工业炉设计说明书

1、热能与动力工程2008级工业炉设计说明书工业炉设计说明书热能与动力工程2008级课程设计说明书学 院：机械工程学院专 业：热能与动力工程学生姓名：李斌班 级：热能0801学 号：40840054设计方向：工业炉指导教师：冯俊小41课程设计题目题号：601.炉型连续加热炉2.生产率 33. 8t/h3.加热料坯尺寸180x180x27004.钢种普碳含碳量0. 45%出炉温度U80。5.钢坯出炉时允许断面温差小于100300。/加透热深度6.燃料 重油rv=100成分 C%85.112.10.50.60.2S31.27.空气预热温度t. = 200 A8.有效炉底强度P = 550kg/h.m2

2、9.环境温度te = 20设计过程或说明结果备注一.初步设计1.1 炉型1.1.1. 生产方式：连续式1.1. 2.炉型：推钢式选择原因：钢坯尺寸为180x180x2700 mm是规则的几何形状，采用推钢式加 热运行成本和维护费用相对较低。1.1. 3加热制度：三段式加热选择原因：生产率35，三段式 可提高生产率，出炉温差小，容易实 现操作。1.1. 4.加热方式：双面加热选择原因：由于料坯尺寸适中，长 度较长采用双面加热可增大加热面 积。1.1. 5.装出料方式：端进端出选择原因：由于连续推钢所以需要 端进，料坯较宽较长宜采用端出，推钢操作设施简便。LL 6.布料方式：单排布料选择原因：本炉

3、设计产量为33.8t/h, 属于较低产量，适宜采用单排布料， 双排或多排布料操作麻烦，温度不均。L1.7.炉顶：拱顶选择原因：料坯长为2700mm单排 布置，故炉内宽B=2700+2*a,a = 200mln300mlli,所以 B 不超过 4m。1.2炉衬结构：三层浇注料，采用耐 火层+绝热层+保温层三层结构外加钢 结构保护层。选择原因：浇注料灵活好用，工序 先进简单。L 3燃料:重油（题目给定）L 4燃烧装置：低压油喷嘴，空气预热选择原因：空气预热温度300。，选用低压油喷嘴较为经济。烧嘴采用侧面布置，这样安置简单,炉长方向易均匀，单个烧嘴能力大。L 5预热装置：金属换热器选择原因：利用炉

4、内排出的高温烟气对空气进行预热，可节约燃料， 提高效率和理论燃烧温度。选择小型金属换热器安装位置在炉顶 上部专用的钢结构支撑。1. 6供风装置：加热炉上供燃烧用的一般都采用 离心式风机，供通风用的一般都选用轴流式风机。L 7排烟方式：采用自然排烟方式1.8冷却方式：水冷选择原因：炉子内部采用水管冷 却，炉头处采用水冷梁冷却，纵横冷 水管滑道支撑能力好。L 9炉子的机械化规模：1. 9.1仪控系统：热工检测和自动 调节装置。测量参数： 温度（炉温.料坯.预热空煤气.烟气温度）(4)压力（炉压.风压.油压）流量（重油量.蒸汽量.风量）烟气成分分析 自动调节参数：（1）炉温调节（炉内供热）（2）燃烧

5、调节（空燃比）（3）炉压调节L 9.2炉子各部位机械结构:炉门选择：炉尾：车底式炉门炉头：扇轮式炉门选择依据：装出料方式决定炉 门大小和安放位置预留孔洞:检测用：测温孔.测压孔.烟气 分析孔其它用：扒渣孔.人孔.窥视孔钢结构支架:主要有：侧立柱.拱角梁.水平拉杆.炉尾钢板设计过程或说明结果备注二.技术设计2.1 燃料燃烧计算 内容包括(1)单位燃料完全燃烧空气需 要量及(2)单位燃料完全燃烧燃烧产 物量匕(3)度(4)燃烧产物成分分析及其密P理论燃烧温度(5)燃料低位发热量Qd2.1.1 燃料类型和成分 重油成分 C H 0， S A W%85. 112. 10. 50.60.20.31. 2

