【正文】 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 損失，實(shí)施升溫加熱常受到爐罐耐熱性和常規(guī)鋼材晶粒粗大的限制。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在加熱生產(chǎn)中實(shí)施正確的加熱時(shí)間，在總體上可節(jié)能 10%。 (3)加熱速度 加熱速度影響加熱時(shí)間和節(jié)能。具體措施有：實(shí)施熱裝爐。例如 1℃的溫差所引起的傳熱量在 1200℃時(shí)約為540℃時(shí)的 5倍。 目前加熱爐生產(chǎn)中所用的能源有電力和燃料。各類燃料燃燒對大氣均造成污染。 隨著我國能源的變化，采用電加熱爐的比例會逐漸擴(kuò)大，成為加熱爐的發(fā)展趨勢 。各種加熱爐的推鋼機(jī)結(jié)構(gòu)形式不盡相同，雙機(jī)架齒式推鋼機(jī)是一種新型結(jié)構(gòu)。 推鋼機(jī)種類 推鋼機(jī)的種類很多，常見的有齒輪齒條式、絲杠螺母式、曲柄 連桿式、液壓式等，還有的推機(jī)把齒輪齒條傳動和液壓傳動相結(jié)合，形成了液壓齒條式，它們各有特點(diǎn)。其工作可靠，傳動效率高，推力和行程大，但設(shè)備自身較重。 絲杠螺母式和曲柄連桿式推鋼機(jī)結(jié)構(gòu)工作效率低，行程和推力較小，一般用于小型加熱爐，新加熱爐一般很少采用。 共 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 雙機(jī)架齒輪齒條式推鋼機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 齒輪齒條式推鋼機(jī)主要包括電動機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、齒輪軸、齒條、推桿、機(jī)架、壓輪、托輪等。無論采用下置式還是上置式，都存在維修時(shí)更換零、部件困難的問題，尤其是更換下部零件時(shí)，需要把箱體層層拆分開。 使用性能 確保使用性能可靠，是加熱爐耐火一保溫內(nèi)襯設(shè)計(jì)選材基本的要求，也是設(shè)計(jì)選材應(yīng)遵循的基本原 則。 (1)耐熱性 :耐火一保溫內(nèi)襯應(yīng)能承受爐子額定加熱溫度，在此溫度下不軟化、 共 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 熔融。 (2)熱強(qiáng)性 :耐火一保溫內(nèi)襯在高溫條件下工作必須要有足夠的強(qiáng)度，才能適應(yīng)高溫?zé)煔猓ぜ臎_刷磨損和機(jī)械震動的沖擊，并有承受一定載荷的能力?？上Р徽搰一蛐袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)，尚無這方面規(guī)定。實(shí)踐證明，為了改善耐火內(nèi)襯的熱強(qiáng)性，提高其 高溫抗折強(qiáng)度，宜選用超微粉 結(jié)合的 超低水泥硅酸鋁質(zhì)耐火澆注料做加熱爐爐墻、爐頂耐火內(nèi)襯。超微粉所具有的高分散性 .高表面活性和低溫成相性，促進(jìn)了二次莫來石 化的進(jìn)行 : （莫來 石 ) 從而實(shí)現(xiàn)澆注體的高溫陶瓷結(jié)合，這也是第三 代高技術(shù)澆注料在加熱爐上應(yīng)用后，爐襯壽命大幅 度提高的主要原因。表示耐火內(nèi)襯熱穩(wěn)定性的主要指標(biāo)是重?zé)€收縮和抗熱震次數(shù)。 加熱爐的蓄熱體，燒咀磚、吊掛磚和水冷爐筋管包扎等所用耐火材料，其內(nèi)部溫度梯度大或承受頻繁溫度變化。 為了改善耐火內(nèi)襯的熱穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)選材時(shí)可 從以下幾個方面著手 :首先 :選用新型高技術(shù)耐火澆注料替代經(jīng)整體燒結(jié)的耐火磚。 其次 :在耐火內(nèi)襯中引人 ZrO2,，對澆注體實(shí)現(xiàn)強(qiáng)韌化處理。 這是一個快速切變的馬氏體相變，使 ZrO2,晶粒產(chǎn)生 %的體積脹縮效應(yīng)，在晶粒邊界出現(xiàn)顯微裂紋，它可吸收耐火內(nèi)襯熱脹冷縮時(shí) 的應(yīng)力，并 阻止裂紋源的擴(kuò)展，達(dá)到強(qiáng)韌化的目的。實(shí)踐證明，過高的 Al203,含量，不僅增高材料成本，而且還會惡化內(nèi)襯的熱穩(wěn)定性。 此外，在某些部位如爐筋管 包扎的耐火內(nèi)襯引人適量耐熱鋼纖維，可以使其熱震性提高 2025%. 共 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ (4)隔熱性 :耐火保溫內(nèi)襯必須具備足夠的隔 熱性，以降低內(nèi)襯外表面溫度，減少爐子的散熱損 失，改善工作環(huán)境。 