热工设备与节能技术 第七章

1、 第七章第七章 工业炉热工制度工业炉热工制度 包括物料的加热温度、加热的均匀性、加热速度和加热时包括物料的加热温度、加热的均匀性、加热速度和加热时 间等。间等。 加热工艺制度加热工艺制度 物料进行加热计算的前提是要确定合适的热工制度，也是物料进行加热计算的前提是要确定合适的热工制度，也是 工业炉投产后热工操作制度的依据。工业炉投产后热工操作制度的依据。 工业炉的热工制度受料坯的材质、形状、尺寸的不同而有工业炉的热工制度受料坯的材质、形状、尺寸的不同而有 所区别。所区别。 1. 工业炉的热工制度包括以下内容：工业炉的热工制度包括以下内容： 炉温制度炉温制度 指炉内的温度分布，主要是炉温沿炉长（随

2、时间）的变化。指炉内的温度分布，主要是炉温沿炉长（随时间）的变化。 炉压制度炉压制度 指炉内压力沿炉长（或根据炉型、燃烧方式和操作制度不同）指炉内压力沿炉长（或根据炉型、燃烧方式和操作制度不同） 分布的规律。分布的规律。 供热制度供热制度 指热负荷沿炉长（随时间）的比例分配（变化）。指热负荷沿炉长（随时间）的比例分配（变化）。 炉温制度要靠供热制度来实现，供热制度是在工业炉热工炉温制度要靠供热制度来实现，供热制度是在工业炉热工 操作中实现温度制度的手段。通常将炉温制度和供热制度简称操作中实现温度制度的手段。通常将炉温制度和供热制度简称 为温热制度。为温热制度。 以上几个方面是相互联系又相互制约

3、的。其中以炉温制度以上几个方面是相互联系又相互制约的。其中以炉温制度 最为重要，也是最为活跃的因素。它是实现加热工艺要求的保最为重要，也是最为活跃的因素。它是实现加热工艺要求的保 证，是制定炉压制度与供热制度的依据，也是工业炉进行操作证，是制定炉压制度与供热制度的依据，也是工业炉进行操作 与控制的最直观的参数。与控制的最直观的参数。 它们都和工艺过程密切相关。而炉型或炉膛曲线则是实现既它们都和工艺过程密切相关。而炉型或炉膛曲线则是实现既 定的热工制度的主要条件。定的热工制度的主要条件。 在周期加热炉中的热工制度可以靠控制时间变更供入炉内热在周期加热炉中的热工制度可以靠控制时间变更供入炉内热 量

4、的方法来实现。量的方法来实现。 工业炉的温度制度和压力制度将影响到工业炉的生产率、热工业炉的温度制度和压力制度将影响到工业炉的生产率、热 效率、加热质量、炉体寿命和操作条件等。效率、加热质量、炉体寿命和操作条件等。 这里所说的连续式加热炉炉型主要指炉膛空间的形状、尺寸这里所说的连续式加热炉炉型主要指炉膛空间的形状、尺寸 及燃烧装置的形式、数量、分配、布置和排烟口的布置等。这是及燃烧装置的形式、数量、分配、布置和排烟口的布置等。这是 一个十分重要的问题，炉型结构设计合理与否，对工业炉产量、一个十分重要的问题，炉型结构设计合理与否，对工业炉产量、 加热质量和燃耗指标都有很大的影响。加热质量和燃耗指

5、标都有很大的影响。 2.工业炉温热制度的选择要求工业炉温热制度的选择要求 尽可能提高工业炉的生产率，这主要是靠强化炉膛传热，尽可能提高工业炉的生产率，这主要是靠强化炉膛传热， 保证最大的平均热流，即提高炉气与金属间的平均辐射温压；保证最大的平均热流，即提高炉气与金属间的平均辐射温压； 尽可能提高工业炉的热效率，降低热耗；尽可能提高工业炉的热效率，降低热耗； 满足加热工艺的要求，保证良好的加热质量。主要是保证满足加热工艺的要求，保证良好的加热质量。主要是保证 所要求的加热温度和烧透的程度，减少氧化和脱碳，避免过热、所要求的加热温度和烧透的程度，减少氧化和脱碳，避免过热、 过烧、粘钢、烧裂、硬心和