6、2.L 2燃料低位发热量计算& =339.1CV+1030 一108.9(。-5)-25.121广= 41257.6KJ/陶2. 1. 3空气消耗系数的确定 液体低压烧嘴：1.10L 15, 取 n=l. 122.1.4空气需要量与燃烧产物量 (1)理论空气需要量Lfo = 0.0889 Cy +0.2667 H' +0.0333 (Sy ) = 10.8/n3/KgZ/o = dox(l + 0.00124gJc)= 10.8x(1+0.00124x18.9)= 11.(W/Kg(2)实际空气需要量Un = n x U o = 1.12 x 10.8 = 12.096/ /

7、Kg设计过程或说明结果备注Cn = nx Uo = L12xll.05x 12.376/ /kg(3)实际燃烧产物量Vn = Vco +V +V +V V yn FC<72 t y HzO t vO2 t FN2 + v SO 2其中 Vg = 0.0187x Cv= 1.55/ / KgV、 =0.112x/v+0.0124WV + 0.00124g x Un= 1.653/Kg%、=0.0075y=0.0014773/%、=0.21( -1)加0 = 0.272/，/小% =0.008N' +0.79 小7 = 9.56/小 一Vn = 1.59+1.653+0.0014+0

8、.272+9.56= 13.08/心2.1. 5燃烧产物成分及密度(1)燃烧产物成分：- Kn1 59CO、=*xl00 = xl00 =12.16- 1勿13.08H、O =乜处 x 100 =1x100=12.64- Vn13.08Vn 779= x 100 = x 100 = 2.08-Vn13.08SO, =-xlOO =(-X)14xl00 =0.0107 -Vn13.08N； =&xl00 = -xl00 =73 'Vh13.08(2)燃烧产物密度：设计过程或说明结果备注44CO2+18/Q + 64S&+32a+28N222.4x100=1.283心/加2

9、. 1. 6理论燃烧温度与实际温度 (1)理论燃烧温度L 二您+.+。一) 其中,0,可忽略不计(2=41257 .6KJ/KgQk =200x(1.12x11.05x1.3097 ) + (0.00124 xl8.9xl.12xll.05xl.5174)= 3330( KJ/Kg)若不估计分解热则可估计理论燃烧温度为I8WC,此 时Cp = (12.16 X 2.4226 +12.64x1.9055 + 2.08 x 1.5559 + 73x1.4705 )/100= 1.64/rJ/(*m3)= 41257.6 + 3330 = 2小。Vn x Cp 13.08x1.64在温度为2078

10、0。情况下，若考虑产物分解假设炉压为则co2分压约为0.12xl0'&, fco2=0.mH?O分压约为).13x 1。5。4力/ 0 = 0.057则Qt =12600 x 0.173x 1.59+ 10800 x 0.057 x1.653 = 4483 ,5(AV/Kg)于是, _Q+QlZ _41257.6 + 3330-44825 _87附 'VnxCp13.08x1.64设计过程或说明结果备注与假设有较大落差，重新估计理论 燃烧温度为1900度，炉压不变则冗 =0.072,九,o=0.G27于-。/ = 41257.6 + 333。-幽=VnxC/t13.08

11、x1.64与假设相差不大，故理论燃烧温度取两者平均值1944°C.实际燃烧温度ts =QXt1根据连据连续加热炉，强度为P = 55OKg/h nr取7=0.725,所以实际燃烧温度为,=0.725x1944、140CTC2. 2炉膛尺寸确定2. 2.1炉子的基本尺寸确定(1)有效炉长L取= 33题100° = 22.76m,全长L = 4 + (1 3)机41x2.7x550效根据钢坯尺寸取推钢比为200,允许的最大推钢长度为0. 18*200=36m，大于炉宽，所以不需要采用双排布料。(2)炉子内宽B = nl + ( +1)。,。为每排料坯之间的间隙a = 0.2 0

