加热炉推料结构设计

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1、XX学院毕业设计说明书 课 题 加热炉推料机构设计 子 课 题 同 课 题 学 生 专 业 姓 名 班 级 学 号 指 导 教 师 完 成 日 期 I摘 要：在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。加热炉是工业炉窑的一大类别，是指被加热的物料在炉内基本不发生物态变化和化学反应的炉子。对于冶金行业来说

2、，加热炉是指金属压力加工前的加热和金属制成品及半成品的热处理等用炉。小型加热炉是科研院所及厂矿常用的热处理或加热设备。随着科学技术的不断发展，加热炉的理论和实践在不断深化和日趋完善，加热炉的结构型式也在不断演进。优质、高产、低消耗的新式炉型不断涌现，加热炉的结构目前仍处在不断变革之中，以满足生产工艺对炉子的技术经济要求，即经济、高产、低消耗、炉子寿命长、劳动条件好。目录绪论：1第1章 加热炉推料机构设计思路2第2章 加热炉的分类32.1推钢式连续加热炉32.2进式连续加热炉32.3底式加热炉32.4分室式快速加热炉3第3章 加热炉的结构53.1辐射室53.2对流室53.3余热回收系统53.4通

3、风系统53.5加热炉结构特点5第4章 加热炉的工作原理7第5章 加热炉控制技术的发展方向85.1国内外燃烧控制发展情况85.2串级并联双交叉限幅控制燃烧85.3氧化锆残氧分析法95.4用热值分析仪测煤气的热值95.5利用高焦混合煤气成分理论推测空燃比9第6章 我国蓄热式加热炉的发展116.1概述116.2蓄热式燃烧技术116.3烧嘴式蓄热式加热炉12第7章 推料机构离心机的概述15第8章 加热炉推料机构基本工作过程16第9章 加热炉安全操作规程179.1总则179.2煤气着火事故处理179.3煤气爆炸事故的处理179.4送高炉煤气的操作程序179.5煤气泄露、中毒的处理189.6汽化冷却系统故

4、障18结束语：22致谢：23参考文献2423毕业论文设计 加热炉推料机构设计绪论：随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制。然而，用常规的控制方法，潜力是有限的，难以满足较高的性能要求。采用单片机来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。针对推

5、料装置的具体结构，在前人的经验基础之上，利用平面设计方法建立直动型推料机构的数学模型，结合优化理论，确定四参数的优化目标。第1章 加热炉推料机构设计思路加热炉在工作时，在加热过程中炉门的密封可保证炉内温度的控制，能够防止能量的浪费，更可以防止有害气体的散失对操作者造成的伤害。本设计力争以较少的运动部件，较小的布局空间，简单的运动方式，达到炉门灵活自动启闭，并满足加热炉对炉门的特殊功用要求。电动机的选择：按工作条件和要求,选用一般用途的Y系列三相异步电动机，为卧式封闭结构。炉门在开启和关闭时要求转速平稳，速度较低不超过18r/min以免引起过大的冲击力。由于门要求转速较低，故电动机选取同步转速为

6、1000r/min的Y90S-6型电动机,其满载转速为910r/min，速度较低且尺寸较小。减速器的选择：由于小型加热炉体积较小，且门转速较低，故需要结构紧凑，传动比大的减速器。连轴器的选择：炉门在开启和关闭过程中轴的转向相反，其间有冲击，因此选用弹性柱销连轴器，这种连轴器传递转矩的能力很大，结构更为简单，安装制造方便，耐久性好，有一定的缓冲和吸振能力，允许被连接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移，适用于轴向窜动较大、正反转变化较多和启动频繁的场合。温烧结炉推料机构，利用可程序控制装置和油压装置构成的液压控制系统控制给料和横向油压将作物的台板推至送料轨，再由推料油压利用杆前端的推料

7、板推入炉体内烧结，包括：细钢索，上端紧固于推料板上侧，随着推料板同步运动；重锤，系于细钢索下端，提供细钢索张力；译码器，译码器将推料板的实际运动转化成电信号传回控制装置，构成一回反馈装置。推料离心机主要由泵组合，推料机构、机座、轴承组合、转鼓、筛网、机壳及电控箱等零部件组成。推料机构、转鼓、筛网等零部件通过轴承组合支承在机座上。第2章 加热炉的分类2.1推钢式连续加热炉推钢机完成炉内运料任务的连续加热炉。料坯在炉底或在用水冷管支撑的滑轨上滑动，在后一种情况下可对料坯实行上下两面加热。炉底水管通常用隔热材料包覆，以减少热损失。为减小水冷滑轨造成的料坯下部的“黑印”，近年来采用了使料坯与水管之间具

8、有隔热作用的“热滑轨”。有的小型连续加热炉采用了由特殊陶质材料制成的无水冷滑轨，支撑在由耐火材料砌筑的基墙上，这种炉子叫“无水冷炉”。2.2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

