t-h步進(jìn)梁式加熱爐設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開 題 報(bào) 告 題 目 140t/h步進(jìn)梁式加熱爐設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 郭仁威 院（系、部） 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 熱能11-3 學(xué) 號(hào) 1107220303 姓 名 陳華 日 期 2014年4月4日 教務(wù)處印制1. 選題的目的：近年來，由于我國工業(yè)發(fā)展迅速，制造行業(yè)的進(jìn)步更是一日千里，在這樣的大環(huán)境下，各行各業(yè)，如汽車、輪船、鐵路、建筑、機(jī)械設(shè)備制造等對(duì)鋼材的需求不斷增大，為了滿足這巨大的市場需求，不斷有新的鋼鐵生產(chǎn)線被建設(shè)出來，而在整個(gè)鋼材的生產(chǎn)加工的過程中，加熱爐扮演著一個(gè)重要且不可缺少的角色，它的作用是對(duì)冷熱鋼坯進(jìn)行加熱，以便后面的軋鋼得以

2、順利的進(jìn)行，而待軋鋼坯的溫度和溫度的均勻與否對(duì)軋鋼的質(zhì)量有著重要的影響。加熱爐從誕生的那天起自身也在不斷的發(fā)展著，從起初的“直燃式”到今天的“蓄熱式”，從原來的“推鋼式”到后來的“步進(jìn)式”。采用步進(jìn)式加熱爐，合理設(shè)計(jì)不僅對(duì)鋼材質(zhì)量有很大的影響，同時(shí)也能節(jié)約大量能源，提高能源的利用率，減少環(huán)境的污染，為社會(huì)和諧發(fā)展作出貢獻(xiàn)。2. 選題的意義：在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)過程中，一個(gè)性能優(yōu)良的加熱爐控制系統(tǒng)具有很多實(shí)際意義： (1) 提高生產(chǎn)率，增加效益；加熱爐復(fù)雜的動(dòng)態(tài)特性以及繁瑣的工藝流程使得人為的操作會(huì)給產(chǎn)品的質(zhì)量帶來很大的影響，而在自動(dòng)化程度較高的控制系統(tǒng)下，加熱爐中生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制和自動(dòng)工藝管理控制可

3、以縮短生產(chǎn)周期，并提高產(chǎn)量和質(zhì)量，使得生產(chǎn)率提高，增加企業(yè)效益。(2) 安全生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)；在加熱爐這個(gè)特殊的工藝中，因?yàn)楦郀t和轉(zhuǎn)爐煤氣的大量使用，使得整個(gè)生產(chǎn)環(huán)境的安全變得尤為重要，不僅要保證各種設(shè)備的安全運(yùn)行，還要防止人員中毒事件的發(fā)生。只有在安全的環(huán)境下，生產(chǎn)才能順利進(jìn)行。(3) 節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境；通過優(yōu)化提高加熱爐控制性能的方法，可以使燃料的熱量得到充分的利用，以達(dá)到節(jié)約燃料的目的。此外，通過對(duì)燃燒過程進(jìn)行有效控制，使燃燒在合理的空燃比條件下運(yùn)行，會(huì)大大減少加熱爐過氧燃燒產(chǎn)生的氮氧化合物等有害氣體和欠氧燃燒時(shí)產(chǎn)生的大量黑煙，減少對(duì)周邊環(huán)境的污染和對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞力度。具有關(guān)研究表明，與

4、人工操作相比，合理的燃燒控制能使化學(xué)不完全燃燒熱損失由原來的5%-15%降到1%以下，空氣過剩系數(shù)由原來的1.3-1.6 準(zhǔn)確的控制在1.1-1.3 之間，而使排煙熱損失降低12%-18%，燃耗降低4.8%-11.2%。(4) 對(duì)新技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的促進(jìn)作用 先進(jìn)的控制系統(tǒng)完成了對(duì)生產(chǎn)的信息化管理，同時(shí)也為生產(chǎn)帶來了極大的方便，它不僅可以對(duì)生產(chǎn)過程中的參數(shù)可以進(jìn)行直觀的測量、記錄、保存、分析，分析研究的結(jié)果還可以給技術(shù)的發(fā)展帶來很大的促進(jìn)作用，而新發(fā)展的技術(shù)在一個(gè)先進(jìn)的平臺(tái)上也可以方便的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用。一、選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀3. 研究現(xiàn)狀：（1）國內(nèi)研究現(xiàn)狀： 張文學(xué)現(xiàn)代步進(jìn)式加熱爐的發(fā)

