学位论文—加热炉推料机构设计论文.doc

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1、X X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 - III -毕业设计论文 摘 要加热炉种类的繁多而又复杂，想要全部分析、设计、研究有些困难，所以本文为大家简单的介绍下加热炉的各种结构与性能，选择性的选取步进式加热炉进行研究，设计出一套简单的转底环形加热炉推料机构，从而代替人工加料，减少可能因为工人的失误而造成的危险。减小因为工业的生产而造成人员的伤亡！我们将对转底环形加热炉推料机构进行系统的研究，（因为它是代替人工加料的核心部分！）转底环形加热炉燃烧系统的工作原理，论述转底环形加热炉燃烧控制

2、系统的构成与功能设计贯穿钢铁生产的全部工序。转底环形加热炉是连续式燃烧炉，在轧钢生产线中广泛应用，是轧钢工艺的前部工序。钢坯从入炉侧装入，经过预热、加热、均热等燃烧区域达到控制温度后，从出炉侧出炉。我们将要对各个环节展开认真，积极的研究与探讨，加深对加热炉推料机构的认识，从而达到对加热炉推料系统的研究与完善。目录绪论：- 3 -一、 加热炉的简述- 4 -1. 加热炉的概念- 4 -2. 加热炉的种类及特点- 5 -3. 加热炉的一般结构- 5 -4. 加热炉的结构特点- 6 -二、 加热炉的结构与设计- 7 -1. 加热炉推料机的结构- 7 -2. 加热炉的运行参数- 9 -3. 加热炉的炉

3、子改进- 10 -三、 加热炉推料机构的设计- 11 -1. 加热炉推料机结构的设计方案与比较- 11 -2. 机构运动方案设计的一半原则- 11 -3. 机械运动方案的评价- 11 -5. 推料及的工作原理与技术改进- 11 -四、 加热炉推料机构的安装- 14 -1. 加热炉推料机构整体的发展方向- 14 -2. 推料及的主要构件- 15 -3. 装配的基础知识- 15 -4. 推料机装配的工艺原则- 15 -5. 推料及的装配过程：- 16 -6. 加热炉推料机构的工作原理- 17 -五、 加热炉的工作原理与主要技术参数- 18 -1. 加热炉工作原理- 18 -2. 加热炉的运行参数-

4、 18 -结束语：- 19 -致 谢- 20 -参考文献：- 21 -绪论加热炉是利用燃料燃烧时所产生的热能对被加热体进行加热的设备。是目前锻造生产中用的最多的一种加热设备。为了选好、用好、改造好现有的加热炉和不断的设计出一批又一批生产率高、加热质量好、燃耗底、机械化自动化程度高，和公害比较小的炉子。我们应该充分了解加热炉的工作原理，不断的改进加热炉的结构，提高对燃料的利用效率! 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

5、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的问题进行了探讨。一、 加热炉的简述1. 加热炉的概念 加热炉是将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。2, 加热炉的种类及特点 加热炉是进行锻压生产不可或缺的重要设备之一，它在很大程度上影响着锻件质量和技术经济指标

6、。一般加热炉有以下几种。（1）锻造加热炉（2） 钢（铜）材、胚感热的装置（3）钢材电直接加热炉（4）铜（铝）材电加热炉（5）铝材、胚感应加热装置（6）锻造原料 专用加热炉这些加热炉的共同特点是：是通过对物料加热使之产生可塑性，钢及各种有色金属加热至适当温度可改变其机械性质和组织结构，随着温度的深高，金属的可塑性增大，这时用较小的压力便可使金属变形。如钢在高温下的变形抗力只有常温下的三百分之一到五十分之一！有的金属或合金在常温下难以变形，非加热不可。所以锻造、轧钢、热冲压、拉拔等工艺都需要利用金属在加热情况下的可塑性进行加工。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

7、有连续加热炉和室式加热炉等。金属热处理用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3. 加热炉的一般结构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

8、 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

9、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。4. 加热炉的结构特点 在化工生产中，很多气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。

10、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。

11、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

12、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。二、 加热炉的结构与设计1. 加热炉推料机的结构 如下图所示为转底环形加热炉（1）加热炉是由火嘴、辐射室、对流

