学位论文—加热炉推料结构设计论文(1).doc

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1、XX学院 毕业设计说明书 课 题 加热炉推料机构设计 子 课 题 同 课 题 学 生 专 业 姓 名 班 级 学 号 指 导 教 师 完 成 日 期 摘要：加热炉是炼油化工行业的主要供能设备，其运行状况的优化也受到越来越多的重视，然而国内加热炉自动控制系统普遍落后，虽然大部分加热炉对关键运行工况参数进行了控制，但仅是满足工艺需要，没有考虑加热炉的优化运行，与国外先进水平相比有不少的差距。因此炼化企业计划开展对加热炉先进控制系统的研究。针对我国包装机械引进、消化、吸收的需要，提出将反求技术、遗传算法与包装技术结合应用，开发包装机械机构设计，并对建立基于遗传算法的包装机械机构设计反求工程研究所涉及

2、的问题进行了探讨。目录绪论：4第1章 加热炉推料机构设计总思路21.1设计任务与要求21.2设计方案31.3原理3第2章 加热炉分类42.1常见几种加热炉的介绍42.2常见加热炉的分类5第3章 加热炉的结构与设计73.1加热炉的结构73.2 加热炉的结构特点93.3 加热炉的工作原理103.4 加热炉的运行参数113.5 加热炉温度控制系统模糊智能实现12第4章 加热炉推料机构的设计154.1加热炉推料机结构的设计方案与比较154.2机构运动方案设计的一般原则154.3机械运动方案的评价154.4卧式双级活塞推料离心机的概述154.5 推料机的工作原理与技术改进164.6 加热炉推料机构基本工

3、作过程19第5章 加热炉推料机构的组装205.1加热炉推料机构的发展趋势205.2推料机的主要构件205.3装配的基础知识205.4装配的工艺原则205.5推料机的装配流程215.6 加热炉推料机构的工作原理23第6章 加热炉推料机构安全操作规程246.1总则246.2送高炉煤气的操作程序246.3煤气着火事故处理246.4煤气爆炸事故的处理256.5煤气泄露、中毒的处理256.6非正常状态下停车（一般事故处理）256.7汽化冷却系统故障26结束语：27致谢：28参考文献：29毕业论文设计 加热炉推料机构设计绪论：小型加热炉是科研院所及厂矿常用的热处理或加热设备，考虑到小型加热炉对洁净工作环境

4、的要求及炉门作为高温运动部件的特殊要求，并考虑到操作的方便性，采用优化设计的方法合理确定四连杆各杆长度及两活动铰链和两固定铰链的位置，从而满足炉门恰当的运动轨迹。加热炉是工业炉窑的一大类别，是指被加热的物料在炉内基本不发生物态变化和化学反应的炉子。对于冶金行业来说，加热炉是指金属压力加工前的加热和金属制成品及半成品的热处理等用炉。小型加热炉是科研院所及厂矿常用的热处理或加热设备。随着科学技术的不断发展，加热炉的理论和实践在不断深化和日趋完善，加热炉的结构型式也在不断演进。优质、高产、低消耗的新式炉型不断涌现，加热炉的结构目前仍处在不断变革之中，以满足生产工艺对炉子的技术经济要求，即经济、高产、

5、低消耗、炉子寿命长、劳动条件好。针对推料装置的具体结构，在前人的经验基础之上，利用平面设计方法建立直动型推料机构的数学模型，结合优化理论，确定四参数的优化目标，利用合适的参数对推料机构进行设计。 第1章 加热炉推料机构设计总思路1.1设计任务与要求在我们的日常生活中可能很少见到加热炉，以及它的进料和出料，我们要设计此机构运作的任务是要知道加热炉的工作原理，核心部件，空间组成，维护保养，安全使用，推料机构的离心机基本参数，功率等。要求在设计的过程中有自己的思想与原理，环保，无污染是最理想的目标。1.2设计方案当加热炉在工作时，他的炉门是唯一的送取料口，在加热过程中炉门的密封可保证炉内温度的控制，

6、防止能量的浪费，防止有害气体的散失对操作者造成的伤害。由于炉门经常处在高温下工作，所以我们要对炉门的结构作合理的设计满足炉门的密封保温作用，因此需要操作机构来实现炉门的启闭动作。整个运动由电动机提供动力，通过恰当选取电动机和减速器以及合理布置其位置，达到与小型加热炉的最佳匹配，实现炉门的自动启闭。本设计力争以较少的运动部件，较小的布局空间，简单的运动方式，达到炉门灵活自动启闭，并满足加热炉对炉门的特殊功用要求。电动机的选择：按工作条件和要求,选用一般用途的Y系列三相异步电动机，为卧式封闭结构。炉门在开启和关闭时要求转速平稳，速度较低不超过18r/min以免引起过大的冲击力。由于门要求转速较低，