5、展對(duì)步進(jìn)式加熱爐發(fā)展現(xiàn)狀做了介紹，步進(jìn)式加熱爐依靠步進(jìn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)陜鋼、長鋼、重特鋼、武鋼、馬鋼、上鋼等單鋼坯在爐內(nèi)的移動(dòng),與推鋼式加熱爐相比,步進(jìn)式有許多優(yōu)點(diǎn),因而,在國內(nèi)推廣很快,據(jù)1984年不完全統(tǒng)計(jì)，全國已有37座步進(jìn)式加熱爐。我國大型鋼廠如：陜鋼、長鋼、重特鋼、武鋼、馬鋼、上鋼，其步進(jìn)式加熱爐逐步發(fā)展。馬鋼三軋廠步進(jìn)底式加熱爐原熱負(fù)荷分配不合理,燒嘴過于集中,鋼坯加熱質(zhì)量不好,爐底壽命低,于1985年4月進(jìn)行了技術(shù)改造,加熱段由原來的7.41米延長為12.7米,將原15只平焰燒嘴(燃混合煤氣,每只燒嘴能力535(標(biāo))/h),改為24只小燒嘴(每只300(標(biāo))/h),提高了加熱質(zhì)量

6、,節(jié)能效果顯著。上鋼五廠45步進(jìn)底式加熱爐設(shè)置了九只平焰燒嘴,每只燒嘴能力650(標(biāo))/h,燃發(fā)z仁爐煤氣,燒嘴間距1580毫米,使用中發(fā)現(xiàn)爐溫不夠均勻,調(diào)節(jié)困難。長鋼步進(jìn)底式加熱爐多年的運(yùn)行情況也表明:在正常工作狀態(tài)下,即爐溫在1250以下,產(chǎn)量在25t/h以內(nèi)時(shí),爐子能良好地運(yùn)行；爐溫升高到1350時(shí),出現(xiàn)異常狀態(tài),承載銅套壓強(qiáng)大大超過許用壓強(qiáng)而急劇磨損。（2）國外研究現(xiàn)狀： 楊偉新步進(jìn)式加熱爐現(xiàn)狀與分析對(duì)國外步進(jìn)式加熱爐發(fā)展做了介紹,70年代以來，國外新建的許多大型加熱爐大都采用了步進(jìn)式加熱爐現(xiàn)在新建的具有經(jīng)濟(jì)規(guī)模的各類軋鋼廠基本上都選用了步進(jìn)式加熱爐。一些老廠，如美國的底特律鋼廠熱軋車

7、間法國索拉克恩西俄廠的熱軋車間、日本和歌山熱連軋廠與鹿島厚板廠以及加拿大漢密爾頓的多發(fā)斯科廠等，在改建或擴(kuò)建中都選用了步進(jìn)式加熱爐代替原有的推鋼式加熱爐。原蘇聯(lián)契列波維茨鋼鐵廠熱帶車間所用的步進(jìn)梁式加熱爐,爐內(nèi)寬n.25m,爐子有效長49.59m,爐子產(chǎn)量達(dá)到420t/h;采用汽化冷卻,汽壓為0.18MPa;步進(jìn)梁水平行程480mm,垂直行程200mm,步進(jìn)周期為605。德國克勒克納公司不來梅廠熱軋用步進(jìn)梁式爐,其產(chǎn)量為400t/h.法國索拉克熱軋帶鋼廠步進(jìn)式加熱爐,爐子有效長53.gm,爐子最大產(chǎn)量達(dá)525t/h。1990年國外報(bào)道的由意大利IT公司為加拿大道菲斯克公司設(shè)計(jì)的二座步進(jìn)梁式爐該

