步进梁式加热炉设计说明书.doc

1、目 录第一章 概述 .21.1 步进梁式加热炉的简单介绍 .21.2 设计的目的及意义 .2第二章 设计原始资料 .32.1 加热炉的产量 .32.2 钢坯尺寸 .32.3 燃烧原料成分 .3第三章 不锈钢步进梁式加热炉的计算 .43.1 燃烧计算 .43.2 炉内各段综合辐射系数 .73.3 炉子尺寸的确定 .113.4 热平衡计算 .18设计体会 .22参考文献 .24第一章 概述加 热 炉 是 将 物 料 或 工 件 加 热 的 设 备 。 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

2、 热 炉 和 室 式 加 热 炉 等 。 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 。连 续 加 热 炉 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

3、温 度 与 金 属 料 温 度 差 别 很 小 ， 保 证 出 炉 料 坯 的 断 面温 度 均 匀 。 由 于 本 设 计 的 内 容 是 关 于 步 进 梁 式 加 热 炉 ，所以要对其做一些简单的介绍。1.1 步进梁式加热炉的简单介绍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 年代以来，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

4、活，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；完全消除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。1.2 设计的目的及意义通过课程设计，系统地总结巩固运用所学的加热炉及热工基础知识，掌握加热炉设计的基本方法、加热炉的基本结构。培养理论联系实际，训练分析和解决问题的能力。让学生将理论知识能够应用于实践中,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力，让自己的思维方式跟的上时代的步伐。课程设计还可以培养团队精神，在设计的过程中要靠同学老师的帮助，你会切身体会到互相帮组的快乐，对将来融入社会这个大集体大有裨益。第二章 设计原始资料

5、2.1 加热炉的产量加热炉的产量为 120t/h,（最大产量：200t/h） 。2.2 钢坯尺寸该加热炉所加热的钢坯尺寸为 200mm200mm12000mm。2.3 燃烧原料成分：燃烧原料为高炉煤气，热值3910gDWQ千 卡 /表 米8y千 卡 表 米表 1.1 高炉煤气成分高炉煤气含量（% ）组份干成分（钢铁工业炉设计 121页） 转化为湿成分（燃烧学）3890yDWQ千 卡 /表 米27.2 26.62H2.5 2.44C0.3 0.32O12.3 12.0N57.7 56.42H2.3 2.3第三章 不锈钢步进梁式加热炉的计算钢坯规格为 200m200 12000m，单重为 3740

6、kg，空气预热温度550，高炉煤气温度：室温（20） ，燃料低位发热量：8904.18 /kJg,钢坯种类：300 不锈钢，钢坯中心距取 320 ， 加热终了时钢坯断面温度差 10。采用上、下加热,并且采用三段式炉温制度以保证钢坯的加热质量和较高的生产率。由于料坯已经很小，故采用单排装料。 3.1 燃烧计算（1）完全燃烧时的理论空气量： 0244.8(.50.)/10HCOHL6.30.7313/m（2）用调焰烧嘴，取过量空气系数: =1.05（3） 实际供给空气量： 0nL=1.5730.683/m（4） 烟气中 2CO生成量：242().1HVco6.030.89/m（5） 烟气中 2N生

7、成量：22(7)0.1nVL(56.4790.8).173/m（6）烟气中 HO生成量：422(.).CHOnL0.3.0187601/.5m（7） 烟气中 2O生成量：2 00.67(1)VL.267(1.05).731= 3/0.8m（8） 烟气生成量： 22nCONHOV0.39.81.70.533/16m燃烧产物成分：22 .89%1024%6COnV=2 5310.H2 72Nn2 .80.516OV=燃烧产物密度计算： 222243.4CHONO气37.0.气m=1.08kg/（9） 燃烧理论温度： ntQtVC低 空 燃 分理 ，3/Q低 用 804.KJ,空 空 空 n=CLt