7、故电动机选取同步转速为1000r/min的Y90S-6型电动机,其满载转速为910r/min，速度较低且尺寸较小。减速器的选择：由于小型加热炉体积较小，且门转速较低，故需要结构紧凑，传动比大的减速器。连轴器的选择：炉门在开启和关闭过程中轴的转向相反，其间有冲击，因此选用弹性柱销连轴器，这种连轴器传递转矩的能力很大，结构更为简单，安装制造方便，耐久性好，有一定的缓冲和吸振能力，允许被连接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移，适用于轴向窜动较大、正反转变化较多和启动频繁的场合。温烧结炉推料机构，利用可程序控制装置和油压装置构成的液压控制系统控制给料和横向油压将作物的台板推至送料轨，再由推

8、料油压利用杆前端的推料板推入炉体内烧结，包括：细钢索，上端紧固于推料板上侧，随着推料板同步运动；重锤，系于细钢索下端，提供细钢索张力；译码器，译码器将推料板的实际运动转化成电信号传回控制装置，构成一回反馈装置。推料离心机主要由泵组合，推料机构、机座、轴承组合、转鼓、筛网、机壳及电控箱等零部件组成。推料机构、转鼓、筛网等零部件通过轴承组合支承在机座上。1.3原理加热炉推料机构是一种在加热炉中连续输送被加热零件的送料机构。它由炉底支承的多组传送组件和拨杆及推杆组成。机构通过推杆的移动，用推杆上的推头推动拨杆，使传送组件倾斜，被加热工件则从后一组组件上滑到前一组组件上，经过多次传递动作，工作便在加热

9、的同时被输送。本实用新型的优点是：机构操作简单，工作平稳无噪声零件可用碳化硅或刚玉制造，加热温度高，能用于锻造的连续加热生产；机构密封性能好，可降低热损失和保护气氛的消耗，还可进行各种化学热处理。第2章 加热炉分类2.1常见几种加热炉的介绍加热炉是将物料或工件加热的设备。按热源划分有燃料加热炉、电阻加热炉、感应加热炉、微波加热炉等。应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域，我国比较优秀的加热炉生产企业如-宁波市神光电炉有限公司。在冶金工业中，加热炉习惯上是指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉，包括有连续加热炉和室式加热炉等。金属热处理用

10、的加热炉另称为热处理炉。初轧前加热钢锭或使钢锭内部温度均匀的炉子称为均热炉。广义而言，加热炉也包括均热炉和热处理炉。炉从广义来说，包括推钢式炉、步进式炉、转底式炉、分室式炉等连续加热炉,但一般习惯上常指推钢式炉。连续加热炉多数用于轧制前加热金属料坯，少数用于锻造和热处理。主要特点是：料坯在炉内依轧制的节奏连续运动，炉气在炉内也连续流动；一般情况，在炉料的断面尺寸、品种和产量不变的情况下，炉子各部分的温度和炉中金属料的温度基本上不随时间变化而仅沿炉子长度变化。炉温分布，炉膛沿长度方向分为预热段、加热段和均热段；进料端炉温较低为预热段，其作用在于利用炉气热量，以提高炉子的热效率。加热段为主要供热段

11、，炉气温度较高，以利于实现快速加热。均热段位于出料端，炉气温度与金属料温度差别很小，保证出炉料坯的断面温度均匀。用于加热小断面料坯的炉子只有预热段和加热段。习惯上还按炉内安装烧嘴的供热带划分炉段，依供热带的数目把炉子称为一段式、二段式，以至五段式、六段式等。5060年代，由于轧机能力加大，而推钢式炉的长度受到推钢长度的限制不能太长，所以开始在进料端增加供热带，取消不供热的预热段，以提高单位炉底面积的生产率。用这种炉子加热板坯，炉底的单位面积产量达9001000公斤（米2时），热耗约为(0.50.65)106千卡吨。70年代以来，由于节能需要，又由于新兴的步进式炉允许增加炉子长度，所以又增设不供

12、热的预热段,最佳的炉底单位面积产量在600650公斤/(米2时),热耗约为(0.30.5)106千卡/吨。续加热炉通常使用气体燃料、重油或粉煤，有的烧块煤。为了有效地利用废气热量，在烟道内安装预热空气和煤气的换热器，或安装余热锅炉。在锻造和轧制生产中，钢坯一般在完全燃烧火焰的氧化气氛中加热。采用不完全燃烧的还原性火焰(即“自身保护气氛”）来直接加热金属，可以达到无氧化或少氧化的目的。这种加热方式称为明火式或敞焰式无氧化加热，成功地应用于转底式加热炉和室式加热炉。2.2常见加热炉的分类推钢式连续加热炉：推钢机完成炉内运料任务的连续加热炉。料坯在炉底或在用水冷管支撑的滑轨上滑动，在后一种情况下可对

