1、筑炉工艺学(0),多媒体教学课件李文科 制作,预备知识 工业炉炉型概述,第一节 推钢式连续加热炉炉型第二节 步进式连续加热炉炉型第三节 转底式轧钢加热炉炉型第四节 高炉与热风炉结构简介第五节 带余热锅炉回转窑概述,第一节 推钢式连续加热炉炉型,内 容 提 要一、两段式炉温制度与两段式加热炉炉型二、三段式炉温制度与三段式加热炉炉型三、强化加热炉温制度及其炉型,第一节 推钢式连续加热炉炉型,一、两段式炉温制度与两段式加热炉炉型 炉温分为加热段和预热段炉温。理想的炉温制度要求加热段的温度沿炉长方向保持恒定，使炉温与钢料之间在该炉温条件下具有最大平均辐射温压以提高加热速度；而在预热段则要求沿炉长有较大
2、的温度降，以利于节约燃料消耗。加热炉的炉膛也相应划分为两段，加热段为燃料燃烧区段，空间较大，炉顶较高；预热段为余热利用区段，用较低的炉膛加大炉气流速，强化对流给热。两段交界处炉底和炉顶为一倾斜面以减少加热段向预热段辐射热量，有利于加热段保持恒定高温。炉子的供热点一般为两点(端加热与下加热)，也有三点的，即增加一个上加热(多为侧加热)。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,由于火焰的温度场及供热点配置的影响和限制，实际炉温制度呈现为随炉长递减的曲线形式，在两段交界处曲线的斜率较大。从实际炉温曲线与理想温度曲线的差别可以看出，在连续加热炉中采用炉顶烧嘴是较为理想的，采用长焰燃烧是有利的。 “高温快速”烧
3、钢的正确方法是有效延长加热段的长度并力求温度恒定，而不采用局部高温的温度制度。例如烧煤加热炉增设第二腰炉，燃油及煤气加热炉采用多点供热、侧加热等。这种炉温制度与炉型多用于中、小型加热炉，中板板坯加热炉及小型合金钢加热炉。炉型示意图参见图0-16。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,小型燃煤加热炉的结构简图(炉底面积111.9721.7m2)，见图0-1所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-1 小型燃煤加热炉(炉底面积111.9721.7m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,两段式燃煤连续加热炉的结构简图(炉底面积17.652.0=35.3m2)见图0-2所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,
4、图0-2 两段式燃煤连续加热炉(炉底面积17.652.0=35.3m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,无缝斜底式轧钢加热炉结构简图(炉底面积12.21.619.5m2)见图0-3所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-3 无缝斜底式轧钢加热炉(炉底面积12.21.619.5m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,两段式连续加热炉结构简图(炉底面积195.5104.5m2)见图0-4所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-4 两段式连续加热炉(炉底面积195.5=104.5m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,两段式无水冷连续加热炉结构简图(炉底面积18.42.953.4m2)见图0-5
5、所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-5 两段式无水冷连续加热炉(炉底面积18.42.9=53.4m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,2300中板连续加热炉结构简图(炉底面积24.43.688m2)见图0-6所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-6 2300中板加热炉(炉底面积24.43.6=88m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,二、三段式炉温制度与三段式加热炉炉型 这种炉温制度分为预热段、加热段和均热段。与两段式炉温制度相比，它有意提高加热段的温度，实行强化加热，允许钢料产生较大的温差，然后利用温度较低的均热段使钢料温差缩小到允许范围之内。加热断面尺寸较大的钢料、合金钢料以
