步进式加热炉设计计算_模板
步进式加热炉设计计算
2.1 热工计算原始数据
(1)炉子生产率：p=245t/h (2)被加热金属：
1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t 始=20℃
4)金属加热终了(出炉)表面温度：t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t ≤15℃ (3)燃料
1)种类：焦炉煤气
2)焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3
3)煤气不预热：t 煤气=20℃
表1-1 焦炉煤气干成分(%)
废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃
2.2 燃烧计算
2.2.3 计算理论空气需要量L 0
)3322220/(1023)4(212176.4m m O S H H C m n H CO L m n -???
?
???-++++=∑
把表2-1中焦炉煤气湿成分代入
2
0103909.08336.238184.2425741.56217939.82176.4-???
????-?+?+?+?=L =33/3045.4m m
2.2.4 计算实际空气需要量Ln
查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入
7317.43045.41.10=?==nL L n 标m 3/标m 3
实际湿空气消耗量
0)00124.01nL g L n ?+=（湿 =7317.4)9.1800124.01(??+
=6.0999 标m 3/标m 3
2.2.5 计算燃烧产物成分及生成量
100
1
)(22?
++=∑CO H nC CO V m n CO 标m 3/标m 3 100
1)0290.38336.227939.88184.24(?+?++= =0.4231 标m 3/标m 3
n m n O H gL O H S H H C m H V 00124.0100
1
)2(2222+?
+++=∑ 标m 3/标m 3 7317
.49.1800124.01001)2899.28336.228184.2425741.56(??+?+?+?+=
= 1.2526 标m 3/标m 3 n N L N V 100
79100122+?
= 标m 3/标m 3 7317.4100
7910012702.1?+?
= =3.7507 标m 3/标m 3
)(100
21
02L L V n O -=
标m 3/标m 3 ()3045.47317.4100
21
-=
=0.0897标m 3/标m 3
燃烧产物生成总量
2222O N O H CO n V V V V V +++=
0897.07507.32526.14231.0+++=
5161.5= 标m 3/标m 3 燃烧产物成分 %145.6%1005161
.54231
.022=?=
=
'
n CO V V CO %132.19%1005161
.52526
.122=?=
='n O H V V O H %977.72%1005161
.57507
.322=?=
=
'
n N V V N %746.1%1005161
.50897
.022=?=
=
'
n
O V V O ∑%100 将燃烧产物生成量及成分列于下表
表2-2 焦炉煤气燃烧产物生成量（标m 3/标m 3）及成分（%）
2.2.6 按燃烧产物质量计算
把表2-2中燃烧产物体积百分含量代入 4
.22100322818644422222?'
++'+'+'=
O N O H SO CO 烟
ρ Kg/m 3 4
.221006261
.1329955.67287081.22186703.744??+?+?+?=
=1.2063Kg/m 3
2.2.7 计算燃料理论燃烧温度
产
燃燃空空低产
分
燃空低理分
C V Q t C t C L Q C V Q Q Q Q t n n n -++=-++=
由t 空=350℃，查《燃料与燃烧》表得C 空=1.30kJ/标m 3，
由《燃料与燃烧》P 38,
得燃烧室(或炉膛)内的气体平衡压力接近1个大气压(大多数工业炉如此),那么式中各组分的分压将在数值上与各组分的成分相等)即
%22'=CO P CO %O C P CO '= . .
所以%6703
.72=CO P , %7081.222=O H P
由《燃料与燃烧》附表8, 附表9,得
%81.192=CO f ,%938.42=O H f
所以 未未分)(10800)(126002222O H O H CO CO V f V f Q +=
1981.0%076703.012600227081.0%938.410800??+??= K Kg KJ ?=/2487.140
所以 C
t 7413.214967.15161.52487.1409335.21524993.17790=?-+=
理
2150≈
误差%5%38.2%1002100
2100
2150%<=?-=
在误差范围内，故不必再假设。 因此，可满足步进式加热炉加热工艺要求
2.3 炉膛热交换计算
2.4 金属加热计算
金属加热计算是连续加热炉全部热工计算的核心。按炉子有效长度分成三个区段
(即预热段、加热段、均热段)分别进行计算。
计算方法简述如下：
预热段和加热段采用热流等于常数的边界条件求解。均热段计算有两种方法①根据经验直接确定均热段实底段长度。②选定均热度求均热时间。后一种方法用于均热床架空的时候，它与实际情况相差很大，应根据经验修正。
2.4.1 均热段
该金属加热开始时，断面温度呈抛物线分布（《设计手册下》，P89），取出炉时，钢的断面温差为10℃，采用抛物线的理想平均值求法。 加热终了时，钢坯的平均温度
122
1200101193.3333
g t t t C =-?=-?=表
在此温度下，钢的导热系数 ()29.73 3.6107.04/C kJ m h λ=?=?? 求热流密度 2t q S
λ?=
式中：S —钢材厚度（m ），对于双面加热，厚度取1
2S ，
)/(64.17121
.010
04.1072221h m KJ S t q ?=??=?=
λ表 均热段炉气温度
27310027310044
11-++?=）（表均均表t C q t gKM g =1201.46℃
前面假设温度为1250℃，误差为
%88.31250
46
.12011250%=-=
＜±5%
故不必再重新假设。
求热焓
在1193℃时，Cp=0.68716kJ/(kg ﹒℃)
热焓 i= Cp*t=1193.33*0.68716=820.0109 kJ/kg
2.4.2 加热段
设加热段加热终了时，金属断面温差t ?=50℃ （1） 钢坯平均温度
222
120050116733
g t t t C =-?=-?=表
（2） 加热段末端钢坯表面热流
查设计手册，在1167℃时，()29.47 3.6106.08/C kJ m h λ=?=?? )/(84864125
.05008.1062222h m KJ S t q ?=??=?=
λ表 （3） 加热段炉气温度
C
t C q t gKM g ?=-++?=-++?=64.1261273
100
273120020.1084864100273
100
273100444
4
22）（）（表终加
表
与前面假设炉气温度1300℃仅相差20℃ 误差 %95.21300
64
.12611300%=-=
＜5%
故不必再假设。 （4） 均热度
t t δ?=
?z
k
式中：δ—均热度
t ?k —金属均热开始时的表面与中心温度差 t ?z —金属均热终了时的表面与中心温度差
100.250z k t t δ?===?℃
℃
因为 2t t S ατδ????=
= ????
z k 查《钢铁厂工业炉设计参考资料》P288，图8—25， 对于大平板：δ=0.2时，2
0.68a S τ
?=
=
所以 h a
S 506.0021.0/125.068.022
1=?=?=?τ （5） 加热段内钢坯热焓
加热段内钢坯平均温度1167℃，查表Cp=0.6894 kJ/(kg ﹒℃)
11670.6894804.497KJ/Kg i =?=加℃
2.4.3 燃料利用系数及钢坯热焓分配
(1) 加热段燃料利用系数 4n n n Q Q Q Q L C T V C T Q Q Q L C T η+-+-=
=
++烧预废加
低空空废加废加
加烧预
低空空
式中：3/49993.17790m KJ Q =低，33/7317.4m m L n =，350t C =空，
31.296/c kJ m =空，33/5161
.5m m V n =，1300t C =废，31.61656/c kJ m C =废 代入得 ：4n n n Q L C T V C T Q L C T η+-=
+低空空废加废加
加低空空
350
296.17317.44993.17790130061656.15161.5350296.17317.44993.17790??+??-??+=
=0.42
（2）炉膛燃料利用系数
4Q Q Q Q Q η+-=
+烧预废膛
烧预
本设计中预Q 只预热助燃空气，所以上式可以写为 4n n n Q L C T V C T Q L C T η+-=
+低空空废膛废膛
低空空
350
296.17317.44993.1779080053356.15161.5350296.1731744993.17790??+??-??+=
。
=0.6606
(3) 金属在炉膛中的总热焓增量
kg kJ C t i i i p /0109.82068716.011931=?=?=-=?均始终 (4) 金属在预热段的热焓增量
441Q
i i P ηη???=?-+ ??