9、粘钢故障，因而使炉的长度不受这些因素的限制。中国1979年投产的步进梁式炉长为32.5米，生产能力为每小时270吨。2.3底式加热炉炉身固定，炉底转动，放置在炉底上的料坯随炉底转动由进料口移送到出料口。根据炉底的形状，转底式加热炉可分为环形炉和盘形炉两种，冶金厂轧钢车间多用环形炉。图是一座生产能力为每小时75吨的转底环形加热炉剖面图。这种炉子适于加热不能用推钢和步进方式运送的物料，如圆坯、车轮和轮箍坯、模锻前的异形坯以及品种多和长短不一的料坯等。缺点是炉底面积利用率低，炉底单位面积产量通常约为350400公斤/(米2时)。2.4分室式快速加热炉由若干个摆在一条线上的加热室所组成。加热室和加热室

10、之间设间室，传送料坯的辊子设在间室内，料坯单根（或双根）地通过各加热室和间室而被加热。每个加热室与相邻的间室构成一个“炉节”，所以又称节式炉。这种加热炉能快速加热，氧化和脱碳少，适用于加热圆形料坯和钢管。与行星轧机相配合，可用来加热连铸板坯；也可对某些钢材进行局部加热。缺点是单位炉长的生产能力低，炉子热效率较低。 室式加热炉 用于金属坯或锭锻压前的加热。物料加热时不移动；炉内不分段，要求各处炉温均匀，对于大钢锭加热采用周期性的温度制度（即炉温按时间分为预热期、加热期、均热期等）。室式加热炉有两种：固定炉底室式炉和车底式炉。 固定炉底室式炉 炉底面积一般110米2。装出料多靠人工或简单机械；加热

11、较大工件的室式炉，也有用专门装出料机的。燃料为煤、重油或煤气。有的炉在炉墙上开一缝隙,料坯由缝隙送入炉内加热,叫“缝式炉”，常用于小件加热或长料坯的端头或局部加热。这类炉的炉底单位面积产量通常为300400公斤/(米2时)，单位热耗每吨钢约为(1.01.5)106千卡。 车底式炉 用于重量为十几吨至几百吨的大钢锭在锻压前的加热，炉型为室式或隧道式。第3章 加热炉的结构3.1辐射室辐射室是加热炉的主要热交换场所，作为加热炉的最重要部位，承担着全炉70 % 80 的热负荷。而且这部分直接受到高温烟气的冲刷且温度最高，因此辐射室的运行状况好坏直接关系到整个加热炉能否长周期高效运行。3.2对流室对流室

12、是利用从辐射室出来的烟气进行对流换热的部分。对流室内密布多排炉管，烟气以较大速度冲刷这些管子，进行有效的对流换热。对流室一般担负着全炉20 30 的热负荷。对流室一般布置在辐射室上方，与辐射室分开。为了提高对流传热效果，大多数加热炉在对流室的炉管采用钉头管和翅片管。3.3余热回收系统余热回收系统是指从离开对流室的烟气中进一步回收余热的部分，目前常减压装置加热炉的余热回收系统多采用燃烧用空气预热的方式。目前在常减压装置加热炉上应用最普遍的空气预热器为热管式空气预热器，安装方式有倾斜式和垂直式两种，前者一般位于对流室的上部，后者置于地面，需要有引烟机。燃烧器：燃烧器是加热炉产生热量的重要组成部分，

13、包括喷嘴、配风器和燃烧道三部分。燃烧器按燃料的不同可分为燃料油燃烧器、燃料气燃烧器和油一气联合燃烧器三大类：按供风方式的不同，可分为自然通风燃烧器和强制通风燃烧器等。目前常减压装置加热炉常用的燃烧器为强制通风、油一气联合燃烧器。3.4通风系统通风系统的任务是将燃烧用空气导人燃烧器，并将废烟气引出加热炉，它分为自然通风方式和强制通风方式。大多数加热炉炉内烟气侧阻力不大，依靠自然通风的方式安装在炉顶的烟囱足以保证加热炉的正常运行。近年来由于环境保护问题，石油化工厂已开始安设独立于炉群的超高型集合烟囱，这一烟囱通过烟道把若干台炉子的烟气收集起来，从loom 左右的高处排放，以降低地面污染气体的浓度。

14、3.5加热炉结构特点管式加热炉根据结构形式的不同，通常有列管式加热炉、蛇管式加热炉、盘管式加热炉、立管式加热炉等。加热炉的燃烧器俗称火嘴。在加热炉中，火嘴是主要的一种部件。加热炉的火嘴种类很多，输油用加热炉的火嘴通常在辐射室的侧壁、底部或顶部，供给燃烧所用的燃料和空气。烟囱的作用是提高抽力，将烟气排人大气中。烟囱可以布置在炉顶或炉体旁，可以单独使用或共同使用一个烟囱。一般，烟气离开对流室的温度300-400。可以用空气预热器来回收其中一部分热量，使烟气温度降低到200左右，再进入烟囱排走，以提高炉效。辐射室又称炉膛。从燃烧器喷出的燃料在辐射室内燃烧，由于火焰温度很高(可达15001800)，因

