加熱爐及加熱工藝

加熱爐及加熱工藝對加熱爐的要求是：(1)生產(chǎn)率高在保證質(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?？焖偌訜徇€能降低金屬的燒損和單位燃料消耗，節(jié)約維護(hù)費用。一般用單位生產(chǎn)率即爐底強(qiáng)度的高低來評價一座爐子工作的優(yōu)劣。(2)加熱質(zhì)量好

金屬的軋制質(zhì)量與金屬加熱質(zhì)量有密切的關(guān)系。加熱時物料出爐溫度應(yīng)符合工藝要求，斷面上溫度分布均勻，金屬燒損率低。防止過燒和表層的脫碳現(xiàn)象。

(3)燃料消耗低軋鋼廠能量消耗的10％一15％用于加熱爐上，節(jié)省燃料對降低成本和節(jié)約能源都有重大意義。一般用單位燃料消耗量來評價爐子的工作，如每kg鋼消耗的燃料量(kg)或熱量(kJ)。(4)爐子壽命長由于高溫作用和機(jī)械磨損．爐子不可避免會有損壞，必須定期進(jìn)行檢修。應(yīng)盡可能延長爐子的使用壽命，降低修爐的費用。(5)勞動條件好要求爐子的機(jī)械化及自動化程度高，操作條件好，安全衛(wèi)生，對環(huán)境無污染。燃料的一般性質(zhì)

一、燃料的化學(xué)組成自然界中的固體燃料和液體燃料，都是由有機(jī)物和無機(jī)物兩部分所組成。有機(jī)物是由碳、氫、氧及少量的氮、硫等構(gòu)成。這些復(fù)雜的有機(jī)化合物，分析十分因難，所以一般只測定碳、氫、氧、氮、硫的百分含量，與燃料的其他特性配合起來。幫助我們判斷燃料的性質(zhì)和進(jìn)行燃燒計算，燃料的無機(jī)物部分主要是水分和礦物質(zhì)——灰分。氣體燃料由CO、H2、CH4、C2H4、CnHm、CO2、N2、O2、H2S、H2O等簡單的化合物或單質(zhì)混合組成，其中主要的可燃成分是CO、H2、CH4、C2H4、CnHm等。CO2、H2O、N2、O2等是不可燃成分。固體燃料和液體燃科的元素組成用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，如C％、H％、O％、N％、S％等。燃料中的水分和灰分分別以符號W％及A％表示。1．碳碳是固體燃料和液體燃料中員主要的熱能來源。碳在燃燒時與空氣中的氧化合生成CO2，同時放出大量的熱C十O2＝CO2十33915(kJ/kg)燃料不完全燃燒時，碳與氧生成CO。C十1/2O2＝CO十10258(kJ/kg)2．氫氫也是燃料中重要的可燃成分。氫燃燒時生成水蒸汽，同時放出大量的熱。H2十1/2O2＝H2O(汽)十119915(kJ/kg)固體燃料和液體燃料中的氫與碳、氧、硫結(jié)合成各種化合物狀態(tài)存在，與碳、硫結(jié)合的氫可以燃燒；與氧結(jié)合的氫形成了燃料內(nèi)的水分，不僅降低了燃料可燃成分的比例，而且蒸發(fā)時還要消耗熱量。這種水分在干燥時不能除去，只有高溫下分解時才能被除掉。3．氧氧是燃料中有害的組成部分，因為在固體燃料及液體燃料中，它與碳、氫等可燃成分結(jié)合呈化合物狀態(tài)存在。所以作為燃料使用時，它不僅不參與燃燒，反而約束了一部分可燃成分。4．氮氮是惰性物質(zhì)，燃燒時一般不參加反應(yīng)而進(jìn)入煙氣中。在溫度高和含氮量高的情況下，特產(chǎn)生較多的NOx，造成大氣污染。5．硫硫是燃料中有害的雜質(zhì)。燃料中有機(jī)硫和黃鐵礦硫在空氣中燃燒都能生成二氧化硫。呈硫酸鹽狀態(tài)存在的硫不能燃燒，燃燒時進(jìn)入灰分。

有機(jī)硫及黃鐵礦硫燃燒時雖然能夠產(chǎn)生一定熱量(10468kJ/kg)，但SO2腐蝕金屬設(shè)備，會使鋼材表而燒損增加，嚴(yán)重影響鋼的加熱質(zhì)量，并且污染環(huán)境造成公害。所以冶金燃料中的硫含量一般均有限制，在選用時必須加以考慮。

6．水分燃料中的水分是有害的成分。它的存在降低了可燃成分的比例熱而蒸發(fā)，而且對燃料的運輸和加工都不利。

原始煤中水分含量比較高是由于煤在開采、洗選、運輸、貯存過程中，表面吸附了大量水分。這些水分在空氣中風(fēng)干時即可以除去，稱為外部水分。其余水分吸肘在煤的小毛細(xì)管中，并以物理化學(xué)方式與煤質(zhì)相連接，需要加熱到102—105℃才能除去，稱為內(nèi)在水分。此外煤的礦物質(zhì)中還常有少量結(jié)晶水，只有在更高溫度下才能除去。

7．灰分，煤中的灰分高，相對可燃成分的比例就減少，而燃燒時灰分本身的加熱和分解還要吸收熱量；灰分高的煤往往容易夾雜燒不透的可燃物，造成燃料的損失；清灰也是很繁重的勞動。所以灰分的多少是衡量燃料經(jīng)濟(jì)價值的重要指標(biāo)。除了灰分的含量之外，在衡量固體燃料的質(zhì)量時，還必須考慮灰分的熔點?；曳秩埸c太低時，容易在爐柵上結(jié)成大塊，影響通風(fēng)，清灰除渣也困難。所以一般要求灰分的軟化溫度不低于1200℃。