13、料坯实行上下两面加热。炉底水管通常用隔热材料包覆，以减少热损失。为减小水冷滑轨造成的料坯下部的“黑印”，近年来采用了使料坯与水管之间具有隔热作用的“热滑轨”。有的小型连续加热炉采用了由特殊陶质材料制成的无水冷滑轨，支撑在由耐火材料砌筑的基墙上，这种炉子叫“无水冷炉”。进式连续加热炉：靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。炉子有固定炉底和步进炉底，或者有固定梁和步进梁。前者叫做步进底式炉，后者叫做步进梁式炉。轧钢用加热炉的步进梁通常由水冷管组成。步进梁式炉可对料坯实现上下双面加热。70年代以来，由于轧机的大型化，步进梁式炉得到了广泛应用。同推钢式炉

14、相比，它的优点是：运料灵活，必要时可将炉料全部排出炉外；料坯在炉底或梁上有间隔地摆开，可较快地均匀加热；完全消除了推钢式炉的拱钢和粘钢故障，因而使炉的长度不受这些因素的限制。中国1979年投产的步进梁式炉长为32.5米，生产能力为每小时270吨。底式加热炉：炉身固定，炉底转动，放置在炉底上的料坯随炉底转动由进料口移送到出料口。根据炉底的形状，转底式加热炉可分为环形炉和盘形炉两种，冶金厂轧钢车间多用环形炉。图是一座生产能力为每小时75吨的转底环形加热炉剖面图。这种炉子适于加热不能用推钢和步进方式运送的物料，如圆坯、车轮和轮箍坯、模锻前的异形坯以及品种多和长短不一的料坯等。缺点是炉底面积利用率低，

15、炉底单位面积产量通常约为350400公斤/(米2时)。分室式快速加热炉：由若干个摆在一条线上的加热室所组成。加热室和加热室之间设间室，传送料坯的辊子设在间室内，料坯单根（或双根）地通过各加热室和间室而被加热。每个加热室与相邻的间室构成一个“炉节”，所以又称节式炉。这种加热炉能快速加热，氧化和脱碳少，适用于加热圆形料坯和钢管。与行星轧机相配合，可用来加热连铸板坯；也可对某些钢材进行局部加热。缺点是单位炉长的生产能力低，炉子热效率较低。 室式加热炉 用于金属坯或锭锻压前的加热。物料加热时不移动；炉内不分段，要求各处炉温均匀，对于大钢锭加热采用周期性的温度制度（即炉温按时间分为预热期、加热期、均热期

16、等）。室式加热炉有两种：固定炉底室式炉和车底式炉。 固定炉底室式炉 炉底面积一般110米2。装出料多靠人工或简单机械；加热较大工件的室式炉，也有用专门装出料机的。燃料为煤、重油或煤气。有的炉在炉墙上开一缝隙,料坯由缝隙送入炉内加热,叫“缝式炉”，常用于小件加热或长料坯的端头或局部加热。这类炉的炉底单位面积产量通常为300400公斤/(米2时)，单位热耗每吨钢约为(1.01.5)106千卡。 车底式炉用于重量为十几吨至几百吨的大钢锭在锻压前的加热，炉型为室式或隧道式。加热物件放置在台车上，炉外进行装卸料，由车间吊车或其他牵引装置把台车拽入或拖出炉膛，大钢锭加热要求炉温分布均匀，所以车底式炉常采用

17、分散供热和分散排烟（烧嘴和烟道口分散地布置在炉子侧墙上）。第3章 加热炉的结构与设计3.1加热炉的结构如下图所示为加热炉的机构组成图：加热炉是炼油厂和石油化工厂的重要设备之一，它是利用燃料在炉膛内燃烧产生高温火焰与烟气作为热源，来加热炉管中流动的油品，使其达到工艺操作规定的温度，以供给原油或油品进行分馏、裂解或反应等加工过程中所需要的热量，保证生产的正常进行。例如：灾常减压蒸馏装置中常压炉就是将原油加热到一定温度，使之气化从而达到分馏的目的。近年来，随着石油化学工业的迅速发展，管式加热炉的技术越来越引起人们的重视。管式加热炉作为炼油史的一项重要的发明，它使炼油工艺从间歇式蒸馏发展到连续蒸馏方式

18、。管式加热炉消耗着大量的能量，是油品进行蒸馏、裂解、转化的核心设备。加热炉操作的好坏直接关系着装置乃至整个工厂的产品质量、收率和平稳运行。因此，学习并掌握加热炉的基本原理和知识，正确操作，并对加热炉加强研究、管理和总结操作经验，对于装置的长周期、高效运行有着十分重要的意义。管式加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器以及通风系统组成。辐射室：辐射室是加热炉的主要热交换场所，作为加热炉的最重要部位，承担着全炉70 % 80的热负荷。而且这部分直接受到高温烟气的冲刷且温度最高，因此辐射室的运行状况好坏直接关系到整个加热炉能否长周期高效运行。对流室：对流室是利用从辐射室出来的烟气进行对流换热

