环形加热炉设计与仿真说明书
平均直径18m的管坯环形加热炉设计
（）炉顶 。炉 顶砌 筑从 炉 内向炉外 依 次为 ：低 ２
水 泥浇 注 料 （ 度 ２ ０ ｍｍ） 厚 ３ ，轻 质浇 注 料 （ 度 ７ 厚 ０ ａ ，磷 酸盐珍 珠岩 砖 （ ｒｍ） 厚度 ６ ｍ） ０ｒ 。 ａ
Ｄｅ ａ ｌ ｄ ｉ ｈ ｒ ｉ ｌ ｓｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｔ ｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｉ ｖ ｌ ｉ ｇ ｔ ｕ ｎ ｃ ｏ ｙ ｔ ｅ ｃ ｍｂ ｓ ｉ ｎ ｓ ｓ ｅ ， ｔ ｅ ｍｅ ｔ ｉｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｔ ｅ ｉ ｈ ｅ ｉ ｎ ｏ ｕ ｎ ｃ ， ｎ ｏ ｖ ｎ ｈｅｆ ｒ ａ ｅ ｂ ｄ ， ｈ ｏ ｕ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｃ ｈ ｈ — ｃ ａ ｉ ａ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｔ ｍａ ｉ ｎ ｒ ｌ ｔ ｄ ｔ ｈ ｌ ｃ ｒｃ ｌａ ｄ ｉ ｓｒ ｍｅ ｔ ｌｓ ｓ ｅ ．Ｔ ｅ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｈ ｎ ｃ ｌｅ ｕ ｐ ｎ ， ｎ ｈ ｕ ｏ ｔｏ ｅ ａ ｅ ｏ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔｉ ａ ｎ ｎ ｔ ｕ ｎ ａ ｙ ｔ ｍｓ ｈ ｐ ｒ ｔ ｆｔ ｅ ｏ
４ ７
烧 嘴 的加热 一段 、加热二 段 和均 热段 几部 分组 成 。 平 均 直径 １ 的管 坯 环形 加 热 炉 的供 热 能 力 ｍ ８ 和各段 热 量分 配情 况 见 表 １ ，加 热炉 的平焰 烧 嘴 的 设 置见 表 ２ 。
１ ）天然气平焰烧嘴分配 该环 形加 热炉 的供 热 由不设烧 嘴 的预 热段 ，设
１０ ） ．５
最大烟气量
空气 预热 温度
２ ４ ／（ 气 过 量 系 数 ５４ ０ｍ３ 空 ｈ
ｏ １ ５ ｔ ． ） ＝ ０
４ ～５０ ５０ ０
加热炉设计手册
加热炉设计手册第一章序言加热炉是一种广泛应用的工业设备，在金属加工、玻璃制造、陶瓷生产等领域均有重要作用。
本手册旨在为工程师、设计师和操作人员提供有关加热炉设计、安装、使用和维护的全面指南。
通过本手册的学习,读者将了解关于加热炉设计与性能优化的基本原理,并从中受益。
第二章加热炉的基本原理在设计加热炉之前,必须理解加热炉的基本原理。
加热炉的主要功能是将物体加热到所需温度。
对于金属、玻璃和陶瓷等材料的加热处理,通常采用燃气、电力或其他热源来达到所需温度。
在设计加热炉时,必须考虑热源的类型、加热方式、热传导方式、温度控制等因素。
第三章加热炉设计与选型在加热炉的选型过程中,需要根据具体的工艺要求和加热材料的性质选择合适的加热炉类型。
例如,对于金属加热处理,可以选择电阻加热炉、感应加热炉或气体加热炉。
而对于玻璃或陶瓷的加热,可能需要考虑辐射加热炉或者间接加热炉等。
第四章加热炉的结构与材料加热炉的结构和材料直接影响着其使用性能和寿命。
在设计加热炉时,必须考虑其结构强度、耐高温性能、热损耗等因素。
同时,还需选择合适的隔热材料、加热元件和热交换设备,以确保加热炉的稳定运行和高效加热。
第五章加热炉的安装与调试加热炉的安装与调试是确保其正常运行的重要环节。
在安装加热炉时,需要注意设备的周围环境、通风情况、安全防护等问题。
在调试阶段,需要进行各项参数的检查和调整,如温度控制、加热均匀性等。
第六章加热炉的操作与维护加热炉的日常操作与维护是确保设备运行稳定的关键。
操作人员需要了解加热炉的使用规程,并严格按照规定进行操作。
同时,定期对加热炉进行维护检查,以确保设备的性能和安全。
第七章加热炉的能耗管理与环保在加热炉的设计和使用过程中,需要关注能源消耗和环境保护的问题。
设计合理的加热炉结构和控制系统,可以降低能耗和排放,减少对环境的影响。
第八章加热炉的安全管理与预防加热炉在运行过程中涉及高温、高压等危险因素,因此安全管理至关重要。