6、阴阳面等。过烧、粘钢、烧裂、硬心和阴阳面等。 因此，在设计时工业炉的段数、供热和排烟位置、炉型轮廓等常常因此，在设计时工业炉的段数、供热和排烟位置、炉型轮廓等常常 主要是从保证合理的炉温制度和炉压制度出发来考虑的；而其基本的供主要是从保证合理的炉温制度和炉压制度出发来考虑的；而其基本的供 热、供风、排烟操作的目的就是调温、调压、调气氛。所以，除了特殊热、供风、排烟操作的目的就是调温、调压、调气氛。所以，除了特殊 的气氛要求以外，几乎全部的热工操作就在于控制工业炉的温度和压力。的气氛要求以外，几乎全部的热工操作就在于控制工业炉的温度和压力。 所谓所谓“燃烧控制燃烧控制”就是在良好的燃烧条件下实现

7、炉温制度的给定值的控就是在良好的燃烧条件下实现炉温制度的给定值的控 制。制。 需要强调的是，炉温和工业炉生产率存在着动态平衡关系。需要强调的是，炉温和工业炉生产率存在着动态平衡关系。 强化供热，提高炉温，将使生产率加大；而生产率加大（出钢量强化供热，提高炉温，将使生产率加大；而生产率加大（出钢量 增加），料坯从炉中吸取了更多的热量，又使炉温降低，最后达增加），料坯从炉中吸取了更多的热量，又使炉温降低，最后达 到平衡。到平衡。 3. 工业炉热工计算的特点：工业炉热工计算的特点： 各种连续式加热炉，无论其具体结构如何，热工制度是类似各种连续式加热炉，无论其具体结构如何，热工制度是类似 的，计算方法

8、基本相同。只是在进行具体的计算时，要考虑到各的，计算方法基本相同。只是在进行具体的计算时，要考虑到各 自的具体特点，主要表现为以下两点：自的具体特点，主要表现为以下两点： 具有调节的灵活性，能适应产量、钢种和料坯规格的变化，具有调节的灵活性，能适应产量、钢种和料坯规格的变化， 便于处理停轧、待轧等事故。便于处理停轧、待轧等事故。 此外，还必须考虑工业炉的寿命、筑炉和修炉成本、操作方此外，还必须考虑工业炉的寿命、筑炉和修炉成本、操作方 便性、便于自动控制、有利于环境保护等。便性、便于自动控制、有利于环境保护等。 炉底结构不同。炉底结构不同。 转底式环形炉炉底在由高温的均热段转向低温的预热段时，转

9、底式环形炉炉底在由高温的均热段转向低温的预热段时， 由于炉底蓄热的缘故，此时炉底温度大于炉膛温度。在装料后的由于炉底蓄热的缘故，此时炉底温度大于炉膛温度。在装料后的 初期阶段，能对料坯进行加热，而且物料断面尺寸越小，则热炉初期阶段，能对料坯进行加热，而且物料断面尺寸越小，则热炉 底的作用越显著。因此能缩短物料的加热时间。底的作用越显著。因此能缩短物料的加热时间。 值得一提的是，加热终了时料坯内外的温差与最初的加热条值得一提的是，加热终了时料坯内外的温差与最初的加热条 件无关，而取决于加热末了的受热条件。因此，热炉底的砖衬蓄件无关，而取决于加热末了的受热条件。因此，热炉底的砖衬蓄 热对物料加热终