8、爐內(nèi)長47.396m,爐內(nèi)寬12m,裝有快速裝出料機(jī),能使每座爐子產(chǎn)量達(dá)1000t/h,步進(jìn)周期為305。該爐采用了很多先進(jìn)技術(shù),如熱滑道水管汽化冷卻,分離的二段式步進(jìn)梁,二級(jí)計(jì)算機(jī)控制,高效換熱器,火焰長度可調(diào)燒嘴,換熱器后安裝余熱鍋爐等,爐子熱效率為70.6%,考慮余熱鍋爐后的全爐系統(tǒng)熱效率可達(dá)75.5%,爐子單耗為1.37MJ/kg鋼。二、研究方案及預(yù)期結(jié)果。1. 設(shè)計(jì)方案或論文主要研究內(nèi)容論文研究的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)140t/h步進(jìn)式加熱爐，并對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算以及對(duì)其節(jié)能、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)分析。2. 主要解決的問題、理論、方法、技術(shù)路線主要解決的問題是步進(jìn)式加熱爐的設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)參數(shù)的

9、選擇，燃料燃燒計(jì)算、爐膛熱交換計(jì)算 、金屬加熱計(jì)算、爐子熱平衡計(jì)算、換熱器計(jì)算、排煙系統(tǒng)計(jì)算、燒嘴計(jì)算、供風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算以及爐底水管校核，還要對(duì)加熱爐的節(jié)能、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)進(jìn)行分析。主要的理論：根據(jù)步進(jìn)式加熱爐設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)方案確定該加熱爐設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)計(jì)算包括燃料燃燒計(jì)算，爐膛熱交換計(jì)算，金屬加熱計(jì)算，爐子的主要尺寸計(jì)算，爐子熱平衡計(jì)算，換熱器計(jì)算，排煙系統(tǒng)和供風(fēng)系統(tǒng)的流體力學(xué)計(jì)算，燒嘴計(jì)算，爐底水管的校核十部分方法、技術(shù)路線：第一階段：大量查閱相關(guān)資料和試驗(yàn)，歸納、總結(jié)步進(jìn)式加熱爐設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)，對(duì)步 進(jìn)式加熱爐相關(guān)參數(shù)做簡單可行性分析；第二階段：對(duì)爐子生產(chǎn)率參數(shù)進(jìn)行確定、確定需要加熱的鋼種，對(duì)高焦

10、爐混合煤氣， 低發(fā)熱量根據(jù)實(shí)驗(yàn)測值計(jì)算；第三階段：對(duì)步進(jìn)式加熱爐加熱參數(shù)確定，如板坯加熱初始溫度、板坯加熱終了溫度、 板坯加熱終了斷面溫差、空氣預(yù)熱溫度以及出爐煙氣溫度相關(guān)參數(shù)確定；第四階段：對(duì)燃料燃燒進(jìn)行計(jì)算，如煤氣干濕成分換算、混合煤氣重度、煤氣低位、 煤氣重度；對(duì)空氣需要量以及燃燒產(chǎn)物生成量及成分計(jì)算及分析；對(duì)爐膛 熱交換計(jì)算，如確定確定爐膛有關(guān)尺寸、求爐氣黑度、確定導(dǎo)來輻射系數(shù)； 金屬加熱計(jì)算、爐子熱平衡計(jì)算、換熱器計(jì)算、排煙系統(tǒng)計(jì)算、燒嘴計(jì)算、 供風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算以及爐底水管校核； 第五階段：加熱爐的節(jié)能、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)分析。3. 論文框架摘要：中文表述出步進(jìn)梁式加熱爐設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容； Abs

