【正文】 5 8 9 5 3 1 0V In????? 空低o 3kJ/m （ 2）燃燒產(chǎn)物中過?？諝夂?LV LV =（ 濕 nL 濕 oL ） / nV =()/=％ （ 3）理論燃燒溫度 理t 據(jù) [16]P60 內(nèi)插值近似法 每 3m 干燃燒產(chǎn)物初始熱含量 P= 低Q / 干0V =35310/()= 3kJ/m 每 3m 濕燃燒產(chǎn)物初始熱含量 oi =R= 低Q / oV =35310/= 3kJ/m 假設(shè)燃燒溫度為 1700℃，查 [16]附表 7a，得 2COi=179。 = 2Oi=179。 = i′ =＜ oi 假設(shè)燃燒溫度為 1800℃，查 [16]附表 7a，得 2COi=179。 = 2Oi=179。 = i′′ =＞ oi 1 7 0 0)1 7 0 01 8 0 0(2 7 9 2 . 1 9 7 8 8 4 9 7 8)(i ????????????? ttti ii o ? 解得： 理t =1771℃ （ 4）實(shí)際燃燒溫度 t（取 φ 高溫 =） 則 t=179。 （ 1）熱收入 16 1）天然氣燃燒熱 35310?燃Q x kJ/h 2）空氣物理熱 k J / h 6 6 2 . 8 1 x =4 5 x1 . 3 01 1 . 3 3= tC L=Q n 空空濕空 3）銅料氧化熱 1 4 6 5 9 7 6=8 . 51 0 . 0 2 4 10 4 0 0 1 2 9 8=Q 3 ????氧化 kJ/h 假定加料熔化階段有 ％的銅被氧化成 CuO ，其生成熱為 1298 kJ/kg， 為加料 /熔化周期。（ 108345） +170+179。 300179。 310 kJ/h 2）不完全燃燒熱損失 不Q 機(jī)械性不完全燃燒熱損失為 1％。 35310x=353x kJ/h 化學(xué)性不完全燃燒，設(shè) 爐氣中 2HCO? 的含量為 ％： 1 0 021)1 0 81 2 6(′H1 0 8O2 6 C1=Q 2 +=+′產(chǎn) ? kJ/h x1 00V=Q n 低 產(chǎn)化 =179。 100x= kJ/h 3）爐氣帶走熱損失（ 爐氣Q ） ?????? xVtCQ n爐氣爐氣爐氣 kJ/h 4）通過磚砌體及爐門的各項(xiàng)散熱損失，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先假定為總消耗量的 5% 5）爐渣帶走熱 渣Q =68068/=8008 kJ/h 17 則總熱支出為： / 0 . 9 58 0 0 82 7 2 2 . 7 5 x+3 5 5 . 0 6 x+10 3 4 1 6 9 . 8 8 3 ）（支出 ???? Q 3 ??? kJ/h 由 ?收入Q =?支出Q ，得： 9 7 2 3 91 4 6 8 7 8 5 . 4 13 5 9 7 2 . 8 1 x ???? 解得 x= h/m3 最大天然氣消耗量按 1055 h/m3 考慮。傳熱計(jì)算和燃燒計(jì)算后，計(jì)算進(jìn)入爐內(nèi)的總熱量和支出的所有熱量，比較熱量的有效利用部分和各項(xiàng)損失部分所占比例，據(jù)此判斷爐子工況的好壞，進(jìn)而考慮減少熱損失的措施 。 熱收入 （ 1）天然氣燃燒熱 燃Q =35310x kJ/h （ 2）空氣物理熱 空Q = kJ/h （ 3）金屬氧化反應(yīng)熱 氧化Q =1465976 kJ/h （ 4）造渣反應(yīng)熱 造Q = kJ/h ?收入Q =+ kJ/h 熱支出 （ 1）爐料吸收熱 料Q = 179。 1316179。 =1951066 kJ/h 爐門關(guān)閉時的漏氣量約為開啟時的 10%，即 ： 逸氣Q′′ =179。 179。 ()= 907190 kJ/h 總的逸氣帶走熱 =195066+907190=2858256 kJ/h （ 4）爐氣帶走熱 爐門逸出爐氣量： 逸氣V =5000179。 5000179。 1250179。 2 開啟系數(shù) 1374 322 遮蔽系數(shù)? = 總散熱量 1972 （ 6）其他熱損失（包括水冷拱腳 梁、水冷爐門及不可預(yù)計(jì)的項(xiàng)目） 設(shè)為燃料燃燒熱的 2%，即 其他Q =179。 310 + kJ/h 熱平衡方程 由熱平衡方程 ?收入Q =?支出Q ，得： += +179。