燃料組成的的表示方法法固體燃料和和液體燃料料的分析結(jié)結(jié)果表示為為各組成的的質(zhì)量百分分?jǐn)?shù)，由于于燃料中水水分和灰分分含量波動動很大，同同一種煤由由于取樣時時條件不同同，如采用用的分析基基準(zhǔn)不同，，表示的結(jié)結(jié)果也不相相同。所以以固體燃料料和液體燃燃科的元素素分析值必必須標(biāo)明所所采用的基基準(zhǔn)。冶金燃料基基于不同的的分所基準(zhǔn)準(zhǔn)常用的成成分表達(dá)方方式有三種種：應(yīng)用成成分、干煤煤成分和可可燃成分。。應(yīng)用成分反反映了燃料料在實際應(yīng)應(yīng)用時的組組成，包括括全部C、、H、O、、N、S和和灰分(A)、水分分(W)。。以上述組組成的總和和為100％，即C用+H用+O用+N用+S用+A用+W用=100%燃科中的水水分受外界界條件影內(nèi)內(nèi)很大。因因此應(yīng)用成成分常常不不能正確反反映燃料的的本性。為為了便于比比較，常以以C、H、、O、N、、S、A六六個組分的的總和為100％．．即水分不不計在內(nèi)，，這樣各成成分所占的的質(zhì)量百分分?jǐn)?shù)稱為燃燃料的干煤煤成分，即即C干+H干+O干+N干+S干+A干=100%灰分往往受受到運輸和和儲存條件件的影響而而被動。為為了更確切切地反映燃燃料的性質(zhì)質(zhì)，有時還還采用無水水無灰的基基準(zhǔn)，以這這種方式表表達(dá)的質(zhì)量量百分組成成。稱為燃燃料的可燃燃成分，即即C燃+H燃+O燃+N燃+S燃=100%三、、燃燃科科的的發(fā)發(fā)熱熱量量單位位質(zhì)質(zhì)量量或或體體積積的的燃燃料料完完全全燃燃燒燒后后所所放放出出的的熱熱量量稱稱為為燃燃料料的的發(fā)發(fā)熱熱量量。。單位位：：kJ／／kg（（固固、、液液））,kJ／／m3（氣氣體體））由于于燃燃科科中中含含有有水水分分，，燃燃料料中中的的氫氫及及碳碳?xì)錃浠虾衔镂锶既紵裏蠛笠惨矔沙伤?，，發(fā)發(fā)熱熱量量的的值值也也有有所所不不同同。。當(dāng)燃燃燒燒產(chǎn)產(chǎn)物物的的溫溫度度冷冷卻卻到到使使其其中中的的水水蒸蒸汽汽冷冷凝凝成成為為0℃℃的的水水時時，，所所放放出出的的熱熱量量稱稱為為燃燃料料的的高高發(fā)發(fā)熱熱量量，，用用Q高表示示。。當(dāng)燃燃燒燒產(chǎn)產(chǎn)物物中中的的水水分分不不是是呈呈液液態(tài)態(tài)，，而而是是呈呈20℃℃的的水水蒸蒸汽汽存存在在時時。。由由于于扣扣除除了了水水分分的的汽汽化化熱熱而而使使發(fā)發(fā)熱熱量量降降低低，，這這時時得得到到的的熱熱量量稱稱為為燃燃料料的的低低發(fā)發(fā)熱熱量量，，用用Q低表示示。。在實實際際燃燃燒燒過過程程中中，，低低發(fā)發(fā)熱熱量量比比較較有有意意義義。。高發(fā)發(fā)熱熱量量與與低低發(fā)發(fā)熱熱量量之之間間的的換換算算關(guān)關(guān)系系如如下下；；水在在恒恒壓壓下下由由0℃℃的的水水變變?yōu)闉?0℃℃蒸蒸汽汽的的汽汽化化熱熱近近似似地地為為2512kJ／／kg，，設(shè)每每100kg燃燃料料中中的的氫氫為為Hkg，，水水為為Wkg，，則則燃燃燒燒后后總總的的水水質(zhì)質(zhì)量量為為9H十十Wkg，，故故高高發(fā)發(fā)熱熱量量與與低低發(fā)發(fā)熱熱量量之之間間的的差差額額為為2512(9H十十W)(kJ／／100kg)＝＝25.12(9H十十W)(kJ/kg)Q高＝Q低十25.12(9H十十W／／)(kJ/kg)Q低＝Q高一25.12(9H十十W／／)(kJ/kg)燃料料的的發(fā)發(fā)熱熱量量可可以以用用熱熱量量計計直直接接測測定定，，也也可可以以根根據(jù)據(jù)燃燃料料的的元元素素分分析析值值或或工工業(yè)業(yè)分分析析值值用用計算算來來確確定定。。常常用用的的利利用用元元素素分分析析值值計計算算發(fā)發(fā)熱熱量量的的公公式式，，如如門門捷捷列列夫夫公公式式：：Q低＝339.1C用十l256H用——108.9(O用——S用)—25.12(9H用十W用)(kJ/kg)利用燃料料的工業(yè)業(yè)分析值值計算發(fā)發(fā)熱量的的公式很很多，大大都是利利用統(tǒng)計計方法得得出的經(jīng)經(jīng)驗公式式，這類類公式常常常帶有有地區(qū)性性。氣體燃料料是一些些獨立存存在的可可燃成分分所組成成，每種種可燃成成分的發(fā)發(fā)熱量可可以精確確測定。。所以只只需把各各可燃成成分的發(fā)發(fā)熱量加加起來即即可，其其計算公公式為Q低＝12.7CO濕十107.6H2濕十358.8CH4濕十599.6C2H4濕十……(kJ/m3)各種燃料料的發(fā)熱熱量差別別很大．．如果要要比較各各爐子的的能耗，，單講質(zhì)質(zhì)量是不不確切的的。為了了便于比比較，人人為地規(guī)規(guī)定了一一個“標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)燃料料”的慨慨念。每每1kg標(biāo)準(zhǔn)燃燃料的發(fā)發(fā)熱量定定為29270kJ(相當(dāng)于于7000kcal)，這樣樣就可以以把各種種燃料折折算為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)燃料料。加熱爐常常用燃料料常用于加加熱爐的的燃料：：煤、重重油、天天然氣、、高爐煤煤氣及焦焦?fàn)t煤氣氣、發(fā)生生爐煤氣氣等。三、天然然氣天然氣是是直接由由地下開開采出來來的可燃燃?xì)怏w，，是一種種工業(yè)經(jīng)經(jīng)濟(jì)價值值很高的的氣體燃燃料。它它的主要要成分是是甲烷(CH4)，及及少量重重碳?xì)浠衔锖秃虷2、CO等等可燃?xì)鈿怏w，發(fā)發(fā)熱量很很高，大大多都在在33500一一46000kJ／m3。天然氣是是一種無無色、稍稍帶腐爛爛臭味的的氣體，，密度約約0.73一0.80kg／／m3，比空氣氣輕。