11、tract：英文表述出步進(jìn)梁式加熱爐設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容；第1章緒論：提出步進(jìn)式加熱爐概述、步進(jìn)式加熱爐分類、現(xiàn)代加熱爐的發(fā)展趨勢、 加熱爐的節(jié)能以及設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及意義；第2章 步進(jìn)式加熱爐設(shè)計(jì)計(jì)算：設(shè)計(jì)依據(jù)、燃料燃燒計(jì)算、爐膛熱交換計(jì)算 、 金屬加熱計(jì)算、爐子熱平衡計(jì)算、換熱器計(jì)算、排煙系統(tǒng)計(jì)算、燒嘴計(jì)算、 供風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算以及爐底水管校核； 第3章 加熱爐的節(jié)能、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)分析：加熱爐的節(jié)能分析、加熱爐的環(huán)保分析以 及加熱爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 結(jié) 論參考文獻(xiàn)外文譯文外文原文附 錄4. 預(yù)期結(jié)果通過查找大量的資料和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)技巧，并比較不同的理論研究成果和試驗(yàn)撰寫出符合自己設(shè)計(jì)要求和目的論文

12、，一定能很好的完成工程圖紙，設(shè)計(jì)計(jì)算說明，翻譯相關(guān)外文文獻(xiàn)等任務(wù)，按時(shí)完成論文。三、研究進(jìn)度第1周第2周：畢業(yè)實(shí)習(xí)；第3周：收集資料，撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告；第4周：擬定題目，收集資料，確定研究內(nèi)容，定題；第5周：撰寫開題報(bào)告和英文文獻(xiàn)及翻譯；第6周：查閱大量資料和文獻(xiàn)，開始寫論文摘要和緒論部分；第7周第8周：整理資料，確定步進(jìn)式加熱爐設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和設(shè)計(jì)依據(jù)； 第9周第10周：燃料燃燒計(jì)算、爐膛熱交換計(jì)算 ；第11周第12周：金屬加熱計(jì)算、爐子熱平衡計(jì)算；第13周第14周：換熱器計(jì)算、排煙系統(tǒng)計(jì)算、燒嘴計(jì)算；第15周：加熱爐的節(jié)能、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)分析，圖紙；第16周：整理設(shè)計(jì)資料，打印輸出，提交設(shè)計(jì)資料，準(zhǔn)

13、備答辯，論文評(píng)閱；第17周：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。四、主要參考文獻(xiàn)1張文學(xué). 中國學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫1995/05 現(xiàn)代步進(jìn)式加熱爐的發(fā)展.2 中國建筑業(yè)協(xié)會(huì)，清華大學(xué)，中國建筑工程總公司合編.，工程項(xiàng)目管理與總承包.中國建筑工業(yè)出版社，2005，29-30.3 鋼鐵廠工業(yè)爐設(shè)計(jì)參考資料編寫組. 鋼鐵廠工業(yè)爐設(shè)計(jì)參考資料(上冊(cè))M.冶金工業(yè)出版社，1979.5.4 王秉全. 工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社，1996.8.5 鋼鐵廠工業(yè)爐設(shè)計(jì)參考資料編寫組. 鋼鐵廠工業(yè)爐設(shè)計(jì)參考資料(下冊(cè))M.冶金工業(yè)出版社，1979.5.6 趙順福.項(xiàng)目法施工管理實(shí)用手冊(cè)M. 中國建筑工業(yè)出版社， 2005.7 王要武工程項(xiàng)目管理百問M北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.8 陸惠民、蘇振民、王延樹工程項(xiàng)目管理M南京：東南大學(xué)出版社 ，2002.9 董平. 工程項(xiàng)目管理實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)M.北京：科學(xué)出版社 ，2003，104-104.10 孫慧.項(xiàng)目成本管理M.-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005，76-78.11 原冶金工業(yè)部 .全國統(tǒng)一安裝工程預(yù)算定額第四冊(cè)爐窯砌筑工程 GYD-204-2000中國計(jì)劃出版社出版，2000.12 中國建設(shè)工程造價(jià)管理協(xié)會(huì)化工工程委員會(huì) 組織編寫 化工建設(shè)概算