最終熱平衡如表 34 所示： 表 34 加料與熔化階段熱平衡表 項(xiàng)目 1hMJ? % 項(xiàng)目 1hMJ? % 燃料燃燒熱 37252 爐料吸收熱 8051 空氣物理熱 713 不完全燃燒熱 384 爐門逸氣帶走熱 2789 銅氧化反應(yīng)熱 1465 爐氣帶走熱 26038 通過磚體及爐門散熱 1922 合計(jì) 39430 合計(jì) 39430 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作指標(biāo)的驗(yàn)算 ]6[ 燃燒空間釋熱率（ vq ） ( ) 膛粉空用低 V/Qxq iv ++= 式中： x——各工藝階段的石油焦粉消耗量， kg/h，根據(jù)工廠經(jīng)驗(yàn)，各階段燃料消耗量與加料熔化期的平均消耗量（ x）有如下關(guān)系： 加料期： 加料x =（ ~） x=~ kg/h 燜燒期： 燜燒x =（ ~） x=~ kg/h 21 熔化前期： 熔前x =（ 1~） x=~ kg/h 熔化后期： 熔后x =（ ~） x=~ kg/h 膛V —— 爐膛燃燒空間容積， 3m ，當(dāng)熔池深度為 650 mm 時， 膛V = m3，當(dāng)熔體面達(dá) 750 mm時， 膛V = 3m 。 310 （ W/ 3m ） 最大爐膛燃燒空間釋熱率（熔化后期） : 1 6 106 2 5 1 8q 3v = =3363179。 =3911179。 爐氣流速驗(yàn)算 按最大爐氣量： V 爐氣 =179。 (1+1316/273)/3600= 3m /s 表 35 按設(shè)計(jì)確定爐膛各處橫截面積及流速 部位 橫截面積 / 2m 流速 / 1sm? 爐頭 爐中 爐尾 出口流速較大，要求排煙系統(tǒng)抽力作相應(yīng)考慮。 床能率 按裝料量與每爐冶煉周期驗(yàn)算： 床F =179。 = 2m a=24G/ 床F =24179。 ） = ( )dmt/ 2? 驗(yàn)算表明，按經(jīng)驗(yàn)確定的爐子主要尺寸是適宜的。 = 氧化、還原、澆鑄期消耗天然氣： 179。 23 ]7[ 回轉(zhuǎn)式精煉爐的主體設(shè)備是由爐體、支承裝置和驅(qū)動裝置三大部分組成，相關(guān)的其它設(shè)備包括各種工藝管道（燃料、助燃風(fēng)、氧化劑、還 原劑、壓縮空氣、冷卻水等的供應(yīng)）的連接、燃燒裝置、排煙裝置、氧化還原裝置、潤滑裝置和冷卻裝置、各種檢測及控制裝置等。范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因此，所有與其連接的相關(guān)設(shè)施均應(yīng)考慮撓性連接后再敷設(shè)剛性設(shè)施。實(shí)際容量與名義容量之間有所差異，此差異大小依精煉工藝作業(yè)要求而定。設(shè)計(jì)筒體時除了要考慮具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)考慮到筒體材料的選擇及溫度對其允許應(yīng)力的影響，另外如何保證筒體的制造質(zhì)量也是關(guān)鍵。 圖 41 回轉(zhuǎn)式精煉爐 ]8[ 1排煙口； 2殼體； 3磚砌體； 4爐蓋； 5氧化還原口； 6燃燒器； 7爐口； 8托輥； 9；傳動裝置； 10出銅口 24 爐膛尺寸確定 回轉(zhuǎn)式精煉爐的爐膛是一個回轉(zhuǎn)圈柱體，其容積 0V ( 3m )可按下式計(jì)算 : KLD4πV 020= 式中 0D — 爐膛直徑， m； 0L — 爐膛長度， m； K— 與 0H / 0D 有關(guān)的系數(shù)，表中 0H 是指顱內(nèi)熔體深度 (m)。 表 41 系數(shù) K 值 0H / 0D K 0H / 0D K 0H / 0D K 爐膛直徑的確定主要是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過程中的經(jīng)驗(yàn)公式，其公式如下： 30 = 式中： Q— 爐子容量， t； ρ — 爐內(nèi)熔體的密度 (一般按粗銅液態(tài)密度并考慮適當(dāng)?shù)膴A渣量取其等效密度計(jì)算 )， t/ 3m 。 +179。 = 3mt 因此其密度為 435 ????? = 3mt 爐膛直徑為： 25 330 ??? ? 爐膛長度為： 0 ??? 設(shè)定熔體液面為爐膛中心下 ，則 2 .2 9 m=0 .224 .6 2=H 0 ?? 查表 41，取 k 值 ??? ）（ 爐膛容積為： 2020 ?????? ?? 3m 最大裝容量為： 52 0t95 . 795. 41=ρv=Q ? 由上述計(jì)算可知，設(shè)計(jì)計(jì)算的爐膛容量為 435t，工藝要求的爐膛容量為520t，設(shè)計(jì)值大于要求值，此設(shè)計(jì)尺寸能夠滿足要求。砌體與鋼殼間必須緊密接觸，以加大砌體與鋼殼間的靜摩擦而克服轉(zhuǎn)動扭拒以保持砌體的穩(wěn)定性。根據(jù)以上三個特點(diǎn)，回轉(zhuǎn)式精煉爐的筒體內(nèi)襯選用 350~450 厚的鎂鉻質(zhì)耐火材料， 64~114mm 厚的黏土質(zhì)耐火材料；兩端 墻選用 425~450mm 厚的鎂鉻質(zhì)耐火材料，加 64mm 厚的黏土質(zhì)耐火材料和 10mm 厚的耐火纖維板。 （ 2）磚型及筑護(hù) 回轉(zhuǎn)式精煉爐由于形伏簡單，涉及的磚型不多。圓形筒體采用豎鍥形磚環(huán)砌，與鋼殼相接處 64mm 厚的砌層，用 230mm179。 64mm 的標(biāo)準(zhǔn)黏土磚平砌：內(nèi)襯鎂 26 鉻磚磚縫小于 ，根據(jù)鎂鉻磚的線膨脹率用馬糞紙留設(shè)環(huán)向和縱向膨脹縫。 150 mm179。 114mm179。 出銅口和氧化還原口因經(jīng)常需要檢修，宜采用組合磚組成孔口。貴冶 300t 回轉(zhuǎn)式精煉爐砌體如圖 42 所示。 150mm179。 2= m 已知：通過磚砌體及爐門的各項(xiàng)散熱損失為 1476344 kJ，密度 g/ 3cm 1C =π 0d =π179。 （ +） =14600 塊 買 14600 塊 1M =14600179。 179。 = t 2）保溫磚設(shè)計(jì)計(jì)算 外層 64mm 厚砌層用 230mm179。 64mm 的標(biāo)準(zhǔn)黏土磚平砌 圖 42 貴冶 300t回轉(zhuǎn)式精煉爐砌體圖 27 2t =70℃ 已知：通過磚砌體及爐門的各項(xiàng)散熱損失為 1476344 kJ，黏土磚導(dǎo)熱系數(shù)為 W/（ m178。 179。 (135070)/In（ 2d /） =1476344 解得 2d = m 3d =+(+)179。 = m 塊數(shù) 2N =(+）179。 1179。 179。筒體鋼板厚度主要與爐子支承跨距的大小及剛度有關(guān)，即不但應(yīng)有足夠的剛度防止徑向變形；而且應(yīng)有足夠的強(qiáng)度防止筒體產(chǎn)裂斷。筒體設(shè)計(jì)一般遵循安全壽命設(shè)計(jì)或損傷容限設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想。 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，可知相關(guān)的計(jì)算參數(shù)為： 筒體內(nèi)徑 4244 mm、筒體壁厚 50 mm，輪帶下壁厚 55 mm，耐火磚 460 mm，保溫磚 64 mm； 爐體自重 200 t、耐火磚 110 t、保溫磚 10 t、所裝銅液 435 t； 托輪支反力方向與垂直方向成 30度角； 滾圈寬度 590 mm，兩 檔支承跨距 7860 mm。 28 根據(jù)國內(nèi)外回轉(zhuǎn)式精煉爐應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)臉的分析與研究歸納得出殼體厚度的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式 : 2DDL1 6 0 0 0lP≥ 44 －???? 式中： P— 殼體內(nèi)所有物體的質(zhì)量， t； l一兩滾圈中心線之間的距離， m； L一筒體的長度， m； d一筒體的內(nèi)徑， m。當(dāng)以上兩個厚度之和仍小于 殼體內(nèi)徑的 1％時，取 δ =的圓整值。 設(shè)定參數(shù)為： P=750 t， l= m， L= m， d= m 代入公式可知： 2 6 0 0 0 5 0≥44 －???? ≥? mm 這僅僅是筒體允許的最小厚度要求，考慮到腐蝕減薄應(yīng)適當(dāng)加厚。 2= m 1V =S179。 = t 為達(dá)到更好的安全效果，可在鋼板外加石棉層，再加鋼板，厚度可定?；剞D(zhuǎn)式精煉爐發(fā)展至今，其滾圈按制造形式可以分為鑄造式、鍛造式和焊接式三種，按截面形狀又可分為矩形、箱形和工字形等幾種。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，許多設(shè)備上的大型鑄鍛件正逐漸被焊接件取代。 滾圈材料 陽極爐的工作環(huán)境屬高溫多塵，工作中滾圈又始終與托輪 相輾合，接觸應(yīng)力很大。我國滾圈多采用硅錳、鉻鋁合金鋼，如 SiMnZG35 ， CrMoZG42 等。而且 MoCrNiZG 240 機(jī)械性能指標(biāo)都遠(yuǎn)高于其它兩種材料。實(shí)現(xiàn)這種硬度差主要有 3種方法： 30 1)同樣的熱處理?xiàng)l件，選擇不同的材料。如，同樣是調(diào)質(zhì)處理，滾圈選用 SiMnZG35 , HB207~241；托輪選用 CrMoZG42 ，HB260~300。如，滾圈和托輪都選用CrMoZG42 ，滾圈采用正火處理， HB200~ 3)不同的材料、相同 (或不同 )的熱處理方式。 滾圈與筒 體的聯(lián)接 滾圈與筒體的聯(lián)接方式，有固定式和活套式聯(lián)接