?加辐预
式中：F q Q ?=辐，加热段向预热段辐射热量；
q —辐射热流，一般q=100000～130000千卡/m 3，这里取q=110000千卡/m 3； F —界面面积；
F=3075.625.0112.82(m S H B =-?=-）（）预
kg
kJ i /39.301245000075
.6110000)6606.042.01(0109.8203=?+-=?
(5) 求金属平均温度
设t 均3=550℃，查《火焰炉设计计算参考资料》表3-3得， c P =0.5736 kJ/(kg ﹒℃) 则C c i t P
4358.5255736
.039
.3013==
?=
预均
<=?-=
%47.4%100550
4358
.525550%5%
设计值与计算值相差很小，因此不必重算。
2.4.4 预热段热流及加热时间
（1）预热段始端热流
）
（）（）（）（）（表废膛预h m kJ t t C q gkM ?=-+?=+-+='2444
043/78.127472]100
273100273800[657.9]100273100273[
（2）预热段末端热流
()4
343233
2732733100100g gkM q S t t q C λ???
?++????+?????
?=-?? ??
????????????
?表均表加 式中： 加gkM C —加热段导来辐射系数，加gkM C =10.20()
42/k h m kJ ??
2g t —加热段炉气温度，2g t =1261.64℃
t 均3—加热段始端钢坯加热温度，t 均3=525.4358℃
S —热透深度，S=0.125m
查《火焰炉设计计算参考资料》表3-1得，t 均3=525.4358℃时，
)/(6.1385.386.3C h m kJ ??=?=λ
?????
??
???
?
??????
?
??
?++-+?=4
343
1006.1383125.0)2734358.525()10027364.1261(20.10表表q q 对上式采用顺序渐进法求解:
首先令
02672
.11831.03
=?表q ，代入上式得
）（表h m kJ q ?=23/77.524298 ，62.1576
.1383125.03=?表q
反复迭代，得
）（表h m kJ q ?=-213/82.480533 ， 46
.1446
.1383125.013=?-表q
）
（表h m kJ q ?=-2
23/91.485129 84.1456.1383125.02
3=?-表q
）
（表h m kJ q ?=-2
33/88.484656 7.1456
.1383125.03
3=?-表q
这里取）（表h m kJ q ?=23/88.484656 （3） 计算金属表面温度
t 表3C S q t ?=??+
=+
=14.6716
.1383125
.088.4846564358.52531
33λ表均
（4）预热段内平均热流
）（表均预h m kJ q q q ?=?='=233/951.24855688.46465678.127472 （5）预热段内加热时间
均预
预预q K S i 1ρτ?=
式中：1K —金属形状系数；平板11=K ，圆柱21=K ，球体31=K kg kJ C i i i /79.45663976.07140=?=-=? 预预
h q K S i 18.195
.2485567863
125.039.3011=??=
?=均预
预预ρτ
2.4.5 加热段内热流及加热时间
(1)加热段热流
32
3
2
q ln q q q q -=
均加
平均热流的计算,通常预热段采用几何平均值,加热段采用对数平均值,
)
/(86.2294508486488
.484656ln 8486488.484656ln
22
323h m KJ q q q q q ?=-=-=表表表表均加
(2)加热时间
()Kg KJ i i i /42.5065673.04358.525497.804=?-=-=?预加加 h
q K S i 169.286.2294507863125.042.5061=??=?=均加加加ρτ
综上所述:
h 18.1=预τ h 169.2=加τ h 506
.0=均τ
总加热时间:
h
855.3=++=预加均总
ττττ
注:由于步进梁式加热炉料坯之间有间隙,受热面增大,加热时间有所缩短,但单位面积上料坯数量减少了,故它对生产率的影响,应综合考虑,
修正加热时间:
炉膛(既间隙开口)对间隙内炉底的角度系数
2a
δ
?=-
式中:δ—料坯厚度;
a —间隙宽;取间隙a 约为料坯厚度的0.4～0.5倍, a=0.4?250mm=100mm
所以:
1926
.0)(12=-+=a
a
σ
σ?
因为,在假定金属黑度ε=1的条件下,分析间隙内料坯侧面与炉膛及间隙内炉底之间的辐射热交换,可以导出有间隙和无间隙两种条件下的金属获得热量比,它的倒数即为有间隙和无间隙的加热时间比;
211(1)
t a b
η?=
+-
式中:ηt —相对加热时间,即有间隙和无间隙的加热时间之比; a,b,δ—分别为间隙宽,料坯宽度,料坯厚度;
958
.01000
100
)1926.01(11
2=?
-+=
t η
各段加热时间为:
h
h h 1304.1958.018.10779.2958.0169.24847.0958.0506.0=?==?==?=预加均τττ 所以:
h
69.3=++=预加均总
ττττ
2.5 炉子主要尺寸确定
2.5.1 长度计算
(1)有效长度
ng
b P L τ=
效
式中:
P —炉子生产率，P=245t/h b —料坯宽度;b=2200mm g —料坯平均单重
mm ng b P L 63875)
786325.02.26.3(22200
69.3245000=??????==
τ效 (2) 预热段长度 mm L L 1956869
.31304
.163875=?==总预效
预ττ (3) 加热段长度
mm L L 3754669
.3169
.263875=?==总加效
加ττ
(4)均热段长度
mm
L L 843969.34875
.063875=?==总均效均ττ
2.5.2 炉门数量和尺寸及炉膛各部分用耐火材料的确定
(1) 连续式加热炉炉门有进料炉门,出料炉门,操作炉门,窥视炉门,人孔等;这些炉门数量和尺寸的确定总的原则是:在满足操作要求的条件下,炉门数量越少,开门尺寸越小越好,这样可以减少炉门的散热损失,提高炉子的热效率.主要炉门的确定如下: (a)装料门:
炉门宽度B
进
：连续步进梁式加热炉通常都是采用端进料,其宽度等于炉膛内宽
B,即B 进=B=8.12m
炉门高度H 进：是指步进炉固定梁上表面至炉门上沿下表面之间的距离,对于步进炉可取大于料坯(方坯或板坯)厚度与步进高度之和.这里取250mm+200mm=400mm; (b)出料门:
炉门宽度B:若采用侧出料时,则需很大炉门,且容易卡钢,结构和操作上都很困难.从尺寸上考虑,因板坯教宽,故多用端出料.其宽度等于炉膛内宽B=8.12m,由于出料端温度很高,所以出料门带有水冷管.