15、此不能让火焰直接冲刷炉管，热量主要以辐射方式传送。第4章 加热炉的工作原理待加热的原油首先进入加热炉对流室炉管，原油温度一般为29度，炉管主要以对流方式从流过对流室的烟气中获得热量，这些热量又以传热方式由炉管外表面传导到炉管内表面，同时又以对流方式传递给管内流动的原油。原油由对流室炉管进入辐射室炉管，在辐射室内，燃烧器喷出的火焰主要以辐射方式将热量的一部分辐射到炉管外表面，另一部分辐射到敷设炉管的炉墙上，炉墙再次以辐射方式将热辐射到背火面一侧的炉管外表面上。这两部分辐射热共同作用，使炉管外表面升温并与管壁内表面形成了温差，热以传导方式流向管内壁，管内流动的原油又以对流方式不断从管内壁获得热量，

16、实现了加热原油的工艺要求。加热炉加热能力的大小取决于火焰的强弱程度（炉膛温度）、炉管表面积和总传热系数的大小。火焰愈强，则炉膛温度愈高，炉膛与油流之间的温差越大，传热量越大；火焰与烟气接触的炉管面积越大，则传热量越多；炉管的导热性能越好，炉膛结构越合理，传热量也愈多。但对一定结构的炉子来说，在正常操作条件下炉膛温度达到某一值后就不再上升。炉管表面的总传热系数对一台炉子来说是一定的，所以每台炉子的加热能力有一定的范围。在实际使用中，火焰燃烧不好和炉管结焦等都会影响加热炉的加热能力，所以要注意控制燃烧器使之完全燃烧，并要防止局部炉管温度过高而结焦。第5章 加热炉控制技术的发展方向5.1国内外燃烧控

17、制发展情况国内外冶金行业的燃料主要为焦炉、高炉混合煤气及各单一煤气，部分使用天然气，个别小型轧钢厂使用重油。计算机控制燃烧过程，就是在各种燃烧工况条件下，找到合理的最佳空燃比，使燃烧处于较佳状态，从而提高炉温控制精度，保证钢锭以较快的速度达到出钢温度，节约能源，减少氧化烧损。轧钢加热炉通常配备的是以模拟调节仪表为核心的控制系统。当燃料的热值与压力稳定时，这种控制系统的控制效果还比较好，而对于燃料的热值与压力频繁波动的情况，常规模拟仪表系统就难以达到预期目标，操作者必须经常通过“看火孔”去观察火焰，调节空燃比以改善燃烧效果。这不仅给操作者带来许多不便，而且人工随时调节空燃比，很难跟踪热值变化的速

18、度，加之加热炉都需要按照加热工艺曲线进行周期性的加热，而炉子的特性是变化的，要使加热炉实现最有效的节能运行还应该考虑到进料状况（冷锭或热锭）以及轧机故障待轧的运行状态。对这些要求，模拟控制系统是难以实现的。我国从80年代开始对加热炉生产过程进行计算机控制技术的研究。随着检测设备、仪表、计算机水平的提高，90年代我国轧钢企业配置计算机控制的连续加热炉逐渐增多，并进行了不同程度的控制，由于各自的控制内容和使用情况不同，所得到的效果也不尽相同。目前国内在控制理论和关键技术方面的开发与国外先进国家相比差距不是很大，但在真正的应用上与欧美、日本、前苏联等冶金技术较先进国家相比差距较大。从20世纪90年代

19、末国内许多老企业，都对加热炉进行了计算机燃烧控制方面的改造，计算机几乎全是选用进口的，检测设备、仪表部分采用国产的，新上项目大部分是整套设备进口。5.2串级并联双交叉限幅控制燃烧双交叉限幅经历了燃料先行的比值或空气先行的比值调节系统、串级串联燃烧控制系统、串级并联燃烧控制系统、串级并联单交叉限幅燃烧控制系统四个发展阶段。它是以炉温调节回路为主环，燃料流量和空气流量调节为副环，构成串级并联双交限幅控制系统。双交限幅控制系统在负荷变化时，根据实测空气流量对燃料流量进行上、下限幅，而且还根据实测燃料流量对空气流量进行上、下限幅。在负荷增加或减小时，燃料流量和空气流量相互限制交替增加或减小，即使在动态

20、情况下，系统也能保持良好的空燃比。串级并联双交叉限幅控制燃烧是仪表控制调节回路的基本方式，以前计算机水平较低、应用较少，比值调节、交限幅燃烧控制系统都是作为独立的控制单元。现在大多是计算机参与控制，与氧化锆残氧分析仪、热值分析仪、专家寻优、模糊控制等一起使用，控制效果比过去单独使用要理想。5.3氧化锆残氧分析法利用氧化锆固体电解质做成的检测器通过氧化锆测量烟气中氧含量的办法，判断炉内煤气燃烧是否充分，它可以避免煤气热值和压力波动或管道漏气而影响配比控制。残氧检测数据被送到计算机用来参与闭环控制，反馈速度快。计算机算出空燃比实现串级并联燃烧自动控制。但目前存在的主要问题是氧化锆探头价格昂贵，且使

