連續(xù)式加熱爐演講課件 潘永坤

共三十七頁(yè)學(xué)好(xuéhǎo)數(shù)理化，走遍天下都不怕弄懂連續(xù)式加熱爐，踏破各大工廠(gōngchǎng)都不怕！共三十七頁(yè)第七章連續(xù)式加熱爐概述(ɡàishù)：一、基本特征：二、分類(fēnlèi)：連續(xù)的溫度分布廣義的連續(xù)式加熱爐包括所有的連續(xù)運(yùn)料的加熱爐，如推鋼式式爐、步進(jìn)式爐、輸送帶式爐（鏈?zhǔn)綘t）、輥底式爐、分室式快速加熱爐，轉(zhuǎn)底式（環(huán)形）爐等。但一般習(xí)慣上通常稱呼的連續(xù)式加熱爐，則多指由推鋼機(jī)運(yùn)料的推鋼式連續(xù)加熱爐以及后來(lái)發(fā)展的步進(jìn)式加熱爐。共三十七頁(yè)連續(xù)式加熱爐熱工制度爐溫制度供熱制度壓力制度爐型結(jié)構(gòu)溫?zé)嶂贫裙踩唔?yè)溫?zé)嶂贫雀拍顑?nèi)在聯(lián)系要求平均輻射溫壓爐溫各種溫?zé)嶂贫葔毫χ贫妊貭t長(zhǎng)方向壓力簡(jiǎn)化分析解決爐頭吸風(fēng)爐尾冒風(fēng)的措施爐壓控制和爐溫控制的關(guān)系共三十七頁(yè)溫?zé)?wēnrè)制度：概念：爐溫制度系是指爐內(nèi)溫度分布，主要(zhǔyào)是沿爐長(zhǎng)方向的溫度分布。供熱制度系值爐內(nèi)供熱分布。二者關(guān)系：爐內(nèi)供熱分布和爐內(nèi)溫度分布是互為因果的。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)爐溫制度的要求，采取某種供熱分配（燃燒器布置）來(lái)予以保證；在操作中，一定的供熱分配將造成一定的爐溫制度。因此，爐溫制度和供熱分配是結(jié)合起來(lái)考慮的，把它們總合叫做“溫?zé)嶂贫取薄９踩唔?yè)選擇溫?zé)嶂贫葧r(shí)的要求：

（1）盡可能提高爐子的生產(chǎn)效率。這主要靠強(qiáng)化爐膛傳熱，保證最大的平均熱流，即提高爐氣與金屬間的平均輻射溫壓。（2）盡可能提高爐子的熱效率，以降低能耗。提高熱效率與降低單位熱耗常常是一回事（η=Δi/b，Δi為金屬加熱的焓增量）（3）滿足熱工藝的要求，保證良好的加熱質(zhì)量。主要是保證所要求的加熱溫度(wēndù)和燒透程度，減少氧化和脫碳，避免過(guò)熱、過(guò)燒、燒化、粘鋼、燒裂、硬心、陰陽(yáng)面等（4）要具有良好的靈活性。適應(yīng)產(chǎn)量、鋼種和皮料規(guī)格的變化。共三十七頁(yè)

（5）此外，還要考慮爐子壽命、筑爐和修護(hù)成本、操作方便性、便于自動(dòng)控制、有利于環(huán)境保護(hù)等因素。注：生產(chǎn)效率：P，kg/h或t/d熱效率：有效熱與供給熱量之比，也叫有效利用系數(shù)(lìyònɡxìshù)，用符號(hào)η1表示。η2呢？共三十七頁(yè)平均輻射(fúshè)溫壓和爐溫：

爐子的生產(chǎn)率主要決定于爐內(nèi)的溫度條件，而輻射溫壓就是爐膛(lútáng)內(nèi)輻射熱交換的溫度條件，在高溫火焰爐內(nèi)即決定于爐氣與金屬表面間的輻射溫壓。平均輻射溫壓理論公式