炉门高度H 进：同装料门一样. (c)操作炉门:
用做操作之用，如进出返回钢坯，清除氧化铁皮等。三段连续加热炉一般设在均热段和加热段,每侧2～3个操作炉门,炉门开孔尺寸以操作方便为准,通常为：464～
580mm(宽)×400～500mm(高),本题设6个操作炉门,两侧各3个,具体尺寸 580mm(宽) ×464mm(高), 采用60。拱顶结构.
(d)人孔
结构一般为180。拱顶,尺寸一般为580mm(宽)×(800～1000)mm(高),人孔与其它炉门不同,当炉子正常工作时,用耐火砖砌堵封严,只有停炉检修时才拆开.
(2)炉膛各部分耐火材料的确定
炉顶: 当B>3.5m时,一般采用吊顶.吊顶根据温度条件多选用各种浇注料,与使用可塑料相比,可缩短修炉周期,提高炉子作业率,从而降低燃料消耗,<<工业炉设计手册>>,P658页,本设计采用耐火混凝土浇注料,它强度高,材料易得,施工方便,适用与无酸碱侵蚀及一般炉子或热工设备内衬,本设计在加热段和均热段采用磷酸耐火混凝土,它的最高使用温度>1450度;预热段采用矾土水泥耐火混凝土,它的最高使用温度>1350度,厚450mm,其热导率可参考<<耐火材料实用手册>>P25页,图1—9.
炉墙:当炉墙不太高时,一般用232～464mm粘土砖和116～232mm绝热砖双层结构.<<钢铁厂工业炉设计手册>>上册P349页, 侧墙一般厚464～580mm;
故本设计选用348mm(3块)粘土砖和116mm(1块)绝热砖,其中绝热砖选用硅藻土砖。
2.5.3 步进式加热炉水梁的设计与选取：
参照<<钢铁厂工业炉设计参考资料>>下册P107页的布料情况,根据<<钢铁厂工业炉设计参考资料>>下册P70页,固定梁与活动梁的中心距一般≥600mm,如果再小就会阻挡从炉子下部传到料坯下表面的热量,使固定梁和活动梁的下表面加热不充分,加剧了料坯与梁接触部分的黑印,间距过大将会加大热损失。
钢坯在水梁上的最小悬臂为200mm,一般取200～350mm,这里取a=300mm;
综上所述和前面的计算,这里取料坯端头至炉墙的距离为300mm。
固定梁之间的距离为3000mm;
活动梁之间的距离为1000mm;
固定梁的悬臂长度为300mm;
活动梁的悬臂长度为300mm+1000mm=1300mm;
验算: 间距 :
max a =
2.05000max ?=a =44721.05000?
mm 068.2236=
故间距1300mm 在最大范围内,合理
本设计取4根固定梁,4根活动梁,如图所示
图2-1步进式加热炉梁分布
本设计采用双排料，上图仅绘出对称图形的一半，另一半对称排列在炉膛中心线的右侧
2.6 炉膛热平衡与燃料消耗量计算
基准温度为车间内环境平均温度，设其为20℃
2.6.1 炉膛热收入Q 入
①炉料燃烧化学热Q 烧
设炉膛燃料消耗量为B(标m 3/h)，则
h
BkJ BQ Q /4993.17790==低烧
②预热空气进入炉膛物理热Q 空，
()/n Q BL C t C t kJ h
=-环环空空空
查表,空气在350°C 时C 空=1.296 kJ/标m 3°C ,
h
Bkj B t C t C BL Q n /65.202320350296.17317.4(=-???=-=）
（）环环空空空 ③金属氧化放热Q 放
1350/100
G a
Q ?=?
放千卡时
式中: G —炉子产量,kg/时
a —氧化烧损率%,氧化烧损率一般为1～3%,这里取1.5%,
h
kj k Ga
Q /10074.218
.4100
5
.12450001350/100
13507
?=???=?=时
卡放 则:
7
10074.265.20234993.17790?++=++=B B Q Q Q Q 放
空烧入
2.6.2 炉膛热支出Q 出
① 加热金属带出物理热Q 产
()
Q P C t C t =-料料产产产
式中: t 产,t 料—分别为产品出炉温度和物料入炉平均温度
C 产,C 料—分别为产品在0～t 产℃和物料在0～t 料℃之间的平均比热容, 由1193.33t =产℃时钢的比热为C 产=0.68716 kJ/(kg ﹒℃)，则，
()33.119368716.0245000??=产Q
=9.840?710KJ/h
② 出炉膛废气带出的物理热损失Q 废膛
()n Q BV C t C t '''=-环废废
废废
式中: n V —单位燃料燃烧时产生的烟气量 t 废膛—炉膛废气温度
C ’
‘废膛, C ‘
废膛—分别为废气在0～t 废膛℃和0～t 环之间的平均比热容
t 废膛=800℃， t 环=20℃ 379.1=’废C
505
.1=’’废C
h
BkKJ B Q /25.6489)20379.1800505.1(5161.5=?-??=废
① 壁导热损失
0.014
t t Q F S
λ
-=?+∑环
壁壁壁
式中:t 壁—炉壁内表面温度, T 环—炉子周围环境温度 S —各层耐火材料砌筑厚度 λ—各层耐火材料的导热系数
0.014—炉墙外表面向周围大气传热热阻, F —炉壁外表面积
()()()[]
()273
111111
4
4
44
----+-+
+
=表
表壁表T T
T T g
M
g
KM
g g M
KM
εε?εεε?