天天然氣容容易著火火，著火火溫度范范圍在640一一850℃之間間，與空空氣溫合合到一定定比例(容積比比為4～～15％％)，遇遇到明火火會立即即著火或或爆炸。。天然氣氣燃燒時時所需的的空氣量量很大，，每m3天然氣需需9～14m3空氣。四、高爐爐煤氣和和焦?fàn)t煤煤氣1、高爐爐煤氣高爐煤氣氣是高爐爐煉鐵的的副產(chǎn)物物。高爐爐每消耗耗一噸焦焦炭可以以得到3800一4000m3的高爐煤煤氣。高高爐煤氣氣含有大大量的N2和CO2所以發(fā)熱熱量比較較低，通通常只有有3350一4200kJ／／m3。高爐煤煤氣由于于發(fā)熱量量低。燃燃燒溫度度也較低低?；鹧嫜娴妮椛渖淠芰θ跞?，在加加熱爐上上單獨使使用困難難，往往往是與焦焦?fàn)t煤氣氣溫合使使用，或或在燃燒燒前將煤煤氣與空空氣預(yù)熱熱。高爐爐煤氣是是鋼鐵聯(lián)聯(lián)合企業(yè)業(yè)內(nèi)數(shù)量量很大的的副產(chǎn)品品，所以以被作為為一項重重要的能能源。高爐煤氣氣的成分分(干成成分)大大致如下下：COH2CH422％—31％2％—3％0.3％—0.5％％CO2N210％％—19％％57％—58％％現(xiàn)代高高爐往往往采采用富富氧鼓鼓風(fēng)和和高壓壓爐頂頂技術(shù)術(shù)，采采用富富氧鼓鼓風(fēng)時時，高高爐煤煤氣的的CO和H2升高，，而N2含量降降低，，所以以煤氣氣的發(fā)發(fā)熱量量相應(yīng)應(yīng)提高高。采采用高高壓爐爐頂技技術(shù)時時，隨隨著爐爐頂壓壓力的的升高高，煤煤氣中中CO略有有降低低，而而CO2相應(yīng)升升高，，所以以煤氣氣的發(fā)發(fā)熱量量也稍稍有下下降。。高爐出出來的的煤氣氣含有有大量量水分分和灰灰塵，，含水水量50一一80g／／m3，含塵塵量60一一80g／／m3。這種種煤氣氣在運運輸與與使用用上都都很不不便，，必須須進(jìn)行行認(rèn)真真的脫脫水與與除塵塵。2．焦焦?fàn)t煤煤氣焦?fàn)t煤煤氣是是煉焦焦的副副產(chǎn)物物。每每煉制制一噸噸焦炭炭可得得400～～450m3焦?fàn)t煤煤氣。。焦?fàn)t爐煤氣氣的主主要可可燃成成分是是H2、CH4、CO、C2H4等，焦焦?fàn)t煤煤氣的的成分分(干干成分分)大大致如如下(％)：H2CH4CnHmCOCO255——6024—282——46—82——4O2N20.4—0.84—7由于焦焦?fàn)t煤煤氣內(nèi)內(nèi)的主主要可可燃成成分是是高發(fā)發(fā)熱量量的H2和CH4，所以以焦?fàn)t爐煤氣氣的發(fā)發(fā)熱量量為16000一18800kJ／m3。如果果煤的的揮發(fā)發(fā)分高高，焦焦?fàn)t煤煤氣中中CH4等的含含量將將增高高，煤煤氣的的發(fā)熱熱量也也將增增高。。焦?fàn)t爐煤氣氣由于于含H2高，所所以黑黑度小小，較較難預(yù)預(yù)熱。。同時時密度度只有有0.4～～0.5kg／／m3比其他他煤氣氣輕，，火焰焰的剛剛性差差，往往上飄飄。3．高高爐——焦?fàn)t爐混合合煤氣氣在鋼鐵鐵聯(lián)合合企業(yè)業(yè)里，，焦?fàn)t爐煤氣氣與高高爐煤煤氣產(chǎn)產(chǎn)量的的比值值大約約為1：10，，單獨獨使用用焦?fàn)t爐煤氣氣從能能量分分配看看是不不合理理的。。所以以可以以利用用不同同比例例的高高爐煤煤氣和和焦?fàn)t爐煤氣氣配成成各種種發(fā)熱熱量的的混合合煤氣氣，其其發(fā)熱熱量為為5900～9200kJ／／m3，供各各種冶冶金爐爐作為為燃料料。設(shè)焦?fàn)t爐煤氣氣在混混合煤煤氣中中的百百分比比為x，則則高爐爐煤氣氣的百百分比比為(1-x)，Q混＝xQ焦十(1一x)Q高五、發(fā)發(fā)生爐爐煤氣氣發(fā)生爐爐煤氣氣是以以固體體燃料料為原原料，，在煤煤氣發(fā)發(fā)生爐爐中制制得的的煤氣氣，這這個熱熱化學(xué)學(xué)過程程叫固固體燃燃料的的氣化化。根據(jù)工工藝過過程的的不同同，發(fā)發(fā)生爐爐煤氣氣可以以分為為：空空氣煤煤氣、、空氣氣—蒸蒸汽煤煤氣、、水煤煤氣等等。作作為加加熱爐爐燃料料的主主要是是空氣氣—蒸蒸汽煤煤氣，，通常常泛指指的發(fā)發(fā)生爐爐煤氣氣就是是指這這一種種。圖圖1——2是是在發(fā)發(fā)生爐爐中制制造煤煤氣的的原理理示意意圖。。原料自自上方方連續(xù)續(xù)加入入發(fā)生生爐內(nèi)內(nèi)，空空氣與與蒸汽汽從下下部送送入。?？諝鈿馀c蒸蒸汽通通過灰灰渣層層被預(yù)預(yù)熱后后繼續(xù)續(xù)上升升，空空氣中中的氧氧與熾熾熱的的焦炭炭在氧氧化層層發(fā)生生燃撓撓反應(yīng)應(yīng)，并并放出出大量量的熱熱。C+O2＝CO2+406900(J/mol)當(dāng)氣體體上升升時，，生成成的CO2在還還原層層又被被熾熱熱的焦焦炭還還原為為C0，CO2+C＝＝2CO-160700(J/mol)總的來來看，，以上上兩個個反應(yīng)應(yīng)式可可以表表達(dá)為為2C+O2=2CO+246200(J/mol)這是放放熱反反應(yīng)，，因此此發(fā)生生爐的的溫度度將不不斷升升高。。為了在在生產(chǎn)產(chǎn)中控控制反反應(yīng)溫溫度，，所以以鼓風(fēng)風(fēng)中同同時效效入蒸蒸汽，，蒸汽汽在爐爐內(nèi)與與熾熱熱焦炭炭相遇遇時，，發(fā)生生還原原反應(yīng)應(yīng)。