21、用寿命短。1999年，中日合作济南钢铁集团总公司（简称济钢）绿援项目加热炉高效燃烧控制系统，即采用日本横河ZO21D型氧化锆残氧分析仪在济钢中厚板厂两座推钢式加热炉上使用，起到了节能降耗，减少有害气体排放量，保护环境的目的。5.4用热值分析仪测煤气的热值热值分析仪实际是一个小型燃烧炉，将经过预处理后的干净煤气引入，通过减压阀减压，进入陶瓷过滤器进行过滤，并经恒压调节，至燃烧室与机柜内的小型助燃风机经恒压调节后的空气混合燃烧。微机利用热电偶检测的燃烧装置温度场的废气温度，结合标定的系数和煤气、空气压差计算出热值及空燃比，将该信号输出至参与燃烧控制的计算机或其它显示仪。热值分析仪测得的数据较准确，

22、但是热值分析仪一次性投资费用大，煤气清洁麻烦，维修量大。但随着热值分析仪技术水平的提高和价格的降低，热值分析仪在国内外大型加热炉上将进一步广泛运用，成为空燃比的主流检测设备。5.5利用高焦混合煤气成分理论推测空燃比高焦比值即高炉煤气流量与焦炉煤气流量之比。假设现测高焦比为7：3（计算时忽略空气中的水分），根据煤气成分（主要含CO、H2、CH4）可计算出理论空燃比：L理论空气需要量：L混合煤气量1.77（m3/m3）取空气过剩系数为1.05，则：L实际空气需要量：L混合煤气量1.771.05=1.86（m3/m3）当混合煤气高焦比为7：3时，空燃比为1.86。理论计算空燃比采用的是高炉、焦炉煤气

23、混合前的数值，再考虑煤气压力变化、含水分、杂质等因素，所以理论计算的只是一个近似值。实践证明通过高焦比计算空燃比与其它几种方法结合使用，反应快，省去了大量的寻优时间。莱芜钢铁股份有限公司轧钢厂将高焦比混合煤气成分理论推测空燃比与多目标专家寻优算法两种办法相结合，应用在初轧均热炉上，取得良好的控制效果。理论计算空燃比不需添置设备，计算简单，作为参考值来用经济合算。高炉煤气、焦炉煤气流量可根据混合前的流量计实测。第6章 我国蓄热式加热炉的发展6.1概述用蓄热室来预热空气和燃料是一项较早的技术, 早在19 世纪中期就开始应用于高炉、热风炉、焦炉等规模大且温度高的炉子, 但传统的蓄热室采用格子砖为蓄热

24、体、传热效率低、蓄热室体积庞大, 其换向阀结构复杂、效率比较低, 换向周期长, 因此没有得到重视。由于20 世纪70 年代的能源危机后, 节能工作得到各个国家的重视, 加之科学技术的不断进步出现了结构简单、控制方便、可靠性强的换向系统。近10 年来蓄热式燃烧技术得到长足发展, 很多国家都在研究各种蓄热式烧嘴和高效蓄热式燃烧技术以及高风温燃烧技术。6.2蓄热式燃烧技术1998 年大连北岛能源技术有限公司率先在萍钢棒材公司轧钢加热炉上采用蓄热式燃烧技术燃烧纯高炉煤气, 在国内首次实现了蓄热式技术燃烧高炉煤气在连续式轧钢加热炉上的应用。此后, 国内有多家公司开展蓄热式燃烧技术的研究和在国内的推广应用

25、, 蓄热式燃烧技术逐渐成熟。在蓄热式燃烧技术方面形成了一套较完善的设计思想和方法,蓄热式技术在工业炉上的应用实现了高产、低耗、少污染和高自动化水平, 达到了燃烧工业炉“三高一低”(高炉温、高烟温、高余热回收、低惰性) 的发展方向要求。从20 世纪90 年代开始, 国内蓄热式燃烧技术发展到现在, 基本分为以下两大系列:(1) 以北京北岛为代表的内置通道式加热炉, 其特点是: 把蓄热室和炉体有机结合为一体, 结构紧凑, 占地面积小, 炉子外观整洁。蓄热体采用陶瓷小球, 价格低廉, 集中换向, 换向时间约180 s , 运行费用低。炉体热损失小, 热效率高, 很容易做到空气、煤气双预热,燃烧喷口密布