(A) 炉膛内表面平均温度壁表t 的计算 a) 加热段
已知
K T g 64.153427364.1261=+=加
K
T 7.12082732
1200
14.671=++=表预
加KM ? =0.5119 εg 加=0.266125 ε M 加=0.8,代入得
()()()[]()
C
t ?=----+?-??+
+
=58.1121273
7.12086.15348.01266125.015119
.01266125.0266125
.018.05119.011
7.12084
444壁表 (b) 预热段 已知:
K T g 82.13032732
800
64.1261=++=预
K
T 57.6082732
014.671=++=表预
预KM ?=0.5929 εg 预=0.26044 ε M 预=0.8
()()()[]()
C
t ?=---?-?+?-??+
+
=29.1081273
57.60882.13038.0126044
.015929.0126044.026044
.018.05929.011
57.6084
444壁表
(c)均热段 已知:
K T g 46.14742731218=+=均
12002731473K
=+=表均T
5703.0=均KM ? εg 均=0.23716 ε M 均=0.8
()()()[]C
t ?=--?-?+?-??+
-+=62.1200273
8.0123716
.015703.0123716.023716.018.05703.01147346.147414734
4
44
壁表
(B)环境平均温度: 环均t =20℃ (C)炉膛导热损失的计算 1）炉墙导热损失的计算
本设计炉墙选用348mm(3块)粘土砖和116mm(1块)绝热砖,其中绝热砖选用硅藻土砖。 ①预热段炉墙导热损失
2
408.11721568.1922m
H H L F =+??=+=）（）（预下预上预壁 m S 348.0=粘 m S 116.0=藻
查《工业炉设计手册》P 308
C h m t
???+=-/105.072.03千卡粘λ ]/[10233.0105.03
）（
藻C m W t ??+=-λ 设交界处C t
650=交
则：黏土砖平均温度 C t 65.9402650
29.1081=+=
粘均
硅藻土砖平均温度C t 4102
800
20=+=
藻均 则：C h m kJ ??=???+=
-/9815.4185.465.940105.072.03）（黏土λ C h m kJ ??=???+=-/7219.06.341010233.0105.03）（藻λ 所以：h
kJ Q /55.509627408.117014
.07219
.0116.09815.4348.020
29.1081=?++-=
预墙
验算
C C t 93067.9299815
.4348
.0408.117255.50962729.1081≈=??-=粘均
C t 31.4297219
.0116
.09815.4348.02408.117255.50962729.1081=+???-
=）（藻均
与假设结果相差无几，故不必再假设。
那么：预热段炉墙粘土砖与硅藻土砖交界处实际温度：
C
t t t 7.77829.108193022=-?=-=均预
粘均预墙交 预热段炉墙外表温度：
C
t t t 793.797
.77842922≈=-?=-=预墙交
藻均预墙外
同理可计算出其他部位炉墙导热损失，计算结果列于下表: 表2-3 炉墙导热损失
本设计在加热段和均热段采用磷酸耐火混凝土,它的最高使用温度>1450度；预热段采用矾土水泥耐火混凝土,它的最高使用温度>1350度。厚450mm,其热导率可参考<<耐火材料实用手册>>P25页,图1—9。
炉顶导热损失可仿照炉墙导热损失的计算，将计算结果填入下列表格中。
表2-4炉顶导热损失
h kJ Q /1054.46?=炉壁
④炉子水冷构件的吸热损失
炉子水冷构件采用双层绝热包扎，它的热损失包括两个方面：梁的吸热损失和立柱的吸热损失。其中计算立柱的吸热损失时，首先要确定立柱在各个加热段内的分布及根数，具体见CAD 图。 （A ）均热段
已知 C t
1225=均
2
19.28439.8133.014.38m L D n F =???=???=π梁 2
16.241.2219.014.316m H D n F =???=???=π立柱
查《钢铁厂工业炉设计参考资料》下册，
时千卡）（梁/1860055F t Q L ?-=
h kJ /1075.5185.419.28186001225556?=??-?=）（
时千卡立柱/8.16F t Q L ??=
h kJ /1008.2185.433.1712258.166?=???=
h kJ Q Q Q /1058.76?=+=立柱梁均 （B ）加热段
由前面的计算得，C t
1302=加
244.1258133.014.3546.37m L D n F =???=???=π梁 220.981.2219.014.368m H D n F =???=???=π立柱 时千卡）（梁/1860055F t Q L ?-=
h kJ /1078.2185.444.125186001302557?=??-?=）（
时千卡立柱/8.16F t Q L ??=
h kJ /1099.8185.420.9813028.166?=???=
h kJ Q Q Q /1068.31099.88.2776?=?+=+=）（立柱梁加
（C ）预热段
步进式加热炉加热质量控制系统的设计
步进式加热炉加热质量控制系统的设计 摘要：目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。本文通过对步进式加热炉加热质量控制系统的设计，从而反映出当今自动化技术的发展方向。同时,介绍了软件设计思想和脉冲式燃烧控制技术原理特点及在本系统的应用。 一、引言 加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。 我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大,操作不当时会粘钢造成生产上的问题,难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点,而步进梁式炉是靠专用的步进机构,在炉内做矩形运动来移送钢管,钢管之间可以 留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦,出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕,钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高,生产操作灵活等特点,其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。 全连续、全自动化步进式加热炉。这种生产线都具有以下特点：
①生产能耗大幅度降低。②产量大幅度提高。③生产自动化水平非常高,原加热炉的控制系统大多是单回路仪表和继电逻辑控制系统,传动系统也大多是模拟量控制式的供电装置，现在的加热炉的控制系统都是PＬC或DCＳ系统，而且大多还具有二级过程控制系统和三级生产管理系统。传动系统都是全数字化的直流或交流供电装置。 本工程是某钢铁集团新建的φ1８0小口径无缝连轧钢管生产线中的热处理线部分的步进式加热炉设备。 二、工艺描述 本系统的工艺流程图见图1 ?图1 步进式加热 炉工艺流程图 淬火炉和回火炉均为步进梁式加热炉。装出料方式：侧进，侧出;炉子布料：单排。活动梁和固定梁均为耐热铸钢，顶面带齿形面，直径小于１41.3mm钢管，每个齿槽内放一根钢管。直径大15 ３.7mm的钢管每隔一齿放一根钢管。活动梁升程180mm，上、下各90mm，齿距为１90mm，步距为145mm。因此每次步进时，
步进式加热炉设计计算_模板
二 步进式加热炉设计计算 2.1 热工计算原始数据 (1)炉子生产率：p=245t/h (2)被加热金属： 1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t 始=20℃ 4)金属加热终了(出炉)表面温度：t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t ≤15℃ (3)燃料 1)种类：焦炉煤气 2)焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3)煤气不预热：t 煤气=20℃ 表1-1 焦炉煤气干成分(%) 废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃ 2.2 热工计算 2.2.1 焦炉煤气干湿成分换算 查燃料燃烧附表5，3/9.18m g g = 10000124.0100124.0222?+= 干 干 湿O H O H g g O H 100 100%%2湿 干 湿 O H X X -?= 由上式得 %2899.22=湿O H
00 00 25741.56100 2899.21009.57%H =-? =湿 00 00 48184.24100 2899.21004.25%CH =-? =湿 0000 7939.8100 2899.21009%CO =-=湿 0000428336.2100 2899.21009.2%H C =-?=湿 000022702.1100 2899.21003.1%N =-?=湿 000023909.0100 2899.21004.0%O =-?=湿 000020290.3100 2899.21001.3%CO =-?=湿 代入表2—1中，得 表2-1 焦炉煤气湿成分(%) 2.2.2 计算焦炉煤气低发热值 ） （低 +?+?+?+??=424214100%8550%2580%3046187.4H C CH H CO Q = ()0 00 000 8336 .2141008184 .2485505741.5625807939 .83046187.4?+?+?+?? =17094.6830 KJ/m 3 误差%557.0%10017000 17000 6830.17094%=?-= 计算值与设计值相差很小，可忽略不计。 2.2.3 计算理论空气需要量L 0 )3322220/(1023)4(212176.4m m O S H H C m n H CO L m n -??? ? ???-++++=∑ 把表2-1中焦炉煤气湿成分代入
