重科大热工设备讲义07加热炉

7.加热炉７.1连续式加热炉推钢式连续加热炉类型环型炉步进炉炉膛空间形状炉膛空间尺寸炉型燃烧器种类燃烧器布置排烟口布置温度制度加热制度供热制度炉型适用范围炉型形状和温度制度供热制度说明二段连续加热炉单面加热：δ＜100mm或ｌ＜１ｍ两面加热：δ＞100mm或δ＜100mm且产量高加热段＋预热段Q1:Q2=(30-50%):(70-50%)遮蔽作用；热气上升三段连续加热炉较大断面钢坯预热段＋加热段＋均热段Q0:Q1:Q2=30:40:60注意温差控制多段连续加热炉板坯预热段＋加热段1＋加热段2＋均热段变化较大出炉烟气温度高顺流式连续加热炉顺逆流式连续加热炉带炉顶烧嘴的连续炉影响炉温制度的因素：燃料供入量Ｂ燃料的发热量Ｑ低析热系数φ[φ＝1-exp(-axb)]外部传热空气消耗系数ｎ影响因素：炉气再循环倍率Ｒ推钢速度ｖ钢的热物性λｍ，ｃｍ，αｍ加热厚度Ｓ内部传热受热面Ｆｍ一般分析：直接影响间接影响ＢＱ低↑ｎ↓（充分燃烧）φ↑Ｒ适当Ｔj↑推钢速度ｖ↑Ｔj↓注：Ｔj↑≠ｖ↑稳态温度制度与变温制度（稳态与非稳态）稳态温度制度ｔ炉＝ｆ（Ｌ）（稳态工况）操作参数改变趋于稳定物料变温制度ｔ炉＝ｆ（Ｌ，τ）（非稳态工况）注：①变温制度更接近于实际情况，有利于自动控制。②研究路线：稳态温度制度变温制度实际工况最佳炉温制度与加热炉生产计算机控制满足轧机要求加热炉生产计算机控制最佳炉温制度（一定的生产率）热效率最高，燃耗最低代替人工操作优化数学模型金属烧损最少现场测试经验模型最优化模型生产统计优化数学模型目标最优化计算约束条件如：加热速度最高表面温度注：①离线模型在线模型修正的在线模型控制模型②满足轧机要求的控制模型在热工角度未必是“最优模型”。炉内压力制度炉内静压场的组成由排烟系统形成的压力场(影响炉膛压力线上下移动)沿高度方向的几何压头形成的压力场（影响炉膛压力沿高度的分布ｔ，Ｈ）由炉内气体运动引起的压力场（气体射流作用引起的压力变化流速变化引起的压力变化气体沿途摩擦损失）对炉压的基本要求：沿炉长方向变化要小，保持零压线的位置影响因素：燃烧器位置、安装角度、射流出口动能等调节炉膛压力分布的一些办法：调节燃烧器安装位置防止下部烟气上浮炉型曲线不易变化太大注意侧烧嘴、端烧嘴的影响作用调节炉膛压力对温度分布的影响现场调节手段：烟道闸板升降烟道闸板↑炉子抽力↑炉子压力水平↓火焰长度↑炉子高温区后移，废气出炉温度↑（抽力加大、吸入冷空气增多）烟道闸板↓炉子抽力↓炉子压力水平↑火焰长度↓炉子高温区前移。若烟道闸板↓↓炉子压力水平↑↑燃烧过程↓炉温↓注：改变端出料炉炉头吸冷风的技术措施烧嘴角度调整法反向烧嘴法出料口火封法支烟道法端部空间减少法出料方式改变法炉膛尺寸（宽、长、高）的确定宽Ｂ：Ｂ＝２ｌ＋３ａＢ＝ｌ＋２ａ注：Ｂ＝４ｍ＞平顶吊挂结构＜拱顶结构长Ｌ：Ｌ：钢压长度ｍ；Ｇ：炉子生产率ｋｇ／ｈ；τ：金属加热时间ｈ；ｂ：每根料坯的宽度ｍ；ｍ：每根料坯的质量ｋｇ炉子全长：Ｌ＝Ｌｘｉ＋Ａ（Ａ＝１．４－２．５）注：①公式解析②Ｌｘｉ太短生产率或加热质量不能满足要求太长拱钢现象出现（允许推钢比＝Ｌｘｉ／Ｓ＝２００－３００）③各段长度比例由计算或经验确定③均热段实炉底段的作用：消除钢坯下表面滑动水管黑印高Ｈ：Ｈｉ＝ｆ（燃料种类，燃烧器布置，热负荷……）经验确定高度一般范围(mm)注意事项煤燃料重油Ｈ11400-1900烧嘴安装（上，下）1000-1200降低一些Ｈ21600-2500烧嘴安装（上，下）Ｈ3700-1200Ｈ4＞Ｈ３支柱、水管；减阻Ｈ51500-1600降速增压，防冒气Ｈ61200-1500供燃料量少，充满Ｈ7600-700防拱钢7.1.2环型加热炉加热对象：用推钢式连续加热炉难以加热的物料。室状炉：机械化操作困难，产量低（车轮，轮箍坯，饼等异型料坯）斜底炉：炉压难以控制（无缝钢管坯）

旋转出料机出料门均热段加热段预热段装料门加料机工作原理：出料机出料门均热段加热段预热段装料门加料机结构特点：按需要的速度正常旋转的环形炉底回转装置环形炉底定心装置水封外侧墙切向烧嘴布置位置内侧墙方向炉顶径向热工特点预热段的炉底温度高（有利于下部加热；防止升温过快）可留有和控制料坯间距，有利于断面温度均匀化。料坯在炉中的实际路程较长，加热均匀炉子实际长度长，注意炉压控制。炉底利用系数低。炉子为实炉底。7.1.3步进炉目的要求较大产量时①炉子能适应各种工况变化要求加热时间变化时待轧时料坯厚度变化时②对炉子长度和产量要求较大时结构特点（炉底）耐热钢步进梁及固定梁炉底单面加热（步进床）耐火材料覆盖步进梁炉底双面加热水冷步进梁炉底步进机构密封结构进出料机构热工特点加热灵活性好加热质量好炉长无限制易于操作和实现自动化7.2均热炉加热对象：钢锭特点：钢锭大，热锭多，容量匹配，轧机满足常规炉型蓄热式均热炉底部中心烧嘴均热炉上部四角烧嘴均热炉上部单侧烧嘴均热炉加热制度二期加热制度三期加热制度“逆Ｌ”加热制度7.3室式锻造加热炉连续式锻造加热炉室式热工特点燃烧系统炉温：１２５０－１３５０℃加热温度：１１５０－１２８０℃断面温差：５０－８０℃燃料：煤气。燃油，煤使用评价：炉温，温控，过程稳定，污染火焰和炉气组织原则：直接入炉，避开工件，循环良好，炉温均匀,调节方便，余热利用。气流组织烧嘴位置：侧墙排烟口位置：炉门口顶部和两侧；必要时，后墙，侧墙加热制度恒定炉温加热制度变炉温加热制度尺寸较小尺寸较大使用形状规则形状不规则范围合金元素少合金元素多核心：热应力问题热工指标炉底面积(m2)炉底强度（kg/m2.h）其它说明＜１350-450热效率低１