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1、 . 毕业设计(论文)任务书课题名称120t/h全高炉煤气蓄热式推钢加热炉的设计毕业设计（论文）的工作容:1. 加热炉在轧钢生产中的地位与作用；2. 高温空气燃烧发展概况、应用与意义；3. 文献综述（含两份英文资料）；4. 120t/h全高炉煤气蓄热式推钢加热炉的设计方案与计算；5. 工程制图；6. 一篇英文资料的翻译；目 录摘要2Abstract31.文献综述51.1连续式加热炉51.1.1 连续式加热炉与其分类51.1.2 连续式加热炉的的发展61.1.3高炉煤气在轧钢加热炉上的应用71.1.4 连续加热炉节能途径和措施101.2 高温空气燃烧技术121.2.1高温空气燃烧技术的原理与研究
2、121.2.2蓄热式燃烧技术实际应用中几个问题的探讨151.2.3高温空气燃烧技术的应用172.蓄热式推钢加热炉的设计和计算192.1 技术数据192.2 设计计算202.2.1 燃料燃烧计算202.2.2 炉膛热交换计算212.3 炉体与水管的热损失242.3.1 炉膛个部分用耐火材料与尺寸242.3.2 炉底水管尺寸与数量的确定262.4 金属加热计算302.4.1 钢坯的均热时间与温度参数302.4.2 加热段与预热段的加热时间312.5 炉子主要尺寸确定342.5.1炉子长度计算342.5.2 炉子操作参数362.6 炉膛热平衡与燃料消耗计算362.6.1 预热段362.6.2加热段3
3、82.6.3 均热段382.6.4 炉膛热平衡392.7 供热系统392.7.1 蓄热式燃烧系统392.7.2 烧嘴的选择几燃料分配40结论41致42参考文献43英文翻译441.文献综述1.1连续式加热炉1.1.1 连续式加热炉与其分类 连续式加热炉是轧钢行业中重要的工艺生产设备之一。钢坯由炉尾装入，边前进边加热，被加热到所需要的温度后，经过钢口出炉，在沿着辊道送往轧钢机。连续式加热炉的工作是连续的，钢坯在炉靠着推钢机的推力沿着炉底的滑道不断地向前移动，加热后不断的排出。在炉子工作稳定的情况下，炉的各点温度是相对稳定的，加热炉膛可以视为一个稳定的问温度场，钢坯在炉膛的传热可以看作是相对稳定态传
4、热，这样可以保证批量的钢坯的加热质量。 连续式加热炉特点各异，从炉子的结构和加热方式等方面可以把连续式加热炉分成以下几类： （1）按所用的燃料分类：使用固体燃料的、使用重油的、使用气体燃料的、使用混合燃料的。 （2）按钢坯在炉的运动方式分类：推钢式炉、步进式炉、辊底式炉等等。 按被加热金属的种类可分为：加热方坯的， 加热板坯的。加热圆管坯的、加热异型坯的。 （3）按出了方式可分为：端出料的和侧出料的。 （4）按温度制度可分为：两段式、三段式和强化加热式。 （5）按空气和煤气的预热方式分类；不预热式炉、换热式炉、蓄热式炉。 推钢式连续式加热炉是目前应用最广泛的一种炉型。炉膛采用多点供热以控制炉温
5、，现在很多设计上都是使用三段式连续式加热炉。一般三段式加热炉在加热制度采取预热器、加热器和均热器三段温度制度，在炉子结构上也相应的分为预热段、加热段、均热段三个供热点。钢坯或钢锭有出炉尾推入后先进入预热段缓慢升温，然后在进入加热段迅速把钢料表面升温到出钢所要求的温度，经过加热段后，经过段后，钢坯外还有较大的偏差，最后进入温度较低的均热段进行均热，这时钢料的表面温度不再升高，钢料外的温度逐渐趋于均匀。 加热炉在保证安全运行与完成加热钢坯任务的同时，还要考虑高效与经济的燃烧。如何采用合理有效的策略，当加热炉控制系统的负荷与煤气的质量等因素发生波动时，仍然能使加热炉的炉膛温度、炉膛压力、排烟温度等参
6、数稳定在控制围之，并且能够使加热炉工作在最佳燃烧区，提高产品质量且能节约能耗、减少加热钢坯的氧化铁皮，降低对环境的污染等，是提高企业竞争力的主要措施，也是企业界和科技界对加热技术改进一直关注的热门课题。 除此之外，还可以按其他特征进行分类，如料坯排数、供热点位置等。总的来说，加热制度是确定炉子结构、供热方式与布置的主要依据。1.1.2 连续式加热炉的的发展 从原始到现代炉型的演变和发展可划分为五个阶段：1） 原始炉型阶段：这个时期，轧钢生产和炉子技术的水平都很低。炉型由原始的半连续炉演变为一段式和二段式炉。2） 三段式炉型阶段：这个时期，轧钢生产和炉子技术水平有较大的发展。到五十年代中期，轧机
7、年产量已达到50200万吨。但炉子的产量问题仍不是主要矛盾。着重注意于提高燃料利用系数和循序渐进的加热。三十年代出现的三段式炉，在使用中不断改善结构。一直到五十年代，他仍是各国广泛采用的传统炉型。这种炉型的特征是，不供热的预热段长，炉尾温度低。单位炉底面积产量处于500600公斤/米.时。单炉底产量不超过100吨/时，最大不超过150吨/时。3） 现代炉型发展的第一阶段：这个时期，轧机生产能力大幅度增长，年产量达到200350万吨。另一方面，炉型结构的理论和经验不断发展，出现了能耐高烟温的换热设施。这时，就有必要与可能转到“炉求高产，炉外利用废热”的方向上。利用碳素钢低温阶段导热率高的特点，在