幾何平均輻射溫壓公式共三十七頁(yè)共三十七頁(yè)（1）常見(jiàn)的幾何平均輻射(fúshè)溫壓公式比較適合于逆流熱交換時(shí)的情況。（2）幾何平均輻射溫壓較理論計(jì)算結(jié)果低了許多，這可以設(shè)想它較近似于爐內(nèi)有析熱的實(shí)際情況。(3)在其它條件不變時(shí)廢氣溫度愈高，平均輻射溫壓愈大，逆流熱交換時(shí)差不多成直線關(guān)系。這一點(diǎn)與通常見(jiàn)到的逆流式連續(xù)加熱爐生產(chǎn)率與廢氣出爐溫度成線性關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)是一致的。(4)在同樣端點(diǎn)溫度條件下，逆流時(shí)的平均輻射溫壓比順流時(shí)為大，而且廢氣出爐溫度Tg2值愈低，這一差值愈大。這就是為了在爐內(nèi)充分利用熱能的連續(xù)加熱爐多采用逆流式的基本原因。上述結(jié)論是在爐內(nèi)無(wú)析熱的條件下得出的。分析(fēnxī)結(jié)論：共三十七頁(yè)析熱現(xiàn)象(xiànxiàng)：通過(guò)理論分析在連續(xù)式加熱爐內(nèi)（通常為逆流式的），為提高理論平均輻射溫壓以提高爐子生產(chǎn)率的基本途徑為：

提高T理，提高T廢，端頭供熱，快速燃燒弊端：實(shí)際上，在推鋼式連續(xù)加熱爐內(nèi)使高溫端得到過(guò)分集中的高溫常是不允許的、，它受到加熱工藝方面的嚴(yán)格的限制。首先，如果出料端爐溫比所要求的金屬加熱溫度高出太多時(shí)，則必將使金屬出爐時(shí)具有較大的斷面溫差，發(fā)生“硬心”或“陰陽(yáng)面”，達(dá)不到(bùdào)所要求的透燒程度，影響產(chǎn)品質(zhì)量。其次，如果高溫端爐溫過(guò)高，則難于控制鋼的表面溫度，特別是軋制延遲(待軋)時(shí)，爐溫一時(shí)降不下來(lái)i爐內(nèi)的鋼又出不去，容易使鋼溫過(guò)高，造成“燒化”現(xiàn)象和粘鋼事故，嚴(yán)重時(shí)甚至使鋼錠(坯)被燒毀而造成廢品。分室式加熱爐，步進(jìn)式加熱爐應(yīng)運(yùn)而生。燃料和空氣入爐后，在爐膛內(nèi)邊混合、邊燃燒、邊放熱，最終達(dá)到完全燃燒的現(xiàn)象。影響爐氣溫度分布。應(yīng)用：共三十七頁(yè)爐溫(lúwēn)：爐氣溫度(wēndù)Tg＞爐壁溫度Tw＞金屬溫度Ts爐溫？？

爐溫指的是爐內(nèi)測(cè)溫裝置所測(cè)得的指示溫度。其受到爐氣溫度、爐壁溫度、和金屬溫度的影響，使它們之間的一個(gè)均衡溫度。它決定于這三個(gè)溫度的數(shù)值，也決定于熱電偶節(jié)點(diǎn)與爐氣、爐壁和金屬三者之間的相互位置。共三十七頁(yè)其中熱電偶對(duì)金屬的角度(jiǎodù)系數(shù)ψTs反映著熱電偶在爐膛內(nèi)的安放的位置。例如，安放在爐頂上的熱電偶，熱電偶伸得越低，離金屬表面越低，角系數(shù)ψTs越？？熱電偶溫度？？