S 耐火、保溫層的厚度 ,M。 K 而選擇合適的材質(zhì)并設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)暮穸?，核定各層的熱阻及介面溫度，是加熱爐熱工設(shè)計(jì)計(jì)算不可缺少 的環(huán)節(jié)之一。 (5)傳熱性 :強(qiáng)化爐內(nèi)傳熱，尤其是爐襯與工件之間的輻射傳熱，對于提高加熱質(zhì)量，節(jié)約能源有重 要意義。通過實(shí)驗(yàn)研究和在工業(yè)爐上應(yīng)用測試表明 :“自帶黑體窯爐內(nèi)襯”不僅能夠顯著提高并長期穩(wěn) 定爐襯熱面的黑度，增大輻射熱面積，還能有效調(diào)控 爐膛內(nèi)的熱射線，從而大幅度提高輻射傳熱的效率 .可節(jié)約能源 2025%。前者承受 FeO的浸蝕，應(yīng)選用鎂 質(zhì)或 MgO一 Al2O3,一 SiC澆注料制作。 工藝性能 耐火內(nèi)襯，尤其是澆注的耐火內(nèi)襯或預(yù)制品，設(shè) 計(jì)選材時(shí)應(yīng)十分注意它的工藝性能。耐火澆注料的工藝性能，包括以下三個方面 : 施工工藝性 主要指流動性和凝固性能，對確保施工是否順 行，減輕勞動強(qiáng)度，確保澆注體質(zhì)量有直接的影響。自流澆注料的開發(fā)應(yīng)用對改善澆注料的施工作業(yè)性能，尤其適于那些薄壁和形狀復(fù)雜的部位和制品的澆注施工有重要意義。 共 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 結(jié)構(gòu)工藝性 設(shè)計(jì)耐火內(nèi)襯，尤其是預(yù)制品的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸時(shí)應(yīng)充分考慮其適應(yīng)澆注成形施工的要求，盡量避免銳角、直角相交，避免過渡壁厚相差太大，避免壁厚過薄，避免復(fù)雜 的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，合理布置澆注位置，使工作面和裝配面朝下或向側(cè)，才能確保澆注成形順行和澆注體的使用質(zhì)量及裝配質(zhì)量。 烘烤燒結(jié)性能 澆注體或預(yù)制件是要經(jīng)過適當(dāng)烘燒才能使用的。選用超微粉結(jié)合的超低水泥高鋁澆注料和鋁錯 質(zhì)澆注料，配合適量的添加劑、防爆劑，可以大幅度減小澆注用水量，使烘烤順行，并獲以二次莫來石結(jié) 合相為主的組織結(jié)構(gòu)，確保內(nèi)襯有優(yōu)良的 使用性能。所說技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，是指選材方案在技術(shù)上是否先進(jìn)、適用，在經(jīng)濟(jì)上單 位產(chǎn)品產(chǎn)量或一定運(yùn)行周期內(nèi)其建造、維修、運(yùn)行成 本是否低廉。在此，引人價(jià)性比作為對不同選材方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行綜合評價(jià)的指標(biāo)。 Ci— 加熱爐內(nèi)襯的總耗費(fèi)，包括耐火保溫內(nèi) 襯采購施工費(fèi)用和維修停工損失費(fèi)用， 萬元 。 顯然， A值小，表明選材方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。 結(jié)論 加熱爐耐火一保溫內(nèi)襯選材應(yīng)遵循耐火內(nèi)襯使 用性能可靠、工藝性能良好、技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理等基本原 則，并用價(jià)性比這一指標(biāo)對其進(jìn)行綜合評價(jià)，從而確 保選材方案技術(shù)上先進(jìn)適用，經(jīng)濟(jì)上更為合理。 加熱產(chǎn)量與質(zhì)量的矛盾： 要提高工業(yè)加熱爐的產(chǎn)量，就必須提高 整個工業(yè)爐的溫度水平，重點(diǎn)是爐子的加熱段（對連續(xù)式爐為加熱段，對間歇式爐為加熱期）的溫度水平，這就很容易產(chǎn)生質(zhì)量問題，如氧化燒損增加、形成過熱和過燒，甚至燒化和燒毀而造成廢品等，這就與加熱質(zhì)量產(chǎn)生了矛盾。 加熱產(chǎn)量與低消耗的矛盾： 在提高整個工業(yè)爐的溫度水平，增加產(chǎn)量的同時(shí)，必然要增大熱負(fù)荷，導(dǎo)至提高煙氣的排出溫度，增加煙氣帶走的熱損失 。 加熱質(zhì)量與低消耗的矛盾： 要提高工業(yè)加熱爐產(chǎn)品的質(zhì)量，減小加熱材料的斷面溫差和提高整體溫度的均勻性，就必須延長連續(xù)式的均熱段的長度（對間歇爐為均熱期的時(shí)間），這必然會增加工業(yè)加熱爐的燃料消耗量和降低工業(yè)加熱爐的生產(chǎn)量，也就使加熱質(zhì)量和低消耗產(chǎn)生了矛盾。 