冶金热工基础推钢式加热炉课程设计.docx
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1、冶金热工根底推钢式加热炉课程设计公司内部编号:GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-目录前 言2设计任务书4内容摘要5第一局部 : 推钢式加热炉的概述一、加热炉的应用及其优越性7二、推钢式加热炉的分类三、推钢式加热炉的工作原理及工艺10四、推钢式加热炉的主要构造11五、联想近几年我国轧制技术的进展12其次局部 : 推钢式加热炉的相关计算一、炉膛内的辐射的计算二、炉子的根本尺寸的设计及相关计算三、金属加热的计算四、燃料燃烧的相关计算五、炉子热平衡的计算第三局部 : 换热器设计一、换热器的介绍二、换热器设计计算第四局部 :主要参考文献及附表第五局部 : 总结前 言本学期我们
2、进展了冶金本专业的一些设计,特别是在我们的冶金热工根底, 也有一门设计,这无疑让我们学习了一些在我们的课堂上学不到的学问,这让我们很愉快。时间虽不是那么长,只有两个星期的时间,但是这两个星期却对我们的学习有了很大的帮助,让我们生疏到学习是从一步一步开头的,没有一个很好的根底,是不行能把我们想要的东西得到的。以下是我的个人学习和设计的全部内容。加热炉是我们冶金行业里的一个不能少的机械设备,所以我们这次的主要设 计就是设计加热炉。通过设计可以使我们初步把握炉子设计的步骤、原则与方法,并进而了解一般工业炉设计的根本规律,可以使我们将各专业学问进展综合 应用的力气,理论联系实际、解决实际问题的力气,读
3、图、制图及查阅资料的能 力得到熬炼并加以提高。在国民经济的很多生产部门中,工业炉作为一个重要设 备而存在,要使炉子到达优质高产、低耗的要求,有一个合理的炉体构造是必不 可少的条件之一;工业炉是工业原材料的冶炼、加工或成员的精制过程中,为实 现预期的物理变化或化学变化所需要的加热装置。因此,对于我们这些将来有可 能成为一个热工工作者的学生来说,应具备有设计先进、构造完善的工业炉的能 力。工业炉设计的一般程序是:初步设计;技术设计;施工设计。炉子的初步设计是按提出的任务,初步选定炉子的构造,热源和各种重要关心装置及其在炉子上的布置等。在综合考虑炉子的技术经济指标和生产规模及特点的根底上,确定炉子应
4、承受的机械化和自动化程度。炉子的技术设计是在初步设计的根底上,作全 面的热工计算和炉体总图的绘制,以及某些重要关心装置图。炉子的施工设计是要求具体绘制炉体各部砌砖图以及各种装置的零件分图,并要完成土建根底,各 种机械附属装置及安装、热工和自动自动调整系统及其安装的设计。在此,由于 时间关系只完成炉子的技术设计内容和换热器的设计。所以我们在设计加热炉时确定的遵守以下设计原则:1. 加热炉设计必需符合国家有关的技术政策,炉子的技术性能应满足生产工 艺的要求,保证机器在工作之中有确定的安全性。2. 运用不断进展的热工及机械理论如燃料燃烧、流体力学、传热学、机械 原理等指导炉子的设计工作;引进并吸取国
5、外炉子的先进技术,不断完善和提 高炉子的技术性能及机械化程度。3. 设计的炉型构造时,应留意提高炉子生产率,提高产品质量,降低燃料 消耗,改善操作条件和提高炉子的使用寿命。4. 设计炉子时,对材料选用、设备选型、通用构件的规格尺寸等,应尽可能 全厂或全车间通用,以使修理便利。5. 在设计炉子时,应尽量改善工人的操作环境,减轻工人的劳动强度,要采 取保护环境和防止污染的必要措施。设 计 任 务 书题目:推钢式加热炉的设计炉子用途:用于加热扁钢坯被加热的钢坯尺寸m:厚度 s = ;宽度 b = ; 长度 L =金属材质:20#碳素构造钢钢材入炉温度:20 C生钢温度:1210 C生钢断面误差:25
6、 C烟气与炉膛温度:780 C 炉子生产力气:P = 50 t/h 燃料:混合燃气成分%:CO 、H 、CH 、CO、O 、C H 、N 、C H22422 623 8空气预热温度:t = 250 Ca承受二段式加热制度:高温段 1300 C ;预热段温度 1000 C 上升到 1300 C摘 要近几年随着节能降耗意识的提高,节能挖潜越来越引起人们的重视。在轧钢 生产过程中,加热炉作为最大的耗能设备,同时也是整个工艺流程中最关键的设 备之一。运行的稳定与否将影响后面轧钢生产质量。如何解决加热炉合理燃烧的 问题,如何保证加热炉的最正确状况,是当今始终在争论的课题。推钢式加热炉由于可以很好的处理上
7、述问题而适时推出。但大多数冶金厂的 轧钢机都没有推钢式加热炉,因而有必要设计推钢式加热炉。其设计过程基于冶 金炉热工理论。包括:燃料燃烧计算钢的加热制度确实定炉子根本尺寸确实定炉膛内辐射的计算金属的加热计算炉子热平衡的计算以及换热器的设计计算。【关键词】节能降耗、推钢式加热炉、冶金厂、轧钢机、燃料燃烧、钢的加热制度、炉子基 本尺寸、炉膛内辐射、金属加热、炉子热平衡、换热器。AbstractIn the rensent years, more and more people become aware of the important of saving sources. So as a inte
8、nding engineer, we must creat a equipment which will live up to the situation of our country and the require of whole world.Today there is not a push the steel type heating furnace in the most of roll mills in the metallurgic plan. Therefore, designing a push the type heating furnace is imperative u
9、nder the situation. The procedures and cor-relative calculation is list as follows:The calculation of radiation in the burner hearth. The caculation of basic size of the stove.The caculation of burning fuel. The caculation of thermal balance. The caculation of heated metal.Key wordsEnergy saving、Pus