环形加热炉
第四节环形加热炉一、环形加热炉特点环形加热炉具有以下特点:(1)能够加热圆形或异形钢坯;(2)按照需要能够改变钢坯在炉内的散布,从而改变加热制度,在生产中有较大的灵活性;(3)钢坯在整个加热进程中,随炉底的转动没有相对摩擦和振动,氧化铁皮不易脱落;(4)钢坯在炉底上彼此距离放置,三面受热,加热时刻短,温度均匀,没有水冷"黑印",加热质量较好(温度差≤±10℃);(5)与推钢式持续加热炉比较,炉子容易排空,可避免钢坯在炉内长时刻停留,同时便于改换钢坯规格;(6)环形炉的机械化与自动化程度较高,装出料与钢坯在炉内输送都可自动运行.另外,燃烧及管理可自控;(7)环形炉的转动炉底与固定的内外环墙之间的环缝,由环状水封槽进行水封.由于环状炉底钢结构高温时向外热膨胀,冷态的内外环缝大小是不同的,一般按照炉子的中径大小不同相差约40~70mm,故活动的炉底中心与固定的炉膛中心在冷态是不一致的,而热态则趋向一致.环形炉尺寸是以炉膛的平均直径(中径)和炉膛的内宽来表示的.环形加热路属特殊工艺所要求的加热设备,与长形持续加热炉相较有其自身缺点:1)炉子是圆环形的,专门是大直径的环形炉,占用厂房面积较大;2)环形炉一经建成,改建或扩定都比较困难,因此进展的余地、潜力都较小;3)钢坯在炉内呈辐射状距离散布,炉底面积利用较差.专门是炉膛较宽的炉子,炉底外半环利用更低.环形加热炉的炉子有效长度内的利用率(按照装出料机夹钳夹钢所要求的不了间距与料长等有关)仅为30%~50%.二、钢坯的加热与加热时刻环形加热炉相当于一座头尾相接的长形持续加热炉,所以炉子的热工制度及分段(预热段、加热段、均热段)原则,均与推钢式持续加热炉等类似.但环形炉内的钢坯加热有其自身特点.(一)距离布料的影响由于装出料机夹钳操作的需要,炉底上钢坯与钢坯之间必需留有必然间隙,其大小视夹钳操作所必需的空间而定.钢坯三面加热,加热时刻较单纯上加热可大大缩短,钢坯内外温差较少.但炉内的单位炉底过钢面积的产量却很低,一般管坯在300kg/m2·h左右.(二)热炉底的影响环形炉炉底由高温的均热段过度到预热段时,由于他积蓄的热量只散失很少一部份,所以它的温度仍高于预热段炉膛的温度约200℃左右,对刚入炉的冷坯有明显的加热作用.(三)加热时刻据有关文献统计,环形加热炉内管坯的加热由于距离布料和热炉底影响,加热速度约5.5~6.5min/cm,普通钢取5.5~5.7min/cm,合金钢取6.0~6.5min/cm,.低碳钢管坯的加热时刻可按有关计算手册进行计算,也可按式3.5-3的经验公式计算:τ=(5.1+0.034d)d (3.5-3)式中τ-加热时刻,min;D-管坯直径,cm.三、炉子产量和装载量的肯定环形炉的装载量按式3.5-4肯定:P=Gτ1 (3.5-4)式中P-炉子装载量,t;G-炉子产量,t/h;τ1-加热时刻,h.炉子生产能力(G)应与轧机的产量相配合.由于环形炉一经建成,改建或扩定都很困难,因此炉子产量要充分知足轧机的需要.但也不能过大,一面炉子长期在低负荷下工作.四、炉膛尺寸的肯定环形炉炉内钢坯是呈辐射状布置,钢坯在环形炉炉底上的布料,见图3.5-13所示.(一)炉子直径的肯定按照小时产量、钢坯单重、钢坯的布料间距与排放及相应的加热时刻,和装出料夹角来肯定.单排布料按公式3.5-5,双排布料按公式3.5-6和公式3.5-7计算.D= Pd (3.5-5)gk(π-0.5α)式中D-炉底平均直径,m;P-炉子装钢量,t;d-钢坯直径,m;g-钢坯单重,t;π-圆周率;α-装料机与出料机轴线的中心角,rad(弧度).1°=π÷180=0.0174533rad(或1rad=57.2958°)中心角的大小与环形炉的直径D均大小有光,一般大中型环形炉为0.17~0.26rad(10°~15°),而小型环形炉可达0.44rad(25°);k-炉子有效长度内的填充系数,k=d/S2;S2-相邻钢坯的布料间距,m.D1= Pd (3.5-6)ngk(π-0.5α)式中D1-双排布料时,那排钢坯中心在炉底所占平均直径,m;n-钢坯在炉底径向上的排数.D=D1+S1 (3.5-7) 式中S1-双排钢坯中心的径向间距,m.由公式3.5-5或公式3.5-6和公式3.5-7计算所得D,是环形炉炉底的平均直径,初按时可视为环形炉炉膛的平均直径(D均).