26、, 炉温均匀性好, 钢坯氧化烧损低。炉型结构较复杂, 炉墙厚达l m , 对耐火材料的理化指标性能要求高, 对设计、施工的技术水平和经验要求高。 (2) 以北京神雾为代表的蓄热式烧嘴式加热炉。把蓄热室和烧嘴有机结合为一体, 并有可靠换向系统的高效蓄热式燃烧技术。北京神雾热能技术有限公司于2000 年成功地研制开发出适应国内工业炉窑的蓄热式燃烧器系列, 形成了北京神雾蓄热式烧嘴技术体系, 取得了显着的经济效益和社会效益。此后该公司又开发了多种蓄热式烧嘴, 分别应用不同的燃料及行业。通过上述分析可以看出, 两种蓄热式加热炉虽然各有优、缺点, 且在国内冶金行业都有实际应用的实例, 但总的发展趋势是朝

27、着烧嘴式蓄热式加热炉方向发展, 具体表现有以下几个方面：（1）蓄热式烧嘴加热炉和原普通加热炉相比,都是通过调整烧嘴热负荷来调节炉内温度, 对于操作人员易于接受。（2）每个烧嘴都可单独调节, 上下加热烧嘴能力搭配合理, 各段上下加热温度的调节非常方便。（3）炉墙两侧留有便于检修的人孔门和扒渣门, 这是采用烧嘴结构形式的最大优点。（4）对于高热值气体燃料, 可直接冷炉点火升温, 不需要单独的点火烧嘴。（5）烧嘴式结构可以采用集中换向和分散换向方式, 分散换向则由于换向阀靠近烧嘴, 换向阀与烧嘴之间的连接管道短而小, 燃烧间断时间短, 因此换向时管道内残留煤气损失较少, 更有利于节能。6.3烧嘴式蓄

28、热式加热炉蓄热烧嘴的结构：烧嘴采用空气、煤气组合式, 由空气蓄热烧嘴、煤气蓄热烧嘴组合而成, 上加热煤气喷口在下,下加热烧嘴则反之; 尽量在钢坯的上下表面形成还原性气氛, 降低氧化烧损和表面脱碳。蓄热式烧嘴的设计既要考虑低热值燃气的燃烧混合问题, 又要保证煤气的完全燃尽, 同时实现炉膛温度的均匀性, 因此采用双流股蓄热式烧嘴形式。燃烧喷口是燃烧系统的关键部位, 合理的燃烧组织有赖于此, 在燃烧组织上既要确保燃气在炉内充分燃烧, 不会在对面的蓄热体内继续燃烧而对其造成损坏, 同时又要合理促成低氧燃烧的实现, 避免出现局部的高温过热; 既强化炉温的均匀性, 减少NO x 等有害气体的生成, 又减小

29、高温下脱碳的发生。因此, 在喷口设计上要选择最优的气体出口速度和混合喷射角度。燃料在喷口处边混合边燃烧, 空气、煤气在喷出过程中卷入周围的炉气, 稀释空煤气浓度, 低氧燃烧, 使烟气中NO x 的产生大大降低, 减少了有害气体的排放量。由于采用集中点火烘炉方式, 只要炉气温度高于700 , 高炉煤气喷入炉内就会燃烧, 且连续式加热炉并不会频繁地冷炉启动, 因此将高温段蓄热式烧嘴配带自动点火及火焰检测系统是没有必要的, 这样既简化了烧嘴结构、降低了投资, 也减少了高温段存在的点火烧嘴经常烧损的情况。蓄热体：蓄热体有陶瓷小球和陶瓷蜂窝体, 发展趋势是采用陶瓷蜂窝体。其高温段材质为高纯铝质材料,有较

30、高的耐火度和良好的抗渣性;低温段材质为堇青石, 其特点是在低于1000 的工况下具有较好的抗腐蚀和耐急冷急热性。蜂窝体的前端增加刚玉挡砖, 减少高温炉膛对蜂窝体的辐射, 同时可增加蜂窝体的堆放稳定性。与颗粒状蓄热体(球形蓄热体) 比较, 蜂窝状蓄热体有如下优点:单位体积换热面积大, 100 孔/平方英寸的蜂窝体是15 mm 球比表面积的5. 5 倍, 20 mm 球的7 倍。在相同条件下, 将等质量气体换热到同一温度时的蜂窝体体积仅为球状蓄热体的1/31/4 , 这就意味着蜂窝体蓄热燃烧器构造更轻便、结构更紧凑。蜂窝体壁很薄仅0. 5 1 mm , 透热深度小, 因而蓄热、放热速度快,这比球状

31、蓄热体的换向时间3 min 大大缩短, 更利于均匀炉内温度场, 保证钢坯均匀加热, 这一点对加热合金钢、高碳钢尤为有利。按照蜂窝体内气流通道规则, 阻力损失仅为球状的1/31/4。球形蓄热体气流阻力损失随空气流速增大而增大, 其变化规律为幂函数关系, 球径大则阻力变小, 但蓄热室结构也要相应增大。蜂窝体：由于有较高压力的气体频繁换向, 起到了吹刷通道作用, 故不易产生灰尘沉积堵塞。对于炉膛较宽的炉子, 相对应炉长较短, 炉两侧可供布置烧嘴的空间较小, 采用比表面积小的小球时常常由于空间的限制使得蓄热能力不足。因此, 在采用蓄热式烧嘴形式的加热炉当中, 应用比表面积大于小球几倍的蜂窝体是必然的选