步进式加热炉说明书
钛棒步进式加热炉使用说明书
目录 1 产品概况 2 结构与工作原理 3 安装 4 调试 5 维护与修理 6 随机文件 一．产品概述 1.1用途 主要用于钛棒锻前的补充加热。
1.2主要技术参数 a.额定功率：100KW b.额定温度：1050℃ c.炉温均匀性：±10℃（炉子进出口250㎜除外） d.控温精度：±1℃ e.控温区数：2区 f.炉膛有效尺寸：1500×1400×400㎜ g.装炉量：12根 h.规格：ф60—ф115—1000/600mm i.装料间距：130mm j.提升高度：60㎜ k.送料行程：70--100㎜ l.外型尺寸：～2500×2000×2000㎜ m.重量：～4.5t 1.3工作环境条件 1.3.1海拔不超过1000m； 1.3.2环境温度在5～40℃范围内; 1.3.3使用地区最湿月每日最大相对湿度的月平均值不大于90%，同时该月 每日最低温度的月平均值不高于25℃； 1.3.4周围没有导电尘埃，爆炸性气体及能严重损坏金属和绝缘的腐蚀性气 体； 1.3.5没有明显的振动和颠簸。 二．结构与工作原理 步进加热炉主要由炉体、电热元件、步进梁机构及电控系统组成。 2.1炉体 炉体由炉壳、炉衬等组成。 ·炉壳由型钢与钢板焊接而成，外侧板为普碳钢，厚5㎜，筋为角钢63×63×5。炉壳支撑为可调节支撑座，便于炉体水平和高度的调整。 ·炉衬为复合结构，侧墙为轻质粘土砖+硅酸铝纤维结构，厚度均为300㎜。
炉底采用保温砖和轻质粘土砖砌筑，厚度为320㎜。 ·炉顶为轻质硅酸铝纤维模块吊挂结构，厚度均为300㎜,炉盖为可拆式。 ·炉头进料口应安装有装料板，与感应加热炉衔接，棒料出来后自行滚落到出口轧机槽中。 ·炉前后装有炉门，气缸驱动（气源由甲方提供）。 2.2电热元件 采用性能良好的铁铬铝电阻丝制造，长寿命设计，表面负菏～1.2W/㎝2，电热元件布置炉膛两侧墙，充分考虑炉温均匀性，对电热元件进行合理布置，全部功率分2区布置，每区功率约50KW，电阻丝绕成螺旋状，安放在炉墙搁丝砖上。 2.3步进机构 步进梁机构由步进梁、固定梁、提升机构、步进机构组成。 ·步进梁和固定梁为耐热钢铸造加工而成，梁上有锯齿形料槽，用于棒料的定位，锯齿间距为130㎜。 步进梁（2根）和固定梁（2根）材质为Cr25Ni20Si2。厚度20mm。 ·步进梁通过梁上焊制的立柱穿过炉底固定在移动小车上，炉底上开有4个长孔，以便立柱能够自由移动。 ·固定梁支座砌筑在炉底衬内，固定梁固定在支座上，固定梁与步进梁之间留有20㎜宽间隙，每个梁间留有膨胀缝，可减少梁变形。 ·斜块式提升机构与移动机构配合运动使小车实现上升、前移、下降、后移矩形运动，完成棒料的输出。 ·小车的移动均由炉体下部的气缸驱动。 2.4控制系统 2.4.1主要控制任务 （1）炉内温度的精密控制 （2）各动作部分工作状态手动控制 （3）温度参数的显示 （4）故障报警 2.4.2技术特点 （1）温度控制：主要由高精度日本进口控温仪表SR3与大功率风冷可控硅模块
步进式加热炉汽化冷却系统设计说明-设计院
首钢迁钢2#热轧工程 步进梁式加热炉汽化冷却系统设计说明 1、汽化冷却系统的设计概述 1.1汽化冷却系统的冷却效果取决于汽化水的热量吸收。对于步进梁式加热炉，汽化冷却系统设计为强制循环系统。系统产生的饱和蒸汽进入车间蒸汽管网，或者在紧急情况下排入大气。 1.2循环系统的主要设备如下： ——炉底水梁及立柱 ——汽包 ——循环水泵（共3台） ——旋转接头组 给水供应系统主要设备如下： ——电动给水泵 ——除氧器 16
——除盐水箱 ——电动除盐水泵 ——柴油机给水泵 ——加药装置 加热炉炉底水梁，其外表面包扎有耐高温的保温层。 活动梁：4根； 固定梁：4根； 每根固定梁分为3段；每根活动梁分为3段； 另外，在均热段设两根单独固定梁，各自并联进相邻的固定梁；梁的编号为： 活动梁（串联结构）：2#、4#、5#、7#； 固定梁（串联结构）：1#、8#； 固定梁（串并联结构）：3#、6#。 16
每段梁均由一根双水平管和若干立柱组成，其中一根立柱为双管立柱，是支撑梁冷却水进水和出水的接管；其它为采用带有芯管的单管立柱。 1.3主要运行参数 汽包设计工作压力：0.8—1.3MPa（g） 工作温度：对应压力下的饱和温度 蒸发量： 13.0t/h（保温完好，10%排污率时） 对应给水量： 14.3 m3/h 蒸发量： 16t/h（10%保温脱落，10%排污率时） 对应给水量： 17.6 m3/h 蒸发量： 25t/h（40%保温脱落，10%排污率时） 对应给水量： 27.5m3/h 给水温度： 102~104℃ 系统总循环水量： 700—600 m3/h 16
步进式加热炉开题报告
. . . . 开题报告 题目热轧1400t步进加热炉液压系 统设计 学院机械自动化学院 专业机械电子工程 学号8 学生王杰 指导教师新元 日期2013年3月
开题报告 一、步进式加热炉的起源与发展 步进式加热炉是机械化炉底加热炉中使用较为广泛的一种，是取代推钢式加热炉的主要炉型。步进式加热炉始建于20世纪60年代中期，这种炉子已存在多年，因受耐热钢使用温度的限制，开始只用在温度较低的地方，适用围有一定的局限性。 随着轧钢工业的发展，对加热产品质量、产量、自动化和机械化操作计算机控制等方面的日益提高，在生产中要求在产量和加热时间上有更大的灵活性，这就要求与之相适应的炉子机构也应具有很大的灵活性，以适应生产的需要，基于上述原因，传统的推钢式加热炉已难于满足要求。而与传统的推钢式加热炉相比，步进式加热炉具有加热质量好、热工控制与操作灵活、劳动环境好等优点，特别是炉长不受推钢长度的限制，可以提高炉子的容量和产量，更适应当代轧机向大型化、高速化与现代化发展的需要。 经过改造后的步进炉结构，采用了步进床耐火材料炉底或水冷步进梁的措施，已能应用于高温加热。目前，合金钢的板坯、方坯、管坯甚至钢锭等轧制前的加热已有不少采用步进炉加热，使用效果较好。它的炉长不受推钢比的限制，大型步进炉生产率高达420万吨/年。 70年代以来，国外新建的许多大型加热炉大都采用了步进式加热炉，不少中小型加热炉也常采用这种炉型。现在新建的具有经济规模的各类轧钢厂基本上都选用了步进式加热炉；一些老厂如美国底特律钢厂热轧车间、法国索拉克和恩西俄厂
的热轧车间、日本和歌山热连轧厂与鹿岛厚板厂以及加拿大汉密尔顿的多发斯科厂等，在改建或扩建中都选用了步进式加热炉替代原有的推钢式加热炉。但当前轧钢加热炉，特别是中小型轧钢厂推钢式加热炉仍较多，这与中国的原燃料条件等多种因素有关。 步进式加热炉的炉底基本由活动部分和固定部分构成。按其构造不同又有步进梁式、步进底式和步进梁、底组合式加热炉之分。一般坯料断面大于(120×120)mm2多采用步进梁式加热炉，钢坯断面小于(100×100)mm2多采用步进底式加热炉。 二、步进式加热炉的前景 近十多年来，随着轧钢技术向着连续化，大型化、自动化，多品种、高精度的发展，步进式加热炉为适应工艺的要求，也朝着大型化，多功能，优质，高产，低消耗，无公害和操作自动化的方向迈进。 （1）大型化 目前，步进式加热炉的发展最显著的一个特点就是为了适应轧机小时产量的提高向着大型化方向发展。原联契列波维茨钢铁厂热带车间用步进梁式加热炉，炉子产量A．20T／'h，炉宽11．25m，炉有效长49．59m ，采用汽化冷却，压力为18kg／cm。，步进梁水平行程480mm，垂直行程200mm ，步进周期为6O秒。 德国克勒克纳公司不来梅厂热轧用步进梁式炉产量为400T／h。法国索拉克热轧带钢厂步进式加热炉，炉子有效长53．9m，炉子最大产量达525t／h。 我国80年代从法国斯太因引进的2050热轧厂用步进炉，炉子有效长50m ，炉由宽12．6m，炉子额定产量350t／h，最大产量400t／h，步进行程为500mm，
步进式加热炉--外文文献