(二)环形炉的炉膛高度环形炉的炉膛高度一般为1.5~2m,而非供热段炉膛高度有时降到0.8～0.9m.(三)环形炉有效炉底长度有效炉底长度是使钢坯沿着炉底总长度移动的那一部份,即装了口和出料口中心外侧轴线之间的炉底长度.有效长度L(m)有式3.5-8肯定:L=D(π-0.5α) (3.5-8)(四)环形炉布料角为了把沿炉直径方向排列的钢坯从环形炉炉底上一次轮流掏出,环形炉每次转过的角度β(rad,弧度)等于相邻钢坯的布料角,由式3.5-9肯定:2S2β= πD (3.5-9)式中β-每次取料转过的角度,rad(弧度).(五)炉底转一圈的平均时刻τ周(h)炉底转一圈的平均时刻τ周(h)按式3.5-10肯定:τ周=βτ12(π-0.5α) (3.5-10)。
加热炉设计手册
加热炉设计手册第一章：引言1.1 目的加热炉作为工业生产中的重要设备，用于对金属、玻璃等材料进行加热处理。
本手册旨在提供关于加热炉设计及操作的基本知识，以帮助工程师和操作人员正确地选择、使用和维护加热炉设备。
1.2 背景加热炉是工业生产中经常使用的设备，广泛应用于各类金属加热、退火、淬火等工艺过程中。
良好的加热炉设计和操作能够提高生产效率和产品质量，降低能耗和设备维护成本。
第二章：加热炉设计原理2.1 传热原理加热炉通过对工件进行导热来实现加热的目的，主要传热方式包括对流、辐射和导热。
设计时需要考虑工件的材质、尺寸和加热需求，选择合适的传热方式。
2.2 温度控制加热炉的设计需要考虑温度控制系统，包括传感器、控制器和加热元件。
这些组成部分需要精确地配合工作，以保证加热炉能够按照设定温度进行稳定的加热过程。
第三章：加热炉设计与选择3.1 加热炉类型根据工艺需求和加热方式的不同，加热炉可以分为电阻加热炉、感应加热炉、燃气加热炉等不同类型。
设计时需要根据具体情况选择合适的加热方式。
3.2 结构设计加热炉的结构设计需要考虑材料的选择、加热腔体的形状和尺寸、加热元件的布置等因素。
合理的结构设计能够提高加热效率和延长设备使用寿命。
第四章：加热炉操作与维护4.1 操作规程操作人员需要严格按照加热炉的操作规程进行操作，包括启动、加热、温度控制、停机等各个环节，以确保设备安全稳定地运行。
4.2 维护保养加热炉的维护保养工作包括定期清洁、观察设备运行状况、检查加热元件和控制系统等。
及时的维护能够减少设备故障率，延长设备使用寿命。
第五章：加热炉安全管理5.1 安全意识操作人员需要具备良好的安全意识，严格遵守操作规程和安全操作流程，确保设备运行过程中的安全。
5.2 应急处理加热炉设备在运行过程中可能会出现问题，操作人员需要掌握应急处理的方法，避免因设备故障造成损失。
结语加热炉作为工业生产中不可或缺的设备，在设计、选择、操作和维护过程中都需要严格遵循相关规范和安全要求。
环形加热炉炉底机械设计
环形加热炉炉底机械设计易炳生 ① 夏 天(中冶南方工程技术有限公司 湖北武汉 430223 )摘要 新型环形加热炉炉底机械支撑 、定位 、传动系统是一种全新结构 ,它优化了之前的支撑轮支撑结 构和齿轮齿条传动结构 ,使炉子朝着重型 、大型化方向发展 ,并大大提高了炉子的生产能力和成材率 。
关键词 环形加热炉 炉底机械 设计M ach i ne D esign on the New 2style Annular Hea ti ng Furnace Botto mYi B i ngsheng X i a Tian(W I SDR I Engi nee r i ng & R e s ea r ch I nco r po r a t i o n L i m ited, W uhan 430223 )A B STRAC T The new 2style annu l a r hea t ing fu r nace b o t tom equ i pp e d w i th a comp le t e l y mode r n struc t u r e, wh ich can su ppo r t and o r ien t a t e the system of g ea r ing m e ch an i ca l ly, op ti m izs ea r lie r struc t u r e w i th su ppo r ting whee l s and gea r whee l 2an d 2rack