13、室、烟道系统、炉门等五大部分组成， 火嘴：加热炉燃烧火嘴是由燃气混合装置、火管、火嘴组成，燃气管线、燃气混合装置、火管焊接为一体，燃气管线上有一射流孔，与燃气混合装置相通，燃气混合装置上有多个进气孔与空气相通；火管与燃气混合装置连接相通，火管的顶端为火嘴，火嘴为圆台型，火嘴上有多个出气孔，火嘴为可拆卸的；具有结构简单，燃烧充分，火焰温度高，使用安全方便等优点。（2）辐射室：一种新型加热炉辐射段结构。本实用新型加热炉辐射段结构适用于大型方箱燃煤有机载热体加热炉辐射段的设计应用，主要用于解决如下问题：改善大型方箱式燃煤加热炉的载热体在大流量下带来的高流阻和循环泵的高电耗问题。改善大型方箱式燃煤加热

14、炉辐射段的受热状况，使之在减小加热炉体积，节约钢材，减小制造成本的同时，保证加热炉结构的合理性。本新型加热炉辐射段结构在整个辐射段高度上采用一根与辐射段高度儿乎等高的立式辐射段进口集管，利用根通过两种自身紧密绕制圈的辐射段炉管在立式辐射段进口集管上以平均分布并流的方式完成构造，并根据载热体的流量大小和热功率要求来具体调整两种炉管的配比结构以及炉管管径的大小和炉管长度。(3)对流室： 本实用新型的加热炉高效节能对流室是由外筒体、内筒体及其环隙中设置的炉管管排组成，内筒体同轴心设于外筒体中，外筒体与内筒体的上端环周由挂架相固定连接，下端有托架相固定连接，内筒体的下端有分流锥，加热炉烟气经分流锥扩散

15、进入环隙对流室中，流经炉管管排上行至对流室出口与烟道连通。在内外筒体环隙中的炉管管排为连续由单程或多程为形管的炉管连续往复的首尾连接构成。本实用新型的加热炉高效节能对流室设计合理、结构简单、安装方便，有效的提高了对流室的综合传热系数，达到了生产装置节能的目的(4) 加热炉排烟系统：包括两座与炉腔连通的烟囱，其中，每座烟囱各自通过独立的烟道与炉腔连通。本实用新型中由于每座烟囱各自通过独立的烟道与炉腔连通，从根本上解决了闭路循环的问题，保证了加热炉的正常排烟，避免加热炉因排烟受阻而停产；同时，排烟系统仍旧使用旧的烟囱，因此改造成本低廉，适合广泛应用。（5）炉门：一种加热炉柔性炉门，属加热炉技术领域

16、。所要解决的技术问题是提供一种能有效的防止冷空气的吸人，且结构简单不增加能耗的炉门。其构成包括耐火纤维毡片、压板，压板沿耐火纤维毡片内、外表面间隔对应排布，并通过螺钉夹固在耐火纤维毡片上，耐火纤维毡片为复合层结构。本实用新型具有良好的贴合性、悬垂性，可严密地封盖在炉门上，可有效防止冷空气的吸入，结构简单、易于制作和安装。本实用新型适于在各种加热炉上使用，尤其适于在连续式轧钢加热炉进料端即炉尾炉门上使用。2. 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，

17、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

18、。所以炉膛温度是保证加热炉长期安全运行的指标。在输油加热炉中炉膛温度最高不超过&。 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。 在选择最合理的排烟温度时，还应考虑低温腐蚀的

19、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。提高加热炉热效率的途径很多，关键是减少炉子的热损失。通过综合运用耐火纤维喷涂和耐高温辐射涂料技术，提高了加热炉的热效率，收到了较好的节能效果，取得了明显的经济效益。3. 加热炉的炉子改进 对炉子进行设计或改进时，应根据生产工艺要求，尽量选用新型节能炉子。选择合适的炉型结构

20、，提高机械化程度和能源利用率。目前通常采用的节能措施有：（1）采用圆形炉膛替代箱形炉膛，可强化炉膛对工件均匀传热的效果，减少炉壁散热量，使炉膛形成一个热交换系统，在加热元件，炉衬和工件3者之间进行热交换。通过采用合理的炉膛空间和在不增大炉膛空间容积的前提下，加大炉内壁面积，以增大热交换面积的方式提高炉膛热交换从而提高热效率。（2）在炉膛内安设风扇，加强炉内对流传热。特别是小型加热炉，高速气流可破坏停滞在工件表面阻碍传热和界面反应炉气边界底层，起到缩短加热时间和加快提高工件温度的作用。（3）炉体密封，包括炉膛内各引出构件，炉壳，炉门等处的密封。炉体密封不严，将会造成到处跑火、漏火，造成能源大量浪

