加熱爐畢業(yè)設(shè)計文獻(xiàn)綜述

1、一.文獻(xiàn)綜述1.1加熱爐的概述在冶金，化工、機械制造等工業(yè)部門中，加熱爐是指加熱爐是將物料或工件加熱的設(shè)備。按熱源劃分有燃料加熱爐、電阻加熱爐、感應(yīng)加熱爐、微波加熱爐等。它以燃料燃燒的火焰魏熱源，在爐膛內(nèi)火焰通常是與物料直接接觸的。在有些情況下，為防止物料（工件）的氧化，將火焰與物料隔開，火焰的熱量通過隔墻簡介傳給物料。被加熱的物料在爐內(nèi)基本不發(fā)生物態(tài)變化和化學(xué)反應(yīng)。1.2對爐子的基本要求爐子是完成某一工藝過程的熱工設(shè)備，在滿足工藝要求的前提下還應(yīng)滿足下列要求：（1）爐子生產(chǎn)率要高；在保證質(zhì)量的前提下，物料加熱速度越快越好，這樣可以提高加熱爐的生產(chǎn)率，減少爐子座數(shù)或縮小爐子尺寸。快速加熱還能降

2、低金屬的燒傷和單位燃料消耗，節(jié)約維護費用。1.3加熱爐的一般組成部分加熱爐是一個復(fù)雜的熱工設(shè)備，它由以下幾個基本部分構(gòu)成：爐膛與爐襯、燃料系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、余熱利用裝置、裝出料設(shè)備、檢測及調(diào)節(jié)裝置、電子計算機控制系統(tǒng)等。其中爐子的工作室（爐膛）、供熱系統(tǒng)（油泵、管道、燃燒裝置等）、排煙系統(tǒng)（煙道、煙閘、排煙機等）以及冷卻系統(tǒng)等構(gòu)了爐子的熱工工藝系統(tǒng)，它是火焰爐最基本的組成部分。下面僅對熱工工藝系統(tǒng)中的主要組成部分加以介紹。1.3.1爐膛（工作室）爐膛一般是由爐墻、爐頂和爐底圍成的一個近乎六面體的空間，是對鋼坯進行加熱的地方。爐墻、爐頂和爐底通稱為爐襯，爐襯是加熱爐的一個關(guān)鍵技

3、術(shù)條件。在加熱爐的運行過程中，不僅要求爐襯能夠在高溫和荷載條件下保持足夠的強度和穩(wěn)定性，要求爐襯能夠耐受爐氣的沖刷和爐渣的侵蝕，而且要求有足夠的絕熱保溫和氣密性能。為此，爐襯通常由耐火層、保溫層、防護層和鋼結(jié)構(gòu)幾部分組成，以保證爐子的正常工作。爐墻爐子四周的圍墻稱為爐墻。加熱爐都采用直立的爐墻，分為側(cè)墻和端墻，沿爐子長度方向上的爐墻稱為側(cè)墻，爐子兩端的爐墻稱為端墻。側(cè)墻的厚度通常為1.5 2倍磚長（464580mm），端墻的厚度根據(jù)燒嘴、孔道的尺寸而定，一般為23倍磚長。整體搗打、澆注的爐墻尺寸則可以根據(jù)需要隨意確定。大多數(shù)加熱爐的爐墻由耐火磚的內(nèi)襯和絕熱磚層組成。為了使?fàn)t子具有一定的強度和良

