成型加热炉.doc

1、(一) 加热炉技术因地域空间有限，成型炉要求速烧且占地面积小，因此我设计炉隧道长 6 米，内宽 0.6 米，总长 6.6 米，温度 1200 摄氏度辊底炉。一小时加热一吨钢铁制件，燃料采用天然气，燃烧器采用普通烧嘴。设计特点：本着快速加热、使用便捷、可靠、同比节能的方向。1.产量：吨小时，每年以 300 天计算2.合格率：100%3.最短加热时间：150 秒 4.燃料：天然气5.最高炉温：1200 oC6.加热工件尺寸：500500mm 以下厚度两毫米以下窑体主要尺寸的确定：2.1 内宽的确定工件尺寸=产品尺寸=最宽 500 mm偏量热涨（可以忽略不计）=600mm2.2 炉体长度的确定预热区

2、 2800mm加热区 2400mm拦火坎 200 mm排烟道200mm炉门楣 200mm炉门 200mm =6000mm也就是预热区 12 节，加热区（集热区）10 节，拦火坎 1 节，排烟道 1 节，炉门楣俩半节，炉门俩半节。共采用 26 节砖加三道伸缩缝炉体总长 6030mm加上炉前摆片带和出炉保温带整个炉长 6600mm2.3 加热过程的确定炉的烧成制度取决于工件的加热要求，如道轨钢、50 锰、45 号钢、普通碳钢等，还有厚度以及工件大小和加热速度等因素。而加热制度主要包括温度曲线、压力和气氛控制。根据不同产品的加热要求，确定炉温分布、气氛性质（烟气流速）和反射面至工件的距离（顶高） ，

3、压力曲线是实现温度和气氛性质的主要控制条件，三者相互关联，相辅相承。只要炉内温度均匀，各阶段都可以加快。但氧化程度直接影响加热质量，需要时间用来控制。在制定合理的烧成制度时，还要看炉的结构究竟升温预热到加热过度温差多少才能使较薄的工件变形量小，也就是组织转化彻底，以保证制品加热质量，要综合上述原则进行制定。加热过程：三分钟 各温度带的划分：名称 温度（/） 时间（/秒） 升温速率（/秒1）节数（/节）炉前带 室温提高 10 4 2 12预热带 10500 110 5 14集热带 500900 65 7 8保温带 900870 4 -4-8 2累计 183 28升温曲线：见 CAD 图纸。2.4

4、 炉内高确定辊底炉的内高被辊子分隔成辊上高和辊下高两部分。内高是制品在炉内传热的空间，适宜的内高既有利于换热同时也满足烟气的流动空间，使烟气有足够的放热时间，所以内高的确定有一定的原则，为了有利于热量的传递，两带的内高不应一样，集热带由于温度较高，为了保证有足够的储热空间。所以高度可比其预热带稍高一些。取高如下：位置 第 416 节 第 1624 节辊上高 230（三平砖） 300辊下高 150（二平砖） 600总内高 380 9003. 工作系统的确定辊底炉的工作系统包括排烟系统、燃烧系统等，下面是各系统的初步安排。3.1 排烟系统 在炉前段第 2 节顶部设置排烟口，排烟出口处设置直排排烟道

5、，排烟道上设阀门。调节烟气抽力大小，控制炉内炉压。3.2 燃烧系统因所设计的为明焰辊道炉，且使用天然气作燃料，所以采用全部喷入窑道内燃烧的方式，仅通过烧嘴砖的燃烧道中空部分燃烧，而不另设燃烧室，可在辊子上下错位各设两个烧嘴，还可在同一层两侧每侧错位设两个烧嘴，也可以在出口顶部按60 度角向炉头方向喷射设一大烧嘴（40 号） ，还可在出口辊子下方逆向设一大烧嘴（40 号） 。烧嘴的对侧设观察孔，以便更好的观察火焰的燃烧情况，便于操作控制。为均匀窑温，强化窑内对流换热，也可选用小流量高速烧嘴。烧嘴的设置：本设计是采取辊子下两侧分别各设一个烧嘴，在加热带后的1.5 节设置第一烧嘴，第 4 节设置第

6、2 烧嘴，有利于快速升温和温度调节，缩短烧成周期，在第 2 节和第 3 节之间设伸缩缝。烟气热回收装置：排烟道上设一热交换器，采用薄壁不锈钢管，分上下两组布置，冷风先入上组，再过下组入燃烧器，可采回废烟气中大部分热量。天然气输送装置：天然气由升风机升压，通过管道、阀门、总管天然气处理系统，经过分管，并在分管上设置自动控制和手动控制系统，送至各个烧嘴，助燃空气由风机通过管道、阀门送至烧嘴。总管天然气处理系统：汽水分离器过滤器调压器。分管自动控制系统：分管总阀执行器碟阀烧嘴分管手动控制系统：碟阀压力表烧嘴3.3 传动系统辊子材质的选择：由于炉体短，保温要求不高，本辊底炉对辊子材料要求不太严格，为了