32、择。采用陶瓷小球不方便在线更换, 而陶瓷蜂窝体则有利于蓄热体的在线更换, 这可以保证非常好的生产连续性。换向系统：高炉煤气换向系统、空气/烟气换向系统均采用全分散换向方式, 换向阀门全部为气动, 以洁净的压缩空气作为动力源, 气源压力0. 3 MPa 。高炉煤气/烟气采用快速切断换向阀, 即一只煤气蓄热式烧嘴采用两台快速切断阀, 快切阀采用三偏心结构, 动作灵活、可靠, 更换简单。空气/烟气采用三通换向阀切换, 阀门驱动可采用液动,运行稳定, 但投入成本、运行成本高。工作方式：蓄热燃烧器为成对换向操作, 换向周期可调。正常工作时换向周期30 - 45 s 左右, 采用双重信号控制: 以时间和烟

33、气温度为控制参数。换向系统采用PLC 可编程控制器控制, 可完成自动程序换向控制、手动强制换向控制, 设有功能显示、工作状态显示等, 使操作者对蓄热燃烧系统工作情况一目了然, 操作和监视十分方便。全分散换向系统技术特点：(1) 每个烧嘴的可单独调节和上下加热烧嘴能力的合理搭配, 使加热炉各段上下加热温度的调节非常方便。(2) 在同侧同向换向的基础上, 可以实现每相邻两只烧嘴交错燃烧, 此种方式优化炉膛气流的组成, 有利于均匀炉温, 提高加热质量。(3) 每两组烧嘴使用一套换向系统, 可以在任何一套系统发生故障时, 在其它烧嘴均正常工作的状态下排除故障, 保证操作的连续性和生产稳定性, 而不致于

34、象集中式换向那样要将出现问题的那一段全部停下来。(4) 换向阀可以与燃烧喷口之间就近布置, 减短了换向阀与喷口之间的换向盲区, 最大限度地减少了交叉污染带来的不安全因素。燃烧间断时间短, 因此换向时管道内残留煤气损失较少, 更有利于节能。(5) 采用轮序换向方式, 每套换向装置换向时对炉压的影响大为减小, 精确控制了各部分炉温、炉压, 提高了炉子的控制性能和钢坯加热质量。与集中式换向相比管道复杂, 不容易布置。数字化脉冲蓄热式燃烧技术：在常规分段比例燃烧控制技术的前提下, 可应用数字化脉冲蓄热式燃烧技术。石钢棒材厂加热炉在国内首次采用数字化脉冲蓄热式燃烧技术, 这一技术不仅使蓄热式技术本身的特

35、性得以更高的发挥, 同时非常适应于冷热装变化较大、产量变化较大以及各钢种经常变化的加热要求。由于将原有“段”的概念予以虚拟, 因此可以说此种燃烧方式能够满足任何钢种的加热需求, 为新钢种的开发、生产打下坚实的基础。烧嘴只有两种工作状态: 满负荷工作和不工作, 只是通过调整两种状态的时间比进行温度调节, 需要低温控制时仍能保证烧嘴工作在最佳燃烧状态。采用脉冲燃烧控制方式, 可以将煤气压力和空气压力一次性调整到合适值, 在系统投入运行后, 只需保持这两个压力稳定即可。第7章 推料机构离心机的概述推料机构、转鼓、筛网等零部件通过轴承组合支承在机座上。机座油池内装有油冷却器。泵组合亦由机座支承，其油泵

36、伸入油池内，回转体通过三角胶带与主卧式双级活塞推料离心机主要由泵组合，推料机构、机座、轴承组合、转鼓、筛网、机壳及电控箱等零部件组成。推料机构、转鼓、筛网等零部件通过轴承组合支承在机座上。机座油池内装有油冷却器。泵组合亦由机座支承，其油泵伸入油池内，回转体通过三角胶带与主机皮带轮连接安装在与主机相适宜的位置。主机全速运转后，悬浮液通过进料管进入装在转鼓上的分配盘，在离心力的作用下，悬浮液均匀的分布在内转鼓的板网上，而固相则被截留在板网上形成状滤渣层。由于内转鼓的往复运动， HR系列离心机为卧式双级活塞推料，连续操作的过滤式离心机。它在完成所有的操作工序，如进料、分离、洗涤、干燥和卸料等。适用于

37、含中颗粒的结晶状或短纤维状的浓悬浮液的分离（晶状物料子尺寸 mm短纤维mm以内），广泛用于化工、化肥、制盐、制药、食品、轻工等工业部门。HR系列离心机具有自动连续操作、连续排渣、生产能力高、对晶粒不易破碎、滤渣可洗涤等传统优点外，还具有高滤渣生产量、高固体回收率、低滤渣含湿量、低能量消耗等特点。并且该机与物料接触的零部件均采用不锈钢制造，因此耐蚀性能好。应用物料范例：氯化钠、硫酸钠、重铬酸钠、硫酸铵、硼酸、醋酸纤维、硝化纤维、尿素、PVC、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾、磷酸盐等。HR双级活塞推料离心机主要技术参数： 项 目 型 号 HR400-N HR500-N HR630-N HR800-N 转鼓