10、了的温度分布没有什么影响，只是起到了缩短加热对物料加热终了的温度分布没有什么影响，只是起到了缩短加 热时间的作用。热时间的作用。 料坯受热状况的不同。料坯受热状况的不同。 如推送式连续加热炉的加热属于一维平板传导传热。步进式如推送式连续加热炉的加热属于一维平板传导传热。步进式 加热炉、转底式环形炉内，由于料坯之间尚有间隙，因而是二维加热炉、转底式环形炉内，由于料坯之间尚有间隙，因而是二维 传导传热。传导传热。 一、炉温制度一、炉温制度 金属加热时，截面温差远小于金属表面与炉温之间温差的为金属加热时，截面温差远小于金属表面与炉温之间温差的为 “薄材薄材”。反之，截面温差很大，需考虑保温时间的为。

11、反之，截面温差很大，需考虑保温时间的为“厚材厚材”。 来判来判“厚材厚材”与与“薄材薄材”不能用简单的几何尺寸来判定，而不能用简单的几何尺寸来判定，而 应用比欧准数应用比欧准数Bi来判别，它反映了加热物料内、外热阻之比。来判别，它反映了加热物料内、外热阻之比。 S S Bi 1 应根据被加热的物料属于厚材还是薄材，确定合适的炉温制度。应根据被加热的物料属于厚材还是薄材，确定合适的炉温制度。 工业炉可分为连续操作和周期操作，它们的温度制度可分为工业炉可分为连续操作和周期操作，它们的温度制度可分为 连续式和周期式温度制度，一般包括以下一些制度。连续式和周期式温度制度，一般包括以下一些制度。 1.一

12、段（室状加热炉）温度制度一段（室状加热炉）温度制度 一段温度制度即把物料放在炉温基本不变的工业炉中进行快一段温度制度即把物料放在炉温基本不变的工业炉中进行快 速加热，物料的表面和中心温度逐渐上升，加热到所要求的温度速加热，物料的表面和中心温度逐渐上升，加热到所要求的温度 时，立即出炉。时，立即出炉。 这种制度适用于导热性好、塑性好的薄板坯、小断面的料坯，这种制度适用于导热性好、塑性好的薄板坯、小断面的料坯， 亦即亦即Bi0.25Bi0.25，或者是热装的物料，可以直接放入高温的炉膛内，或者是热装的物料，可以直接放入高温的炉膛内 加热而不致产生危险温度应力时的加热。这种料坯加热后，温差加热而不致

13、产生危险温度应力时的加热。这种料坯加热后，温差 小，无须均热。小，无须均热。 这一制度的示意图如图所示。这一制度的示意图如图所示。 2. 二段（二期）式温度制度二段（二期）式温度制度 与连续加热炉与连续加热炉 二段炉温制度，炉温分为预二段炉温制度，炉温分为预 热段和加热段两段，物料先经预热段和加热段两段，物料先经预 热后被加热。热后被加热。 这种温度制度加热料坯的适这种温度制度加热料坯的适 这种炉型应范围为透热深度小于这种炉型应范围为透热深度小于 多用于中、小型加热炉、中板板坯加热炉和小型合金钢加热炉。多用于中、小型加热炉、中板板坯加热炉和小型合金钢加热炉。 在室状加热炉上，二期加热制度由加热

14、期和均热期组成。在加热在室状加热炉上，二期加热制度由加热期和均热期组成。在加热 期物料表面温度上升很快，而中心温度上升得慢，物料断面上的温差期物料表面温度上升很快，而中心温度上升得慢，物料断面上的温差 大。为了使断面温度趋于均匀，需经过均热期，使物料表面与中心的大。为了使断面温度趋于均匀，需经过均热期，使物料表面与中心的 温差逐渐缩小而趋均匀。温差逐渐缩小而趋均匀。 通常冷装或低温热装的低碳钢钢锭及热装的合金钢钢锭在均通常冷装或低温热装的低碳钢钢锭及热装的合金钢钢锭在均 热炉或室状炉内加热时可采用这种加热制度。此外，这种加热制热炉或室状炉内加热时可采用这种加热制度。此外，这种加热制 度也适应于