這些矛盾都產(chǎn)生于目前工業(yè)加熱爐采用的是：連續(xù)式加熱爐的低溫預(yù)熱段（對間歇爐為低溫預(yù)熱期）實(shí)行慢速加熱，或者用煙氣的余熱來慢速加熱（連續(xù)式加熱爐），或者用爐內(nèi)蓄熱來慢速加熱（間歇式加熱爐）；而在連續(xù)式加熱爐的高溫加熱段（對間歇爐為高溫加熱期）則實(shí)行快速加熱，或者提高加熱段的爐溫和延長加 共 頁 第 20 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 熱段長度來快速加熱（連續(xù)式加熱爐）或者用僅提高爐溫來快速加熱（間歇式加熱爐）。而在高溫時(shí)，吸熱的能力很弱，加熱的溫差只能很小，如果采用過高的爐溫很容易產(chǎn)生過熱、過燒和燒毀等次品，所以只能慢速加熱。這些原則就是“高爐溫、高煙溫、高余熱回收和低爐子惰性”（三高一低理論）提出的根據(jù)，可以使工業(yè)加熱爐實(shí)現(xiàn)：高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗和少污染的要求。如果不能奏效時(shí)，可以從提高燃料的發(fā)熱值，提高助燃劑的含氧量和提高助燃劑和燃料的預(yù)熱溫度著手，從而提高燃燒溫度和爐溫，增加傳給被加熱物的熱量，由此可以提高爐子的 產(chǎn)量，并為高溫慢加熱創(chuàng)造條件。特別是對連續(xù) 式加熱爐，可以在預(yù)熱段內(nèi)多布置供熱點(diǎn)來加強(qiáng)供熱，甚至在預(yù)熱段內(nèi)都供熱，取消整個預(yù)熱段，實(shí)施低溫快加熱的原則。 高余熱回收： 就是充分利用煙氣的余熱來預(yù)熱助燃用空氣和煤氣時(shí)，提高燃燒用空氣和煤氣的預(yù)熱溫度，進(jìn)一步降低煙氣的排放溫度，將煙氣余熱的熱量返回至爐內(nèi)，從而提高余熱回收率，又提高爐子的熱效率，節(jié)約燃料消耗。并且還可以降低爐襯的蓄熱和散熱熱損失，進(jìn)一步提高爐子的熱效率和降低燃料消耗，使?fàn)t子具有更高的科技水平。這些新技術(shù)和新產(chǎn)品有： (1)蓄熱室式高回收熱交換設(shè)備 . 最近 幾 年來，國內(nèi)外研究制造了一種新型的蓄熱式熱交換裝置，這一改過去蓄熱室的結(jié)構(gòu)龐大，換向時(shí)間長，排煙溫度高，熱回收率低和預(yù)熱溫度低而波動大等 共 頁 第 21 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 缺點(diǎn)。其關(guān)鍵在于新型蓄熱式熱交換裝置大大縮小了蓄熱體的尺寸，由厚度為幾十毫米的耐火材料磚體變成幾毫米的球體甚至為珠體或片體。把蓄熱式熱交換裝置移植到自身預(yù)熱式燃燒器上，使其得到一個飛躍的進(jìn)步。 (3)耐火纖維 近幾十年來，我國研究、制造和全面推廣使用一種新型的耐火材料 耐火纖維，應(yīng)用于 1000度 以下爐溫的硅酸鋁全耐火纖維爐襯的使用已相當(dāng)成功和廣泛，取得良好的效果。同時(shí)大大地降低爐子的熱惰性，可適應(yīng)工業(yè)爐自動控制快速升溫和降溫的要求。通常分成 2~3層即可，根據(jù)不同的爐溫，其總厚度為 150~250mm，然后用耐熱金屬或陶瓷錨固件固定。 (4)工業(yè)控制用高性能的計(jì)算機(jī) 目前國內(nèi)已有數(shù)以百計(jì)的工業(yè)加熱爐實(shí)現(xiàn)了計(jì)算控制，取得了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗和少污染的效果。進(jìn)一步提高是：用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化控制，優(yōu)化工業(yè)爐的溫?zé)嶂贫?，即找到最佳的爐溫制度和供熱制度。工業(yè)加熱爐是工廠中的一個局部環(huán)節(jié)，其中涉及到各設(shè)備間的協(xié)調(diào)、調(diào)度和管理，這就需要更高層次的管理優(yōu)化控制，這是難度更高和因素更復(fù)雜的計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型，因而其水平更高，而實(shí)現(xiàn)起來也更困難。 =1 0 0 5 0 4 1 2 3 0 .6 31 4 1 9 0 4 1 2 3? ?? c）帶入配比系數(shù) X39。2 N39。2 H2 O39。239。`239。 爐膛熱交換計(jì)算 計(jì)算的目的是確定爐氣經(jīng)過爐壁 對金屬的導(dǎo)來輻射系數(shù) CgKM 1) 預(yù)確定爐膛主要尺寸 a）爐膛寬度根據(jù)文獻(xiàn)一中表 3－ 16，對大型加熱爐，取 H＝ 600kg/(m2 1