1 introduction 1.1 Step into the furnace 1.1.1 Step into the furnace overview As western capitalist society in the 18 th century since the industrial revolution, the development of the society entered a new speed. According to the statistics in the industrial revolution in the world before the usage of the per capita steel is less than 5 kg. However, now of the social development to the ownership for 418 kg per capita steel. More and more steel structure appear in socialist construction. So steel has been now the main material of social development. And even once the shortage of supply. This prompted the steel industry is growing rapidly. To the year 2007, the world GangTieLiang has reached nearly nine hundred million tons. But because technology Co., LTD, add people to use more widely, steel emergence of steel more demand. So the steel and iron the smelting technology constantly improved. The first step in 1967 a beam furnace put into production. China 1979 years of production walking beam furnace is 32.5 meters long, production capacity of 270 tons per hour. Walking beam furnace stove than push steel have many advantages, thus become the first choice of rolling mills new furnace type. The scale of the steel rolling broadband is large development, walking beam furnace is one of the characteristics of furnace long from push steel, and can adapt to limit the length of mill production growth hour of the situation. Beijing steel design research institute nearly 20 years design of production more than 40 buildings stepping furnace, already pervaded strip, finances, great wire, strip steel, seamless tube, KaiPi, forging and other steel and steel belt factory, in 1994 have put in taigang, meishan strip factory of walking beam furnace rated output, respectively for 180 t/h and 280 t/h, chongqing iron and steel institute of design for pangang during the 1450 factory design walking beam furnace, rated output for 150 t/h, also put into production in 1992. Early heating furnace interior is a continuous type push with steel machine, it is the role of ingot or billet in turn push in charging. In the end the material, the furnace of steel machine can push will heating good from the other end of the billet reheating furnace out. In side out of the furnace of material, push the steel billet machine will be launched to the material position, again by the steel ingot machine will be out; Now most use is stepping type mobile device. Step into the furnace heating temperature even, heating time fast, high output, and big production flexibility and may, when necessary, will furnace empty blank. Heated, the blank of the surface of the water pipes under small black imprint, blank temperature even, heating efficiency is high. Heating special steel is, can be met on the surface quality of the blank (oxidation, decarburization, scratch, etc) height requirements; Heating large panel, as the slab temperature even, to reduce the thickness different rolling. So now stepping type
步进式加热炉同步顶升液压控制系统的设计
摘要 加热炉是将物料或者工件加热的设备。在冶金工业中加热炉习惯上指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉。步进梁式再加热炉是连轧生产线提供钢管再加热所有。它是依靠专用的步进机械使工件在炉内移动的一种机械化炉子。 步进梁式加热炉设计一种连续式加热炉它是靠专用的步进机构，按照一定的轨迹运动，使炉内钢料一步一步地向前推进。 步进梁式加热炉炉底的结构和传动方式要根据出料的频率和炉子的生产能力决定，它要考虑被加工工件的尺寸参数和工地方面的尺寸大小。所以必须严格计算其内部参数，保证炉子的生产和安全。 炉底机械采用双轮斜轨机构。步进梁的升降和平移动作采用液压缸驱动。加热炉炉床由固定梁和步进梁两部分组成，步进梁由双重轮对的多轴框架支撑，其外侧走轮由液压缸驱动，可以在倾斜轨道上滚动，使步进梁作上升或者下降运动。上层托轮直接拖住步进梁，而步进梁则由另两个液压缸带动，实现平移运动。 关键词：步进梁式加热炉；步进梁；双轮斜轨式机构；液压传动
Abstract Heating furnace is the material or workpiece heating equipment. In the metallurgical industry in the metal to heating habits heated to rolled into the industrial furnace temperature forging. Walking beam type furnace is provided to steel rolling line heating all again. It depend on special stepping machinery to make the work in the furnace stove a mechanized moving. Stepping beam furnace design a continuous reheating furnace of it is to rely on special stepping institutions, according to certain trajectory, making furnace of steel material within step forward. Step reheating furnace bottom structure and driving mode according to the material of the frequency and the production capacity of the stove, it should consider decision by the size of the machining parameters and the site of size. So must strictly calculation its internal parameters, guarantee the production and the stove safety. Furnace bottom machine adopts double inclined rail agencies. The rise and fall of walking beam by hydraulic cylinder for peace movement driven. Heating furnace bed by fixed girders and walking beam two parts, walking beam of by double round multiaxial framework, the lateral go round supported by hydraulic cylinder drive, can tilt orbit in rolling make walking beam rise or fall as sport. The upper roller direct tugged walking beam, and walking beam is driven by two other hydraulic cylinder, realize the shift movement. KeyWords：stepping beam furnace，walking beam，double inclined rail https://www.360docs.net/doc/b4431381.html,mon rail agencies，hydraulic transmission