H2O+C＝H2+CO-118720(J/mol)2H2O+C＝CO2+2H2-75240(J/mol)CO+H2O＝CO2+H2-43580(J/mol)由于這這幾個個反應(yīng)應(yīng)都是是吸熱熱反應(yīng)應(yīng)。因因此降降低了了空氣氣鼓風(fēng)風(fēng)時過過高的的爐溫溫，而而且生生成可可燃?xì)鈿怏wCO2和H2。增加加了煤煤氣的的發(fā)熱熱量。。燃燒計計算為了合合理利利用燃燃料，，需要要掌握握燃料料燃燒燒的若若干熱熱工參參數(shù)和和進(jìn)行行燃燒燒計算算。燃燃燒計計算包包括空空氣需需要量量和燃燃燒產(chǎn)產(chǎn)物量量的計計算，，燃燒燒產(chǎn)物物成分分和密密度的的計算算，燃燃燒溫溫度的的計算算等。。燃燒過過程是是很復(fù)復(fù)雜的的，為為了使使計算算簡化化，在在燃燒燒計算算中作作如下下幾項項假定定：(1)氣氣體的的體積積都按按標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)狀態(tài)態(tài)(0℃和和105Pa)計計算，，一切切氣體體在標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)狀狀下每每kmol的體體積都都是22.4m：；；(2)在在計計算中中不考考慮熱熱分解解的產(chǎn)產(chǎn)物；；(3)空氣的的組成成只考考慮O2和N2。1、完全燃燃燒和不完完全燃燒燃料中的可可燃物質(zhì)和和氧進(jìn)行了了充分的燃燃燒反應(yīng)，，燃燒產(chǎn)物物中巳不存存在可燃物物質(zhì)，稱為為完全燃燒燒。如燃料料中的碳全全部氧化生生成CO2，而不存在在CO。不完全燃燒燒又有兩種種情況：(1)化化學(xué)不完全全燃燒燃燃料中的的可燃成分分由于空氣氣不足或燃燃料與空氣氣混合不好好，而沒能能得到充分分反應(yīng)的燃燃燒，叫化化學(xué)不完全全燃燒。(2)機(jī)機(jī)械不完全全燃燒燃燃料的部部分可燃成成分沒有參參加或進(jìn)行行燃撓反應(yīng)應(yīng)就損失了了的燃燒過過程，叫機(jī)機(jī)械不完全全燃燒。如如灰渣裹走走的煤，爐爐柵漏下的的煤，管道道漏掉的重重油或煤氣氣。2．空氣消消耗系數(shù)燃料燃燒時時所需的氧氧氣通常是是由空氣供供給的。根根據(jù)化學(xué)反反應(yīng)方程式式計算的每每1kg或或1m3燃料完全燃燃燒時所需需要的空氣氣量，叫理理論空氣需需要量。由由于空氣供供給不足或或燃料與空空氣的混合合不好，會會造成化學(xué)學(xué)不完全燃燃燒。因此此，為了保保證燃料的的完全燃燒燒，所供給給的空氣量量實際上都都大于理論論的空氣需需要量。令令Ln代表實際供供給空氣量量，L0代表理論空空氣需要量量，則二者者的比值就就稱為空氣氣消耗系數(shù)數(shù)并用n表表示，即空氣消耗系系數(shù)的大小小與燃料種種類、燃燒燒方法、燃燃燒裝置的的結(jié)構(gòu)及其其工作好壞壞都有關(guān)。。各類燃料空氣氣消耗系數(shù)數(shù)的經(jīng)驗數(shù)數(shù)據(jù)如下：：固體燃料n=1.20～～1.50液體燃料n=1.15～～1.25氣體燃料n=1.05～～1.15二、氣體燃燃料完全燃燃燒的分析析計算已知氣體燃燃料的濕成成分CO濕+H2濕+CH4濕+CmHn濕+HS2濕+CO2濕+SO2濕+O2濕+N2濕+H2O濕=100%氣體燃料的的燃燒計算算方法與固固體燃料、、液體燃料料的燃燒計計算相似，，而且更為為簡便。因因為任何氣氣體每1kmol的的體積為22.4m3，所以參加加燃燒反應(yīng)應(yīng)的各氣體體與燃燒生生成物之間間的mol數(shù)之比，，就是其體體積比。例例如：CO+1/2O2=CO21mol：：0.5mol：1mol1m3：0.5m3：1m31、空氣需需要量2、燃燒產(chǎn)產(chǎn)物量3、燃燒產(chǎn)產(chǎn)物成分各成分的體體積百分?jǐn)?shù)數(shù)為：4．燃燒產(chǎn)產(chǎn)物的密度度在已知燃燒燒產(chǎn)物成分分的條件下下，氣體燃燃料燃燒產(chǎn)產(chǎn)物的密度度可按式(1—20)計算。。在已知氣氣體燃料濕濕成分時，，也可按下下式計算：：三、燃燒溫溫度的計算算燃燒時燃燒燒產(chǎn)物所能能達(dá)到的溫溫度稱為燃燃料的燃燒燒溫度。燃燃燒產(chǎn)物所所含的熱量量，可以由由燃燒過程程的熱平衡衡求出。根根據(jù)能量守守恒，燃料料燃燒時燃燃燒產(chǎn)物的的熱量收入入和熱量支支出應(yīng)當(dāng)相相等。由熱熱量收支關(guān)關(guān)系可以建建立熱平衡衡方程式。。根據(jù)熱平平衡方程式式即可求出出燃燒溫度度。1．燃燒過過程中熱量量收入在燃燒過程程中，熱量量收入項包包括：(1)燃燃料燃燒的的化學(xué)熱Q化(2)燃燃料帶入的的物理熱Q燃(3)空空氣帶入的的物理熱Q空2．燃燒過過程中熱量量支出熱量的支出出項包括：：(1)燃燃燒產(chǎn)物包包含的熱量量t理Vnc，在簡單單的理想情情況下，沒沒有熱量消消耗與損失失，燃燒產(chǎn)產(chǎn)物所得到到的熱量都都用以提高高自身的溫溫度。這時時的燃燒溫溫度稱為理理論燃燒溫溫度t理。Vn是燃燒產(chǎn)物物的體積m3/kg或m3/m3；c為燃燒燒產(chǎn)物的平平均比熱kJ/(m3．℃)。(2)由由于燃燒產(chǎn)產(chǎn)物的熱分分解而損失失的熱量Q解，燃燒燒產(chǎn)物中的的部分CO2和H2O在約2000℃高高溫下要發(fā)發(fā)生熱分解解、消耗一一部分熱量量，即CO2→[CO]+[O]-Q解H2O→[H]+[OH]-Q解因此，可以以建立燃燒燒過程的熱熱平衡方程程式如下：：理論燃燒溫溫度是燃料料能完全燃燃燒，而沒沒有其他熱熱支出時，，燃燒產(chǎn)物物所能達(dá)到到的最高溫溫度。