19、的部分。对流室内密布多排炉管，烟气以较大速度冲刷这些管子，进行有效的对流换热。对流室一般担负着全炉20 30 的热负荷。对流室一般布置在辐射室上方，与辐射室分开。为了提高对流传热效果，大多数加热炉在对流室的炉管采用钉头管和翅片管。余热回收系统：余热回收系统是指从离开对流室的烟气中进一步回收余热的部分，目前常减压装置加热炉的余热回收系统多采用燃烧用空气预热的方式。目前在常减压装置加热炉上应用最普遍的空气预热器为热管式空气预热器，安装方式有倾斜式和垂直式两种，前者一般位于对流室的上部，后者置于地面，需要有引烟机。燃烧器：燃烧器是加热炉产生热量的重要组成部分，包括喷嘴、配风器和燃烧道三部分。燃烧器按

20、燃料的不同可分为燃料油燃烧器、燃料气燃烧器和油一气联合燃烧器三大类：按供风方式的不同，可分为自然通风燃烧器和强制通风燃烧器等。目前常减压装置加热炉常用的燃烧器为强制通风、油一气联合燃烧器。通风系统：通风系统的任务是将燃烧用空气导人燃烧器，并将废烟气引出加热炉，它分为自然通风方式和强制通风方式。大多数加热炉炉内烟气侧阻力不大，依靠自然通风的方式安装在炉顶的烟囱足以保证加热炉的正常运行。近年来由于环境保护问题，石油化工厂已开始安设独立于炉群的超高型集合烟囱，这一烟囱通过烟道把若干台炉子的烟气收集起来，从loom 左右的高处排放，以降低地面污染气体的浓度。3.2 加热炉的结构特点在化工生产中，很多气

21、体物料需要通过加热炉来提高温度。一般都是通过管式炉对气体物料进行加热，提高气体的流速，以提高传热效率。管式加热炉根据结构形式的不同，通常有列管式加热炉、蛇管式加热炉、盘管式加热炉、立管式加热炉等。下面以应用较广的管式加热炉为例，介绍加热炉的结构。管式加热炉（或称管式炉）是加热炉的一种，一般由四个部分组成，即辐射室（炉膛）、对流室、烟囱和燃烧设备（火嘴）。辐射室又称炉膛。从燃烧器喷出的燃料在辐射室内燃烧，由于火焰温度很高(可达15001800)，因此不能让火焰直接冲刷炉管，热量主要以辐射方式传送。加热炉负荷的70%左右在辐射室内传递。离开辐射室的烟气温度多控制在700-900左右。这么高温的烟气

22、还有很大热量应该利用，所以往往要设置对流室。对流室内，高温烟气以对流方式将热量传给对流管内的流动油品。对流室比辐射室小，但较窄较高。有时在对流室内可以加几排蒸汽管或热水管，提供生产或生活上所需的蒸汽或热水。为了提高传热效果，可将对流管做成钉头管或冠片管。另外，对流管内油品与管外烟气的流动方向应相反，以提高烟气与油品的温差，从而提高传热效果。烟囱的作用是提高抽力，将烟气排人大气中。烟囱可以布置在炉顶或炉体旁，可以单独使用或共同使用一个烟囱。一般，烟气离开对流室的温度300-400。可以用空气预热器来回收其中一部分热量，使烟气温度降低到200左右，再进入烟囱排走，以提高炉效。烟气的排出一般依靠自然

23、通风，即利用烟囱内高温烟气的重度比烟囱外空气轻而产生的抽力，将烟气排人大气。烟囱越高，抽力越大。烟道内加一块调节挡板，通过调节挡板的开度，可控制抽力的大小，从而保证辐射室内最合适的负压，使火焰不致于外排，保证安全操作。加热炉的燃烧器俗称火嘴。在加热炉中，火嘴是主要的一种部件。加热炉的火嘴种类很多，输油用加热炉的火嘴通常在辐射室的侧壁、底部或顶部，供给燃烧所用的燃料和空气。燃烧产生的高温火焰以辐射换热方式，把热量经辐射室炉管传给管内流动着的原油。火焰放出一部分热量后，成为700900的烟气，以对流方式又将一部分热量传给对流室炉管内流动的原油。最后烟气携带相当数量的热量，经烟囱排入大气中。3.3

