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1、 共 84 页 第 1 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 指指 导导 教教 师师 签签 字字 系系 主主 任任 签签 字字 院院 长长 签签 字字 共 84 页 第 2 页 装 订 线 摘要摘要 本论文设计的是一座 200t h 中厚
2、板推钢式连续加热炉 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 共 84 页 第 3 页 装 订 线 abstractabstract This pa
3、per the design 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 materi
4、als 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 63 0 21 1 672 0 79 1 663KJ 标 m 产 3 设 Q 0 按式 1 22 得 分 t 1796 1800 理 663 1 15 3 350296 1 31 2 8360 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 gkm C 计算方法和步骤如下 预确定炉膛
5、主要尺寸 安徽工业大学 毕业设计 论文 说明书 共 84 页 第 17 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 mh 取推钢比 E 220 代入公式 2 n 2 P H LS E 其中 P 炉子生产率 kg h H 炉子有效炉底强度 kg mh 2 L 料坯长度 m E 推钢比 可取 200 250 得 n 0 97 可取 n 1 2201 017550 200000 将 n 1 代入公式 B n l n 1 a 式中 L 料坯长度 mm a 料坯端头与炉墙内表面的距离 一般取 200 250mm 取 200mm 则 B 1 17 2
6、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 1750mm 3 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 1
7、7 4 L 均底均均 2 各段炉墙 侧墙 和炉顶 吊顶结构 面积 20 6 Lm 21 047FHLBL 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 18 页 装 订 线 同理可得 F 20 6 L m 加表加 2 F 19 2 L 预表预 2 m 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 3 V BH
8、 L 27 84 L m 加加加加 3 V BH L 15 66 L m 预预预预 3 3 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 F V4 S 0 9 2 64m 均 均围 均 F V4 S 0 9 1 54m 预 预围 预 F V4 4 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 2 CO P 13 65 100 0 1365 大气压 OH P 2 5 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 25 1200 25 1225 均g t 表终 t 2 设加热段温度比加热终了时金
9、属表面温度高 100 即 安徽工业大学 毕业设计 论文 说明书 共 84 页 第 19 页 装 订 线 100 1200 100 1300 加g t 表终 t 3 预热段炉气温度变化规律近似围线性 则 975 预g t 6 计算各段炉气黑度 由 g 2 CO 2 H O 而 2 CO 2 1 0 71 CO PS 0 5 3 T 1O O 22 0 80 61 7 1 100 H OH O T PS 可得 预 32 0 273975 100 54 1 1365 0 1 7 100 273975 54 1 127 0 71 0 6 08 05 0 3 1 34 0 2731300 100 64
10、2 1365 0 1 7 100 2731300 64 2 127 0 71 0 6 08 05 0 3 1 加 35 0 2731225 100 64 2 1365 0 1 7 100 2731225 64 2 127 071 0 6 08 05 0 3 1 均 7 计算炉壁对金属的角度系数 L 1 17 17m M 对于吊顶 0 83 KM 加 BH LM 加上 2 4 176 12 17 同理可得 0 89 KM 预 4 179 02 17 0 83 KM 均 4 176 12 17 8 计算各段导来辐射系数 gKM C MgMgKMg gKMMg 11 1143 20 其中 炉气黑度
11、g 炉壁对金属的角度系数 KM 炉料黑度 查表 2 1 取炉料黑度 0 8 M M 预热段 安徽工业大学 毕业设计 论文 说明书 共 84 页 第 20 页 装 订 线 C 10 04 预gKM 8 0 132 0 8 032 0 189 0 32 0 32 0 189 0 18 032 0 43 20 24 kJmh K 加热段 C 10 46 加gKM 8 0 134 0 8 034 0 183 0 34 0 34 0 183 018 034 0 43 20 24 kJmh K 均热段 C 10 78 均gKM 8 0 135 0 8 035 0 183 035 0 35 0 183 01
12、8 035 043 20 24 kJmh K C 10 43 2 5kcal 平均gKM 3 78 1046 1004 10 24 kJmh K 42 Khm 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 g KM gKM C 24 kJmh K 预热段0 320 8910 04 加热段0 340 8310 46 均热段0 350 8310 78 3 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
13、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 0 1 为预热段 1 2 为加热段 2 3 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 21 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
14、2 S a t t k z 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 2 s a 2 s a 24 0 h09375 0 02 0 05 0 75 0 2 1 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 1g t 118720 3 2 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 1 s t 2 2 1终 1 0 2051 252 2 h 均热段炉气温度 t 100 1 273 100 273 4 4 1 表终 均 t C q gKM 100 1
15、260 273 100 2731200 5 2 20408 4 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 t 33 83 24 0 20 此时钢坯的平均温度 1200 2g t 44 114433 83 3 2 i 189 kcal kg kcal m 1 25 h 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 共 84 页 第 22 页 装 订 线 kcal m 83695 05 0 33 83 1 252 2 q 2 h 加热段炉气温度 t 100 2 273 100 273 4 4 2 表终 均 t C q gKM 100 1412 273 100
16、2731200 5 2 83695 4 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 1412 2 0 2895 2 2000 16722512000 求整个炉膛内的燃料利用系数 0 652 2000 9472512000 总得热焓增量 195kcal kg 则预热段内钢坯的热焓增量为i kgkcal G Q ii 1 2 3 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 hm 2 kcal hm 2 F 1 1 0 9 0 1 17 4 33 06 2 m kgkcali 5 126 2000000 06 33110000 652 0 2895 0 1 195 3 kcal kg 5 62 5 126189 2 i kcal kg6189195 1 i 4 预热段热流即加热时间 预热段始端热流 2 5 kcal 3 q33000 100 273 100 273800 44 hm 2 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 23 页 装 订 线 2