g ea r in g la r ge l y . Thu s the hea t ing fu r nace is deve l op ing towa r d s to be mo r e heavily and la r g e 2 ly, wh i ch i m p rove s the cap a c i ty and yie l d of fu r nace .KE YW O RD S A n nu l a r hea t ing fu r nace M ach i ne of fu r nace b o t tom D e s ig n环形加热炉是用来加热供轧制的钢坯 、钢锭和供锻造或热处理的坯料 。
加热炉系统用户手册
加热炉单元仿真系统（教师/学员）目录一、工艺流程简介 (3)1. 装置的工作原理 (3)2. 装置流程说明 (4)二、设备列表 (4)三、仪表列表 (5)四、工艺卡片 (7)五、复杂控制说明 (7)1.分程控制 (7)2.串级控制 (8)六、操作规程 (8)1. 冷态开车 (8)2. 正常运行 (10)3. 正常停车 (10)4. 燃料气中断 (12)5. 引风机故障 (13)6. 炉管破裂 (13)7. 项目列表 (14)八、仿DCS操作组画面 (15)1. 操作组画面 (15)2. 流程图画面 (15)九、加热炉单元仿真PI&D图 (17)十、加热炉单元DCS图&现场图 (21)一、工艺流程简介1.装置的工作原理在工业生产中，能对物料进行热加工，并使其发生物理或化学变化的加热设备称为工业炉或窑。
一般把用来完成各种物料的加热、熔炼等加工工艺的加热设备叫做炉；而把用于固体物料热分解所用的加热设备，叫做窑，如石灰窑。
按热源可分为：燃煤炉、燃油炉、燃气炉和油气混合燃烧炉。
按炉温可分为：高温炉（＞1000℃）、中温炉（650～1000℃）和低温炉（＜650℃。
工业炉的操作使用包括：烘炉操作、开/停车操作、热工调节和日常维护。
其中烘炉的目的是排除炉体及附属设备中砌体的水分，并使砖的转化完全，避免砌体产生开裂和剥落现象。
分为三个主要过程：水分排除期、砌体膨胀期和保温期。
油气混合燃烧管式加热炉开车时，要先对炉膛进行蒸汽吹扫，并先烧燃料气再烧燃料油。
而停车时正好相反，应先停燃料油，后停燃料气。
点燃料油火嘴前，要先用蒸汽吹干净火嘴上的结焦和集水。
本单元选用的是一种油-气体混合燃烧管式加热炉，这是石油化工生产中常用的设备之一，主要结构有：辐射室（炉膛）、对流室、燃烧器、通风系统等。
辐射室（炉膛）位于加热炉的下部，是通过火焰或高温烟气进行辐射加热的部分。
辐射室是加热炉的主要热交换场所，全炉热负荷的70%～80%是由辐射室担负的，它是全炉最重要的部分。
加热炉单元仿真培训操作说明
1、设备列表 ................................................................................................................................................. 3 2、现场阀门 ................................................................................................................................................. 4 3、仪表列表 ................................................................................................................................................. 4 4、工艺参数 ................................................................................................................................................. 5