24、加热炉的工作原理液体（气体）燃料在加热炉辐射室（炉膛）中燃烧，产生高温烟气并以它作为热载体，流向对流室，从烟囱排出。待加热的原油首先进入加热炉对流室炉管，原油温度一般为29。炉管主要以对流方式从流过对流室的烟气中获得热量，这些热量又以传热方式由炉管外表面传导到炉管内表面，同时又以对流方式传递给管内流动的原油。原油由对流室炉管进入辐射室炉管，在辐射室内，燃烧器喷出的火焰主要以辐射方式将热量的一部分辐射到炉管外表面，另一部分辐射到敷设炉管的炉墙上，炉墙再次以辐射方式将热辐射到背火面一侧的炉管外表面上。这两部分辐射热共同作用，使炉管外表面升温并与管壁内表面形成了温差，热以传导方式流向管内壁，管内流动

25、的原油又以对流方式不断从管内壁获得热量，实现了加热原油的工艺要求。加热炉加热能力的大小取决于火焰的强弱程度（炉膛温度）、炉管表面积和总传热系数的大小。火焰愈强，则炉膛温度愈高，炉膛与油流之间的温差越大，传热量越大；火焰与烟气接触的炉管面积越大，则传热量越多；炉管的导热性能越好，炉膛结构越合理，传热量也愈多。火焰的强弱可用控制火嘴的方法调节。但对一定结构的炉子来说，在正常操作条件下炉膛温度达到某一值后就不再上升。炉管表面的总传热系数对一台炉子来说是一定的，所以每台炉子的加热能力有一定的范围。在实际使用中，火焰燃烧不好和炉管结焦等都会影响加热炉的加热能力，所以要注意控制燃烧器使之完全燃烧，并要防止

26、局部炉管温度过高而结焦。加热炉自动上料控制线路(电路图)炉门开闭电动机 推料机进退电动机3.4 加热炉的运行参数炉膛温度（挡墙温度）：炉膛温度一般指烟气离开辐射室的温度，也就是烟气未进入对流室的温度或辐射室挡火墙前的温度，是加热炉运行的重要参数。在炉膛内（辐射室）燃料燃烧产生的热量，是通过辐射和对流传给炉管的。传热量的大小与炉膛温度和管壁温度有关。原油从加热炉中获得的热量其中有以辐射传热为主。辐射换热与火焰的绝对温度的四次方成正比，因此，在高温区中，辐射受热面的吸热效果要比对流受热面的效果好，吸收同样数量的热量，辐射换热所需的受热面积即金属消耗量要比对流换热的少。设计时选取的炉膛温度值决定着加

27、热炉辐射受热面及对流受热面之间的吸热量比例。炉膛温度高，辐射室传热量就大，所以炉膛温度能比较灵敏地反映炉出口温度。但是从运行角度考虑，炉膛温度过高，辐射室炉管热强度过大，有可能导致辐射管局部过热结焦同时进入对流室的烟气温度也过高，对流室炉管也易被烧坏，使排烟温度过高，加热炉热效率下降。所以炉膛温度是保证加热炉长期安全运行的指标。排烟温度：排烟温度是烟气离开加热炉最后一组对流受热面进入烟囱的温度。排烟温度不应过高，否则热损失大。在操作时应控制排烟温度，在保证加热炉处于负压完全燃烧的情况下，应降低排烟温度。排烟温度的调节一般用控制进风量，即调整过剩空气系数的办法。降低排烟温度，可减少加热炉排烟热损

28、失，提高热效率，从而节约燃料消耗量，降低加热炉运行成本。但排烟温度过低，使对流受热面末段烟气与载热质的传热温差降低，增加了受热面的金属消耗量，提高加热炉的投资费用。因此，排烟温度的选择要经过经济比较。 我们在选择最合理的排烟温度时，还应考虑低温腐蚀的影响。由于燃料中的硫在燃烧后可生成+，它在烟气中和水蒸气形成硫酸蒸气，当受热面壁温低于硫酸蒸气的露点温度时，硫酸蒸气就会冷凝下来，腐蚀壁面金属。如受热面壁温低于烟气中水蒸气的露点时，则水蒸气也会凝结在管壁上，加剧了腐蚀，并且容易引起堵灰。降低露点，减少腐蚀和积灰的措施有：净化燃料油。目前国外已有应用，但能否广泛应用还值得研究。3.5 加热炉温度控制

29、系统模糊智能实现目前莱钢1500中宽带加热炉存在的主要问题是加热温度不均，加热能力不足。现在两座加热炉实际加热能力300450t/h,低于设计能力 480520t/h（冷坯热坯）。板坯炉间温差25-35，同板温差20-45。而国内同类生产线加热质量指标是，板坯炉间温差15，同板温 差15。通过深入调研发现引进的斯坦因加热炉控制系统设计思想与莱钢现有的工况条件不能完全吻合，加之现场轧钢节奏的频繁改变，不能满足现有工况条件 的变化，并且在实际生产过程中缺少必要的统计分析数据和现场检测手段。产量计划、加热钢种、尺寸、坯料入炉温度、待（停）轧时间、开轧温度变化时，均需一 段时间使得加热炉温度缓慢提升，