4、好的氣密性，爐墻外面還包有410mm厚的鋼板外殼或者砌有建筑磚層作爐墻的防護層。爐墻上設(shè)有爐門、窺視孔、燒嘴孔、測溫孔等孔洞。為了防止砌磚受損，爐墻應(yīng)盡可能避免直接承受附加載荷。所以，爐門、冷卻水管等構(gòu)件通常都直接安裝在鋼結(jié)構(gòu)上。爐頂圖1-1 拱頂結(jié)構(gòu)a拱頂受力情況；b環(huán)砌拱頂；c錯砌拱頂bac加熱爐的爐頂按其結(jié)構(gòu)分為兩種：即拱頂和吊頂。拱頂結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。拱頂?shù)闹饕獏?shù)是：內(nèi)弧半徑（R），拱頂跨度即爐子寬度（B），拱頂中心角（a），弓形高度（h）。拱頂?shù)暮穸扰c爐子的跨度有關(guān)，為了保證拱頂具有足夠的強度，爐子的跨度較大時，爐頂?shù)暮穸葎t應(yīng)相應(yīng)適當(dāng)加大。當(dāng)拱頂跨度在3.5m以下時，拱頂?shù)哪突鸫u

5、層為230250mm，絕熱層為65150mm。當(dāng)拱頂跨度在3.5m以上時，耐火磚層為230300mm，絕熱層為120200mm。圖1-2 吊頂結(jié)構(gòu)當(dāng)爐子跨度大于4m時，由于拱頂所承受的側(cè)壓力很大，一般耐火材料的高溫結(jié)構(gòu)強度已很難滿足，因而大多采用吊頂結(jié)構(gòu)，圖1-2是常用的幾種吊頂結(jié)構(gòu)。吊掛頂是由一些專門設(shè)計的異型磚和吊掛金屬構(gòu)件組成。按吊掛形式分可以是單獨的或成組的吊掛磚吊在金屬吊掛梁上。吊頂磚的材料可用黏土磚、高鋁磚和鎂鋁磚，吊頂外面再砌硅藻土磚或其他絕熱材料，但砌筑切勿埋住吊桿，以免燒壞失去機械強度，吊架被磚的重量拉長。吊掛結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，但它不受爐子跨度的影響且便于局部修理及更換。爐底

6、爐底的工作條件比較惡劣。它是爐膛底部的砌磚部分，爐底要求承受被加熱鋼坯的重量，高溫區(qū)爐底還要承受爐渣、氧化鐵皮的化學(xué)侵蝕。此外，爐底還要經(jīng)常與鋼坯發(fā)生碰撞和摩擦。圖1-3 加熱爐的爐底a帶滑軌的連續(xù)加熱爐爐底：1和2滑軌；b兩面加熱的連續(xù)加熱爐爐底：1水冷管；2水冷管支撐；3滑軌ab爐底有兩種形式，一種是固定爐底，另一種是活動爐底。固定爐底的爐子，坯料在爐底的滑軌上移動，除加熱圓坯料的斜底爐外，其他加熱爐的固定爐底一般都是水平的?；顒訝t底的坯料是靠爐底機械的運動而移動的。圖1-3是連續(xù)式加熱爐的爐底結(jié)構(gòu)。單面加熱的爐子，其爐底都是實心爐底，兩面加熱的爐子，爐內(nèi)的爐底通常分實底段（均熱段）和架空

7、段兩部分，但也有的爐子的爐底全部是架空的。爐底的厚度取決于爐子的尺寸和溫度，在200700mm之內(nèi)變動。爐底的下部用絕熱材料隔熱。由于鎂磚具有良好的抗渣性，所以，在軋鋼加熱爐的爐底上用鎂磚砌筑。并且，為了便于氧化鐵皮的清除，在鎂磚上還要再鋪上一層4050mm厚的鎂砂或焦屑。在1000左右的熱處理爐或無氧化加熱爐上，因為氧化鐵皮的侵蝕問題較小，爐底也可以采用黏土磚砌筑。1.3.2排煙系統(tǒng)為了使加熱爐能正常工作，需要不斷供給燃料所用的空氣，同時又要不斷地把燃燒后產(chǎn)生的廢煙氣排出爐外，因此，爐子設(shè)有排煙系統(tǒng)。工業(yè)爐的排煙方式分為自然排煙和機械排煙兩種。前者指煙囪排煙、直接排放和依靠自然抽力的排煙罩等

