1、安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 84 页 第 0 页装订线安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称 200t/h 中厚板推钢式连续加热炉设计指导老师学 院 冶金与资源学院专业班级 热能与动力工程 班姓 名学 号 毕业设计（论文）的工作内容:1、毕业实习及文献综述2、 查阅外文资料，并翻译3、设计计算4、构思草图5、绘制 CAD 图起止时间：2012 年 3 月 9 日至 2012 年 6 月 10 日共 13 周指 导 教 师签 字系 主 任签 字院 长签 字安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 84 页 第 1 页装订线摘要本论文设计的是一座 200t/h 中厚板推钢式连续加热炉
2、。加热炉是在冶金、化工、机械制造等工业部门中，以燃料燃烧的火焰为热源的各种工业炉的统称。火焰炉广泛应用于物料的焙烧、干燥、熔化、熔炼、加热和热处理等生产环节，在钢铁冶金行业中占有非常重要的地位。随着科技的发展以及人们对环境保护的要求，不管加热炉怎样变革，它总是要满足优质、高产、低消耗、寿命长、劳动条件好等生产工艺。本论文是在充分的查阅了相关资料，运用了燃烧学、传热学、耐火材料、流体力学等专业基础知识，并结合运用了 AutoCAD 设计绘制了本加热炉。 关键词：加热炉 推钢式 中厚板安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 84 页 第 2 页装订线abstractThis paper the d
3、esign is a 200 t/h pushed steel plate type continuous reheating furnace.Heating furnace is in metallurgy, chemical, machinery manufacturing, and industrial sectors, with fuel burning flame as heat source of all kinds of industrial furnace collectively. Flame furnace are widely used in the materials
4、roasting, dry, melting, melting, heating and heat treatment and other production link, in iron 设 t =1500-1800，查空 空 3产表得 c =1.630.21+1.6720.79=1.663KJ/标 m 。产 3设 Q =0，按式（1-22）得分t = =17961800理 63.15029830因此可以满足连续加热炉的加热工艺要求。3.2.2 炉膛热交换计算计算的目的是确定炉气经过炉壁对金属的导来辐射系数 gkmC计算方法和步骤如下：预确定炉膛主要尺寸安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共
5、 84 页 第 16 页装订线炉膛宽度查工业炉设计手册，对于中型加热炉，加热炉炉底强度 H 可取550kg/（m h） ，取推钢比 E=220，代入公式：2n=2PHLSE其中 P炉子生产率，kg/hH炉子有效炉底强度，kg/（m h）2L料坯长度，mE推钢比，可取 200250得 n= =0.97 可取 n=1；201.750将 n=1 代入公式 B=n l+（n+1）a式中：L料坯长度，mma料坯端头与炉墙内表面的距离，一般取 200250mm（取 200mm）则：B=1 17 +2 0.2=17.4m对砌砖炉体结构，为了砌筑施工方便，炉体宽度应为耐火砖宽度（0 .116m）的整数倍.经计
6、算：17.4 是 0.116 整数倍.所以取：B=17.m=17400mm炉膛高度：查资料，对于燃气的中型加热炉，取H 1600mm，H 1800mm，H 900mm，H 1100mm，H 1600mm，H加 上 加 下 预 上 预 下 均 上 均 下=1750mm3) 炉膛长度：设均热段长度为 L ，加热段长度 L ，预热段长度 L 。均 加 预4）炉顶结构：吊顶结构。5）出料方式：端出料。2计算炉膛相关尺寸1）各段炉底面积F =BL =17.4 L加 底 加 加F =BL =17.4 L预 底 预 预F =BL =17.4 L均 底 均 均2）各段炉墙（侧墙）和炉顶（吊顶结构）面积=20.