12、.3,取02B = 2.7 + 0.5 = 3.2m（3）炉膛高度和炉型曲线根据经验可选取各部位炉膛高度设计过程或说明结果备注预热段"3 = ”4 = 1.1m,加热段小=H2 = 1.6m,均热段“6 = L5m炉尾抬高段4=L6m,火压高度H7 =25+(100 150)= 360+(100-150)取480mm2. 3三段式炉温制度和供热制度钢坯入炉时表面温度6。= 20钢坯入炉时中心温度联。=20 ffl n va411/,钢坯预热终了进入加热断时表面温度，取,川=700。， 钢坯预热终了进入加热惭时中心温度，人后期计算决定, 钢坯加热终了进入均勃惭时表面温度，取通=1180

13、, 钢坯预加终了进入均热惭时中心温度，风,后期计算决定, 钢坯出炉时表面温度，3 = 1180,钢坯入炉时中心温度，*3题目给定的允许断面龌决定设计过程或说明结果备注烟气出炉温度，取泌=750,烟气从加热段进入预热段时的温度，H»gl =1100, 烟气从均热段进入加热段时的温度，取 =1400°C, 烟气在均热段温度，取” =&,3 +(2。 40)取1210,2. 3. 2供热制度三段式制度炉温分为预热段.加热段. 和均热段，炉型也分为三段，燃料主要 消耗于均热锻和加热段。有三个供热点， 均热段.上加热.下加热。各段燃料供入 比例为均热：上加热：下加热为 30:

14、40:60,按其总量的130%计算。2. 4加热时间的确定2. 4.1预热时间计算(1)炉气平均温度一 1& = _ &O + .) = 0.5 X (750+1100) = 925° C2(2)钢坯表面平均温度22。心 1 =乙心。+ "= 2。+ 4 X (700 一 20) = 473° C(3)总合导热系数的计算A,辐射系数计算计算项目计算公式炉底面积 国争炉壁面积田=。十沏工炉膛体积5 = 3.6 r . 气层有效厚度E炉气平均温度 二氧化碳PS值 二氧化碳黑度查图1.372.071201K1523K16.9525.690. 130. 1

15、5417.5126.470.1441. 550. 970. 971. 051. 050. 2760. 3120.80.8这2.8Z,0. 540. 41Cc炉气黑度SQ =+ C钢坯表面黑度钢坯表面枳吗=叫角度索败|%二尸2通|水蒸气PS值 水蒸气黑度查图设计过程或说明结果备注a令一据门辎 北兀,由以上表中数据计算炉气.炉壁对金表面的导来辐射系数_5.67£-0£-21 + 12(1-0)。012十e2(1 - £o)(£o + 4 £()£()5.67 x 0.35 x 0.81 + 0.52(1 - 0.35)一，内=3.3VV/

16、 nr , K0.35 + 0.52(1 - 0.35)(0.35 + 0.8 - 0.35 x0.8),_ 5,67£()821+ 秋2(1 苑)-1+。12(1/)(£0+52=5.67x0.35x0.8l+ 0.52(1-0.35)= 3 ./ 内0.35 + 0.52(1-0.35)(0.35 + 0.8-0.35x0,8)3.3(12.01)4-(7.46)4 t,2 . . 2 ,加以d，= 128.4w/？k1201-7468,对流辐射系数计算a. = 5.7x(1 + 0.55x 1.23x 1.5) = 11.48w/?2 -k所以a = ay:, +a.