6、及对钢料加热温度及其均匀性要求较高的炉子，多采用三段式炉温制度。 炉膛也相应有一个温度能与加热段分别控制的均热段。因此在结构上必须实现均热段和加热段分别供热，两段之间炉顶应尽量压下减少相互辐射热交换。一般有三个供热点，即均热段、下加热与上加热。炉型示意图见图0-711。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,三段式合金钢连续加热炉结构简图(炉底面积201.7735.4m2)见图0-7所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-7 三段式合金钢加热炉(炉底面积201.77=35.4m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,650中型三段式连续加热炉结构简图(炉底面积26.13.693m2)见图0-8所示。,
7、第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-8 650中型三段式加热炉(炉底面积26.13.6=93m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,小型三段式连续加热炉结构简图(炉底面积17.642.951.1m2)见图0-9所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-9 小型三段式加热炉(炉底面积17.642.9=51.1m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,三段式连续加热炉结构简图(炉底面积23.783.4882.5m2)见图0-10所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-10 三段式连续加热炉(炉底面积23.783.48=82.5m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,小型斜底式连续加热炉结构简图(炉底
8、面积18.012.6227m2)见图0-11所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-11 小型斜底式加热炉(炉底面积18.012.6=227m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,三、强化加热炉温制度及其炉型 这种炉温制度与三段式炉温制度相比，是将预热段温度提高使之成为新的加热段(即第二加热段)。利用钢料在低温时与炉温的平均辐射温压大、吸热能力强而又不会产生过热的特点实行钢料的强化加热。实践表明，除了合金钢锭、较大的碳素钢锭以及某些高合金钢坯之外，都可以采用强化加热的炉温制度。近年来出现的多点供热的大型加热炉，使用炉顶烧嘴的平顶式加热炉以及顺逆流式加热炉等新炉型，就是按照这种炉温制度设计的。
9、单位有效炉底面积产量可达8001000kg/m2h以上。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,一般只有当产量要求较高而炉子又配备有可靠的热回收装置的条件下，采用强化加热炉温制度才是经济合理的。按照这种炉温制度设计的炉子，在产量要求较低时可以按照两段式或三段式炉温制度操作。 1五点供热式与六点供热式加热炉炉型 五点供热或六点供热的区别在于均热床是否架空，即五点供热式的供热点为：均热段、第一上加热、第一下加热，第二上加热及第二下加热(一、二顺序由炉头往后排)。而六点供热则多一个下均热供热点。 这种炉型是适应新型大能力轧机的需要而出现的。炉子操作灵活，可以采用正常加热和强化加热两种热制度。当产量要求不高时
10、，第二上、下加热不开或只少量供热，,第一节 推钢式连续加热炉炉型,单位有效炉底面积产量约为550650kg/m2h。强化操作时，第二上、下加热的供热比例可达50以上，单位有效炉底面积产量可达8501000kg/m2h。炉型参见图0-12、13。六点供热式板坯加热炉结构简图(炉底面积30.89.6296m2)见图0-12所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-12 六点供热式板坯加热炉(炉底面积30.89.6=296m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,六点供热式大型加热炉结构简图(炉底面积30.26.7204m2)见图0-13所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-13 六点供热式大型
11、加热炉(炉底面积30.26.7=204m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,2平顶式连续加热炉炉型 这种炉子的炉顶从头至尾是平的，下部炉膛为阶梯形或平的，炉宽可达13m以上。上加热全部采用炉顶高速辐射烧嘴，其热负荷占总供热能力的50以上，其余热量从炉子下部供给。图0-14为某平顶式连续加热炉结构示意图。炉顶烧嘴187个，分7段控制，炉子下部端烧嘴及侧烧嘴20个，分3段控制。炉顶高速辐射烧嘴要求使用发热量大于10000kJ/m3的煤气。炉子产量较高，单位有效炉底面积产量达8501000kg/m2h。由于烧嘴多，自动控制严格，钢坯无过热或粘钢现象，即使坏几个烧嘴仍可生产。,第一节 推钢式连续加热炉