步进式加热炉分析
论文（设计）题目：热轧带钢步进式加热炉特点及分析 系别：建筑工程与环保系 班级：材料071 姓名： 指导教师： 2012年6 月2日
热轧带钢步进式加热炉特点及分析 (建筑工程与环保系材料071) 摘要 本论文一迁钢2160加热炉为例介绍了步进式加热炉的特点及分析。加热炉是轧钢生产线上的重要设备之一,也是钢铁工业中的耗能大户,因此提高加热炉的加热效率,降低能耗,对整个钢铁工业的节能具有重要的意义。加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。 关键词：步进梁式加热炉特点工艺流程发展 绪论 我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大，操作不当时会粘钢造成生产上的问题，难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点，而步进梁式炉是靠专用的步进机构，在炉内做矩形运动来移送钢管，钢管之间可以留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦，出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活等特点，其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。
2010-6-2 目录 摘要---------------------------------------------------------------------------2 绪论---------------------------------------------------------------------------2 1.加热炉概述----------------------------------------------------------------5 2.炉区设备-------------------------------------------------------------------7 2.1装料辊道-------------------------------------------------------------7 2.2加热炉的炉底步进机构-------------------------------------------8 2.3步进梁的升降、平移装置----------------------------------------9 2.4附属装置-------------------------------------------------------------9 3.加热炉主要工艺条件-----------------------------------------------------10 3.1用途-------------------------------------------------------------------10 3.2炉型-------------------------------------------------------------------10 3.3主要生产钢种-------------------------------------------------------10 3.4影响因素-------------------------------------------------------------10 3.5加热炉的缓冲时间-------------------------------------------------11 3.6 炉区的加热能力---------------------------------------------------11 4.炉型及结构----------------------------------------------------------------12 4.1轴向反向烧嘴供热的优缺点--------------------------------------12 4.2侧部调焰烧嘴供热优缺点-----------------------------------------12 5.加热炉的工艺特点-------------------------------------------------------14
步进式加热炉温度均匀性研究
步进式加热炉温度均匀性研究 摘要温度均匀性是步进式加热炉综合性能评定中最关键的一个要素，也是确定加热炉是否符合工艺要求的基本标准。钛合金棒材在锻造前要通过步进式加热炉进行加热，步进式加热炉温度均匀性的好坏直接影响着钛合金棒材的组织性能和产品质量。本文从步进式加热炉工作方式、温度控制系统、温度测试系统和测试结果分析等几个方面对温度均匀性进行了研究。 关键词步进式加热炉；温度控制系统；温度测试系统；温度均匀性 0 引言 钛合金棒材步进式加热炉的最大优点在于采用了步进式结构，由于此结构设计合理，棒料从入炉口进，经加热后从后炉口滚落到输送辊道进入到下一工序，实现了连续式作业。与传统箱式炉相比，提高了生产效率，节约了能源，缩短了产品加工周期。目前西部超导公司钛合金加热炉的加热方式全采用电阻式加热，此加热方式的优点在于无粉尘污染，温度控制系统技术成熟，温度均匀性易于控制。目前在温度控制系统中，利用控制热电偶、二次仪表和三相电力调整器的合理优化控制，以此来控制电阻炉的发热功率，最终实现温度均匀性的合理控制，从而达到稳定产品质量的目的。 1 钛合金步进式加热炉 1.1 工作方式及分区 钛合金步进式加热炉的工作方式：将摆放整齐的钛合金棒料置于上料台架上，PLC棒材控制系统根据程序指令，驱动液压翻转机构实现一根根进料，并自动落进固定梁上用耐火材料制作的V型槽内，依靠水冷金属梁的上升、前进、下降、后退，将钛合金棒料向前运送并滚落进入静止梁等一系列连贯的操作，来实现钛合金棒料连续性的运送，在棒材连续送进过程中逐渐将棒料加热，直至完成加热。 钛合金步进式加热炉沿炉膛长度方向分为四个独立加热区，分为预热段和均热段。钛合金棒料首先进入步进式加热炉第一区，即预热段进行预热，由于进入预热段的棒料，都是从常温下进入开始预热的，为快速弥补被棒料吸收的热量，避免第一区温度持续下降，一般在第一区的功率设计时，就稍微加大了发热功率，这样才能保证棒料预热后达到一定的温度，以此来提高炉子的效率。均热段是主要的加热段，这里炉子温度高，可以将预热过的棒料快速提高温度，以达到工艺要求的目标温度。均热段位于第二、三、四区，在这里炉子的温度和棒料的温度相近，从而确保经步进炉加热后的棒料温度满足工艺要求。 1.2 温度控制系统
步进式加热炉设计计算模板
步进式加热炉设计计算 2.1 热工计算原始数据 (1)炉子生产率：p=245t/h (2)被加热金属： 1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t 始=20℃ 4)金属加热终了(出炉)表面温度：t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t ≤15℃ (3)燃料 1)种类：焦炉煤气 2)焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3)煤气不预热：t 煤气=20℃ 表1-1 焦炉煤气干成分(%) 废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃ 2.2 燃烧计算 2.2.3 计算理论空气需要量L 0 )3322220/(1023)4(212176.4m m O S H H C m n H CO L m n -??? ? ???-++++=∑ 把表2-1中焦炉煤气湿成分代入 2 0103909.08336.238184.2425741.56217939.82176.4-??? ????-?+?+?+?=L =33/3045.4m m
2.2.4 计算实际空气需要量Ln 查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入 7317.43045.41.10=?==nL L n 标m 3/标m 3 实际湿空气消耗量 0)00124.01nL g L n ?+=（湿 =7317.4)9.1800124.01(??+ =6.0999 标m 3/标m 3 2.2.5 计算燃烧产物成分及生成量 100 1 )(22? ++=∑CO H nC CO V m n CO 标m 3/标m 3 100 1)0290.38336.227939.88184.24(?+?++= =0.4231 标m 3/标m 3 n m n O H gL O H S H H C m H V 00124.0100 1 )2(2222+? +++=∑ 标m 3/标m 3 7317 .49.1800124.01001)2899.28336.228184.2425741.56(??+?+?+?+= = 1.2526 标m 3/标m 3 n N L N V 100 79100122+? = 标m 3/标m 3 7317.4100 7910012702.1?+? = =3.7507 标m 3/标m 3 )(100 21 02L L V n O -= 标m 3/标m 3 ()3045.47317.4100 21 -= =0.0897标m 3/标m 3 燃烧产物生成总量 2222O N O H CO n V V V V V +++=
