的底部應在地基的凍土線以下，以免因天氣寒冷使基礎遭道到破壞。爐子個別部分（如煙道。 爐子鋼結(jié)構(gòu)一般是由鋼柱、橫梁、拉桿、拱角梁等組成的鋼架。 (2)鋼結(jié)構(gòu)也是爐子的骨架， 在其上可以安置爐門框、爐門、燒嘴和冷卻水管等各種爐子部件，井承受這些部件的重量。 為使鋼架形成整體而把爐子夾固起來，各個獨立的鋼件之間必須互相連接來，除有特殊要求采用活動連接外．一般都采用焊接結(jié)構(gòu)。由于鋼架是固定死的，故各部分砌體均需留有膨脹縫，以免受熱后鋼架變形。為使鋼結(jié)構(gòu)工作可靠，又能節(jié)約鋼材，各種鋼件的尺寸和規(guī)格的選用都應通過計算，并參照實際使用資料來確定。 現(xiàn)代連續(xù)加熱爐型可以歸為兩大類：推鋼式爐和步進式爐。 推鋼式爐是連續(xù)加熱爐中歷史最長的一種爐型，自上世紀初沿用至今。步進式爐是在上世紀三十年代才出現(xiàn)的爐型，有一些優(yōu)點超過了推鋼式爐。推鋼式選用合理的溫度制度和供熱制度， 降低爐內(nèi)的最高溫度和廢氣排放溫度，提高爐內(nèi)燃燒產(chǎn)物的熱量利用率，提高廢熱回收率，減少其他熱損失，進行現(xiàn)代化管理，采用計算機控制，推鋼式爐和步進式爐有同等的效果，并且推鋼式加熱爐一次性投資少，維護運行費用低，所以 120t/h 推鋼式連續(xù)加熱爐設計說明書 共 頁 第 12 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 在這里只討論推鋼式連續(xù)加熱爐。 兩段式連續(xù)加熱爐 按爐溫制度分為加熱期和預熱期，爐膛也相應的分為加熱段和預熱段。燒煤時設有端部的燃燒室。 具有兩面加熱的兩段式連續(xù)加熱爐，其燃料的分配比例上加熱大約是 30%到40%，下加熱大約是 60%到 70%。因而需要給下加熱燃料多供給些。在爐子的結(jié)構(gòu)上也 相應的分為預熱段 .加熱段和均熱段。斷面尺寸較大的鋼料和合金鋼料的加熱，多采用三段式爐溫制度的三段式連續(xù)加熱爐。爐頂輪廓曲線變化是很大的，它大致與爐溫曲線相一致，及爐溫高的區(qū)域爐頂也高，爐溫低的區(qū)域，其爐頂也相應的壓低。這是為了避免加熱段高溫區(qū)域有許多熱量向預熱段的低溫區(qū)域輻射，加熱段是主要燃燒區(qū)域，空間比較大，有利于輻射傳熱：預熱段是余熱 利用的區(qū)域，壓低爐頂縮小空間，有利于強對流換熱。 下面是二段式和三段式加熱爐爐溫 時間表比較，圖（ a）是二段式 ，圖（ b） 為三段式。 燒嘴分布有矩形排列 (a)和交錯排列 (b)兩種形 式，如圖 4所示。爐子加熱段燒 嘴配置的功率要大，數(shù)量要多，爐膛溫度相對較高，使鋼錠快速加熱到設定溫度。 燃燒控制技術 燒嘴及其燃燒控制是步進爐的核心技術之一，手動控制已被自動控制方式所取代。工作原理是由熱電偶或氣體分析裝置檢測出來的數(shù)據(jù)傳送到 PLC與其設定值進行比較，偏差值按比例積分、微分運算輸出 420 mA的電信號分別對空氣 /燃氣比例閥和空氣 /燃氣電動蝶閥的開度進行調(diào)節(jié)，從而達到控制空氣 /燃氣比例和爐內(nèi)溫度之目的。工作原理是 :通過一個溫度傳感器熱 電偶把測量的溫度變成一個電信號，該信號表示測量點的實際溫度，該測量點的 溫度期望給定值是由預存貯在上位機中的工藝曲線自動給定的。該閥通過電動執(zhí)行機構(gòu)定位。 (3)數(shù)字化脈沖控制系統(tǒng)，該設計的前提思路是 :某種形式分布的燒嘴，在額定的燃氣壓力、熱值條件下，單位時間內(nèi)噴出熱 氣流的總熱烙是一個定值，根據(jù)錠坯在爐內(nèi) 的具體分布情況和加熱要求 (已輸 PLC)，對各燒嘴的燃燒工況進行合理組合， 120t/h 推鋼式連續(xù)加熱爐設計說明書 共 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 就會獲得滿意的爐內(nèi)溫度場的分布，從而保證了錠坯的加熱質(zhì)量。 (4)其他控制技術①助燃空氣溫度一流量控制。當爐壓不變時，溫度升高，導致相同流量時空氣質(zhì)量的減少，使得燒嘴前的實際空氣 /燃氣比下 降 。為確保燒嘴能合理燃燒， PLC應輸人助燃空氣量隨溫度變化的邏輯程序，用實測的熱空氣溫度信號對其 進行流量補償。高水平的燒嘴 燃燒安全控制系統(tǒng)是爐子安全生產(chǎn)的重要保證，包括點火 前的安全吹掃、點火程序控制、燃燒火焰的自動檢測和燃氣快速切斷閥，不僅要求系統(tǒng)設計可靠，而且要求構(gòu)成系 統(tǒng)的每個部件的質(zhì)量要極為可靠。每次燒嘴點火前應啟動氮氣 (也有用空氣的 )吹掃系統(tǒng)，對燃氣管道吹掃一定時間，耗氣量約為管道容積的 35倍，以清除燒嘴前燃氣管道內(nèi)殘留的可 燃性混合氣體，然后再將空氣管道至燒嘴間閥門開啟至最大位置，啟動爐膛空氣吹掃系統(tǒng)，用助燃風機對爐膛進行吹掃。工作原理是 :吹掃結(jié)束時，閥門回到最小開度，燃氣電磁閥打開，同時點火變壓器通過燒嘴上的點火電極高壓放電，將燃氣點燃，然后進人火焰檢測程序