8、3.76/nm（查 550时， 3/空 1.79） 经过计算 3/Qm空 =582.4KJ；tC燃烧产物在理论温度下的平均热熔， )(ocktC173/mnV=1.62, 0890458.164.5.7t c理(先估取理论温度，查处理论温度下的平均热熔，再用迭代法计算理论温度，直到温差在 10以内。即查图 1.1可得到 t理 的数值。经查表得燃烧温度大约为 1684.5。燃烧计算数据见表 3.1表 3.1 表空气量及燃烧生成量计算数据计算项目名称 计算公式及参考资料 计算结果理论空气量 0244.8(.50.)/10HCOHL30.71/m过量空气系数 1.05实际供给空气量 0nL3.68/

9、烟气生成量 22nCONHOVV1.2烟气中 2CO生成量 24().1co0393/m烟气中 N生成量 22790nNL.7烟气中 2H生成量 422(.8).CHHOnOV 3/0.5烟气中 O生成量 2 00.6(18m图 3-1 查理论燃烧温度的 i-t 图理论燃烧温度 ntQtVC低 空 燃 分理 = 01684.5c3.2 炉内各段综合辐射系数炉子宽度 B:单排放料： 20.51.25BLm（L 取钢坯的长度）（1）炉膛内表面积：预热段： 2()yyyFHL2(1.85)28.6yyL 2加热段： jjjB94jj m均热段： ()jrjrjr(.)rjr2（2）气层的有效厚度：预

10、热段： 3.6yyHBLSF 1.825.836yL加热段: .jj .7294jm 均热段: 3.6jrjrHBLSF 1.536.18jrL（3）炉气黑度: 200co预热段: 2COyPS= .43.6 mat2H= 89 加热段: COj=0.7.0 t2HjPS= 31a均热段: COjr= .4.59 mt2Hj=0208 查钢铁厂工业炉设计参考资料（上册）图 763 得：预热段温度 800，查得： 2CO0.18， 2HO0.12， 1.03，0.1830.36预热段温度 1280, 查得： 2CO0.16 2HO0.08， 1.03， 0.1630.8.24加热段温度 1280

11、,查得 2CO0.175 2HO0.09 1.030.75.9.67加热段温度 1330, 查得： 2CO0.178 2HO0.09 1.030.18.30.均热段温度 1330, 查得： 2CO0.148 2HO0.06 1.030.4.6.98均热段温度 1270, 查得： 2CO0.145， 2HO0.065， 1.03，0.15.305.10（4） 、钢坯面积: 2(.2).LFL2m（5） 、钢坯遮住炉底面积: 0.17.532（6） 砌体对钢坯的角系数:预热段: 12210.845.3F加热段: 122.7.均热段: 122150.862.4F 综合辐射系数：取钢坯黑度 0.8预热

12、段温度 800， 012012.()yyyC4.036.81.31()预热段温度 1280, 0201214.8()yyy.82.0(4)加热段温度 1280, 0201211.()jjjjC4.067.81.21()加热段温度 1330, 0120124.8()jjjjC4.8027.81.21()均热段温度 1330, 020121.()jrjrjrj.9.0.936()均热段温度 1270, 0201214.8()jrjrjrjC4.8021.8.() 预热段与加热段交界处取平均值:012012()yjC(.8).5加热段与均热段交界处取平均值: 012012()jjr1(.209)1.

13、7炉内各段综合辐射系数计算数据见表 3.2表 3.2 炉内综合辐射系数计算计算项目名称 计算公式及参考资料 计算结果预热段 2()yyyFHBL28.6yL加热段 ()jjj 9.4j炉膛内表面积均热段 2()jrjrjrFHBL28jrL预热段 3.6yyS 2.83加热段 .jjBLF3.37气层的有效厚度均热段 3.6jrjrHS 2.41续表 3.22COyPS0.680预热段 H0.0932j0.808加热段0.1112COjrS0.579均热段 HP0.080预热段温度8002201y0.3036预热段温度128022COH0.2424加热段温度12802201j0.2677加热段温度133022jCOH0.2707均热段温度13302201jr0.2098炉气黑度均热段温度1270220jrCOH0.2120钢坯面积 2(10.).3LF15L钢坯遮住炉底面积 07.5L预热段 21yF0.841加热段21j 0.817砌体对钢坯的角系数 均热段212jrF0.862钢坯黑度 参考加热炉153 页 0.8预热段温度8000120124.8()yyyC1.33预热段温度1280020121.()yyy1.08加热段温度128002012114.8()jjjjC1.21