30、以避免对整个煤气系统的强烈冲击，但由于现场节奏的提升，操作人员不能等到温度的缓慢上升，更不能及时准确的调整加热策 略，同时受人为因素（经验、责任心、白、夜班）的影响，以及四班、个人操作不统一，空烧时间长，最终会造成炉温、钢温波动，加热质量差，单位燃耗高，钢坯 氧化烧损多，产品质量稳定性差。所以斯坦因程序不能适应宽带加热炉的实际生产情况。因此，在加热炉控制系统中引入模糊控制理论，简化原程序，使之适应宽带 实际生产需求。炉体由下述各加热区构成；预热区；加热区；保温段。各区由燃烧燃气与空气加热。可燃气流按数个控制回路中的设定值进行调节。图1为加热控制示意图：传统调控装置的输出信号形式如下：其中：Kp

31、-比例增益Ti-积分时间Kp与Ti为内PI参数，由操作员调节一次。输出信号u（t）按下式转换成加热需求：其中：a,b=常数。此值不会超过所定限值。y值用于确定燃气阀开启控制回路的设定值。y1值（空气流量控制回路）系用y值计算得到的，其用途是为保持规定时间间隔内的空气燃气比率。此两种回路是用交叉控制方式装配的，其目的是为检查此一比率。直接控制工艺流程的信号是从这两个控制回路发出的，其名称为：Q燃气 （燃气流率）与Q空气（空气流率）。本系统在状态稳定时运行良好。但是，下述因素都可干扰工艺过程：（1）生产延时（有计划或无计划），因不但在生产起始时会触发瞬态而且在延时起始时亦将触发瞬态燃气流的急剧开关

32、；（2）生产变更-这意味着不同类型的产品依次进入炉子，也就是形成不同的加热需求；（3）炉内产品重量变更调步。第4章 加热炉推料机构的设计4.1加热炉推料机结构的设计方案与比较一个设计可以由多个方案来实现，每个方案所使用的机构也不尽相同，有时甚至迥异。在达到性能指标的前提下，应根据机构组合的复杂程度对精度所造成的影响，并根据经济性和易维修性对不同方案进行比较和决策。重要的、复杂的机器的方案设计的取舍有时是在结构设计基本完成后进行的，因为此时强度、刚度、各机构间是否干涉、经济性和易维修性等许多问题才可能充分暴露出来。4.2机构运动方案设计的一般原则1）传动链尽可能短。2）机械效率应尽可能高。3）传

33、动比分配应尽可能合理。4）传动机构的顺序安排应尽可能恰当机械的安全运转必须保证。4.3机械运动方案的评价实现同一工作任务且满足工艺要求和性能指标时，可以设计出多种机械运动方案，然后在经过充分的、细致的分析比较以决定取舍。最后保留的设计方案应是最优方案。每一部机器都是由原动机、执行机构及传动机构组成的，因此需分别对原动机及各机构进行评价，然后经综合可获得对一部机器整机的评价。4.4卧式双级活塞推料离心机的概述卧式双级活塞推料离心机主要由泵组合，推料机构、机座、轴承组合、转鼓、筛网、机壳及电控箱等零部件组成。推料机构、转鼓、筛网等零部件通过轴承组合支承在机座上。机座油池内装有油冷却器。泵组合亦由机

34、座支承，其油泵伸入油池内，回转体通过三角胶带与主卧式双级活塞推料离心机主要由泵组合，推料机构、机座、轴承组合、转鼓、筛网、机壳及电控箱等零部件组成。推料机构、转鼓、筛网等零部件通过轴承组合支承在机座上。机座油池内装有油冷却器。泵组合亦由机座支承，其油泵伸入油池内，回转体通过三角胶带与主机皮带轮连接安装在与主机相适宜的位置。主机全速运转后，悬浮液通过进料管进入装在转鼓上的分配盘，在离心力的作用下，悬浮液均匀的分布在内转鼓的板网上，而固相则被截留在板网上形成状滤渣层。由于内转鼓的往复运动， HR系列离心机为卧式双级活塞推料，连续操作的过滤式离心机。它在完成所有的操作工序，如进料、分离、洗涤、干燥和

35、卸料等。适用于含中颗粒的结晶状或短纤维状的浓悬浮液的分离（晶状物料子尺寸 mm短纤维mm以内），广泛用于化工、化肥、制盐、制药、食品、轻工等工业部门。HR系列离心机具有自动连续操作、连续排渣、生产能力高、对晶粒不易破碎、滤渣可洗涤等传统优点外，还具有高滤渣生产量、高固体回收率、低滤渣含湿量、低能量消耗等特点。并且该机与物料接触的零部件均采用不锈钢制造，因此耐蚀性能好。应用物料范例：氯化钠、硫酸钠、重铬酸钠、硫酸铵、硼酸、醋酸纤维、硝化纤维、尿素、PVC、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾、磷酸盐等。HR双级活塞推料离心机主要技术参数： 项 目 型 号 HR400-N HR500-N HR630-N HR8