1、简单控制 ................................................................................................................................................. 5 2、复杂控制 ................................................................................................................................................. 5
仿真实验指导书：第十章加热炉
第十章 加热炉一、工艺流程简介石油化工领域常见的加热炉，目的在于使物料升高温度。
从结构上看加热炉可以分解成燃烧器、燃料供给系统、炉体及有关的控制系统及紧急事故时的安全保护系统。
其中炉体主要包括空气流道、燃烧段、辐射段、对流段、烟筒及调节空气流量的挡板。
1、 流程简述本加热炉所使用的燃料气主要含甲烷与氢气，其百分比组成如下:CH4 34.5 % C2H6 11.3 %C3H8 6.6 % C4H10 4.9 %C5H10 0.7 % H2 38.2 %N2 3.8 %燃料气供给管路系统在加热炉的结构中是较复杂的部分，见流程图10-1所示。
燃料气首先经过供气总管从界区引到炉前。
该管道的端头下部连有一个气、液分离罐，分离罐设两路排放管线，一路将燃料气中所夹带的水和凝液排放入地沟，另一路将燃料气管线中可能滞留的空气排入火炬系统。
在距供燃气管线端头2m处有一分支管线，将燃料气引入加热炉。
此管线上设紧急切断阀HV-02，这个阀门由控制室遥控开或关。
当出现燃料气异常，如突然阻断引起炉膛熄火事故时，应首先关闭此阀。
加热炉停车时也应关闭此阀。
管线上装有流量变送器及孔板，用来检测记录燃料气的流量FI-01。
计量单位为Nm3/d（标准立方米/天）。
另外由一现场压力表PI-02显示燃料气的总压，正常值为0.5~0.8MPa.管线引至炉底分成两路，一路供主燃烧器使用，另一路供副燃烧器使用。
在主燃烧器管线上设炉出口温度控制调节阀，通过调节燃气的流量来控制炉出口温度。
现场压力PI-03指示主燃烧器供气支管压力。
在副燃烧器供气管线上装有一个自力式压力调节器PC-01，当燃料气总压波动时，维持副燃烧器支管压力为0.32 MPa，通过现场压力表PI-04指示。
滞留在主、副燃烧器支管中的水或非燃料气，如空气、氮气等，通过V1、V2、V3排入地沟或火炬系统。
加热炉的两个主燃烧器分别通过阀门V4、V5或V9、V10同主燃烧器供气管相连。
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三、接受任务学生：
机械92班姓名童春阳
五、开始及完成日期：
自2012年11月7日至2013年5月25日
毕业设计（论文）
题目：环形加热炉的设计与仿真
无锡太湖学院本科毕业设计（论文）
诚信承诺书
本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）环形加热炉的设计与仿真是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。
六、设计（论文）指导（或顾问）：
指导教师签名
签名
签名
教研室主任
〔学科组组长研究所所长〕签名
系主任签名
2012年11月7日
摘
进入新世纪后随着工业的高速发展，钢铁企业的生产能力得到了不断地提升，环形加热炉技术也在不断的成熟，而传统的推钢式进出料机已经不适合在环形加热炉中使用，为了适应环形加热炉的进出料特点，在此专门为加热炉量身定做了环形加热炉装取料机。此机型包括了整体机架，小车，钳杆这三部分。运用夹紧气缸和升降气缸来实现钳杆对钢料的夹取和升降运动，同时钳杆装载在小车上，小车可以在机架的导轨上进退运动。小车是用电动机驱动的，当电动机运行时，带动安装在电动机上的齿轮转动，我们在右横梁上装配了与小车齿轮可以啮合的齿条来实现小车在机架导轨上的运动。在实际情况下充分根据环形加热炉的特点特地使用两台一样的装取料机分别安装在装料口和出料口。两机同时进行装取料，极大地提高了加热钢料的效率，也更充分地发挥了环形加热炉的高效率的特性，提高了整个厂区的工作效率和经济效益，与当前我国提出的高产、优质、低耗的理念相吻合。
班级：机械92
学号：0923052