但是是，在實際際的燃燒條條件下，由由于向周圍圍介質(zhì)散失失的熱量和和燃料不完完全燃燒造造成的損失失，實際燃燃燒溫度比比理論燃燒燒溫度低得得多。因為熱損失失，特別是是不完全燃燃燒的熱損損失從形論論上計算很很困難，所所以不可能能進(jìn)行實際際燃燒溫度度的理論計計算。式中的系數(shù)數(shù)稱為爐溫溫系數(shù)。加加熱爐和熱熱處理爐的的爐溫系數(shù)數(shù)式中指1m3燃撓產(chǎn)物的的熱含量，，它包括分別代表1m3燃燒產(chǎn)物中中由于燃料料化學(xué)熱、、燃料物理熱熱、空氣物物理熱所帶帶入的熱量量。四、空氣消消耗系數(shù)爐內(nèi)的過剩?？諝馓喽?，會降低低燃燒溫度度和增加鋼鋼的氧化與與脫碳。因因此，在燃燃燒情況好好的煙氣中中不完全燃燃燒產(chǎn)物和和過?？諝鈿饬慷驾^少少。應(yīng)該在在盡可能小小的空氣消消耗系數(shù)下下，保證燃燃料的完全全燃燒，避避免過?？湛諝饬窟^多多或空氣供供給量不足足?？諝庀南迪禂?shù)可以根根據(jù)經(jīng)驗選選定，由于于多種原因因(如燃料料量波動、、漏風(fēng)漏氣氣、計量不不準(zhǔn)等)，，爐內(nèi)實際際的情況與與規(guī)定的數(shù)數(shù)值往往有有出入。所所以有時要要根據(jù)測得得的燃燒產(chǎn)產(chǎn)物成分來來計算空氣氣消耗系數(shù)數(shù)，再按計計算結(jié)果去去調(diào)整空氣氣供給量。?？諝庀南迪禂?shù)的計算算法較多，，常用的有有氮平衡法法和氧平衡衡法，前者者適用于在在空氣中的的燃燒，后后者還可用用于富氧空空氣中的燃燃燒?，F(xiàn)介介紹用氮平平傷法計算算m值的方方法。煙氣的干成成分為CO2%+CO%+H2%+CH4%+N2%+……+O2%=100%式中氧含量量包括兩部部分，一部部分是過剩?？諝庵械牡难鮋2過；另一部分分是由于CO、H2、CH4等的不完全全燃燒，而而未利用的的氧O2未，即令L過代表過?？湛諝饬?，L過＝Ln一L0，故過?？諝庵兄械难趿縊2過％·Vn＝0.21L過或現(xiàn)在建立氮氮的平衡關(guān)關(guān)系：煙氣中的氮氮量＝空氣氣帶進(jìn)的氮氮量十燃料料中的氮量量煙氣中的氮氮量＝N2％·Vn；空氣帶進(jìn)進(jìn)的氮量＝＝0.79Ln；燃料中的氮氮量＝N燃％。即式中的Vn和燃燒產(chǎn)產(chǎn)物成分有有一定關(guān)系系?，F(xiàn)分析析如下：燃燒產(chǎn)物中中金屬加熱工工藝金屬在軋制制之前的加加熱，是金金屬的熱加加工過程中中一個必要要的環(huán)節(jié)。。加熱的目目的是：(1)提高高金屬的塑塑性金金屬在冷的的狀態(tài)下塑塑性很低，，為了改善善金屬的熱熱加工條件件，必須提提高金屬的的塑性。一一般說來，，金屬的熱熱加工溫度度越高，可可塑性越好好。例如高高碳鋼在常常溫下的變變形抗力約約為6000kg／／cm2，這樣在軋軋制時就需需要很大的的軋制壓力力，消耗很很大的能量量。如果將將它加熱到到1200℃，這時時的變形抗抗力降低到到大約300kg／／cm2，比常溫下下的變形抗抗力降低20倍。所所以鋼的溫溫度越低，，加工所消消耗的能量量越大，軋軋機(jī)的磨損損也越快，，而且溫度度不足時還還容易發(fā)生生斷輥事故故。(2)使金金屬錠或坯坯內(nèi)外溫度度均勻由由于金屬屬內(nèi)外的溫溫度差，使使其內(nèi)部產(chǎn)產(chǎn)生應(yīng)力，，應(yīng)力會造造成軋材時時的廢品或或缺陷。通通過均熱使使斷面亡溫溫差縮小，，避免出現(xiàn)現(xiàn)危險的溫溫度應(yīng)力。。(3)改變變金屬的結(jié)結(jié)晶組織金金屬經(jīng)經(jīng)過冷加工工以后，組組織結(jié)構(gòu)改改變，處于于加工硬化化狀態(tài)，需需要加熱進(jìn)進(jìn)行熱處理理．達(dá)到所所要求的物物理性能和和力學(xué)性能能。有時鋼鋼錠在澆鑄鑄過程中會會帶來一些些組織缺陷陷，例如高高速鋼中碳碳化物的偏偏析等，通通過在高溫溫下長時間間保溫，可可以消除或或減輕這類類缺陷的危危害。金屬加熱的的質(zhì)量直接接影響到軋軋材的質(zhì)量量、產(chǎn)量、、能源消耗耗以及軋輥輥壽命。正正確的加熱熱工藝可以以提高金后后的塑性，，降低熱加加工時的變變形抗力，，按時為軋軋機(jī)提供加加熱質(zhì)量優(yōu)優(yōu)良的錠或或坯，保證證軋機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)順利進(jìn)行行反之，如加加熱工藝不不當(dāng)，就會會直接影響響軋機(jī)的生生產(chǎn)。例如如加熱溫度度過高．會會發(fā)生鋼的的過熱、過過燒，軋制制時就要造造成廢品；；如鋼的表表面發(fā)生嚴(yán)嚴(yán)重的氧化化或脫碳．．也會影響響鋼的質(zhì)量量，甚至報報廢。目前前有的軋機(jī)機(jī)不能充分分發(fā)揮作用用，往往是是因為加熱熱工藝這一一環(huán)節(jié)薄弱弱。因此，，制定正確確的加熱工工藝制度，，防止加熱熱過程中可可能出現(xiàn)的的各種缺陷陷。金屬的加熱熱工藝包括括確定加熱熱溫度、加加熱速度、、加熱時間間、爐溫制制度、爐內(nèi)內(nèi)氣氛等。。