在均勻的輻射制度下，當(dāng)爐壁差額輻射熱流等于零是，熱電偶所測(cè)得的“”爐溫(lúwēn)與金屬溫度之間的關(guān)系如下：共三十七頁(yè)在高溫的連續(xù)加熱爐上，安裝于爐頂?shù)臒犭娕纪ǔＩ斐鲩L(zhǎng)度為50-80mm；安裝于側(cè)墻上的熱電偶常與側(cè)著內(nèi)壁一平或剛剛縮回一點(diǎn)(避免套管彎曲)。它們(tāmen)基本上與爐壁處于相同的位置。所以，熱電偶測(cè)得的爐溫近于該處的爐壁溫度。它們(tāmen)與爐氣的溫度差主要決定于爐氣與金屬的溫度差以及火焰的黑度，對(duì)一般的三段式連續(xù)加熱爐的計(jì)算表明，大體上，在均熱段，爐溫約比爐氣溫度低10～20℃；在高溫的加熱段，約低100～150℃；在爐尾約低100-200℃。在安裝和設(shè)計(jì)時(shí)，各段熱電偶位置的選取有重要意義。這一位置必須是該段真正有代表性的爐溫。即能夠排除火焰形狀(長(zhǎng)度、射程、上浮等)對(duì)示數(shù)的直接的、局部的影響，并對(duì)該段供熱量的調(diào)節(jié)具有較大的敏感性。比如，經(jīng)驗(yàn)表明，在燃油或長(zhǎng)火焰煤氣燒嘴的端部供熱的連續(xù)加熱爐上，其均熱段或上加熱段的熱電偶位置(爐頂上的)應(yīng)盡可能選在距端墻2500至3ooomm以遠(yuǎn)，大體相當(dāng)于該段爐長(zhǎng)30%～35%的位置上.又如，當(dāng)爐子的中心線的端墻上安有燒嘴時(shí)，則爐頂上的熱電偶應(yīng)稍偏離爐子中心線，以避免該燒嘴對(duì)熱電偶的局部影響。應(yīng)知應(yīng)會(huì)(yīnɡhuì)共三十七頁(yè)還需要注意的是，爐溫和爐子生產(chǎn)率存在著動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系。強(qiáng)化供熱，提高爐溫，將使生產(chǎn)率加大，而生產(chǎn)率加大(出鋼量增加)，料坯從爐中吸取(xīqǔ)了更多的熱量，又使?fàn)t溫降低，最后達(dá)到平衡。所以，強(qiáng)化供熱將使?fàn)t子在比強(qiáng)化前更高一些的爐溫和更大一些的生產(chǎn)率的條件下達(dá)到新的平衡，在觀察、比較爐子的工作好環(huán)時(shí)，必須注意到這一動(dòng)的平衡關(guān)系。應(yīng)知應(yīng)會(huì)(yīnɡhuì)共三十七頁(yè)總括(zǒngkuò)熱吸收率：在計(jì)算爐膛熱交換的輻射熱流時(shí)，實(shí)際上爐內(nèi)爐氣溫度溫度并不是均一的，所以(suǒyǐ)在爐子實(shí)際應(yīng)用中真正使用的公式是：