36、00-N 转鼓内径（mm） 337/400 410/500 560/630 720/800 转鼓长度（mm） 145/155 180/180 240/240 300/300 转鼓转速（r/min） 1400-2300 1200-2000 1000-1800 800-1600 分离因素 （Fr） 400-1180 400-1120 350-1140 290-1150油泵流量（L/min） 92 500 220 250 生产能力(最佳条件下)(T/h) 2-2.5（硫铵） 12-18（食盐） 28-34（食盐） 30（碱盐）外型尺寸（mm） 246012861030 359014301620 38

37、2015001330 398018001590 机器重量（Kg） 2100 3670 3910 61214.5 推料机的工作原理与技术改进图1-1推料机的原理图：工作阻力，输送带宽度，工件高度，步长，每分钟往复次数，行程数比系数，摆角，最小传动角。根据已知条件可以确定出：电机功率，电机转速、减速器传动比等。还可以给定其它工作条件：使用折旧期五年，每天二班制工作，载荷有中等冲击，工作环境为室内，较清洁，三相交流电源，可按一般机械厂制造小批量生产。高温烧结炉推料机构，利用可程序控制装置和油压装置构成的液压控制系统控制给料和横向油压将作物的台板推至送料轨，再由推料油压利用杆前端的推料板推入炉体内烧结

38、，包括：细钢索，上端紧固于推料板上侧，随着推料板同步运动；重锤，系于细钢索下端，提供细钢索张力；译码器，译码器将推料板的实际运动转化成电信号传回控制装置，构成一回反馈装置。推料机概括的说就是能够实现间歇的输送工件的机器，它的种类繁多，工作原理也不尽相同。下面我们设计一例进行说明。图1-1为一种推料机的原理图。电动机通过传动装置驱动滑架往复移动，工作行程时滑架上的推爪推动工件前移一个步长，当滑架返回时，由于推爪与轴间有扭簧，推爪得以从工件底面滑过，工件保持不动，当滑架再次向前推进时，推爪已复位，向前推动新的工件前移，前方推爪也推动前一工位的工件前移。其传动装置常使用减速器，有时也用其它传动装置。

39、推料机的技术改进：当前，耐火纤维以其密度低、导热系数小、热稳定性好、抗热振性强等优良特性，已广泛应用于冶金、石油、化工、机械、电子、建筑、轻工等行业，是耐火、保温、隔热、隔音、防火的优选材料。目前，国内耐火纤维的应用是将其二次制品，如毡、毯、预制块等，在现场采用层铺法、叠加法、贴面法等方法形成衬里层。这些方法的主要缺点有：(1)纤维型材之间有接缝，整体性差，对于拐角、异形面更为突出；(2)在使用中由于纤维的热收缩性，很容易造成贯通缝隙。由于以上缺点的存在，导致加热炉内的高温烟气沿着缝隙外溢，增大了热损失，降低了热效率，而且还严重影响设备的使用效果和安全运行。耐火纤维喷涂技术是通过专用纤维喷涂设

40、备，将经过预处理的散状耐火纤维棉直接喷涂到加热炉炉墙或炉壳的表面上。并在喷射过程中，将专用高温结合剂均匀地喷入纤维流，二者充分混合后一同喷到施工表面上。耐火纤维喷涂炉衬与上述的其它方法获得的纤维炉衬相比，其最大特点是：(1)一次性整体喷涂所得到的炉衬无接缝，并且由于散状耐火纤维棉在喷涂中形成的三维网络结构，提供了坚固均匀的整体结构，为加热炉提供了更加完善的隔热保护；(2)减少了锚固件的用量，并能有效地防磨损；(3)喷涂时，只要炉墙表面稍加处理即可，无需像安装纤维毯或预制块那样对基体进行平整，施工很方便；(4)对于异形面的喷涂，降低了喷涂难度，提高了作业质量。加氢裂化车间编号F301和F302二

41、台加热炉，原炉衬采用了复合轻质耐火浇注料与特制的纤维毯粘接结构。由于辐射室衬里平铺粘接结构设计有缺陷，异形部位施工困难，施工时粘接剂涂抹不均匀，粘接剂本身粘接力不够大，导致第一个周期开工后期衬里脱落严重，炉膛内热空气从钢板和浇注料之间的缝隙窜出，引起看火窗处鼓包，炉墙外侧油漆脱落，炉外侧墙钢板的内侧产生H2S低温露点腐蚀，侧墙钢板的平均温度达78，加热炉热效率仅为82%左右。根据加热炉衬里层有温度梯度这一实际情况及设计参数，用高铝层厚60mm和普铝层厚170mm的复合衬里，衬里总厚度为230mm。改造后检测结果表明：加热炉炉墙外壁温度显著降低(表2)。加热炉重量减轻，结构简单。原加热炉耐火浇注

