步進(jìn)式銅錠加熱爐設(shè)計(jì)理念

1、步進(jìn)式銅錠加熱爐設(shè)計(jì)理念 【摘 要】步進(jìn)式加熱爐在步進(jìn)機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，自動(dòng)化程度高，熱效率高。步進(jìn)爐的設(shè)計(jì)理念對(duì)步進(jìn)爐是至關(guān)重要的，步進(jìn)爐的設(shè)計(jì)計(jì)算更是這重中之重。 【關(guān)鍵詞】步進(jìn)式；加熱爐；設(shè)計(jì)理念 1.加熱時(shí)間和爐子主要尺寸的計(jì)算 1.1加熱時(shí)間計(jì)算 銅坯的加熱時(shí)間與銅坯在爐內(nèi)的放置情況、銅坯的材質(zhì)及直徑（或厚度）有關(guān)。此外，爐內(nèi)的溫度位差對(duì)加熱時(shí)間的影響則更為顯著。 考慮到各種加熱因素后的銅坯加熱加熱時(shí)間按下式計(jì)算 =m1 式中 1-基本加熱時(shí)間 m-置放系數(shù) 一般來(lái)說(shuō)，越厚的銅坯加熱時(shí)間越長(zhǎng)，具體加熱所需時(shí)間則根據(jù)具體工藝規(guī)程確定。 1.2爐子主要尺寸計(jì)算 a、有效爐底長(zhǎng)度是指爐子總

2、長(zhǎng)度中工件在爐內(nèi)受熱的一段長(zhǎng)度。由于是端部爐口裝料，習(xí)慣上以爐口外緣為起點(diǎn)。出料采用的是端面出料，則以爐內(nèi)工件的前沿為終點(diǎn)。 計(jì)入工件間隔后，有效爐底長(zhǎng)度的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式如下 l=（1.10g/k）314.25s（b+e）/8.9lfn（1.232-s） （m） 式中 k-修正系數(shù)； g-要求達(dá)到的爐子生產(chǎn)能力（t/h）； s-工件厚度或直徑（m）； b-工件寬度（m）； e-工件間的間隔（m）； l-工件長(zhǎng)度（m）； f-工件截面積（m2） n-裝料列數(shù)； 8.9-銅坯的密度（t/m3） 1.10-考慮到經(jīng)驗(yàn)公式本身的誤差而引起的安全系數(shù)。 b、爐底寬度工件工件長(zhǎng)度l和工件在爐內(nèi)的列數(shù)n決定。工

3、件兩端之間和工件端頭與側(cè)墻之間的距離取0.20.3m，如工件特別長(zhǎng)，則取0.40.5m，爐底特別長(zhǎng)時(shí)，考慮到工件在運(yùn)行中的跑偏量，爐底寬度應(yīng)適當(dāng)加大。 c、確定爐膛高度時(shí)，應(yīng)考慮以下因素： （1）爐膛對(duì)工件的傳熱能力，即爐氣能否充滿爐膛以保證足夠大的輻射層厚度和足夠長(zhǎng)的氣流滯留時(shí)間。 （2）爐膛熱負(fù)荷應(yīng)處于115290kw/m3范圍內(nèi)。 （3）燒嘴噴出的火焰應(yīng)盡量接近工件但不宜直接噴到工件表面上。 （4）加熱段內(nèi)爐氣流速為25m/s，預(yù)熱段內(nèi)為58m/s。 （5）便于對(duì)爐膛的維修。 2.供熱和熱耗計(jì)算 由于此爐的生產(chǎn)能力比較大，所以采用三段式加熱，即預(yù)熱段、加熱段與均熱段。接近出料端的為均熱段