17、 =128.4 + 11.48 = 140w/ -k(4)热流密度：q = aAZ = 140(925 -473) = 63280w/m2(5)料坯导热系数a (假设预热后端面平均温差4为70°C)预热段料坯平均温喙=t一24 =473 2x70 = 426°C y 1 33(6)预热时间计算(用第二类边界条件分析计算)查考资料得到含碳量).45%的普碳钢导热系数i = 42.8w/”。C,导温系数为C20 OQ21.013x10-5/h2 /$,根据计算简化条件不妨假设t > = 2一- = 266.54s,3a 3xLO13xlO-s再X S,由么式r r始+ x

18、 +( ), CZ、o、ZHr2 % 2】S?242.8 210.092,"预 小】$o)x Xx(700 20)xXjxsq S 3 2a63280 0.09 3 2x1.013x10S20.092.=3820s > 一 = = 266.54s,所以假设成立，预热时诃为7预=3820s3a 3xl.O13xlO-5现令x=o,由上式求得的预热结束后料坯中心点温度 为设计过程或说明结果备注= 20 +63280 0.09,2 x L013 x 10-' x 3820X242.80.092_ = 633,预热结束时，料坯断面S差为*= 66.5C与假设的甑=70。C相差不

19、大，上述结果可取。预热结束时断面平均温差22为一一x=700-x66.5 = 656°C1it is i 332.4.2加热时间的计算加热段平均温度(四欠方均温)(a) = !(* +(小 2丹=乩9734+14534=> 心= 1279K,江= 1006。加热段平均温度(几何均值计算)(4尸=2-7'4,s2)(7'%1-7'4,sI) +(W4=/(16734 -14534 )(13734 -9734 ) + (1279)4=> 纸= 1543K,1 = 1270°C(3)综合传热系数炉气炉壁对金属表面的导来i射系数/ + 的2(1

20、一 %)(% + 三 一 %) 5.67 x 0.35x 0.81 + 0.52(1- 0.35)0.35 + 0.52(1-0.35)(0.35 + 0.8-0.35x0.8) 由此求出辐射给热系数上值二加=33(643-(百1二374.病,c1543-1279所以综合传热系数为，=ar+ % = 374.1 + 11.48 = 385.53vv/n2° C(4)料坯导热系数a (假设预热后端面平均矗差Z为70°C)-79预热段料坯平均温度、.=0) 加=1006-x70 = 959.3 "33(5)加热时间计算查表得到导热系助= 27.2w/?。C,导温系数为

21、0.53x10-5/$设计过程或说明结果备注由公畔今隼，写）计算得工隼，竽）2-乙均34341270-1180 八 1s= 0.1471270-656.a S 385.53x0.09 ,由十= 1.276227.2卡面 R 云 |陷7. r 匚亡1、11.7xS21.7x0.092 “cc查图得到r = 1.7,所以 = = 2598sS2儿«0.53x10-5由公式仁也=,”,（w，s）计算得42 Tl 均S A at a. S几2 Zg2 （42,1均）.而2，j）3X=1270-（1270656） ”（1.7,1.278）= 1270-614x0.25 = 11 16.5所以加

22、热结束时料坯断H温差为加,=乂2-%,= 1180-1116.5 = 63.5。C和假设的加=70° C很接近上述结果可取。加热结束时断面平均温度为 22"内=x / = 1180x63.5 = 1137.7°C2.4.3均热段时间计算（第T边界条件） 均热段钢坯表面平均显度（算术平均温度）%3 =。mil +，ms3 ）=1180° C（2）均热结束时断面温差纯 v $ x （100 300） = 0.09xl00 = 0.9°C取7°C（3）料坯导温系麴查资料得到180。,钢坯导热系数Z = 29.7w加。C,密度0 = 7820

23、Kg/J,Cp =o691KJ/Kg0 C,所以A29.7八 j ic-5 ，a = 0.54xlO nr IsCp p 0.691x7820x1000设计过程或说明热能与动力工程2008级工业炉设计说明书(4)均热时间计算(表面温度维持不变)6 = (二)，由于6 = 7 =0.11,所以() = 0.17S263.552查图可得空=0. &所以% = 0.8 x °。9= = 1200sS2均0.54x10-52.5各段长度的确定总加热时间 = 3820+ 2598+1200 = 126.97min预热段长度L,=2xL?,=回竺x22.76 = 11.4?,占全长的50