21、费、设备烧坏、环境恶劣等状况，因此炉体密封直接影响工件品质和能耗，同时密封也是炉内气氛控制的关键。而耐火纤维制品的出现，为解决炉体密封创造了条件，实现了软密封。（4）采用耐火浇注料整体浇注的加热炉具有强度高、整体性、气密性好、寿命长等优点。（5）采用新型炉用材料，优化炉衬结构。炉衬在保证炉子的结构强度和耐热度的前提下，应尽量提高保温能力和减少储蓄热。单纯依靠增加炉衬厚度来降低炉外壁温度不仅会增加炉衬储蓄热和成本，而且相应地减少了炉底面积的有效利用率。选用耐火纤维、岩棉等作为保温层，用轻质砖作为炉体的内衬，减少炉体的蓄热损失，增强炉子的隔热保温，减少炉墙的散热损失。（6）在炉围内壁涂高温高辐射涂

22、料，强化炉内的辐射传热，有助于热能的充分利用，其节能效果为35，是近期较先进的节能方法4。 三、 加热炉推料机构的设计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。2. 机构运动方案设计的一半原则 1）传动链尽可能短。2）机械效率应尽可能高。3）传动比分配应尽可

23、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。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. 推料及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

24、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，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

25、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。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

26、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

27、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

28、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。所用的纤维材料的性能见表1。 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

29、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。其主要技术指标见表4HT-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

30、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。焦化车间编号F002的加热

31、炉原来每次大检修时，均发现炉内衬粘贴的陶瓷纤维有不同程度的脱落，导致高温烟气沿着缝隙外溢，炉子外壁局部过热，严重影响设备的安全运行。2001年对炉内壁喷涂了HT-1涂料，有关施工数据见表5。为了检测其节能效果，测试了喷涂前后加工同一种原料(辽河渣油)时的工艺操作参数(见表6)，进行对比分析。 从表6中可以看出，喷涂HT-1涂料后，在处理量、加热介质相同的情况下，炉膛平均温度下降了20，从而降低了燃料消耗，达到了节能目的。另外，从喷涂前后的平均单耗也可以看出其节能效果，见表7。根据表7可知月平均单耗由29.87kg(标油)/t下降到28.84吨(标油)/t，下降了1.03kg(标油)/t，下降幅

32、度为3.4%。如果装置处理量按80万t/a考虑(因有二台炉子并联运行，故单台炉子的处理量为40万t/a)，燃料价格按400元/t计算，这台炉子每年可节约16.48万元，减去5.544万元的投资，一年可产生10.936万元的经济效益，相当可观。HT-1耐高温辐射涂料的施工工艺比较简单、方便，可用手刷或机械喷涂。四、加热炉推料机构的安装1. 加热炉推料机构整体的发展方向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

33、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，而且*人工随时调节空燃比，很难跟踪热值变化的速度，加之加热炉都需要按照加热工艺曲线进行周期性的加热，而炉子的特性是变化的，要使加热炉实现最有效的节能运行还应该考虑到进料状况（冷锭或热锭）以及轧机故障待

34、轧的运行状态。对这些要求，模拟控制系统是难以实现的。2. 推料及的主要构件 推料机的主要构件有：主动齿轮、套筒、两端轴承、密封圈、主、从动轴、轴承座上盖、联轴器、电机、减速器等3. 装配的基础知识 任何机器都是由零件和部件组成的。装配是生产中按规定的技术要求和精度将构成机器的零件结合成组件、部件、和产品的过程。装配是机械制造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。保证装配精度以质量合格的零件为先决条件。装配精度主要是指相关零件之间的位置精度，也包括结合面间接触情况和受力分布情况，以及由机器装配和运行过程中零件的变形而需要计及的形状精度。装配的准备工作有零件的清洗、尺寸和重量的分选及平衡等。装配

35、工作的内容包括零件装入、各种方式的联接、部件装配、总装配过程中的检验调整等。设计参数与要求加热炉推料机设计参数如表68所示。该机器在室内工作，要求冲击振动小。原动机为三相交流电动机，电动机单向转动，载荷较平稳，转速误差4%；使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时。 设计任务 1. 针对图620所示的加热炉推料机传动方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图； 2. 假设曲柄AB等速转动，画出滑块F的位移和速度的变化规律曲线； 3. 在工作行程中，滑块F所受的阻力为常数Fr1，在空回行程中，滑块F所受的阻力为常数Fr2；不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力