為了制定定正確的加加熱工藝，，還應(yīng)當(dāng)了了解與金屬屬加熱有關(guān)關(guān)的金后熱熱物理性能能及力學(xué)性性能，了解解加熱過程程中缺陷產(chǎn)產(chǎn)生的原因因及防止的的措施。金屬的物理理和機(jī)械性性能在不同的加加熱條件下下，不同金金屬在加熱熱過程中性性能的變化化也不相同同，了解金金屬熱物理理性能和機(jī)機(jī)械性能及及它們隨溫溫度變化的的情況，對對于正確制制定加熱工工藝制度是是重要的依依據(jù)，也是是進(jìn)行加熱熱計算的依依據(jù)。一、金屬的的導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)金屬的導(dǎo)熱熱系數(shù)與金金屬化學(xué)成成分、溫度度、組織、、雜質(zhì)含量量以及加工工條件都有有關(guān)。鋼鋼的的導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)隨含碳量量的增加而而降低，當(dāng)當(dāng)含碳量小小于0.2％時，這這種影響最最明顯。雜雜質(zhì)如錳、、硅、硫、、磷也降低低鋼的導(dǎo)熱熱系數(shù)。常溫下碳素素鋼的導(dǎo)熱熱系數(shù)可以以根據(jù)下列列經(jīng)驗式算算出：碳素鋼的導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)隨隨溫度的升升高而下降降，但當(dāng)溫溫度超過900℃時時，由于組組織中出現(xiàn)現(xiàn)奧氏體，，奧氏體鋼鋼的導(dǎo)熱系系數(shù)又隨溫溫度升高而而略有上升升。合金元素可可以降低鋼鋼的導(dǎo)熱性性，鋼中合合金元素愈愈多，則其其導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)愈低。金屬的比熱熱在100℃℃以下至室室溫，鋼的的比熱可以以按下而公公式計算總的說來，，鋼化學(xué)成成分對比熱熱的影響不不大，但溫溫度的影內(nèi)內(nèi)則比較大大，無論碳碳素鋼或合合金鋼，比比熱均隨溫溫度的升高高而增大．．特別在800℃以下更為為明顯，超超過900℃則變化不不大，甚至至某些鋼種種的比熱值值還略有下下降。金屬的密度度與金屬的的化學(xué)成分分、組織和和溫度有關(guān)關(guān)。碳素鋼鋼的密度因因含碳量的的不同變化化于7800~7850kg／m3之間。溫度升高時時．鋼的密密度因體積積膨脹而降降低，密度度與溫度的的關(guān)系用下下式表示．．溫度升高高時．鋼的的密度因體體積膨脹而而降低，密密度與溫度度的關(guān)系用用下式表示示。四、導(dǎo)溫系系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)A越大時，，表示通過過金屬傳導(dǎo)導(dǎo)的熱量越越多，但是是傳遞熱量量的多寡并并不完全直直接反映金金屬溫度升升高的快慢慢，因為升升溫的快但但不僅與導(dǎo)導(dǎo)熱性能有有關(guān)，還和和金屬的比比熱及密度度有關(guān)。表表示這一關(guān)關(guān)系的物理理量稱為導(dǎo)導(dǎo)溫系數(shù)單單位位：m2／h或m2／s。五、金屬的的機(jī)械性能能及其與溫溫度的關(guān)系系為了了解金金屬在加熱熱時的溫度度應(yīng)力問題題，應(yīng)掌握握金屬的彈彈、塑性及及變形抗力力的知識。。金屬的彈彈性決定于于拉伸時的的彈性模量量E及泊松比μμ。表示試試樣斷面收收縮與縱向向延伸之比比，各種金金屬的，值值波動在0.28一0.45的范圍內(nèi)，，對于鋼μμ＝0.3。彈性模量量決定于金金屬的化學(xué)學(xué)成分及其其溫度。鋼鋼為200—220GPa，，鋼種的影影響很小。。通常金用用的彈性模模量隨溫度度升高而減減小。例如如，鋼在500℃時時，E值下下降20％％，超過500℃一一550℃℃，碳鋼鋼失去彈性性而入塑性性范圍。塑性加工時時金屬抵抗抗變形的能能力、稱為為變形抗力力。變形抗抗力與變形形力數(shù)值相相等方向相相反。變形形抗力和塑塑性是兩個個不同的概概念，塑性性反映金局局變形的能能力，變形形抗力則反反映金屬變變形的難易易程度。金金屬的塑性性好，變形形抗力不一一定就低，，反之亦然然。金屬的塑性性和變形抗抗力主要取取決于金屬屬的化學(xué)成成分、組織織狀態(tài)、溫溫度及其它它變形條件件。溫度影響總總的趨勢是是，隨溫度度升高，大大多數(shù)金屬屬及合金的的塑性增加加，變形抗抗力降低。。這是因為為溫度升高高，原子熱熱運動加劇劇，原子間間的結(jié)合力力減弱，所所以變形抗抗力降低。。同時，可可能增加新新的滑移系系，以及熱熱變形過程程中伴隨回回復(fù)再結(jié)晶晶軟化過程程，這些都都提高了金金屬的塑性性變形能力力，但是，，隨溫度的的升高，金金屬的塑性性并不是直直線上升的的。因為相相態(tài)和晶粒粒邊界同時時也發(fā)生了了變化，這這種變化又又對塑性產(chǎn)產(chǎn)生了影響響。金屬的加熱熱缺陷金屬在加熱熱過中，爐爐子的溫度度和氣氛必必須調(diào)整得得當(dāng)，如果果操作不當(dāng)當(dāng)，會出現(xiàn)現(xiàn)各種加熱熱缺陷，如如氧化、脫脫碳、過熱熱、過燒等等。這些缺缺陷影響金金屬的加熱熱質(zhì)量，重重則造成廢廢品，所以以加熱過程程中應(yīng)盡力力避免。一、鋼的氧氧化鋼在高溫爐爐內(nèi)加熱時時，由于爐爐氣中合有有大量O2CO2、H2O，鋼的表面面層要發(fā)生生氧化。