7、6 L m1.047HB均 表 均 上 均 均 均 2安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 84 页 第 17 页装订线同理可得 F =20.6 L m加 表 加 2F =19.2 L预 表 预 2各段包围炉气内表面积F = F +F =17.4 L +20.6 L =38 L均 围 均 底 均 表 均 均 均F = F + F =17.4 L +20.6 L =38 L加 围 加 底 加 表 加 加 加F = F + F =17.4 L +19.2 L =36.6 L预 围 预 底 预 表 预 预 预各段充满炉气的空腔体积V =BH L =27.84 L m均 均 均 均 3V = BH
8、L =27.84 L m加 加 加 加V = BH L =15.66 L m预 预 预 预 33计算各段平均有效射程按聂夫斯基近似公式计算得： S =0.9 =2.64m加 加 围加FV4S =0.9 =2.64m均 均 围均S =0.9 =1.54m预 预 围预FV44计算炉气中二氧化碳和水汽分压由燃料计算得：12.7/100=0.1270 大气压；2COP13.65/100=0 .1365 大气压H5 .计算各段炉气温度1）设均热段炉温比加热终了时金属表面温度高 25，即： 251200251225均gt表 终2）设加热段温度比加热终了时金属表面温度高 100，即：安徽工业大学 毕业设计（
9、论文）说明书共 84 页 第 18 页装订线 1001200100=1300加gt表 终3）预热段炉气温度变化规律近似围线性，则：975预gt6计算各段炉气黑度由 = +g2CO2H而： =2C210.7(PS-0.53T） （ ）22.80.61.1)HOHO可得：=预 32.079514.1365.07)1023975()4.7.(.0 6.08.5.3 42.6.21 6.08.05.-3）（）（加35.02714.135.710234.7.0. 6.08.05.0-3 ）（）（均7 .计算炉壁对金属的角度系数L =117=17mM对于吊顶= = =0.83K加 BHLM加 上24.17
10、6.同理可得：= =0.89KM预 .9.017= =0.83均 4.6.28计算各段导来辐射系数 ，gKMCMggKgKM113.0其中： 炉气黑度炉壁对金属的角度系数炉料黑度 查表 2-1，取炉料黑度 =0 .8M M预热段：安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 84 页 第 19 页装订线C = =10.04预gKM）（）（ 8.0-132.80.-189.03294 24/()kJmhK加热段：C = =10.46加gK ）（）（ .-4-.4 24/()均热段：C = =10.78均gKM）（）（ 8.0-135.80.-183.052 24/()kJmhKC = =10.43 =
11、2.5kcal/( )平 均 74624/()kJmhK 42计算各段炉气热工系数列入表 3-5表3-5 各段炉气热工系数系数各段 gKM gKMC24/()kJmh预热段 0.32 0.89 10.04加热段 0.34 0.83 10.46均热段 0.35 0.83 10.783.2.3 金属加热时间计算金属加热计算是加热炉热工计算的核心，其主要目的是确定金属在炉内的加热时间，这个时间是指金属从入炉开始加热到工艺要求的温度出炉时所经过的总时间，金属加热时间受钢种、尺寸、形状以及其在炉内的摆放、炉型结构、燃料种类以及温热制度等一系列因素的影响。详细计算过程如下：首先将三段式加热炉用 4 个界面
12、分成三个区段，即金属入炉处为 0 界面；预热段终了加热段开始为 1 界面；加热段向均热段过渡处为 2 界面；均热终了出炉处为3 界面.则 01 为预热段；12 为加热段；23 为均热段.计算顺序为界面3、2、1、0.如下：0 1 2 3 预热段加热段（双面加热）均热段（双面加热）安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 84 页 第 20 页装订线（1）计算 3 界面处金属加热有关参数本设计均热段为架空式，用钢铁厂工业炉设计参考资料上册第八章表 8-7 中公式 )(2Satkz式中 均 热 度值可由图 8-25 查出。一般情况下， 可取为 0.75，即相当于2s 2sa24.0h09375750