15、对管束件、板叠件或成批小件的加热。度也适应于对管束件、板叠件或成批小件的加热。 连续式加热炉的炉膛空间形状、尺寸及燃烧装置的形式、数连续式加热炉的炉膛空间形状、尺寸及燃烧装置的形式、数 量、分配、布置和排烟口的布置等都是十分重要内容，炉型结构量、分配、布置和排烟口的布置等都是十分重要内容，炉型结构 设计合理与否，对工业炉产量、加热质量和燃耗指标都有很大的设计合理与否，对工业炉产量、加热质量和燃耗指标都有很大的 影响。影响。 较为理想的炉温制度要求加热段的温度沿炉长方向保持恒定较为理想的炉温制度要求加热段的温度沿炉长方向保持恒定, 使炉温与料坯之间在此炉温条件下具有最大的平均辐射温压，以使炉温与

16、料坯之间在此炉温条件下具有最大的平均辐射温压，以 提高加热速度。而在预热段则要求沿炉长方向有较大的温度降，提高加热速度。而在预热段则要求沿炉长方向有较大的温度降， 利用加热段过来的高温烟气来预热物料，降低烟气出炉温度，有利用加热段过来的高温烟气来预热物料，降低烟气出炉温度，有 利于降低燃料消耗，从而使连续加热炉的热效率大于室状加热炉。利于降低燃料消耗，从而使连续加热炉的热效率大于室状加热炉。 连续加热炉的炉膛也相应划分为两段。加热段为燃料燃烧空间，炉连续加热炉的炉膛也相应划分为两段。加热段为燃料燃烧空间，炉 膛较高，空间较大。预热段为余热利用空间，用压低炉膛高度以加大炉膛较高，空间较大。预热段

17、为余热利用空间，用压低炉膛高度以加大炉 气流速，强化对流传热。两段交界处的炉顶及炉底为倾斜面，明显地将气流速，强化对流传热。两段交界处的炉顶及炉底为倾斜面，明显地将 两段隔开，以减少加热段向预热段的辐射热量，使加热段保持恒定的高两段隔开，以减少加热段向预热段的辐射热量，使加热段保持恒定的高 温，也使两端保持较大的温差。炉尾处炉顶略有抬高，可减缓烟气在炉温，也使两端保持较大的温差。炉尾处炉顶略有抬高，可减缓烟气在炉 尾的速度，尽可能避免烟气从炉尾进料口喷出，改善炉尾操作区域的工尾的速度，尽可能避免烟气从炉尾进料口喷出，改善炉尾操作区域的工 作环境。作环境。 工业炉的供热点一般为两点（端加热与下侧

18、加热）；也有三点的，工业炉的供热点一般为两点（端加热与下侧加热）；也有三点的， 即再增加个上侧加热。由于受火焰的温度场及供热点配置的影响和限制，即再增加个上侧加热。由于受火焰的温度场及供热点配置的影响和限制， 实际的炉温制度呈现为沿炉长递减的曲线形式。在两段交界处的曲线斜实际的炉温制度呈现为沿炉长递减的曲线形式。在两段交界处的曲线斜 率较大。从实际温度曲线与理想温度曲线的差别可以看出（见图率较大。从实际温度曲线与理想温度曲线的差别可以看出（见图3-33-3），）， 在连续加热炉中采用炉顶平焰烧嘴是较为理想的，或采用长火焰燃烧也在连续加热炉中采用炉顶平焰烧嘴是较为理想的，或采用长火焰燃烧也 较为

19、有利。较为有利。 确定了炉型后，料坯在炉内的加热时间由炉温制度、出炉温度、放确定了炉型后，料坯在炉内的加热时间由炉温制度、出炉温度、放 置情况和料坯材质等决定。置情况和料坯材质等决定。 比起一段供热的温度制度，二段供热制度延长了高温段。这样，在比起一段供热的温度制度，二段供热制度延长了高温段。这样，在 保证最高炉温不变的条件下提高了平均辐射温压，因而提高了工业炉的保证最高炉温不变的条件下提高了平均辐射温压，因而提高了工业炉的 生产率。显然，加热段越长，烟气出炉温度越高（见图生产率。显然，加热段越长，烟气出炉温度越高（见图3-4中虚线），中虚线）， 则工业炉生产率也越高。提高烟气的出炉温度，虽然