24、.1%y %7618力口热段长®L j =L”, =X 22.76 = 7.77人占全长弥4.1 %'%7618均热段长度L. =WxJ =22x22.76 = 3.59,占全长的15.8%"% 人 76182. 6砌体设计% 预加 L, 歧L加砌体设计的主要内容式：正确选择耐火材料与绝热 材料；正确决定炉墙、炉顶与炉底结构；确定砌体的系 列尺寸；按照炉子的热工要求正确设计燃烧室、排烟道 等。2.6.1、预热段预热段炉膛内壁温度用经验公式求得：.=八+(50 100) , 可以取750材料选择和参数假设如下材料最高温度 ()热导率/(Kcal/m h )厚度6 (m

25、m)耐火层普通耐火 粘土砖 (NZ-40)130014000.72 + 0.5x10-、232绝热层硅藻土隔 热板(A 级)9000.062 + 0.177xl0-3t116保温矿渣棉三 级6000.04 + 0.16xl0-3t30414,4耐火层ri m热层保温层温度假设：t=750、t2 =650> t3 =400> t4 =70 八华由上表得知，九与T为线性关 A 一._ 1/. 2 = + )(+心)24 = 0.72 + O.5xlO-3 x-x (750 + 650)xl.l6 2=1.241w/n-4 = 0,062 + 0.177x10-3x-x (650 + 4

26、00)xl.l6 2= 0.180w/zC/ = 0.04 + 0.16xl0"3x-!-x(400 + 70)x 1.16 2=0.09vt7 m a = (7.1 + 0.052r4)x 1.16 = 12.46vv/,n2 热阻r = 6 +% + % + _!_ = L245C/w44144 Ct热流4 = 7；黑。=586.34卬面=1.241 w/ m 温度验算：与假设接近,= 640 < 9004-22 =0.180 mV/?= % = 262 < 600sA. = 0.09 w7 m Q=>t4 = 66.6 %且符合材料适用温度限制。a 12.46

27、w/?2-/? = 1.245/mq = 586.34vv/I22.6.2、加热段加热段炉壁温度:%口 + （1 -与）（1 -邑）夕% + %2（1 - 5。）厄2 + 4）（1 一 1）,闿-4式中：小小心分别为炉气，炉膛内壁、物料表面温度与、与一一分别为炉气和物料表面温度如一一炉壁对物料表面角系数由前面计算知T°= 1543 KJ2 = 1279 K ,将加热段的参数带入上式计算得:t=1177o材料最 高 温 度 ( )热导率（Kcal/m h- ） . 今度J（mm）轻质粘土砖130.25 +0.22 xlO-3t464（QN）00-1.0Tx = 1450 K材料选择和参

28、数假设:参考书【11t. =1177 P403-64炉 气 和 物 料 表 面 温 度 用硅藻土 隔热板 （A级）9000.062 + 0.177xl0-3t116呆 B矿渣 棉三级6000.04 + 0.16xl0-3t80保温层名，丸2耐火层2,4隔热层温度假设:t4 = 70_(犯"2 =-,产 11773 L = 850 > 1 t3 = 520、由上表得知，丸与T为线性关- 1.A=a + -b(Ti+T2)24 = 0.25 + 0.22 xl0-'x-x(1177 + 850)x 1.162= 0.549w/？均温度计L=JP81 表 4-1 及4 = 0

29、.549 hV/i? P96 表4-1热能与动力工程2008级工业炉设计说明书4=0.062 + 0.177 x 1 Of x _L x (850 + 520)x 1.16 2= 0.183w/m4 = 0,04 + 0.16xl0-3xlx(520 + 70)x 1.162=0.101vv/n/-a = (7 . 1 + 0 .052。)x 1 . 16 = 12 . 5 卬 / 热阻r = % + 2 + % +J_ = 2.WC/w711A T/ qCt热流 4 =导。=4923/温度验算：八-七=3 =八=761<9004 一八一八=% =建=454 < 6007t2f3