4、，其溫度低于加熱段而略高于工件的表面溫度，以期工件表面與中心溫差縮小到允許范圍。加熱段爐膛較高以保證燃料的燃燒空間及增強(qiáng)輻射傳熱。預(yù)熱段爐膛較低以增強(qiáng)對(duì)流傳熱。在預(yù)熱段與加熱段的爐頂之間設(shè)有一個(gè)壓下段，以減少兩段之間溫度的相互干擾。 為了確定燃料消耗量，選取燃燒裝置的大小進(jìn)行以下熱平衡計(jì)算 收入項(xiàng)： 1.1燃料化學(xué)熱q1： q1=bqd（kj/h） b-燃料消耗量 =35530b qd-燃料低發(fā)熱量 1.2預(yù)熱空氣帶入物理熱q2 q2=（1-k）bl0 ck（tk-t0） k-燃料機(jī)械不完全燃燒損失率；對(duì)于固體燃料k=0.030.05；對(duì)于氣體及液體燃料k=0.010.02； l0-單位燃料空

5、氣消耗量 ck-空氣平均比熱容 tk-進(jìn)入燒嘴或燃燒室時(shí)的空氣預(yù)熱溫度 t0-預(yù)熱前空氣溫度 1.3預(yù)熱燃料帶入物理熱q3 q3=（1-k）b cr（tr-t0）（kj/h） cr-燃料的平均比熱容 tk-進(jìn)入燒嘴或燃燒室時(shí)的燃料預(yù)熱溫度 t0-預(yù)熱燃料溫度 1.4金屬氧化熱q4 q4=gqy（kj/h） g-爐子生產(chǎn)能力 qy -金屬氧化放熱 -金屬氧化損失率 支出項(xiàng)： 2.1金屬吸收的有效熱q5 q5=g（j2-j1）（kj/h） j2-加熱終了時(shí)金屬的比能 j1-加熱前金屬的比能 2.2加熱輔助件所需熱量q6 q6=g6（j2-j1）（kj/h） g6-輔助件 2.3冷卻水帶走熱量q7

6、q7=3.6a7q7（kj/h） a7-水冷構(gòu)件冷卻面積 q7-單位面積熱損失，水冷構(gòu)件表面無(wú)隔熱層時(shí)q4cs（tl/100）4 cs-導(dǎo)出輻射系數(shù) cs4.07 tl-爐溫 k2 2.4 開(kāi)啟爐門(mén)或爐墻開(kāi)孔的輻射熱損失q8 q8=3.6c0（tl/100）4 a8（kj/h） c0 -黑體輻射系數(shù)，c0=5.675 a8-爐門(mén)口或爐墻開(kāi)孔面積 -遮蔽系數(shù) -爐門(mén)或爐墻開(kāi)孔開(kāi)啟時(shí)間比 2.5爐門(mén)及其它不嚴(yán)密處逸處氣體損失熱q9 q9=vcy（ty-to） （kj/h） v-逸出氣體量v=0.82x3600ax（2h/y）1/2 273/（273+ty）nm3/h cy-逸出氣體量平均比熱容 t

7、y-逸出煙氣溫度 to-周?chē)髿鉁囟?，可忽略不?jì) a-爐門(mén)口及縫隙面積 0.82-流量系數(shù) h-爐門(mén)口或縫隙中心處爐內(nèi)正壓，h=（k-y）hg+pd （pa） k、y-周?chē)諝饧耙莩鰺煔庠诟髯詼囟认碌拿芏?pd-爐底平面處爐壓 h-爐門(mén)口或縫隙中心離爐底高度 g-重力加速度 g=9.81（m/s2） 2.6 煙氣帶走的熱量q10 q10=（1-k）bva cy（ty-to） （kj/h） va-單位燃燒生成氣量 cy-離爐煙氣平均比熱容 ty-離爐煙氣溫度 to-周?chē)髿鉁囟?，可忽略不?jì) 2.7燃料的機(jī)械不完全燃燒熱損失q11 q11=kbqd （kj/h） 2.8燃料的化學(xué)不完全燃燒熱損失q12 q12=（k-1）bva（126.4co+107.6h2+358ch4） （kj/h） 2.9爐墻熱損失q13 q8=3.6a8q8 （kj/h） a8包括爐墻、爐頂、爐底及爐門(mén)在內(nèi)的計(jì)算面積 q8爐墻單位面積熱損失 q總=q1+q2+q3+q4=q5+q6+q7+q8+q9+q10+q11+q12+q13 通過(guò)以上熱平衡計(jì)算可以得出