8、炉子装料端增设上、下供热段，将炉尾烟气温度提高到10001200C，使钢料一进炉就受到强化加热，以提高加热速度。同时扩大炉底面积和装炉量。大幅度提高每座炉子的产量。出炉烟气用来预热空气（预热至400500C）,或其后再设余热锅炉。因此，这一发展阶段的标志，是五段推送式炉的出现和推广。4） 现代炉型发展的第二阶段：这个时期，轧机生产能力继续大幅度增长，年产量已提高到350450万吨，有的高达600万吨.。轧机用的坯料规格也日益加大：板坯厚度达到350毫米，坯长达到14.5米，板坯的单重达到45吨。这些都对炉子提出了新的要求。同时，为了在高速轧制的情况下严格控制带钢尺寸公差和提高产品的表面质量，在
9、板坯加热温度控制和保护板坯表面等方面，也对炉子提出了严格的要求，总之，要求连续加热炉向着高产优质的操作自动化的方向发展。在改革五段推送式炉的同时，创建新的炉型。大型步进梁式炉的出现和推广，热滑轨、全架空推送炉的出现，全炉顶烧嘴的推送式炉，是这一发展阶段的标志。5） 现代炉型发展的第三阶段：自1973年主要工业国家出现石油危机以来，降低燃料消耗，节省能源，开始成为炉型设计的中心问题。六十年代那种不惜加大热耗、以换取高产的概念，开始改变为扩大炉容、提高产量、降低热耗的新概念。总之，连续加热炉诞生六十多年以来，经历了五个发展阶段。这五个阶段又可综合为三个时期：头二十多年为原始炉型时期，第二个二十多年
10、为传统炉型（三段式炉）时期，近二十为现代炉型时期（包括现代炉型发展的三个阶段）。而现代炉型总的发展结果，是导向大容量、高产、优质、低消耗、无公害和操作自动化。 1.1.3高炉煤气在轧钢加热炉上的应用（1）.高炉煤气回收利用的必要性和紧迫性 冶金系统高炉煤气放散率近两年连续回升（表1），已经引起各级领导部门的严重关切。1990年重点钢铁企业高炉煤气的放散量为42.5万t1992年增长为5405万t.整个冶金系统高炉煤气放散量由1985年的月90万t，到1992增长为月185万t，价格约合6.5亿元（单价按12元/GJ）。高炉煤气放散量的大幅度增长已经达到十分严重的地步。高炉煤气因为热值低，回收利
11、用有教大的困难，一般不为人们所重视。其实。煤气是加热炉和热处理炉用的一种宝贵幼稚燃料，他具有燃烧效率高，易于调节控制、劳动条件好、燃烧后对环境污染少等多方面优点，是固体和液体燃料无法与之相比的。目前的技术发展，已经具备充分利用低热值高炉煤气的良好条件，因此应该改变观念，大胆推广应用新的技术成果表1.1 高炉煤气放散率 %年份19851990 19911992重点钢铁企业8.26.210.210.3地方骨干钢铁企业18.215.417.1表1.2 燃高炉煤气轧钢加热炉设计投产一览表序号指标二钢斜底炉南钢三轧推钢炉南二钢小型实底炉新余小型线材推钢炉凌钢650中轧推钢炉长冶线材推钢炉马钢H型钢推钢炉
12、1 日期2煤气热值KJ.m3空气预热温度/4煤气预热温度/5炉底面积/m6产量/t.h7额定热耗/KJ.Kg8热耗率/%9炉子等级设计投产3997设计实际设计实际设计实际设计实际设计实际19841985355865050060035030032015.432.5188114634454特198619873810550500600300300350783035301672125049.261特198519884186550500550350300350551210158813425261特1987未施工355860035074351338611987未施工35586804001808013795
13、91988初步设计3558650300100401463561990初步设计376265042010850146356（2） 高炉煤气加热炉实现高温高产的关键措施 足够高的火焰温度首先要根据轧机对出钢温度的最高要求决定最高炉温。根据不同的工程条件，建议设计的最高炉温值比轧机要求的最高出钢炉温高100150，然后根据最高炉温确定入炉的空气和煤气预热温度。热值为3558KJ/m高炉煤气要求达到不同炉温时的空气和煤气的温度（a=1.1）见表3 表1.3 要求的空气和煤气温度最高炉温10501150122013001320理论燃烧温度空气温度煤气强度140012420153340051920114162745050024828517335506004084451760600650430466必要的空气和煤气预热温度空气和煤气入炉时的温度是保证获得最高炉温的关键，为此必须考虑到：（1）空气和煤气在换热器的出口温度。该温度必须考虑到从换热器至烧嘴路程中的温度降，根据灌录的长短和保温情况不同，应通过准确的热损失计算确定。在换热器设计时，还应该考虑到工作一段时间后由于热交换管管臂污染甚至堵塞造成传热率下降。应该选用传热率高、外臂光滑下不易污染堵塞的换热器类型，如管状换热器、辐射换热器，以与最近开发的对流辐射组合式换热器等。（2）适当提高炉子排烟温度。适当提高炉子