12、炉型,平顶式连续加热炉结构简图(炉底面积29.813.3396m2)见图0-14所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-14 平顶式连续加热炉(炉底面积29.813.3=396m2),第一节 推钢式连续加热炉炉型,3顺逆流式连续加热炉炉型 这种炉型实现了强化加热的炉温制度。装料端上下加热，火焰与钢料运行同向(即顺流)，其供热能力远大于出料端。出料端上下加热，火焰与钢料运行方向相反(逆流)，烟气从炉子中部排出。这种炉温制度可以获得比较高的单位面积产量，同时还有利于获得满意的炉压分布曲线。顺逆流式加热炉的纵断面见图0-15。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,顺逆流式连续加热炉结构简图(炉底面积2
13、9.48.4247m2)见图0-15所示。,第一节 推钢式连续加热炉炉型,图0-15 顺逆流式连续加热炉(炉底面积29.48.4=247m2),第二节 步进式连续加热炉炉型,内 容 提 要一、上下加热步进式连续加热炉炉型简介二、上加热步进式连续加热炉炉型简介,第二节 步进式连续加热炉炉型,步进式炉是靠专用的步进机构使钢料在炉内移动的一种机械化炉子。图0-16是一种上下加热步进式炉的示意图。步进梁通常按矩形轨迹运动。开始时，步进梁处在坯料下面的最低位置，如图中的A点，这时坯料放在固定梁上。然后步进梁垂直上升，超过固定梁时将钢料托起，到达B点的位置。按着步进梁带着钢料向前水平移动一段距离，到达图中
14、C点的位置。然后步进梁垂直下降，在通过固定梁时，把钢料放在固定梁上后，到达D点的位置。最后步进梁在最低位置水平向后移动一段距离，回到A点的位置。这样完成了一个步进动作。按照这样的动作，使钢料一步步前进，从装料端移送到出料端。图0-17是上加热步进式炉的炉型示意图。,第二节 步进式连续加热炉炉型,上加热步进式炉只在钢料的上面配置供热设施，步进梁和固定梁用耐热金属或耐火材料制作，炉内基本没有水冷构件，因此热耗较低。这种炉子一般用于中小型钢坯的加热，钢管的再加热和钢管、钢板的热处理等。,第二节 步进式连续加热炉炉型,上下加热步进式连续加热炉结构简图见图0-16所示。,第二节 步进式连续加热炉炉型,图
15、0-16 上下加热步进式连续加热炉结构简图1-步进梁；2-固定梁；3-连杆；4-升降液压缸； 5-平移液压缸；6-烧嘴,第二节 步进式连续加热炉炉型,上加热步进式连续加热炉结构简图见图0-17所示。,第二节 步进式连续加热炉炉型,图0-17 上加热步进式连续加热炉结构简图,第二节 步进式连续加热炉炉型,1. 耐热钢梁炉底结构 用耐热钢制作步进梁和固定梁的炉底结构如图0-18a所示。耐热钢步进梁用耐热钢支柱支撑，支柱装在炉底下面的整体框架上，支柱和炉底之间用拖扳密封。耐热钢制作的固定梁放在耐火材料砌筑的炉底上。这种炉子用于温度不太高，负荷不太大的情况，如周期薄板轧机用板坯的加热和薄钢板的热处理钢
16、管的再加热和热处理等。在加热钢管时，步进梁和固定梁顶面做成锯齿状，以适合钢管的放置，有时两种梁的锯齿还互相错开一定位置，使钢管在每次步进运动过程中还能转动一个角度，以防止钢管在炉内弯曲并使加热更加均匀。,第二节 步进式连续加热炉炉型,步进炉耐热钢梁炉底结构简图见图0-18a所示。,第二节 步进式连续加热炉炉型,图0-18a 步进炉耐热钢梁炉底结构简图1-步进梁；2-固定梁,第二节 步进式连续加热炉炉型,2.耐火材料梁炉底结构 为了适用于高温加热，上加热步进式炉的步进梁和固定炉底大都采用在型钢制作的框架上砌绝热砖和耐火砖的形式。这样只有耐火材料接触炉内高温。图0-18b表示这种炉底的断面。有的加
17、热薄钢板或钢管的炉子，为了改善加热质量，还在耐火材料上加耐热钢枕。步进炉耐火材料炉底结构简图见图0-18b所示。,第二节 步进式连续加热炉炉型,图0-18b 步进炉耐火材料炉底结构简图,第二节 步进式连续加热炉炉型,薄板坯上加热步进式加热炉结构简图见图0-19所示。,第二节 步进式连续加热炉炉型,图0-19 薄板坯上加热步进式加热炉结构简图,第二节 步进式连续加热炉炉型,小型钢坯上加热步进式加热炉结构简图见图0-20所示。,第二节 步进式连续加热炉炉型,图0-20a 小型钢坯上加热步进式加热炉结构简图,第二节 步进式连续加热炉炉型,图0-20b 小型钢坯上加热步进式加热炉结构简图,第三节 转底