作者姓名：
2013年5月25日
无锡太湖学院
信机系机械工程及自动化专业
毕业设计论文任务书
一、题目及专题：
1、题目环形加热炉的设计与仿真
2、专题
二、课题来源及选题依据
随着科学技术和经济的快速发展以及全球一体化进程的不断加快，人们对钢铁制品的质量和需求量又上升到了一个更高的台阶．在各行各业中，人们没有间断过对钢管的使用，不管是建筑业中用于搭建外架的钢管，还是各种汽车的框架结构，或者是在机械厂中用于支撑的支撑架和体育器材里的安装部件，都出现了钢管的身影．然而，要使钢管成型就必须先对钢管坯进行加热，然后才能通过成型机械使钢管成型．由于钢管坯的加热不同于其它钢坯的加热，对加热的精度要求很高，要求钢管坯的各部分受热均匀，这样才可以防止在打孔和拉直过程中出现断裂、变形、钢管粗细分布不均匀等情况，所以不能使用传统的推钢式加热炉对其进行加热，因为传统的推钢式加热炉的加热不是很均匀，如果是两头喷火式的话那就是两头受热多，如果中间喷火式的话那就是中间受热多，所以只能使用环形加热炉来对其坯料来进行加热，因为环形加热炉可以对钢管坯的两头和中间都进行均匀的加热，但是又因为环形加热炉是一个圆的封闭结构，不能用推钢机将坯料从另一头推出去，所以传统的推钢式进出料机就不适合在环形加热炉中使用，为了适应环形加热炉的进出料特点。
关键词：环形加热炉；装取料；有限元分析；高效
ABSTRACT
In order to adapt to the rapid development in the new century, industrial steel enterprise production capacity has increased a lot then before, the annular heatien more mature, the traditional pushed steel type translation machine dose not suitable for using in the annular heating furnace any more. In order to adapt to the characteristics of the annular heating furnace a new type of feeding machine has been tailored specifically for the annular heating furnace is installed. The model of this machine includes the whole frame, car and clamp stem. Using clamping cylinder and the cylinder to lift the bar clamp on steel clip and lifting movement, and installed with the car pliers stem, can be translated on the rails in the frame. The car was droved by a electric motor, the electric motorwas droved by the gears which installed in the motor. According to the characteristics of annular heating furnace, two feeding machines were installed respectively in the loading and discharging part. These two machines simultaneously outfit feeding, greatly improving the efficiency of heating steel, also improve the efficiency of the whole factory work efficiency and economic benefit and coincide with the current idea of high-yield, high-quality and low consumption.