總括熱吸收率的確定，對(duì)于爐子的研究和計(jì)算時(shí)十分重要的。他是爐內(nèi)金屬加熱計(jì)算機(jī)模型控制的必要蘇、數(shù)據(jù)和主要模擬參數(shù)，通常由實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)合的方法確定。共三十七頁(yè)共三十七頁(yè)共三十七頁(yè)各種(ɡèzhǒnɡ)溫?zé)嶂贫龋哼B續(xù)加熱爐的段數(shù)分類有兩種方法：一種按沿爐長(zhǎng)的溫度分布和供熱分配特點(diǎn)來(lái)分類；另一種簡(jiǎn)單(jiǎndān)地按供熱帶的數(shù)目來(lái)分類(有幾個(gè)供熱帶就叫兒段式i、后者偏重于反映了爐型的征，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外常習(xí)慣采用的叫法。共三十七頁(yè)當(dāng)爐氣完全燃燒時(shí)，在中間沒(méi)有補(bǔ)充供熱時(shí)的單純逆流熱交換制度叫做簡(jiǎn)單逆流制度。特點(diǎn)：爐溫成真正的連續(xù)分布。只能靠提高全長(zhǎng)上的爐溫水平來(lái)強(qiáng)化加熱，而高溫端爐溫有收到加熱工藝的限制，所以爐子后部的爐溫就低了，因此其生產(chǎn)率比其他爐子低。爐底強(qiáng)度較高，但是爐內(nèi)傳熱較弱，一段供熱的簡(jiǎn)單逆流制度在操作上沒(méi)有靈活性，難于適應(yīng)產(chǎn)量和鋼種的變化(biànhuà)，不以保證良好的加熱質(zhì)量。簡(jiǎn)單(jiǎndān)的逆流制度共三十七頁(yè)爐子分為加熱段和預(yù)熱段，加熱段也叫高溫段。與一段式簡(jiǎn)單的逆流制度相比其延長(zhǎng)(yáncháng)了高溫段，，這樣在保證最高爐溫不變的情況下提高了平均輻射溫壓，因而提高了爐子生產(chǎn)率。但同時(shí)因?yàn)樘岣吡藦U氣出爐溫度，導(dǎo)致?tīng)t子的熱效率降低。另一個(gè)特點(diǎn)是沒(méi)有均熱段，金屬出爐前沒(méi)有機(jī)會(huì)進(jìn)行減小斷面溫差的均熱，所以加熱段的爐溫不能太高。二段爐子增加了下加熱段，延長(zhǎng)了高溫段，上下同時(shí)加熱，受熱均勻，增加了受熱面積，提高了生產(chǎn)率，能減小斷面溫差。二段制度(zhìdù)共三十七頁(yè)上、下加熱供熱分配的原則通常是強(qiáng)化下加熱，這主要是因?yàn)橄虏坷鋮s水管吸收走大量的熱量，而且水管離金屬下表面很近，其吸熱和遮蔽作用直接影響到對(duì)金屬的傳熱。由此，一般上、下供熱能力的分配可采取40：60。而對(duì)于燃煤加熱爐和開坯用加熱爐(兩排鋼錠間縫隙很大)，由于下加熱的爐氣上浮嚴(yán)重，下部供熱常增加到70%以上。但是，對(duì)于“無(wú)水冷爐”，“強(qiáng)化下加熱”的原則完全不適用。因?yàn)檫@時(shí)下部爐膛(lútáng)對(duì)金屬的傳熱條件比上部爐膛(lútáng)好，因而下部只須供給較少的熱量。共三十七頁(yè)預(yù)熱段、加熱段、均熱段均熱段能減小斷面溫差并控制出爐鋼溫，保證加熱質(zhì)量(zhìliàng)；加熱段可提高爐溫，追求生產(chǎn)率；預(yù)熱段可利用爐氣熱量，追求熱效率。故被認(rèn)為是最理想的溫?zé)嶂贫取５窃趯?shí)際應(yīng)用中還是會(huì)遇到很多問(wèn)題：與二段式相比，其加熱段爐溫高，若金屬停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則易超過(guò)所要求溫度，易于燒化和粘鋼。典型的三段式爐型的上加熱段燒嘴是安裝在爐頂上部的燒嘴端墻上，不便于人工調(diào)整，這是三段式制度不容易被采用的原因之一。三段(sānduàn)制度共三十七頁(yè)共三十七頁(yè)多段制度，就其溫度(wēndù)制度的實(shí)質(zhì)來(lái)說(shuō)還是二段制度或三段制度，只是采用了“多點(diǎn)供熱”，一般是四段供熱、五段供熱乃至是六段供熱。其主要特點(diǎn)是路子的生產(chǎn)能力大，多數(shù)情況下?tīng)t底強(qiáng)度也高，溫?zé)嶂贫炔僮黛`活。多段制度(zhìdù)共三十七頁(yè)大多數(shù)加熱爐采用的是逆流(nìliú)式的，但也有采用順流式的，即爐氣方向和金屬移動(dòng)方向相同。從傳熱方面來(lái)看，順流熱交換效率低。但順流強(qiáng)化了進(jìn)料段的傳熱，使進(jìn)料端具有很大的輻射溫壓，因而可以提高爐子的生產(chǎn)率。另外由于在出料端爐溫較低，可以使料坯在出爐前得到均熱，避免了加熱時(shí)間長(zhǎng)時(shí)造成料坯溫度過(guò)高的危險(xiǎn)。其主要缺點(diǎn)是廢氣出爐溫度太高，它必須高于金屬加熱的最終溫度，因而熱效率一般很低。另外，順流式僅從冷端供熱，很難使高溫持續(xù)到所要求的熱端，因此必須在熱端和中間補(bǔ)充供熱。順流(shùnliú)制度共三十七頁(yè)共三十七頁(yè)