18、式轧钢加热炉炉型,内 容 提 要一、环形轧钢加热炉炉型简介二、盘形加热炉炉型简介,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,一、环形轧钢加热炉炉型简介 转底式炉是借炉底的旋转，使放置在炉底上的坯料在炉内由装料口移到出料口的一种机械化炉子。根据炉底形状，转底式炉可分为环形炉与盘形炉两种。旋转炉底与炉墙之间的缝隙以水密封。目前环形炉尺寸以炉膛平均直径乘以炉膛内宽来表示，盘形炉按炉膛内径表示。 环形炉(见图0-21、22)一般用于要求加热温度比较均匀的坯料和无法在其他机械化炉底加热的异形坯，如轧管车间管坯加热；车轮和轮箍坯的加热与热处理；模锻前异形坯加热等。另外，规格品种较多、长短不一、加热制度变化较大的钢料的
19、加热与热处理以及钢锭的锻前加热等也常采用环形炉。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,19.72.9m 环形加热炉结构简图见图0-21所示。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,图0-21a 19.72.9m环形加热炉结构简图,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,图0-21b 19.72.9m环形加热炉结构简图,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,7.341.976m 环形加热炉结构简图见图0-22所示。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,图0-22 7.341.976m环形加热炉结构简图,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,二、盘形加热炉炉型简介 盘形炉可用于轧管车间穿孔机后的再加热和锻前加热等。这种炉子炉内各处温度相差不大
20、，相当于一个能连续装出料的室式炉(见图0-23、24)。有的炉子没有内环墙(如图0-23)；有的炉子在炉底上砌有与炉底一起旋转的烟道，以控制气流方向。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,液压传动盘形炉炉型结构简图见图0-23所示。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,图0-23 液压传动盘形炉炉型结构简图1-炉顶；2-炉底；3-炉墙；4-水封；5-烧嘴；6-墙内分烟道；7-总烟道；8-出料口；9-进料口；10-销子；11-支撑定心装置；12-环缝,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,机械传动盘形炉炉型结构简图见图0-24所示。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,图0-24 机械传动盘形炉炉型结构简图1-上部竖烟道
21、；2-下部竖烟道,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,环形炉的炉墙下部结构 炉子内外墙的全部重量由固定在钢柱上的环形梁支撑。环形梁一般用型钢制作，安装在炉子内外圈钢柱的斜撑上。在环形梁上面装有支撑板，其作用是固定炉墙下部砌砖，保护环形梁和固定水封刀。 图0-25表示炉墙下部结构的两种形式，图中(a)是用水封刀保护环形梁，但为了避免水封刀过热，必须将环形梁和支撑板降下，因此增加了炉墙高度，图中(b)是用支撑板的下脚保护环形梁，这样支撑板的形状复杂，金属耗量大。内环墙支撑板的凸缘在炉墙膨胀时受力很大，曾发生过将支撑板上边缘砖挤断的情况。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,为了减少炉膛对环缝的辐射热，在环缝上
22、部的炉墙上设有凸檐砖。有的炉子的凸檐砖与炉墙内表面砌齐，而将凸檐砖以下的炉墙减薄，炉底也相应加宽。凸檐砖应考虑离炉底有适当的距离，以免被炉底积渣碰坏；施工中要严格保证标高和圆弧度，生产中要注意炉底的变形并不使积渣过高。 图0-26表示内环墙砌成向炉膛外侧倾斜的情况，这种方式不用任何固定。某环形炉采用倾斜角为10，使用情况良好。 此外还可以采用与吊炉顶结构相似的各种挂砖形式，例如将带孔的条型大砖用圆钢串起来然后再用扁钢固定在钢结构上等。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,环形炉炉墙下部的结构简图见图0-25所示。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,图0-25 炉墙下部的结构简图1-支撑板；2-环梁；3-