20、能提高工业炉生产则工业炉生产率也越高。提高烟气的出炉温度，虽然能提高工业炉生产 率，但却增大了烟气从炉膛带走的热量，有可能降低工业炉的热效率。率，但却增大了烟气从炉膛带走的热量，有可能降低工业炉的热效率。 因而必须考虑创造良好的余热利用条件。此外，对于加热高合金钢料坯因而必须考虑创造良好的余热利用条件。此外，对于加热高合金钢料坯 的工业炉，必须考虑温度应力可能造成的危害。的工业炉，必须考虑温度应力可能造成的危害。 二段温度制度的另一个特点是没有均热段。金属在出炉前没有进二段温度制度的另一个特点是没有均热段。金属在出炉前没有进 行减小断面温差的均热，所以加热段的炉温不能太高。在炉型上，二段行减小

21、断面温差的均热，所以加热段的炉温不能太高。在炉型上，二段 工业炉增加了下加热后，不仅延长了高温段，而且使料坯得到了上下两工业炉增加了下加热后，不仅延长了高温段，而且使料坯得到了上下两 面较对称加热，增加了金属受热面积，因而提高了生产率，减小了断面面较对称加热，增加了金属受热面积，因而提高了生产率，减小了断面 温差，得到了较均匀的加热质量。温差，得到了较均匀的加热质量。 二段式温度制度的特点：二段式温度制度的特点： 3. 三段（三期）温度制度与三段式连续加热炉三段（三期）温度制度与三段式连续加热炉 从二段式加热温度曲线来看，二段温度制度存在着一些不可避免从二段式加热温度曲线来看，二段温度制度存在

22、着一些不可避免 的缺点，加热段终了料坯上下或内外温差较大，尤其当料坯厚度增大的缺点，加热段终了料坯上下或内外温差较大，尤其当料坯厚度增大 时更甚。加热高合金钢时，二段式炉控制温度制度显得不够灵活。从时更甚。加热高合金钢时，二段式炉控制温度制度显得不够灵活。从 提高炉底强度、增加工业炉产量的目的来看，二段式炉要进一步提高提高炉底强度、增加工业炉产量的目的来看，二段式炉要进一步提高 加热段炉温就必然受到金属出炉表面温度及断面温差的限制。因此，加热段炉温就必然受到金属出炉表面温度及断面温差的限制。因此， 进一步提高炉温确有困难，有鉴于此，在二段式加热的基础上形成了进一步提高炉温确有困难，有鉴于此，在

23、二段式加热的基础上形成了 三段式连续加热炉。三段式连续加热炉。 三段式炉温制度按炉温分为三段式炉温制度按炉温分为预热段、加热段预热段、加热段和和均热段均热段，适应加热，适应加热 断面较大，一般透热深度大于断面较大，一般透热深度大于80120mm的料坯。的料坯。 对于热合金钢、高碳钢、中碳钢以及对料坯加热温度及其均匀性对于热合金钢、高碳钢、中碳钢以及对料坯加热温度及其均匀性 要求较高或要求炉底强度较大的工业炉，多采用三段式温度制度。要求较高或要求炉底强度较大的工业炉，多采用三段式温度制度。 与二段式炉温制度相比，三段式炉温制度提高了加热段的温与二段式炉温制度相比，三段式炉温制度提高了加热段的温

24、度，实行强化加热，可以得到较高的生产率；均热段能减小断面度，实行强化加热，可以得到较高的生产率；均热段能减小断面 温差并控制出炉温度，在同样的较大的生产率的条件下可以得到温差并控制出炉温度，在同样的较大的生产率的条件下可以得到 断面温度均匀的加热质量；预热段可利用加热段炉气余热，获得断面温度均匀的加热质量；预热段可利用加热段炉气余热，获得 较高的热效率。所以被认为是理想的温度制度。较高的热效率。所以被认为是理想的温度制度。 三段式温度制度的特点：三段式温度制度的特点： 三段式炉型在二段式基础上三段式炉型在二段式基础上增加了一个温度能单独控制的均增加了一个温度能单独控制的均 热段热段。因此，在结