而而且從鋼錠錠到成品材材往往加工工多次，每每加熱—次次，有0.5—3％的鋼由于于氧化而燒燒損。所以以整個熱加加工過程中中，燒損量量高達(dá)4—5％。氧化不僅造造成鋼的直直接損失，，而且氧化化后產(chǎn)生的的氧化鐵皮皮堆積在爐爐底上，特特別是實爐爐底部分，，不僅使耐耐火材料受受到侵蝕，，影響爐體體壽命，而而且清除這這些氧化鐵鐵皮是一項項很繁重的的勞動，嚴(yán)嚴(yán)重的時候候加熱爐會會被迫停產(chǎn)產(chǎn)。氧化鐵皮還還會影響鋼鋼的質(zhì)量．．它在軋制制過程中壓壓在鋼的表表面上，就就會使表面面產(chǎn)生麻點點，損害表表而質(zhì)量。。如果氧化化層過深，，會使鋼錠錠的皮下氣氣泡暴露，，軋后造成成廢品。氧化鐵皮的的導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)比純金屬屬低，所以以鋼表面上上覆蓋了氧氧化鐵皮，，又惡化了了傳熱條件件，降低了了爐子生產(chǎn)產(chǎn)率，增加加了能源的的消耗。影響氧化的的因素(1)加熱熱溫度的影影響在在850一一900℃℃以下，鐵鐵的氧化速速度很小，，1000℃以上則則急劇上升升。因為隨隨著溫度的的升高，各各成分的擴(kuò)擴(kuò)散加快。。超過1300℃以以后，表面面的氧化鐵鐵皮熔化，，擴(kuò)散的阻阻力減小，，氧化速度度大大增加加。在600—1200℃的的范圍內(nèi)，，碳鋼氧化化燒損量與與溫度及時時間的函數(shù)數(shù)關(guān)系，有有如下的經(jīng)經(jīng)驗式：(2)加熱熱時間的影影響在在同樣條件件下，加熱熱時間越長長，鋼的氧氧化燒損量量越多。(3)爐氣氣成分的影影響火火焰爐的爐爐氣成分決決定于燃料料成分、空空氣消耗系系數(shù)、完全全燃燒與否否，爐氣成成分對氧化化的影響很很大。(4)鋼的的成分分的影影響隨隨著鋼鋼中含含碳量量的增增加，，鋼的的燒損損率有有所下下降，，可能能是因因為鋼鋼中的的碳氧氧化，，部分分生成成CO，它它阻礙礙了氧氧化性性氣體體的作作用。。但是鋼鋼的成成分的的影響響主要要是對對氧化化鐵皮皮構(gòu)造造的影影響。。合金金元素素如Cr、、Ni、Si、、Al、Mn、、V等等，都都能夠夠提高高鋼的的抗氧氧化性性能。。這些些元素素本身身也能能被氧氧化，，而且且比鐵鐵的氧氧化傾傾向還還大。。但它它們在在鋼的的表面面生成成一層層非常常薄而而致密密的氧氧化膜膜。這這層合合金成成分氧氧化物物構(gòu)成成的膜膜成了了鋼的的保護(hù)護(hù)膜，，使鋼鋼的氧氧化速速度大大為降降低，，外部部的氧氧化性性介質(zhì)質(zhì)不易易透入入。三、、鋼鋼的的脫脫碳碳鋼在在加加熱熱過過程程中中，，表表而而除除了了被被氧氧化化燒燒損損而而外外，，還還會會造造成成表表層層內(nèi)內(nèi)合合碳碳量量的的減減少少，，稱稱為為鋼鋼的的脫脫碳碳。。碳碳在在鋼鋼中中早早以以Fe3C的的形形式式存存在在，，它它是是直直接接決決定定鋼鋼的的機(jī)機(jī)械械性性質(zhì)質(zhì)的的成成分分。。例例如如高高碳碳工工具具鋼鋼，，就就是是依依靠靠碳碳獲獲得得很很高高的的紅紅硬硬性性，，如如果果表表面面脫脫碳碳后后，，鋼鋼的的硬硬度度特特大大為為降降低低。。合金金鋼鋼中中除除不不銹銹鋼鋼外外大大多多是是高高碳碳鋼鋼，，除除了了電電工工硅硅鋼鋼要要求求脫脫碳碳以以外外，，其其他他鋼鋼種種的的脫脫碳碳都都被被認(rèn)認(rèn)為為是是鋼鋼的的缺缺陷陷，，特特別別是是工工具具鋼鋼、、滾滾珠珠軸軸承承鋼鋼、、彈彈簧簧鋼鋼都都不不希希望望發(fā)發(fā)生生脫脫碳碳現(xiàn)現(xiàn)象象。。脫脫碳碳后后最最明明顯顯的的是是硬硬度度下下降降，，彈彈簧簧鋼鋼的的抗抗疲疲勞勞強(qiáng)強(qiáng)度度將將降降低低，，要要淬淬火火的的鋼鋼還還容容易易出出現(xiàn)現(xiàn)裂裂紋紋。。要要清清除除鋼鋼的的脫脫碳碳層層，，勢勢必必增增加加額額外外的的工工作作量量。。防防止止鋼鋼的的脫脫碳碳，，也也是是鋼鋼的的加加熱熱過過程程中中的的重重要要問問題題四、、鋼鋼的的過過熱熱如果果鋼鋼的的加加熱熱溫溫度度超超過過臨臨界界溫溫度度Ac3鋼的的晶晶粒粒就就開開始始長長大大，，晶晶粒粒粗粗化化是是過過熱熱的的主主要要特特征征。。加加熱熱溫溫度度越越高高。。加加熱熱時時間間越越長長，，這這種種晶晶粒粒長長大大的的現(xiàn)現(xiàn)象象越越顯顯著著。。晶晶粒粒過過份份長長大大，，鋼鋼的的機(jī)機(jī)械械性性能能下下降降，，軋軋制制時時容容易易產(chǎn)產(chǎn)生生裂裂紋紋。。加熱熱溫溫度度與與加加熱熱時時間間對對晶晶粒粒的的長長大大行行決決定定性性的的影影響響，，在在軋軋鋼鋼作作業(yè)業(yè)和和熱熱處處理理的的加加熱熱過過程程中中，，應(yīng)應(yīng)掌掌握握好好加加熱熱溫溫度度、、以以及及鋼鋼在在高高溫溫區(qū)區(qū)域域停停留留的的時時間間。。合金金元元素素大大多多數(shù)數(shù)是是可可以以減減小小晶晶粒粒長長大大趨趨勢勢的的，，只只有有碳碳、、磷磷、、錳錳會會促促進(jìn)進(jìn)晶晶粒粒的的長長大大。。故故一一般般合合金金鋼鋼的的過過熱熱敏敏感感性性比比碳碳素素鋼鋼低低，，即即合合金金元元素素起起了了細(xì)細(xì)化化晶晶粒粒的的作作用用。。已經(jīng)經(jīng)過過熱熱的的鋼鋼可可以以通通過過退退火火處處理理恢恢復(fù)復(fù)鋼鋼的的機(jī)機(jī)械械性性能能，，即即使使鋼鋼緩緩慢慢加加熱熱到到略略高高于于Ac3的溫溫度度，，再再慢慢慢慢冷冷卻卻下下來來，，使使組組織織再再結(jié)結(jié)晶晶。。