8、；后者指排煙機排煙、噴射排煙等。A.煙道煙道是連接爐膛和煙囪的煙氣通道。設(shè)計煙道時，必須充分考慮其斷面尺寸和密封絕熱問題，因為前者的大小影響煙氣流動阻力損失和造價，后者的好壞影響排煙系統(tǒng)的吸力和余熱回收率。對煙道布置的要求：（1）地下煙道不會妨礙交通和地面上的操作，因此一般煙道都盡量布置在地下。（2）要求煙道路程短，局部阻力損失小。（3）煙道較長時，其底部要有排水坡度，以便集中排出煙道積水。（4）當(dāng)煙道中有余熱回收裝置時，一般要設(shè)置旁通煙道和相應(yīng)的閘板、人孔等，以便在余熱回收裝置檢修時可不影響爐子的生產(chǎn)操作。（5）煙道要與廠房柱基、設(shè)備基礎(chǔ)和電纜保持一定距離，以免受煙道溫度影響。煙道內(nèi)襯黏土磚

9、的厚度與煙氣溫度有關(guān)。當(dāng)煙氣溫度為500800，煙道內(nèi)寬小于1m，一般用113mm厚的黏土磚，大于1m，用230mm厚黏土磚；煙氣溫度低于500時可用100號機制紅磚內(nèi)襯。當(dāng)煙道沒有混凝土外框時，外層用紅磚砌筑，其厚度應(yīng)能保證煙道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。B. 煙道閘板和煙道人孔為了調(diào)節(jié)爐膛壓力或切斷煙氣，每座爐子一般都要設(shè)置煙道閘板, 煙道上一般都要開設(shè)人孔，以便于清灰、檢修和開爐時烘烤。C.煙囪加熱爐的排煙一般都用煙囪，因為它不需要消耗動力，維護簡單，只有當(dāng)煙囪抽力不足時，才采用引風(fēng)機或噴射管來幫助排煙。煙囪是最常用的排煙裝置，它不僅起排煙作用，而且也有保護環(huán)境的作用。煙囪有磚砌、混凝土以及金屬三種。金屬

10、煙囪壽命低，易受腐蝕，但它建造快，造價低。當(dāng)煙溫高于350時，金屬煙囪要砌內(nèi)襯，襯磚厚度一般為半塊磚。煙溫達(dá)到350500時用紅磚砌筑，高度為煙囪的1/3，煙溫為500700時煙囪全高襯砌紅磚，700以上時煙囪全高襯砌耐火磚。工業(yè)爐用煙囪在投入使用前一般要進行烘烤。烘烤方法一般是在煙道或煙囪底部燒木柴或煤炭，隨著抽力的形成，氣流逐漸與爐子接通。煙囪烘干后如出現(xiàn)裂紋，應(yīng)及時進行修補。烘烤煙囪的最高溫度為：有耐火磚內(nèi)襯的紅磚煙囪300；無耐火磚內(nèi)襯的紅磚煙囪250；有耐火磚內(nèi)襯的鋼筋混凝土煙囪200；有耐火磚內(nèi)襯的金屬煙囪200。1.3.3爐子基礎(chǔ)與鋼結(jié)構(gòu)A.爐子基礎(chǔ)基礎(chǔ)是爐子支座，它將爐膛、鋼結(jié)構(gòu)和被加熱鋼坯的重量所構(gòu)成的全部載荷傳到地面上。大中型爐子基礎(chǔ)的材料都是混凝土基礎(chǔ)，只有小型加熱爐才用磚砌基礎(chǔ)。砌筑基礎(chǔ)時，應(yīng)避免將爐子部件和其他設(shè)備放在同一整塊基礎(chǔ)上，以免由于負(fù)荷不同而引起不均衡下沉，使基礎(chǔ)開裂或設(shè)備傾斜。B.爐子的鋼結(jié)構(gòu)為了使整個爐子成為一個牢固的整體，在長期高溫的工作條件下不致嚴(yán)重變形，爐子必須設(shè)置由豎鋼架、水平拉桿（或連接梁）組成的鋼結(jié)構(gòu)。爐子的鋼結(jié)構(gòu)起到一個框架