25、构上。因此，在结构上实现了均热段和加热段分别供热实现了均热段和加热段分别供热，两段之，两段之 间炉顶下压，以减少相互间的辐射热交换。此外，还为加热段安间炉顶下压，以减少相互间的辐射热交换。此外，还为加热段安 装端部上烧嘴留有充分空间，并保持均热段炉底处压力大些，以装端部上烧嘴留有充分空间，并保持均热段炉底处压力大些，以 减少吸冷风现象，对端出料的工业炉尤其如此。温度制度依靠调减少吸冷风现象，对端出料的工业炉尤其如此。温度制度依靠调 节烧嘴的供热量来实现。节烧嘴的供热量来实现。 三段式连续加热炉般有三个供热点，即均热段、上加热和三段式连续加热炉般有三个供热点，即均热段、上加热和 下加热。典型的炉

26、型及温度制度示意图见图下加热。典型的炉型及温度制度示意图见图3-5。 T4即出炉温度，为给定条件。即出炉温度，为给定条件。 T3可取作为可取作为t3=t4。 t2一般为一般为400800。取得高，。取得高， 则表面升温速度较快，而表面和中心温则表面升温速度较快，而表面和中心温 差可能太大。对有些低温情况下塑性较差可能太大。对有些低温情况下塑性较 差的钢来说，有可能因温度应力而出现差的钢来说，有可能因温度应力而出现 裂纹，故应适当考虑这特点。裂纹，故应适当考虑这特点。 T1即料坯入炉温度。即料坯入炉温度。 4. 多点供热连续加热炉多点供热连续加热炉 对于大型料坯、中厚板及连续薄板生产来说，轧机产

27、量很大，料坯对于大型料坯、中厚板及连续薄板生产来说，轧机产量很大，料坯 的单重大，而断面厚，并且具有不同的规格。此时，三段式加热炉小时的单重大，而断面厚，并且具有不同的规格。此时，三段式加热炉小时 产量往往达不到要求，势必要增加工业炉座数，但这又会带来其他方面产量往往达不到要求，势必要增加工业炉座数，但这又会带来其他方面 的问题。提高工业炉生产率的办法，一是将工业炉适当加长（受到推钢的问题。提高工业炉生产率的办法，一是将工业炉适当加长（受到推钢 极限长度的限制，过长要发生极限长度的限制，过长要发生“拱钢拱钢”现象），二是多增设供热点，因现象），二是多增设供热点，因 而出现了多点供热的连续加热炉

28、。而出现了多点供热的连续加热炉。 多点供热的连续加热炉一般有着第二甚至第三加热段，所以钢的温多点供热的连续加热炉一般有着第二甚至第三加热段，所以钢的温 度上升较快。第一加热段炉温不太高可防止钢坯表面出现过热。另外，度上升较快。第一加热段炉温不太高可防止钢坯表面出现过热。另外， 这种炉型可以灵活地调节加热温度以适应不同的加热制度和生产率，多这种炉型可以灵活地调节加热温度以适应不同的加热制度和生产率，多 数情况下炉底强度也高，温热制度操作灵活。数情况下炉底强度也高，温热制度操作灵活。 但是这种炉型在强化炉内传热的同时，排烟温度提高了，必须考虑但是这种炉型在强化炉内传热的同时，排烟温度提高了，必须考

29、虑 有效地解决余热利用问题，使强化加热的炉温制度在经济上合理。有效地解决余热利用问题，使强化加热的炉温制度在经济上合理。 5.炉温制度的确定方法炉温制度的确定方法 炉温制度的确定直接影响到工业炉的各种能耗指标，也直接影响炉炉温制度的确定直接影响到工业炉的各种能耗指标，也直接影响炉 体尺寸。在改进工业炉时最容易改变的，也就是炉温制度。体尺寸。在改进工业炉时最容易改变的，也就是炉温制度。 以连续炉为例，加热段炉温和均热段炉温都比较合适，而延长预热以连续炉为例，加热段炉温和均热段炉温都比较合适，而延长预热 段长度，可使出炉烟气温度降低，工业炉的能耗指标较好。相反，即使段长度，可使出炉烟气温度降低，工