23、固定水封刀；4-活动水封刀；5-水封槽；6-凸檐砖,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,环形炉斜砌的内环炉墙结构简图见图0-26所示。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,图0-26 斜砌的内环炉墙结构简图,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,环形炉的炉底结构 炉底留设的膨胀缝随温度的变化反复伸缩。在膨胀缝张开时，炉底上氧化铁皮或镁砂会掉入而使张开的膨胀缝不能还原，长期积累使缝隙逐渐扩大，其结果是边缘砖受挤断裂，甚至与炉墙相碰而掉落，影响炉子的正常工作。图0-27(a)是某厂环形炉的炉底结构，底层铺砌轻质耐火砖，中层为矾土水泥耐火混凝土预制块，面层用冶金镁砂以防止氧化铁皮粘结增厚。内外环边缘砖用台阶式的大型预制
24、块，使中层的耐火混凝土预制块扣压在边缘砖上，增加了边缘砖的稳定性。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,图0-27(b)是炉底宽度方向采用整块耐火混凝土的结构形式。这种结构能防止炉底的外胀，但目前只用于宽度不大的炉底。 图0-27(c)和(d)是炉底砌砖的结构形式，为提高炉底边部的砌砖强度，边缘砖一般做成互相能咬砌的大块异形砖，砖的下部嵌在护角板里以免炉底膨胀扩大。 采用块度较大的边缘砖或耐火混凝上预制块砌筑炉底时，要考虑机械化运送的方法。有条件时，可用装出料机送入炉内。也可将炉顶的某一小段做成可卸的，以便从炉顶吊入。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,环形炉炉底砌筑结构示例图见图0-27所示。,第三节
25、 转底式轧钢加热炉炉型,图0-27 炉底砌筑结构示例图,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,环形炉整体吊顶结构简图见图0-28所示。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,图0-28 环形炉整体吊顶结构图,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,环形炉隔墙布置图见图0-29所示。,第三节 转底式轧钢加热炉炉型,图0-29 环形炉隔墙布置图1-装出料口之间隔墙；2-装料口前隔墙；3-出料口后隔墙,第四节 高炉与热风炉结构简介,内 容 提 要一、高炉结构简介二、热风炉结构简介,第四节 高炉与热风炉结构简介,一、高炉结构简介高炉结构简图见图0-30所示。,第四节 高炉与热风炉结构简介,图0-30 高炉结构简图,第四节 高炉
26、与热风炉结构简介,高炉内衬和冷却形式见图0-31所示。,第四节 高炉与热风炉结构简介,图0-31 高炉内衬和冷却形式1-喷水管；2-光管冷却壁；3-水套式冷却板；4-镶砖冷却壁；5-冷却板；6-支梁式冷却箱；7-炉底冷却管,第四节 高炉与热风炉结构简介,高炉炉底结构及砌砖图见图0-32所示。,第四节 高炉与热风炉结构简介,图0-32 高炉炉底结构及砌砖图,第四节 高炉与热风炉结构简介,高炉炉缸内衬烧损图见图0-33所示。,第四节 高炉与热风炉结构简介,图0-33 高炉炉缸内衬烧损图,第四节 高炉与热风炉结构简介,二、热风炉结构简介考贝式(内燃式)热风炉结构简图见图0-34所示。,第四节 高炉与
27、热风炉结构简介,图0-34 考贝式(内燃式)热风炉结构简图,第四节 高炉与热风炉结构简介,高架燃烧室的外燃式热风炉见图0-35所示。,第四节 高炉与热风炉结构简介,图0-35 高架燃烧室的外燃式热风炉,第四节 高炉与热风炉结构简介,低架燃烧室的外燃式热风炉见图0-36所示。,第四节 高炉与热风炉结构简介,图0-36 低架燃烧室的外燃式热风炉,第四节 高炉与热风炉结构简介,马琴式(对称式)热风炉拱顶结构简图见图0-37所示。,第四节 高炉与热风炉结构简介,图0-37 马琴式(对称式)热风炉拱顶结构,第四节 高炉与热风炉结构简介,顶燃式热风炉结构简图见图0-38所示。,第四节 高炉与热风炉结构简介
28、,图0-38 顶燃式热风炉结构简图1-燃烧器；2-热风出口；3-人孔；4-冷风入口,第五节 带余热锅炉回转窑概述,内 容 提 要一、普通回转窑结构简介二、带余热锅炉的回转窑结构简介,第五节 带余热锅炉回转窑概述,普通回转窑结构示意图见图0-39所示。,第五节 带余热锅炉回转窑概述,图0-39 普通回转窑结构示意图1-料仓；2-皮带运输机；3-燃烧室；4-鼓风机；5-烘干筒；6-旋风收尘器；7-排风机；8-烟囱,第五节 带余热锅炉回转窑概述,带余热锅炉的回转窑结构示意图见图0-40所示。,第五节 带余热锅炉回转窑概述,图0-40 带余热锅炉的回转窑结构示意图1-排风机；2-省煤器；3-蒸气过热器；4-锅炉；5-烟室；6-回转筒,第五节 带余热锅炉回转窑概述,回转窑的支撑装置图见图041所示。,第五节 带余热锅炉回转窑概述,图041 回转窑的支撑装置图1轮带；2托轮；3托轮轴承；4-挡轮；5-底座,
