热工设备与节能技术 第七章.ppt

工业炉热工制度 李 俊 瑞 * * 第七章 工业炉热工制度 包括物料的加热温度、加热的均匀性、加热速度和加热时间等。 ①加热工艺制度 物料进行加热计算的前提是要确定合适的热工制度，也是工业炉投产后热工操作制度的依据。 工业炉的热工制度受料坯的材质、形状、尺寸的不同而有所区别。 1. 工业炉的热工制度包括以下内容： ②炉温制度 指炉内的温度分布，主要是炉温沿炉长（随时间）的变化。 ③炉压制度 指炉内压力沿炉长（或根据炉型、燃烧方式和操作制度不同）分布的规律。 ④供热制度 指热负荷沿炉长（随时间）的比例分配（变化）。 炉温制度要靠供热制度来实现，供热制度是在工业炉热工操作中实现温度制度的手段。通常将炉温制度和供热制度简称为温热制度。 以上几个方面是相互联系又相互制约的。其中以炉温制度最为重要，也是最为活跃的因素。它是实现加热工艺要求的保证，是制定炉压制度与供热制度的依据，也是工业炉进行操作与控制的最直观的参数。 它们都和工艺过程密切相关。而炉型或炉膛曲线则是实现既定的热工制度的主要条件。 在周期加热炉中的热工制度可以靠控制时间变更供入炉内热量的方法来实现。 工业炉的温度制度和压力制度将影响到工业炉的生产率、热效率、加热质量、炉体寿命和操作条件等。 这里所说的连续式加热炉炉型主要指炉膛空间的形状、尺寸及燃烧装置的形式、数量、分配、布置和排烟口的布置等。这是一个十分重要的问题，炉型结构设计合理与否，对工业炉产量、加热质量和燃耗指标都有很大的影响。 2.工业炉温热制度的选择要求 ①尽可能提高工业炉的生产率，这主要是靠强化炉膛传热，保证最大的平均热流，即提高炉气与金属间的平均辐射温压； ②尽可能提高工业炉的热效率，降低热耗； ③满足加热工艺的要求，保证良好的加热质量。主要是保证所要求的加热温度和烧透的程度，减少氧化和脱碳，避免过热、过烧、粘钢、烧裂、硬心和阴阳面等。 因此，在设计时工业炉的段数、供热和排烟位置、炉型轮廓等常常主要是从保证合理的炉温制度和炉压制度出发来考虑的；而其基本的供热、供风、排烟操作的目的就是调温、调压、调气氛。所以，除了特殊的气氛要求以外，几乎全部的热工操作就在于控制工业炉的温度和压力。所谓“燃烧控制”就是在良好的燃烧条件下实现炉温制度的给定值的控制。 需要强调的是，炉温和工业炉生产率存在着动态平衡关系。强化供热，提高炉温，将使生产率加大；而生产率加大（出钢量增加），料坯从炉中吸取了更多的热量，又使炉温降低，最后达到平衡。 3. 工业炉热工计算的特点： 各种连续式加热炉，无论其具体结构如何，热工制度是类似的，计算方法基本相同。只是在进行具体的计算时，要考虑到各自的具体特点，主要表现为以下两点： ④具有调节的灵活性，能适应产量、钢种和料坯规格的变化，便于处理停轧、待轧等事故。 此外，还必须考虑工业炉的寿命、筑炉和修炉成本、操作方便性、便于自动控制、有利于环境保护等。 ②炉底结构不同。 转底式环形炉炉底在由高温的均热段转向低温的预热段时，由于炉底蓄热的缘故，此时炉底温度大于炉膛温度。在装料后的初期阶段，能对料坯进行加热，而且物料断面尺寸越小，则热炉底的作用越显著。因此能缩短物料的加热时间。 值得一提的是，加热终了时料坯内外的温差与最初的加热条件无关，而取决于加热末了的受热条件。因此，热炉底的砖衬蓄热对物料加热终了的温度分布没有什么影响，只是起到了缩短加热时间的作用。 ①料坯受热状况的不同。 如推送式连续加热炉的加热属于一维平板传导传热。步进式加热炉、转底式环形炉内，由于料坯之间尚有间隙，因而是二维传导传热。 一、炉温制度 金属加热时，截面温差远小于金属表面与炉温之间温差的为“薄材”。反之，截面温差很大，需考虑保温时间的为“厚材”。 来判“厚材”与“薄材”不能用简单的几何尺寸来判定，而应用比欧准数Bi来判别，它反映了加热物料内、外热阻之比。 应根据被加热的物料属于厚材还是薄材，确定合适的炉温制度。 工业炉可分为连续操作和周期操作，它们的温度制度可分为连续式和周期式温度制度，一般包括以下一些制度。 1.一段（室状加热炉）温度制度 一段温度制度即把物料放在炉温基本不变的工业炉中进行快速加热，物料的表面和中心温度逐渐上升，加热到所要求的温度时，立即出炉。 这种制度适用于导热性好、塑性好的薄板坯、小断面的料坯，亦即Bi≤0.25，或者是热装的物料，可以直接放入高温的炉膛内加热而不致产生危险