30、- f4 = Sq =，4 = 65.1C与假设接近，且符合材料温度限制。2.6.3、均热段为执田 匕力n执田泪 由A加知种J木田计4 =0.183vv/A3 = 0.101 vv/na = 12.5w/nrR = 2.34/wq = 492.3w/?7- /2叼疥取与JJH疥取施度才4P用日1以，4、用TT 算。2.7灰缝、膨胀缝和砌体尺寸2. 7. 1、灰缝炉顶：1mm炉底、烟道：3mm预热段：3mm加热段及均热段：21nm2.7.2、膨胀缝耐火粘土砖取膨胀缝：581nm预热段：每米砌体膨胀缝宽度为5mm； 加热段及均热段:每米砌体膨胀缝宽度为6mm.2.7.3、砌体尺寸耐火砖、硅藻土砖的

31、水平尺寸为116的 倍数，垂直尺寸为68的倍数。2. 8拱形结构设计2.8.1、 拱顶中心角根据参考书，暂取拱顶有两层，分别为耐 火层和绝热层。当炉子跨距4m,暂取中心角 为60°拱顶。2.8.2、 炉顶拱脚结构：根据参考书【1】P43图3-19所示，对于 炉温1250,跨度3. 5m的炉子，宜采用下 结构：参 考 书1 1 P41 表 3-7参 考 书1 1 P41 表 3-8参 考 书11P4241> 53mm拱脚砖与拱脚梁之间用耐火砖砌满(不能 用绝热砖)拱脚砖也可以砌在拱脚梁内，并用拱脚梁 拖住。拱形结构：拱形结构分为错砌和环砌法。 采用双层拱顶，同一拱脚方式。2.8.

32、3、拱顶材质与尺寸确定(1)预热段热能与动力工程2008级工业炉设计说明书材料最 高 温 度( )热导率力 (Kcal/m h- )/ T度5(m m)时k忌轻质 粘土 砖(QN)-1. 3a14000.35 + 0.3x1 Of t68X4硅藻土粉(熟9000.071 + 0.18xl0-3t68X2料)温度假设:t=750> t2 =500> t3 =60参 考 书 【31P81 表 4-1 及热能与动力工程2008级工业炉设计说明书P96 表 4-1 641热流750-201.532= 477w/m24 = 0.537 vv/r4 = 0. 142h7/z-a = 14.47

33、 vv/7zz2-/? = 1.532/hq = 477 v/ m2由前面得知： A=a + b(Tl+T2)4 = 0,35 + 0.3 x 1 Of x ； x (750 + 500)x 1.16 = 0.537vv/w4 = 0,071+ 0.18xl0-3x lx(500 + 60)xl. 16=0.142vv/n? a = (8.7 + 0.054r3)x 1.16 = 14.47w/m2 热阻R = £l +% + _!_ = L532C/W4 4 a温度验算:qnt【= 508C < 900Cq => t3 = 52与假设接近，且符合材料适用温度限 制。(2

34、)加热段材料最 高 温 度( )热导率/(Kcal/m h )度3(m m)轻质 粘± 砖(QN)-L 3b1300O.35 + O.3xlO-3t68X4硅藻 土粉 （熟料）9000.071 + 0.18xl0-3t68X2温度假设:t=1177> t, = 750 > t3 =70 I一。由前面得知： 7 = a + J_(7；+7J4 =O.35 + O.3xlO-3x-!-x (1177 + 750)xl.16 2= 0.741vv/w4 = 0.071+ 0.18xl0-3x|x(750 + 70)x 1.16= 0.144iv/m-a = (8.7 + 0.0

35、54q)xL16 = 14.2vv/zr 4 = 0.741 w/n 参 A, =0. 144m7/ a = 14.2vv/n23 1 P81 表 4-1 及 P96 表 4-1 6= 1.38/vv热阻r = % + % + _!_ = L38C/w4 几2 a=838 w/m2热流,=耳爰2 = 838卬加 温度验算:人一八=%q = f)= 869 <9001 A 2 <J -心=-=-q = r = 782 3 223与假设接近,且符合材料适用温度限制。(3)、均热段均热段与加热段温度分布相似, 所以不用计算。2. 8. 4、炉底砌砖(1)预热段绝热层，硅藻土砖耐火层“粘土