38、内径（mm） 337/400 410/500 560/630 720/800 转鼓长度（mm） 145/155 180/180 240/240 300/300 转鼓转速（r/min） 1400-2300 1200-2000 1000-1800 800-1600 分离因素 （Fr） 400-1180 400-1120 350-1140 290-1150油泵流量（L/min） 92 500 220 250 生产能力(最佳条件下)(T/h) 2-2.5（硫铵） 12-18（食盐） 28-34（食盐） 30（碱盐）外型尺寸（mm） 246012861030 359014301620 382015001

39、330 398018001590 机器重量（Kg） 2100 3670 3910 6121第8章 加热炉推料机构基本工作过程该中频感应加热生产线主要分为四个加热段，分别为淬火升温段、淬火均温段、回火升温段、回火均温段。上料储料输送机按设定节拍将工件送入卧式上料机构，并由该机构的气缸推入升温炉内进行加热，加热时间到后，被顶出升温炉进入到出料移动输送机上，该输送机在气缸的作用下移动并对准均温炉的入口处，然后进料气缸动作将输送机上的工件推入均温炉内进行均温加热。当工件经过均温感应器加热后进入淬火输送机，被送到淬火池中进行淬火，然后经龙门框架和提升机被送到回火进料输送机上，进入回火加热部分。组合推料机

40、构将回火进料输送机上的车轴坯料推入回火升温炉加热至设定温度，当坯料从升温炉出来后进入到移动输送机上，并随该输送机移动至箱式电阻炉入口处，被推料机构推进电阻炉内加热，加热时间到后，由出料机构推入回火输送机，输送机带动进入回火水池进行冷却，最后经翻料机构翻入落料架上，这样整个工作过程就能完成了。第9章 加热炉安全操作规程9.1总则（1）本规程适用于燃用高炉煤气设备的操作人员、维修人员、管理人员以及与之有关的人员所必须严格遵守的准则。（2）安全是一切生产活动顺利进行的保证，安全操作规程是安全生产的制度保证，全厂职工必须自觉遵守，树立安全第一的思想。（3）职工必须严格执行三大规程（安全操作规程、设备维

41、护规程、工艺技术规程）以及其他责任制度，遵守劳动纪律。（4）进入车间的所有人员必须按规定穿戴好劳动保护用品。（5）班前、班中严禁饮酒，班中要坚守岗位，集中精力，不准干与本岗位无关的事情。（6）不得擅自操作非本岗位的设备。（7）加热工、煤气设备操作者、维修人员，经过培训考试合格方可上岗操作，未经培训合格，任何人不得操作煤气设备。（8）认真作好交接班，了解上班的生产及煤气设备的运行情况，发现异常及时报告有关人员。9.2煤气着火事故处理（1）管径在100mm以下的煤气管道着火时，可以直接关闭煤气的阀门。（2）管径在100mm以上的煤气管道着火时，应逐渐降低煤气的压力和流量，通入蒸汽灭火或用湿草袋扑灭

42、，缓慢关闭阀门。煤气的压力低于100Pa时，严禁突然关闭煤气的阀门，以防回火爆炸。（3）煤气设备烧红时，严禁用冷水骤然冷却。（4）煤气阀门、仪表有专人看管、操作。9.3煤气爆炸事故的处理（1）煤气爆炸，未着火，应立即切断煤气的来源，迅速将煤气清理干净。（2）煤气爆炸后着火，应按着火事故处理。9.4送高炉煤气的操作程序（1）用氮气吹扫高炉煤气管道15分钟。（2）打开眼睛阀组和放散阀，放散高炉煤气。（3）防爆试验合格后，依次打开均热段、加热段烧嘴阀门。9.5煤气泄露、中毒的处理（1）发现煤气泄露，先开风扇通风，吹散煤气。（2）一般轻度中毒者，到通风处休息即可。（3）中毒较重者，应通知卫生防护站进行

43、现场抢救。（4）中毒已经停止呼吸，应现场做人工呼吸，并立即通知救护中心、医院。9.6汽化冷却系统故障（1）汽化冷却系统的给水泵和循环泵用两路电源供电，一路运行，一路备用。运行电路发生停电事故时，应立即启用备用电路供电。（2）台电动给水泵和2台电动循环泵分别挂在2路电源上。运行中的泵停电，马上启动备用泵。）如果两路电源都不能启动，则应快速启动柴油机循环泵和汽动给水泵，保持系统的正常工作。（3）每一周启动一次柴油机循环泵和汽动给水泵，保证柴油机循环泵和汽动给水泵处于良好的工作状态。（4）如果动力厂停软化水，根据停水时间长短，通知加热炉降温或停炉，利用水箱中的水打循环，维持汽包水位正常，并向调度室及