30、业炉的能耗指标较好。相反，即使 加热段和均热段温度合适，但预热段偏短，会导致出炉烟气温度升高，加热段和均热段温度合适，但预热段偏短，会导致出炉烟气温度升高， 工业炉的能耗指标变差。工业炉的能耗指标变差。 二、供热制度二、供热制度 在设计计算中，热平衡的计算方法有两种：一是做全炉的热平衡，在设计计算中，热平衡的计算方法有两种：一是做全炉的热平衡， 二是做工业炉的分段（分期）热平衡。热平衡方式不同，得到的结果也二是做工业炉的分段（分期）热平衡。热平衡方式不同，得到的结果也 不同。前者得到的是全炉总的燃耗量，后者得到的则是分段燃耗量。显不同。前者得到的是全炉总的燃耗量，后者得到的则是分段燃耗量。显

31、然，做分段热平衡时工业炉各段的燃料分配是经过计算获得的，一般较然，做分段热平衡时工业炉各段的燃料分配是经过计算获得的，一般较 为准确可靠。而做全炉热平衡时只能通过各段供热比例的经验数据，才为准确可靠。而做全炉热平衡时只能通过各段供热比例的经验数据，才 能获得各段分配。能获得各段分配。 显然，在既定的工业炉中，改变供燃（热）方式，也就改变了工业显然，在既定的工业炉中，改变供燃（热）方式，也就改变了工业 炉的温度制度。不同钢种用同一种工业炉生产，其供热制度也应有所变炉的温度制度。不同钢种用同一种工业炉生产，其供热制度也应有所变 化，这可以通过多方案的计算来确定。同时，供热制度不是可以无限制化，这可

32、以通过多方案的计算来确定。同时，供热制度不是可以无限制 调整的，工业炉产量的适应能力也是有限的。一般而言，最大产量在平调整的，工业炉产量的适应能力也是有限的。一般而言，最大产量在平 均产量均产量1.21.3倍的情况下生产，工业炉的效率影响不大。因此，供倍的情况下生产，工业炉的效率影响不大。因此，供 热能力与设计能力相比留的余量约为热能力与设计能力相比留的余量约为1.21.3倍强。倍强。 炉型和温度制度存在着一定的关系，而工业炉各供热段的燃料分配炉型和温度制度存在着一定的关系，而工业炉各供热段的燃料分配 比随着炉型与炉温制度的不同而变，并有一定的调整范围以适应不同钢比随着炉型与炉温制度的不同而变

33、，并有一定的调整范围以适应不同钢 种与不同产量的要求。但当炉型确定之后，由于热工操作（如供热、燃种与不同产量的要求。但当炉型确定之后，由于热工操作（如供热、燃 烧调节、压力控制和料坯推进速度等）不同还可以得到不同的温度制度烧调节、压力控制和料坯推进速度等）不同还可以得到不同的温度制度 和热流分布。和热流分布。 供热情况包括供入炉内总热负荷的大小及热负荷在各段的分配比例。供热情况包括供入炉内总热负荷的大小及热负荷在各段的分配比例。 各段燃料分配比是以工业炉燃料消耗总量为来计算各段燃料消耗占各段燃料分配比是以工业炉燃料消耗总量为来计算各段燃料消耗占 的比例的。而设计中各段燃烧装置的供热能力则是按燃