13、21取出炉时钢坯的温差为 20，则加热终了时钢坯的平均温度1200-gt1823在此温度下钢的热含及导热系数i=195kcal/kg=25.51kcal/(m )h加热终了时钢表面的热流q = = =20408kcal/（m ）1st2终1.0252h均热段炉气温度：t =1001 273-441）（ 表 终均 tCqgKM=100 =1260-025.84 4）（(2)加热段炉气温度 加热终了时钢坯的温差，根据均热度可知=t3.824.0此时钢坯的平均温度1200-gt4.1.3i=189 kcal/kgkcal/(m )1.25h加热段末端处钢的表面热流安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书
14、共 84 页 第 21 页装订线kcal/（m ）8369505.12q2h加热段炉气温度t =1002 273-104 42）（ 表 终均 tCqgKM=100 =1412-5.83694 4）（3）燃料利用系数与钢坯热焓增量分配求加热段利用系数 2已知 t =14122= =0.289501675求整个炉膛内的燃料利用系数 = =0.652294总得热焓增量 =195kcal/kg，则预热段内钢坯的热焓增量为ikgcalGQi/)1(23式中 Q=qF-加热段向预热段的辐射热量；q-辐射热流；一般 q=100000-1300000 kcal/( ).这里取 110000 hm2kcal/(
15、 )hm2F=（1.1+0.9-0.1）17.4=33.06 2mkgcali /5.160.31)652.0891(3 kcal/kg2kcal/kg1i(4)预热段热流即加热时间预热段始端热流=2.5 kcal/( )3q30)127()038(44hm2预热段末端热流安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 84 页 第 22 页装订线=2.53q 434)1027()1027(Sqt式中 -钢坯热焓在 126.5kcal/kg 时的平均温度3t=772， =23.52kcal/( ) hm=2.53q 434 )10275.72()1032( q令 =0， =2.5 kcal/( )52
16、.33q71.8.644hm2, =2.5 kcal/( )1.70. 56.5.1, =2.5 kcal/( )052.363q17039.8.644 h2, =2.5 kcal/( )1.790568.5.1m52.368.所以 =156885 kcal/( )qhm2预热段内平均热流= kcal/( )3_ 719536830 hm2预热段内加热时间 h.7195.263（5） 加热段内热流及加热时间加热段内平均热流kcal/( )164898395ln6l23_2 q hm2加热段内加热时间安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 84 页 第 23 页装订线h209.16489705.
17、2（6） 钢坯总加热时间及产量指标钢坯总的加热时间=0.09375+0.209+0.686=0.989h单位面积产量P= =789kg/( )98.017h2m实际上这类炉子达不到这样的产量，而且从计算结果中可以看出预热段过长，加热段过短。对上述计算分析可以看出，主要误差在于预热段末端炉气温度偏高所致。根据实际资料，将加热段始端炉气温度改为 1150以后重算，其结果比较合乎实际。 重算结果如下：燃料利用系数t=1150= =0.34928360591kgcali /6.8).2(13 kcal/kg34952=656， =29kcal/( )3thm=2.53q 434 )102795.6()
18、102735( q令 =0， =2.5 kcal/( )29.33q8367244hm2=48, =2.5 kcal/( )86705. 91, =2.5 kcal/( )4293.3q8074.2. h26805.所以 =80009 kcal/( )3qhm2= kcal/( )_ 51384093 hm2安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书共 84 页 第 24 页装订线h726.051384.0693kcal/( )8195ln9l23_2q hm2h4.08197.042=0.09375+0.726+0.444=1.264h3.2.4 炉子主要尺寸的计算1 .炉子长度的计算1）有效长度L m19068762）效2)预热段长度 95264.1总预效预 3)加热段长度 m82.098总加效加 L4)均热段长度 146.37510总均效均 5)炉子总长按式8-3 ，取A2750mm则，L=19068+4000+2750=25818mm(4000mm加在均热段上)2 .炉门选择和尺寸的确定1）进料炉门B 进对连续加热炉通常采用端进料方式，所以其宽度等于炉膛内宽，即：B =17400mm。进炉门高度H 进取23倍料坯厚度，即：H =1002.5=250mm进进料炉门数量：1个.