44、有关人员报告。（5）如果汽化冷却系统中的炉内外水管发生崩裂、漏水、漏汽等现象，处理方法如下：加强给水，维持汽包水位；通知加热炉迅速停炉，降低炉温；立即向班长、调度、厂长汇报，组织人员抢修，尽量缩小事故范围，并详细记录保存。多加热炉炉温检测程序参考流程图 主程序 A/D转换中断服务子程序清数据区读取A/D转换数据采样通道号加1程序初始化采样通道号=8？N预置采样通道号0启动A/DY预置TK值中断返回开中断 定时器中断服务子程序N定时时间到(TK-1=0)？显示启动A/D重置TK值Y中断返回多加热炉炉温检测系统硬件参考图1D0D7A2A3A4IN3IN2IN1IN005V0809START ALE

45、IN0IN1OE IN2CLK IN3 EOCADDAADDBADDCD0D7EOC74LS02CLOCKCS-4 CS-4报警1报警4+5V按键1按键2 GND470W +5VIORRSTA0A1IOWIORCS CS7CS1 CS+5V SP/1ABIOR IOWIRQ1A38255RESET A0 PA0 A1 PA1WR PA2 RD PA3 CSRD WR INTIRQ1 CSIRQ2 INTAIRQ3D0D7SP/ENA08253Q_0Q_1INT1 INTRINTAD0D7CS-1 CS6P_0P_13MHz+5V IRQ0 A2A3CS3 CS2VCC74LS27374LS27

46、3CLR Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5CLK Q6 Q7 Q0CLK Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6CLR Q7CS4 CS1IOW位码驱动段码驱动 a b c d e f g dpVCC+5VD0D7142365IOWIORIOW8259 CS CLK0D0 GATE0 OUT0 D7 RD A0WR A1多加热炉炉温检测系统硬件参考图2IN1 CLKD0D7ref+ ENABLE START ALEAB EOC CW1+5VD2D1D0W2IN3IN2IN0VrefADC 0809SC/ALE 1CLKEOCOE 4 74LS02 3 74LS02 6D0D7EXI1EXI12F

47、FE0HY0574LS138ABCE1E2FFDCHFFDDHWR74LS273 1A1 1Y12A4 2Y41A2 1Y22A3 2Y31A3 1Y32A2 2Y274LS24075452段码驱动a b c d e f g dp位码驱动G74LS273 A2A3A4GD0D7RDALEWRINT08031ALE P1.7RD P1.4 INT1WRINT0 P1.1P1.0 P0.0P0.7P1.1P1.0 13 11 12报警4INT1 13P1.4 L4P1.7 L1报警1EXI111K2K11274LS02开关2开关1GND+5V结束语：加热炉推料机构的发展应该走科技含量高、经济效益好

48、、资源消耗低、环境污染少的可持续发展道路。我国能源的紧张与短缺已成定局，严重影响了经济的发展，节能是中国能源战略和政策的核心，解决能源和资源问题，最根本的还是要靠科技进步。工业炉的节能，应当抓技术创新，寻找、探索新的节能机理和途径，走出传统节能方法的途径。蓄热式烧嘴式加热炉炉墙两侧留有便于检修的人孔门和扒渣门,这是唯有采用烧嘴结构形式才能做到的; 对于高热值气体燃料, 可直接冷炉点火升温, 不需要单独的点火烧嘴; 维护工作量稍大, 但检修时间短, 停炉时间短。国内蓄热式加热炉发展很快, 现在还不能讲哪一种形式是最先进、最成熟的, 都多少存在一些问题, 蓄热体的寿命、蓄热式加热炉的寿命都有待提高

49、等, 但蓄热式烧嘴式加热炉是一种发展方向。致谢：在论文完成之际，我的心情非常激动。从设计资料的收集整理到论文的撰写编排整个过程中，我得到了许多的热情帮助，我不仅学会了这方面的知识，更懂的了做事的态度。首先我要感谢我的导师XX，是他把我领入了设计之门，并对我的研究提出了很多宝贵的意见，使我的设计有了目标和方向。感谢我的队友XX和XX，他们在设计项目中给了我很大的帮助，使我能顺利的完成设计。最后，我要感谢所有关心我、帮助过我的老师、同学和朋友！参考文献1李全利, 迟荣强 .单片机原理及接口技术.高等教育出版社，20042蔡骏等. 单片机原理与应用技术.北京：清华大学出版社，20063许广清-工业炉节能措施探讨.工程建设与设计,2005（11）4赵钰,胡江-工业炉窑节能技术探讨.科技情报开发与经济,2002.12（3）5陆维励-工业炉节能的几点意见.江苏机械制造与自动化.1999（1）6李治岷,魏玉文-工业加热炉的节能关键技术.机械工人,2005（2）