34、料分配比例相应的比例的。而设计中各段燃烧装置的供热能力则是按燃料分配比例相应 配置，其总和为燃料消耗总量的，叫做供热能力分配比。这样就可以保配置，其总和为燃料消耗总量的，叫做供热能力分配比。这样就可以保 证工业炉在最大燃料消耗状况下，各段燃料分配比有一定的调节范围。证工业炉在最大燃料消耗状况下，各段燃料分配比有一定的调节范围。 影响各段燃料分配比的因素很多，主要有炉温制度及其变化范围、影响各段燃料分配比的因素很多，主要有炉温制度及其变化范围、 燃料种类及燃烧方式、工业炉结构和产量高低等。燃料种类及燃烧方式、工业炉结构和产量高低等。 表表3-4 括号中所列数据为架空炉底均热床的供热分配。下加热之

35、所括号中所列数据为架空炉底均热床的供热分配。下加热之所 以供入较多的燃料是因为下加热由于冷却水管的吸热作用以及热气体上以供入较多的燃料是因为下加热由于冷却水管的吸热作用以及热气体上 浮的影响而处于不利的情况，故供入热量比上加热多。如果炉底是采用浮的影响而处于不利的情况，故供入热量比上加热多。如果炉底是采用 无水冷滑轨而显著减少下部吸热，将引起下部供热比例相应有所降低。无水冷滑轨而显著减少下部吸热，将引起下部供热比例相应有所降低。 三、炉压制度三、炉压制度 炉内的温度场、流场、密度场、浓度场都是相互牵制的，这使得从炉内的温度场、流场、密度场、浓度场都是相互牵制的，这使得从 设计的角度解决好炉压分

36、布难度大为增加。尽管如此，定性地了解影响设计的角度解决好炉压分布难度大为增加。尽管如此，定性地了解影响 炉压分布的因素并定性解决好炉压分布还是十分必要的。炉压分布的因素并定性解决好炉压分布还是十分必要的。 连续加热炉炉压大小及其分布是组织火焰形状、调整温度场及控制炉连续加热炉炉压大小及其分布是组织火焰形状、调整温度场及控制炉 内气氛的重要手段之一。它影响到钢料的加热速度和质量，也影响着燃料内气氛的重要手段之一。它影响到钢料的加热速度和质量，也影响着燃料 利用的程度，尤其是工业炉出料端（均热段）处的炉膛压力更为重要。利用的程度，尤其是工业炉出料端（均热段）处的炉膛压力更为重要。 炉压沿炉长方向的

37、分布，随炉型、燃料燃烧方式及操作制度不同而炉压沿炉长方向的分布，随炉型、燃料燃烧方式及操作制度不同而 异。烧嘴供入炉内流股的能量使炉压增高，当配置多排烧嘴时，则会使异。烧嘴供入炉内流股的能量使炉压增高，当配置多排烧嘴时，则会使 炉压累计增加，而使用反向烧嘴其结果则恰好相反。由于热气体的作用，炉压累计增加，而使用反向烧嘴其结果则恰好相反。由于热气体的作用， 在工业炉的垂直方向还存在着位压差。安装炉顶烧嘴可以借助于烧嘴流在工业炉的垂直方向还存在着位压差。安装炉顶烧嘴可以借助于烧嘴流 股的动量造成向下递增的垂直压力分布，而沿炉长方向的动量很小。股的动量造成向下递增的垂直压力分布，而沿炉长方向的动量很

38、小。 炉气是带热介质，它在炉内的流动情况直接影响着炉内温度分布。炉气是带热介质，它在炉内的流动情况直接影响着炉内温度分布。 工业炉的炉门、孔洞是与外界相通的，炉内压力的分布情况不同将会引起工业炉的炉门、孔洞是与外界相通的，炉内压力的分布情况不同将会引起 炉气与外界冷空气之间的相互流通。炉压的控制直接影响炉温，当烟囱抽炉气与外界冷空气之间的相互流通。炉压的控制直接影响炉温，当烟囱抽 力太大，造成炉内负压时，要引起冷空气的吸入而使炉温降低力太大，造成炉内负压时，要引起冷空气的吸入而使炉温降低 并加剧金并加剧金 属的氧化烧损。当强化操作时，如排烟不顺，造成炉压过高，又会使炉气属的氧化烧损。当强化操作时，如排烟不顺，造成炉压过高，又会使炉气 外溢而增加热损