10、h the steel type heating、 furnaceMetal- lurgical factory、Rolling mill、Radiation in the burner hearth、Basicsize of the stove、The metal is heated、The burning fuel、Sectional view.第一局部推钢式加热炉概述工业炉在冶金、建材、机械、石化、轻工、电子工业等生产部门被用于各种 加热目的,成为不行缺少的重要热工设备。加热炉是用来把初轧坯或连俦坯等热轧到热到所需温度的热工设备。一、加热炉的应用及其优越性加热炉是将物料或工件加热的设备。
11、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。应用普及石油、化工、冶金、机械、热处理、 外表处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。以下便是加热炉在冶金行业中几种常见的应用。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。连续加热炉广义来说,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
12、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淌; 一般状况,在炉料的断面尺寸、品种和产量不变的状况下,炉子各局部的温度和 炉中金属料的温度根本上不随时间变化而仅沿炉子长度变化。按炉温分布,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,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 属料温度差异很小,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。
13、5060年月,由于轧 机力气加大,而推钢式炉的长度受到推钢长度的限制不能太长,所以开头在进料 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106千卡吨。70年月以来,由于节能需要,又由于兴的步进式炉允许增加 炉子长度,所以又增设不供热的预热段,最正确的炉底单位面积产量在600650公 斤/(米2时),热耗约为106千卡/吨。连续加热炉是轧制车间应用最普遍的炉子。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
14、坯一般在完全燃烧火焰的氧化气氛中加热。承受不 完全燃烧的复原性火焰(即“自身保护气氛”来直接加热金属,可以到达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。推钢式连续加热炉:靠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,在后一种状况下可对料坯实行上下两面加热。 炉底水管通常用隔热材料包覆,以削减热损失。为减小水冷滑轨造成的料坯下部的“黑印”,近年来承受了使料坯与水管之间具有隔热作用的“热滑轨”。有的 小型连续加热炉承受了由特别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
15、”。步进式连续加热炉 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年月以来,由于轧机的大型化,步进梁式炉得到了广泛应用。同推钢式炉相比,它的优 点是:运料灵敏,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;完全消退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米,生产力气为每小 时270吨。加热炉操作是
16、通过在确定温度下加热工件来完成其工艺过程的。节能的本质 就是提高能源利用率,提高热效率,到达消耗最少能源的目的。二、推钢式加热炉的分类推钢式加热炉依据炉温制度可分为两段式加热炉、三段式加热炉、多点供热 式加热炉。两段式连续加热炉按炉温制度又可分为加热期和预热期,炉膛也相应的分为 加热段和预热段。三段式连续加热炉实行预热期、加热期、均热期的三段温度制 度。在炉子的构造上也相应的分为预热段、加热段和均热段。一般有三个供热点,即上加热、下加热与均热段供热。多点供热的连续加热炉有多个供热点。按加热炉供热方式可分为顶不加热、底部加热、侧部加热。金属加热时,在二段式加热制度下,高温段的炉温应当这样选择:金
17、属外表 只要到达给定的最终温度的那一瞬间,沿金属外表的温差就不会超过允许值。因 此在二段式温度制度下,金属的加热强度受到限制。金属在三段式加热状态下,沿金属的进展方向在预热段和高温段之外补充第 三工程恒温均热段。由于在均热段中金属接近与燃烧产物的温度,因而当金属在炉内保温时,使金属外表过热的愈厚,要求沿断面的温度越小,使用三段式 制度也就越合理。炉内的供热段与其它工艺区有所不同,由于高温段通常是由几 个供热段组成的。炉内的这些区段按金属移动的方向分为:第一高温段,其次高 温段等。但是,首先在金属沿高温段行进方向上,还有预热段,当供热段的尺寸 受炉子构造的限制不能不转变时,在炉子工作制度变化的状
18、况下,炉子的边界区 移动,使工艺段变化,可能由一个区段转移到另一个区段,比方,由均热段和预 热段转移到高温段等。三、推钢式加热炉的工作原理及工艺推钢式加热炉,其钢坯在炉内是靠推钢机的推力沿炉底滑道不断向前移运。 燃烧产生的炉气一般是对着被加热的料坯向炉尾流淌,料坯移到出料端时,被加 入到所需要的温度,经过出料口出炉,再沿辊道送往轧机。推钢式加热炉的任务是把热量传给被加热的物体或依据金属加热或热处理的 工艺要求,从被加热的金属上出去热量。由于金属具有到热性,可以通过导热中热传导的根本计算,可以求出炉子的 生产率和必要炉膛尺寸,以及加热或冷却性质的热工性能。一种型推钢式加热炉滑轨,其特征是:滑轨水
19、平方向的形体构造为折线 形。从而可以变更钢料在滑轨顶面上滑动行进接触点(区域)的位置,缩短定点接触的时间,即变更、缩短遮挡影响接触点(区域)钢料吸热、带走接触点(区域)钢 料热量的区域的位置与时问,从而转变钢料的加热工艺,减小钢料的加热黑印温 差,提高钢料的加热质量、钢材产品质量,提高企业经济效益。加热的根本工艺要求是保证被加热的金属加热到给定的温度和保证给定的温 差范围,加热过程可能有某些限制,比方:给定的加热速度,金属在加热时的最 大温差,金属外表的最高温度下最短的停留时间等。为了实现规定的工艺,承受各种不同的加热和冷却方式,主要承受什么方法 则要取决于加热和冷却的气氛。四、推钢式加热炉的
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- 冶金 基础 推钢式 加热炉 课程设计
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