36、俱温度假设:t=750> t. =550、 " =30I.J材料最热导率/(Kcal/m h厚度5温 度 (c ) )(m m)4 = 0.632 H'/w参考 书【3】 P81表4T及P96 表 4-16耐火导轻质 粘土 砖(QN) -1.3b1300O.35 + O.3xlO-3t68X6硅藻 土粉 (熟料)9000.071 + 0.18xl0-3t68X3由前面得知：I = a + b(Tl+T2)4 = 0.35 + 0.3x 10-3 x x (750 + 550)x 1.162=0.632“，/”4 = 0,071+ O.18xlO-3xlx(55O + 3

37、O)x 1.162=0.123 卬/ "7 热阻犬=5+去=2.3。/卬A| 4热流9 =芸了 = 313、川2.3温度验算：= 3 =八=547 < 900cCJ 一七=2 g = r = 2823 223与假设接近，且符合材料适用 温度限制。(2)加热段R、, <5.,心 一 绝热层三藻土前耐火是” 粘土抖温度假设：/1177、t2 =800、友=0.123卬/?H = 2.3/wq = 33w/m2t3 =30三. 闫材料(Kcal/m h- )度。(mm)耐火层轻质 粘土(QN)-1. 3a14000.35+ 0.3x1 CT，t68X6硅藻 土隔 热板（A 级）

38、900O.O62 + O.177xlO-3t68X3由前面得知： 2 =a + b（Tx +八）4 =O.35 + O.3xlO-3 x|x(l 177 + 800)x 1.16 = 0.75w/”4 = 0,062 + 0.177x 10-3 x1x(800 + 30)xl.l6= 0.157vv/w参考 书【3】 P81表4T及P96 表 4-164 =0.75vv/w4=0.157 >"？热阻式曾+ £1 = 1.84/vv4 几)热流片写言=623M/温度验算：八= = 837 < 900<八一七=晨=27与假设接近，且符合材料适用 温度限制。(3

39、)均热段为避免腐蚀，上面侧砌一层镁砖或高铝砖(116mm),下面平砌45层粘土砖(45 X 68mm),再加两层绝热砖(2 X68mm)由于均热段采用实炉底，且上铺一层镁砖或高铝砖，其传热模型与前 面有所不同。做如下近似假设：a)钢坯与炉底直接接触，其传热方式为导热。b)钢热导率大，故近似认为炉 底上侧温度等于钢坯下表面温度。其传热模型如下:R = L84/wq = 623卬/nr参考 书 P45材料最 高 温 度 ( )热导率/ (Kcal/m h- r)厚 度3(m m)时裔县高 铝砖(LZ)-5514001.31-O.16xlO-3t116B火县轻质 粘土 砖(QN)-1. 3b1300

40、0.35+ 0.3x1 CT，t68X5热能与动力工程2008级工业炉设计说明书硅藻 土粉 （熟 料）900O.O71 + O.18xlO-3t68X2温度假设：t =1180 C、=1050C、t3 =750> t4 = 204 =1.31-0.16xl0-3xlx(11804-1050)xl.l62=1.31w/m-% = 0.35 + 0.3 x 10-3 x ； x (1050 + 750)x 1.164 = 1.3hv/n- 4=0.72vv/n % =0.167卬/?= 0.72w/”=0.071 + 0.18x10-3x-!-x(750+20)x1.162= 0.167vv

41、/w热阻”今+ % + £1 = L375C/w热流,=*黑2 = 844卬小温度验算:R = L375/m. q = 844iv/772。一八=2=h=1105<1300cCK<G-G=，q = % = 706 < 900%JQ = Q =19 Z3与假设接近，且符合材料适用 温度限制。2. 9炉子的金属结构2.9.1、主要构件(1)侧立柱侧立柱底板用基础中预埋的地脚螺 栓固定，侧立柱底板标高可用二次灌 找准，基础施工比较方便。(2)拱脚梁采用单根工字钢抵住拱脚砖，承受拱脚水平推力。(3)拉杆拉杆与侧立柱采用焊接连接，按结 构需要采用槽钢做拉杆。侧立柱间距为1.