7、节省开支，荷重软化温度高、蠕变性小、热稳定性和高温强度一般的陶瓷辊就行。 （碳化硅辊棒）辊子直径与长度的确定：辊子的直径大，则强度大；但直径过大，会影响窑内辐射换热和对流换热。因本炉比较短，辐射换热和对流换热空间有限，本设计辊子的直径要小些，故选用直径为 40-42mm 的辊棒，而长度则取 1700mm。辊距的确定为了保证工件在转动过程中有 3 根辊棒相托，所以辊距离应为产品的 1/4 以下，叉、锹片、园林工具片等最短按 350mm，即辊距不大于 360/4=90mm，所以本炉共计 73 根辊。传动系统的选择：考虑传动可靠性问题， 辊底炉的传动系统由电机、链传动和齿轮所构成。为避免停电对正常运

8、行的辊底炉造成的危害，本炉设滞后装置，通常是加设一台以电瓶为动力的直流电机。停电时，立即驱动直流电机，使辊子停电后仍能正常运行一段时间，避免被压弯或压断，以便在这段时间内，启动备用电源。本设计采用变频调速。当处理打摞、堵炉等事故时，可将辊子转速调至慢速运转，辊子不会弯曲。本设计采用压轮压链的方式，以防链条和链轮打滑。本设计采用插座方式连接瓷辊和动力。本设计采用托辊3.5 窑体附属结构事故处理口：本炉设计三个事故处理口，在出口燃烧室端面墙和第 1920 节侧面底部开口，口下面与炉底面平齐，入口辊子下方端面墙留高度150、宽度与炉腔等宽的开口，此口用活砖砌上，以便于清理落在窑底上的砖坯碎片和瓷滚碎

9、片时拆、封。前两个口的尺寸 300120。测温孔：为使炉内温度实现自动控制，在炉道第 15 节处不妨碍工件通过的侧墙设测温孔，以安装热电偶。观火孔：在每个烧嘴的对侧窑墙设置直径 30mm 的观火孔，以便及时观察对面烧嘴火焰情况（如果有其他观察点，为保证炉壁的抗烧能力，这里也可不设， ） 。膨胀缝：窑体受热会膨胀，产生很大的热应力，为避免砌体开裂、移位、挤断瓷辊，一般每隔 2m 左右留设 20mm 膨胀缝，内填陶瓷棉或石棉，本炉设计四道膨胀缝，分别是：燃烧室于炉体间一道、燃烧室中一道、第 8 和第 16 节各一道。挡墙：由于辊底炉属中空窑，工作通道空间大，气流阻力小，难以调节窑内压力制度及温度制

10、度。因此，在辊底炉工作通道的排烟口前部位设炉门楣、在燃烧室前墙（20 节）处辊下筑挡墙，辊上侧墙突出挡流头，缩小该工作通道面积，使动流体产生涡流，以减缓气流速度，便于压力与温度制度的调节。挡流头最大入窑深度为 100距离辊子中心上 150mm。伸出砖头下砖角切掉 30，避免掉头。炉内温度自动控制系统：设温控仪和热电偶及执行器、气风分配比例阀，由热电偶炉内测温，温控仪控制执行器，执行器调节风量和气量，以此来保持里内温度的相对稳定。4 炉体材料确定4.1 炉体材料确定原则炉体材料要用耐火材料和隔热材料。耐火材料必须具有一定的强度和耐火性能以便保证烧到高温炉体不会出现故障。隔热材料的积散热要小，材质

11、要轻，隔热性能要好，节约燃料。而且还要考虑到廉价的材料问题，在达到要求之内尽量选用价廉的材料以减少投资。4.2 炉体材料厚度的确定原则4.2.1 为了砌筑方便的外形整齐，窑墙厚度变化不要太多。4.2.2 材料的厚度应为砖长或砖宽的整数倍；墙高则为砖厚的整数倍，尽量少砍砖。4.2.3 厚度应保证强度和耐火度。总之，炉体材料及厚度的确定在遵循以上原则得计出上，还要考虑散热少，投资少，使用寿命长等因素全炉体所用材料：1 粘土砖炉底、炉基和个开口处大约 920 块。2 普通高铝砖 600 块。3 莫来石高铝 800 块。4 莫来石顶悬砖 110 块。5 莫来石底脚砖 20 块。6 莫来石高铝炉门砖 4

12、 块。炉门脚砖 8 块。7 普通保温岩棉 2.5 立方。8 陶瓷棉或石棉毡 0.3 立方。9 不锈钢吊架 80 个。10 顶砖 0.5 立方。11 耐火土 3 袋。12 耐火胶泥 6 桶。13 链轮 110 个。14 辊座 76 个。15 辊管 73 根。16 与瓷管等径等长钢管 3 根。17 普通 201 轴承 152 个。18 80 槽钢 50 米。19 30 角钢 50 米。20 8丝吊杆 18 米配丝帽 100 个。21 涡轮蜗杆微型减速机一台。22 500 瓦交流电动机一台。500 瓦直流电动机一台。23 调心轴承配盒盖 76 套。24 托辊轴承配支架 73 套（每套 2 个轴承） 。25 1.1 千瓦高压风机一台。26 25 普通燃烧器两个及配套设施。27 整套温控设备。28 隔热水炉门两套。29 处理口塞块两个。本成型加热炉设计结构合理，升温曲线设计科学，加热过程中制件氧化程度低，加热速度快，工作效率高，工件受热均匀。由于使用莫来石轻体转作炉壁，保温效果好。炉顶采用吊架结构，不宜坍塌，维修周期长。炉内压较低储热时间长，热能利用率高，节约能源。