36、的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩； 4. 确定电动机的功率与转速； 5. 取曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量； 6. 设计减速传动系统中各零部件的结构尺寸； 7. 绘制减速传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图； 8. 编写课程设计说明书。4. 推料机装配的工艺原则1）一切合格零件必须清除毛刺、清洗干净（符合清洁度要求并保证保存和防锈），才能进行装配。过盈配合或单配的零件在装配前对有关尺寸应严格复检，并打好配对标记。2）根据具体情况考虑装配的先后顺序 ，有利于保证装配精度，使工作顺利进行。装配的顺序，一般是先下后上；先内后外；先难后易；先重大后轻小（某些重大件会影响其他零件的装入

37、，为了减少不必要的运输量则可放在后期装入）；先精密后一般（对于一些灵敏性零件或作业，则以尽可能放在一般作业的后面进行，以防损坏）；另外，处于同方位的装配作业应集中安排，避免或减少装配过程中翻身移位；使用同一工艺装配，或要求在特殊的环境作业，也应尽可能集中，以免设备重复设置或迂回运输。3）按产品装配的要求选择合适的工艺和设备。例如，对于过盈联接，选用力配法或热胀、冷缩法，并规定具体参数；调整、选配工作要选定合适的环节；校正时，采用对中找准方法，考虑如何调节，是否便于达到装配精度，并争取最大的精度储备，延长产品的使用寿命4）通常装配区域不宜安装切削加工设备，对不可避免的配钻、配绞或刮削等装配工序间

38、的加工，要及时清理切屑、保持场地清洁。5）对特殊产品要考虑特殊措施。如装配精密仪器、轴承及机床时，装配区域除了要严格避免金属切屑及尘埃干扰外，安装配环境还要考虑空调、恒温、恒湿防尘隔振等措施；对有高精度要求的重大关键机件，需要具备超慢速的吊装设备；对重型的行走产品，如挖掘机等要考虑耐压耐磨的场地，防止压坏或起灰。5. 推料及的装配过程：第一步：主动轴部件装配：安装主动齿轮安装套筒安装两端轴承第二步：重复以上步骤，完成从动轴部件的安装第三步：将两端轴承安装于轴承端盖中第四步：将主、从动轴部件安装于轴承座上第五步：安装轴承座上盖第六步：安装轴承端盖第七步：将轴承座上盖安装于主动轴第八步：将联轴器安

39、装于电机轴第九步：连接电机和减速器 完成装配后若装配过程中出现错误或不合理的设计，请返回前面修改零件的尺寸设计完成装配后的真实界面6. 加热炉推料机构的工作原理 推料机进 ST2ST1推料机退炉门开 ST3炉门闭 启动S01 ST4（1）、按S01启动按钮 KM1得电，炉门电机正转 炉门开；（2）、压限位开关ST1 KM1失电，炉门电机停转；KM3得电，推料机电机正转 推料机进，送料入炉，到料位；（3）、压限位开关ST2 KM3失电，推料机电机停转；延时3秒后，KM4得电，推料机电机反转 推料机退到原位；（4）、压限位开关ST3 KM4失电，推料机电机停转；KM2得电，炉门电机反转 炉门闭；（

40、5）、压限位开关ST4 KM2失电，炉门电机停转；ST4常闭触点闭合，为下次循环作准备；（6）、上述过程不断运行。若按下停止按钮S02后工作立即停止。五、 加热炉的工作原理与主要技术参数1. 加热炉工作原理液体（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

41、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

42、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，并要防止局部炉管温度过高而结焦。2. 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

43、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

44、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

45、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。结束语加热炉推料机构的发展应该走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的可持续发展道路。我国能源的紧张与短缺已成定局，严重影响了经济的发展，节能是中国能源战略和政策的核心，解决能源和资源问题，最根本的还是要靠科技进步。工业炉的节能，应当抓技术创新，寻找、探索新的节能机理和途径，走出传统节能方法的途径。从长期的市场角度看, 钢材多品种、小批量的需求变化日益增加; 从短期的钢坯加热角度看, 钢坯冷热装的情况会经常存在。烧嘴式蓄热式加热炉方案符合上述钢材加热要求。此外, 蓄热式烧嘴式加热炉炉墙两侧留有便于检修的人孔门和扒渣门,这是唯有采用烧嘴结构形式才能做到的; 对于高热值气体燃料, 可直接冷炉点火升温, 不需要单独的点火烧嘴; 维护工作量稍大, 但检修时间短, 停炉时间短。国内蓄热式加热炉发展很快, 现在还不能讲哪一种形式是最先进