42、16m,上拉杆距炉顶外缘的垂直距离150200mnb 取 180mm。2.9.2、拱顶金属结构计算(1)拱顶的体积和重量 对于双层炉顶，拱顶重量为G = y(R + f+(R + S +j其中：91 拱顶中心角，的=60。及一一拱顶半径， R = B = 3.2/» 与一一内外层材料厚度, 5. = 0.272= 0.136/h1 参考 书【1】 P47P 48参考 书【1】 P49 3-67热能与动力工程2008级工业炉设计说明书八G一内外层拱顶材料重度(NI 府)r =1300Ag/=600Zg/?"连续加热炉/取 1. 16mG = 17462N,两立柱之间拱顶长度，

43、一 般取lL7m,这里取1.16mG = 3. 14x60+ 2)0.272x13001802+ (3.2 + 0.272+0.136x600)xl,l6x9.82=17462N（2）钢结构计算炉子简化假设:将炉子看做一个整 体，拱顶不存在剪力和弯矩，无轴向 变形，只有轴向法线力。简化后炉子模型如下:选用2号热轧钢,第一组er =15200 N/cm2两根侧立柱之间拱顶作用在金属柱伤的水平推力：G17462/P =K1K、 = 3.0xl.866x= 48876N22其中：降一 G&K? = 1.866温度系数，k尸3.0拱顶重量,G = 17462N拱顶中心角修正系数,41由杠杆原理

44、，上拉杆受的拉力 p,=p（iA）加热段力较高，？相对较小，致/P=48876N参考 书【1】 P503-69使R最大1匕只需要校核加热段的拉杆即 可校核如下：拱顶矢高 H = = . _32 = 0.4294K, 4x1,866H = 0.429/h热能与动力工程2008级工业炉设计说明书hx = " + % + J = 0.429 + (0.272 + 0.136) + 0.18 = 1.017/?!< h2 =HI +H2 + J,. -H = 1.6 + 1.6 + 0.068x9-0.429 =3.383w h = % + h2 = 1.017 + 3.383 = 4

45、.4/nA.上拉杆上拉杆所受拉力48876x3.38314.4需求的上拉杆断面面积为工型= 2.47卅1 a 15200K = 40889 N.查表选取4. 5号等边角钢，边厚3mm,截面积2. 659卅B.侧立柱要求侧立柱上承受的最大弯矩:= 100Ph, /j = 100 x 48876 x 1.017 x 3.383 / 4.4= 3.822 xl06/c/n要求侧立柱断面系数：uz/r 13.822 x 106 小 /3Wy = Mme /cr = 251 AcmniiidA 工 J. ucrwA15200. 选取双槽钢的尺寸为200mm X73mm X 7mm , % =356cJ

46、>25147，/ c.拱脚梁其断面系数为拱脚梁所受水平方向弯矩一 100P L 100x48876x1.16 八- irx5xTMy = 7.087 x 10、N cmY 88拱脚梁水平方向上的断面系数H/ 0 7.087 xlO5 .二 3WiY = My /(j = =46.6c/拱脚梁所受垂直方向弯矩M v= 100 x x - = 100 x "二 x= 1.266 x 10? N - cmy2 828拱脚梁垂直方向上的断面系数J = 2.69c/?2选用4. 5号等边角钢A/nidV = 3.822 xlO6/V/c/nW7 = 251.4cm3MY =7.087 xlO5N-c/nWlY = 46.6c/?3参考 书 P503-71参考 书 P513-72 参考 书 P119 表1T参考 书 P51热能