42、料LCR1000密度，800900kg/m3，L CR800密度600700kg/m3，新喷涂的高铝、普铝纤维密度为215kg/m3时，每台炉子总重量约减少15t。热效率上升显著。改造后由于衬里整体性好，封闭严，相对减少了炉膛漏入的空气量，炉膛中氧含量从12%降至目前的6%以下，炉膛明亮，燃烧情况好。改造后热效率已达90%左右，比改造前上升了约8个百分点。2. HT-1耐高温辐射涂料应用HT-1耐高温辐射涂料，全称为HT-1多晶矿化黑陶瓷节能涂料，是近几年应用较广的一种新型节能材料，其主要成分见表3。可应用于加热炉炉窑内衬耐火砖和耐火纤维隔热材料的表面上，具有抗热振和抗剥落、增强炉壁抗气流冲刷

43、性能，和延长炉衬寿命、提高热效率、降低单位产品能耗的特性及作用。HT-1耐高温辐射涂料的节能机理为：(1)当加热炉炉壁内表面涂上该涂料后，发射率即由0.75提高到0.90，根据玻耳兹曼定律，当炉壁发射率增加后，在相同供热条件下，炉壁温度必然增加，炉壁表面辐射能力以热力学温度的四次方值跃增。炉内壁喷涂耐高温辐射涂料后，导热系数明显降低，使炉外表面温度降低，从而减少炉外壁散热的热损失，从而减少了燃料消耗，提高热效率。(2)HT-1耐高温辐射涂料不仅具有较高的发射率，能够改善高辐射能谱的分布，而且还具有与多种物质强烈吸收红外线相匹配的辐射能谱分布，从而提高辐射能的利用率。(3)HT-1耐高温辐射涂料

44、由强辐射材料组成，高温下辐射远红外波穿透能力极强，能穿透加热物体，使加热物体的里、外层同时受热，升温快。同时，远红外波亦能穿透燃料本身，使里层燃料吸收远红外波而产生能级跃迁，放出能量，加速燃料燃烧，使燃料完全燃烧，提高燃烧质量，减少加热炉有效能的损失，达到节能目的。4.6 加热炉推料机构基本工作过程该中频感应加热生产线主要分为四个加热段，分别为淬火升温段、淬火均温段、回火升温段、回火均温段。共采用三套中频电源及三套感应器与一套箱式电阻炉来完成。车轴坯料由天车或行车吊装到上料储料输送机上，并由人工排列整齐。上料储料输送机按设定节拍将工件送入卧式上料机构，并由该机构的气缸推入升温炉内进行加热，加热

45、时间到后，被顶出升温炉进入到出料移动输送机上，该输送机在气缸的作用下移动并对准均温炉的入口处，然后进料气缸动作将输送机上的工件推入均温炉内进行均温加热。当工件经过均温感应器加热后进入淬火输送机，被送到淬火池中进行淬火，然后经龙门框架和提升机被送到回火进料输送机上，进入回火加热部分。组合推料机构将回火进料输送机上的车轴坯料推入回火升温炉加热至设定温度，当坯料从升温炉出来后进入到移动输送机上，并随该输送机移动至箱式电阻炉入口处，被推料机构推进电阻炉内加热，加热时间到后，由出料机构推入回火输送机，输送机带动进入回火水池进行冷却，最后经翻料机构翻入落料架上，至此，一个工作过程完成。第5章 加热炉推料机

46、构的组装5.1加热炉推料机构的发展趋势加热炉是轧钢生产企业中的主要耗能设备，尽量提高燃料利用率，是节能降耗需解决的主要问题。国内外冶金行业的燃料主要为焦炉、高炉混合煤气及各单一煤气，部分使用天然气，个别小型轧钢厂使用重油。计算机控制燃烧过程，就是在各种燃烧工况条件下，找到合理的最佳空燃比，使燃烧处于较佳状态，从而提高炉温控制精度，保证钢锭以较快的速度达到出钢温度，节约能源，减少氧化烧损。轧钢加热炉通常配备的是以模拟调节仪表为核心的控制系统。当燃料的热值与压力稳定时，这种控制系统的控制效果还比较好，而对于燃料的热值与压力频繁波动的情况，常规模拟仪表系统就难以达到预期目标，操作者必须经常通过“看火孔”去观察火焰，调节空燃比以改善燃烧效果。这不仅给操作者带来许多不便，很难跟踪热值变化的速度，