區(qū)分方式：爐底強(qiáng)度(qiángdù)較高的爐子叫高負(fù)荷爐，爐底強(qiáng)度(qiángdù)較低的叫低負(fù)荷爐。高負(fù)荷(fùhè)爐和低負(fù)荷(fùhè)爐共三十七頁(yè)必要性：連續(xù)加熱爐爐膛(lútáng)壓力及壓力分布對(duì)爐子工作有重要影響。現(xiàn)有加熱爐存在的問(wèn)題之一就是爐頭吸風(fēng)和爐尾冒火問(wèn)題，這與爐膛(lútáng)壓力及其分布直接相關(guān)。另外，爐膛(lútáng)壓力制度對(duì)爐溫制度有很大的影響，操作時(shí)常?？空{(diào)節(jié)煙閘來(lái)調(diào)整爐內(nèi)各段的溫度分布。壓力分布包括爐長(zhǎng)和爐高上的壓力分布。高度上的壓力分布主要決定于氣體靜力平衡關(guān)系，其基本規(guī)律是表壓力上高下低。連續(xù)式加熱爐中主氣流是在水平方向上流動(dòng)的，所以沿爐長(zhǎng)方向上的壓力分布問(wèn)題對(duì)爐子工作有很大的影響連續(xù)(liánxù)加熱爐壓力制度：共三十七頁(yè)沿爐長(zhǎng)方向上壓力(yālì)分布的簡(jiǎn)化分析沿爐長(zhǎng)方向上的壓力分布，主要決定于射流的作用和阻力的作用。當(dāng)射流噴入有限通道(tōngdào)中時(shí)，沿射流進(jìn)程，動(dòng)量迅速降低，壓力有所增加。共三十七頁(yè)解決爐頭吸風(fēng)爐(fēnɡlú)尾冒風(fēng)的措施1、設(shè)計(jì)時(shí)考慮均熱段合理的爐型結(jié)構(gòu)。這里主要是指端燒嘴角度和爐頂“火壓”處高度。均熱段燒嘴下傾，使火焰覆蓋(fùgài)到第一塊料坯的表面上，產(chǎn)生“局部壓力”，有驅(qū)逐金屬表面上冷氣流的作用，可減少吸入冷風(fēng)的影響。均熱段與加熱段交界處爐頂壓力的最低處高度叫做爐頂“火壓”高度。它對(duì)均熱床壓力有很大的影響?；饓焊叨仍降?，造成阻力越大，因而均熱床壓力越大，吸冷風(fēng)越少。形象的說(shuō)法稱這種火壓“能憋住火”。2、在操作上控制燃燒，以抵消吸風(fēng)的影響。這在三段式加熱爐上經(jīng)常被采用。即在均熱段少給風(fēng)量，使過(guò)剩煤氣多一些，連同吸入的冷風(fēng)算在內(nèi)，使得實(shí)際參加燃燒的空氣正好足夠。在出料端采用“火封”或煤氣幕。共三十七頁(yè)這種方法有兩種作用：一方面起封閉作用，減少冷空氣的吸入；另一方面，補(bǔ)充供入燃料，使出料門吸入的空氣參加(cānjiā)燃燒?！盁o(wú)閑區(qū)”爐頭。它取消了加熱爐墻與出料斜坡間的空閑區(qū)。這種路子不采用端供熱，而采用側(cè)燒嘴供熱，它適用于不太寬的加熱爐。使用頂部供熱或反向供熱。對(duì)于解決爐尾冒火問(wèn)題，只著重強(qiáng)調(diào)以下兩點(diǎn)：（1）改變爐尾形狀，以疏導(dǎo)煙氣排入煙道。通常的辦法是