浅析步进式加热炉
辽宁科技大学 实习论文 题目：浅析步进式加热炉 课程名称：实习 院系：材料与冶金学院 专业：热能与动力工程 班级：热能09·3 姓名：宫琛琛 学号: 120093206086 2012年 09月 19日
一、步进式加热炉的起源与发展 步进式加热炉是机械化炉底加热炉中使用较为广泛的一种，是取代推钢式加热炉的主要炉型。步进式加热炉始建于20世纪60年代中期，这种炉子已存在多年，因受耐热钢使用温度的限制，开始只用在温度较低的地方，适用范围有一定的局限性。随着轧钢工业的发展，对加热产品质量、产量、自动化和机械化操作计算机控制等方面的日益提高，在生产中要求在产量和加热时间上有更大的灵活性，这就要求与之相适应的炉子机构也应具有很大的灵活性，以适应生产的需要，基于上述原因，传统的推钢式加热炉已难于满足要求。而与传统的推钢式加热炉相比，步进式加热炉具有加热质量好、热工控制与操作灵活、劳动环境好等优点，特别是炉长不受推钢长度的限制，可以提高炉子的容量和产量，更适应当代轧机向大型化、高速化与现代化发展的需要。经过改造后的步进炉结构，采用了步进床耐火材料炉底或水冷步进梁的措施，已能应用于高温加热。目前，合金钢的板坯、方坯、管坯甚至钢锭等轧制前的加热已有不少采用步进炉加热，使用效果较好。它的炉长不受推钢比的限制，大型步进炉生产率高达420万吨/年。 70年代以来，国内外新建的许多大型加热炉大都采用了步进式加热炉，不少中小型加热炉也常采用这种炉型。现在新建的具有经济规模的各类轧钢厂基本上都选用了步进式加热炉；一些
老厂如美国底特律钢厂热轧车间、法国索拉克和恩西俄厂的热轧车间、日本和歌山热连轧厂与鹿岛厚板厂以及加拿大汉密尔顿的多发斯科厂等，在改建或扩建中都选用了步进式加热炉替代原有的推钢式加热炉。但当前轧钢加热炉，特别是中小型轧钢厂推钢式加热炉仍较多，这与中国的原燃料条件等多种因素有关。 步进式加热炉的炉底基本由活动部分和固定部分构成。按其构造不同又有步进梁式、步进底式和步进梁、底组合式加热炉之分。一般坯料断面大于(120×120)mm2多采用步进梁式加热炉，钢坯断面小于(100×100)mm2多采用步进底式加热炉。 二、步进式加热炉的工作原理 步进式加热炉是靠炉底或步进梁的升降进退来带动料坯前进的，其工作原理如下：起始位置，活动炉底在坯料下面最低位置，坯料两端架在炉内的固定炉底上，以后在活动炉底升起将坯料托起，接着活动炉底下降将坯料放在固定炉底上，最后活动炉底又回复到原来位置，由上可知，活动炉底运动的轨迹为一个矩形，它运动一个循环的时间叫“周期”，它运动一次使坯料前行的距离叫“行程”。 步进炉加热的特点是：步进炉可以采取坯料之间分开的加热方式，这样加热速度快而且内外温度均匀。除此之外，步进式加热炉的装出料装置也是加热炉的重要部分。鞍钢厚板厂的步进梁式加热炉板坯装出炉程序及PLC联锁条件在设计原则上有利于提高生产率，合理节能且安全可靠。
步进式加热炉设计计算模板
2 10 步进式加热炉设计计算 2.1 热工计算原始数据 （1） 炉子生产率：p=245t/h （2） 被加热金属： 1） 种类：优质碳素结构钢（20#钢） 2） 尺寸：250 >2200 >3600 （mm ）（板坯） 3） 金属开始加热（入炉）温度：t 始=20r 4） 金属加热终了（出炉）表面温度：t 终=1200C 5） 金属加热终了（出炉）断面温差：t < 15C （3） 燃料 1） 种类：焦炉煤气 2） 焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3） 煤气不预热：t 煤气=20 °C 表1-1焦炉煤气干成分（％） ⑷ 出炉膛烟气温度：t 废膛=800C ⑸空气预热温度（烧嘴前）：t 空 =350 C 2.2燃烧计算 2.2.3 计算理论空气需要量L c 1 1 m L o 4.76 —CO -H 2 (n —)C n H m 2 2 4 把表2-1中焦炉煤气湿成分代入 1 1 3 3 3 -H 2S O 2 2 2 3 3) 10 (m /m )
L0 4.76 8.7939 険5741 2 24?8184 3 2?8336。碍 2 10 =4.3045m3/m3
V n V CO 2 V H 2O V N 2 V O 2 224计算实际空气需要量Ln 查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入 L n nL o 1.1 4.3045 4.7317 标 m 3/标 m 3 实际湿空气消耗量 L n 湿(1 0.00124g) nL o =(1 0.00124 18.9) 4.7317 =6.0999 标 m 3/标 m 3 2.2.5计算燃烧产物成分及生成量 V c°2 (CO nC n H m CO 2) 100 1 79 1.2702 丄 79 4.7317 100 100 =3.7507 标m 3/标m 3 V 02 (L n L 0)标 m /标 m 100 21 4.7317 4.3045 100 =0.0897 标 m 3/标 m 3 燃烧产物生成总量 (56.5741 2 1 24.8184 2 2.8336 2.2899) 100 0.00124 18.9 4.7317 标m 3/标m 3 标m 3/标m 3 (24.8184 8.7939 2 2.8336 3.0290) 1 100 =0.4231 标 m 3/标 m 3 V H 2O (H 2 m C H n m 2 H 2S H 2O) 1 100 0.00124gL n 标 m 3/标 m 3 V N 2 N 2 100 100 Ln 标说标 m =1.2526
步进式加热炉研究
分类号：____________ 密 级：______________ ＵＤＣ：____________ 单位代码：______________ 安徽工业大学 硕士学位论文 论文题目：加热炉计算机控制系统的设计与实现 学 号：_________________________ 作 者：_________________________ 专 业 名 称：_________________________ 2010年05月28日 电气工程 郑 晗
安徽工业大学硕士学位论文 论文题目： Design and Application of Computer Control Systems for Reheating Furnace 作 者： 学院： 指 导 教 师： 单位： 协助指导教师： 盛国忠 单位： 中冶华天工程技术有限公司 单位： 论文提交日期：2010年 05 月 28日 学位授予单位：安 徽 工 业 大 学 安徽马鞍山 243002加热炉计算机控制系统的设计与实现 郑 晗 电气信息学院张悍东 安徽工业大学
独创性说明 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得安徽工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 签名日期：____________ 关于论文使用授权的说明 本人完全了解安徽工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,保密的论文在解密后应遵循此规定。 签名导师签名日期：____________
步进式加热炉设计计算毕业论文
二 步进式加热炉设计计算 2.1 热工计算原始数据 (1)炉子生产率：p=245t/h (2)被加热金属： 1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t 始=20℃ 4)金属加热终了(出炉)表面温度：t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t ≤15℃ (3)燃料 1)种类：焦炉煤气 2)焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3)煤气不预热：t 煤气=20℃ 表1-1 焦炉煤气干成分(%) 废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃ 2.2 热工计算 2.2.1 焦炉煤气干湿成分换算 查燃料燃烧附表5，3/9.18m g g = 10000124.0100124.0222?+= 干 干 湿O H O H g g O H 100 100%%2湿 干 湿 O H X X -?= 由上式得 %2899.22=湿O H
00 00 25741.56100 2899.21009.57%H =-? =湿 00 00 48184.24100 2899.21004.25%CH =-? =湿 0000 7939.8100 2899.21009%CO =-=湿 0000428336.2100 2899.21009.2%H C =-?=湿 000022702.1100 2899.21003.1%N =-?=湿 000023909.0100 2899.21004.0%O =-?=湿 000020290.3100 2899.21001.3%CO =-?=湿 代入表2—1中，得 表2-1 焦炉煤气湿成分(%) 2.2.2 计算焦炉煤气低发热值 ） （低Λ+?+?+?+??=424214100%8550%2580%3046187.4H C CH H CO Q = ()0 00 000 8336 .2141008184 .2485505741.5625807939 .83046187.4?+?+?+?? =17094.6830 KJ/m 3 误差%557.0%10017000 17000 6830.17094%=?-= 计算值与设计值相差很小，可忽略不计。