這這樣樣的的鋼鋼可可以以重重新新加加熱熱進(jìn)進(jìn)行行壓壓力力加加工工。。但但嚴(yán)嚴(yán)重重過過熱熱的的鋼鋼，，晶晶粒粒太太大大，，已已不不能能通通過過再再結(jié)結(jié)晶晶使使晶晶粒粒細(xì)細(xì)化化，，就就難難以以用用退退火火的的辦辦法法恢恢復(fù)復(fù)。。五、鋼的的過燒當(dāng)鋼加熱熱到比過過熱更高高的溫度度時，不不僅鋼的的晶粒長長大，晶晶粒周圍圍的薄膜膜開始熔熔化，氧氧進(jìn)入了了晶粒之之間的間間隙，使使金屬發(fā)發(fā)生氧化化，又促促進(jìn)了它它的熔化化。導(dǎo)致致晶粒間間彼此結(jié)結(jié)合力大大為降低低，塑性性變壞，，這樣鋼鋼在進(jìn)行行壓力加加工過程程中就會會裂開，，這種現(xiàn)現(xiàn)象就是是過燒。。過燒的的鋼用退退火的方方法無法法挽救，，只有間間加重新新熔煉。。過燒不僅僅取決于于加熱溫溫度，也也和爐內(nèi)內(nèi)氣氛有有關(guān)。爐爐氣的氧氧化能力力越強(qiáng)，，越容易易發(fā)生過過燒現(xiàn)象象，因為為氧化性性氣體擴(kuò)擴(kuò)散到金金屬中去去，更易易使品粒粒間界氧氧化或局局部熔化化。鋼中中含碳量量越高，，產(chǎn)生過過燒危險險的溫度度越低。。與過熱相相同，發(fā)發(fā)生過燒燒往往也也是在高高溫區(qū)域域停留時時間過長長，例如如在軋機(jī)機(jī)發(fā)生故故障、換換輥的時時候，遇遇到這類類情況要要及時采采取措施施，設(shè)法法降低爐爐溫并減減少進(jìn)入入爐內(nèi)的的空氣量量。金屬的加加熱溫度度和加熱熱速度一、金屬屬的加熱熱溫度金屬的加加熱溫度度指金屬屬加熱完完畢出爐爐時的表表面溫度度。金屬屬的軋制制前的加加熱，是是為了獲獲得良好好的塑性性和較小小的變形形抗力．．加熱溫溫度主要要根據(jù)熱熱加工工工藝要求求，由金金屬的塑塑性和變變形抗力力等性質(zhì)質(zhì)來確定定。合適適的加熱熱溫度，，應(yīng)使金金屬獲得得最好的的塑性和和最小的的變形抗抗力，出出為這樣樣有利于于軋制，，提高產(chǎn)產(chǎn)量，減減少設(shè)備備磨損和和動力消消耗。金屬的加加熱溫度度，一般般來說需需要參考考金屬的的狀態(tài)相相圖、塑塑性圖及及變形抗抗力圖等等資料綜綜合確定定。碳鋼鋼和低臺臺金鋼加加熱溫度度的選擇擇主要是是借助于于鐵碳平平衡相圖圖。確定軋制制的加熱熱溫度要要依據(jù)固固相線，，因為過過燒現(xiàn)象象和金屬屬的開始始熔化有有關(guān)。鋼鋼內(nèi)如果果有偏析析、非金金屬夾雜雜，都會會促使熔熔點降低低。因此此加熱的的最高溫溫度應(yīng)比比固相線線低100～150℃℃。在選擇其其加熱溫溫度時，，還應(yīng)考考慮鋼材材表面脫脫碳問題題，為了了使脫碳碳層在規(guī)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)以下，，應(yīng)適當(dāng)當(dāng)降低鋼鋼坯加熱熱溫度。。鋼的加熱熱溫度不不能太低低，必須須保證鋼鋼在壓力力加工的的末期仍仍能保持持一定的的溫度(即終軋溫溫度)。由于奧奧氏體組組織的鋼鋼塑性最最好，這這時金屬屬的變形形抗力小小，而且且加工后后的殘余余應(yīng)力小小，不會會出現(xiàn)裂裂紋等缺缺陷。根根據(jù)終軋軋溫度再再考慮到到鋼在出出爐和加加工過程程中的熱熱損失，，便可確確定鋼的的最低加加熱溫度度。終軋軋溫度對對鋼的組組織和性性能影響響很大，，終軋溫溫度越高高。晶粒粒集聚長長大的傾傾向越大大，奧氏氏體的晶晶粒越粗粗大，鋼鋼的機(jī)械械性能越越低。所所以終軋軋溫度也也不能太太高，最最好在850℃左右，，不要超超過900℃．也不不要低于于700℃。金屬的加加熱速度度從生產(chǎn)率率的角度度，希望望加熱速速度愈快快愈鋼在在加熱過過程中，，由于金金屬本身身的熱阻阻，不可可避免地地存在內(nèi)內(nèi)外的溫溫度差，，表面溫溫度總比比中心溫溫度升高高得快，，這時表表面的膨膨脹要大大于中心心的膨脹脹。這樣樣表面受受壓力而而中心受受張力，，于是在在鋼的內(nèi)內(nèi)部產(chǎn)生生了熱應(yīng)應(yīng)力。熱熱應(yīng)力的的大小取取決于溫溫度梯度度的大小小，加熱熱速度越越快，內(nèi)內(nèi)外溫差差越大，，熱應(yīng)力力就越大大。應(yīng)力力超過了了鋼的破破裂強(qiáng)度度極限，，鋼的內(nèi)內(nèi)部就要要產(chǎn)生裂裂紋，所所以加熱熱速度要要限制在在應(yīng)力所所允許的的范圍之之內(nèi)。但是，鋼鋼中的應(yīng)應(yīng)力只是是在一定定溫度范范圍內(nèi)才才是危險險的。多多數(shù)鋼在在550℃以下下處于彈彈性狀態(tài)態(tài)，這時時如果加加熱速度度太快，，溫度應(yīng)應(yīng)力超過過了鋼的的強(qiáng)度極極限，就就會出現(xiàn)現(xiàn)裂紋。。溫度超超過了這這個溫度度范圍，，鋼就進(jìn)進(jìn)入了塑塑性狀態(tài)態(tài)，對低低碳鋼可可能更低低的溫度度就進(jìn)入入塑性范范圍。這這時即使使產(chǎn)生較較大的溫溫度差，，將由于于塑性變變形而使使應(yīng)力消消失，不不致造成成裂紋或或折斷。。。金屬的加熱熱制度和加加熱時間一、金屬的的加熱制度度正確選擇金金屬的加熱熱工藝，不不僅要考慮慮金屬的加加熱溫度，，是否達(dá)到到了出爐的的要求，還還應(yīng)考慮斷斷面上的溫溫度差，即即溫度的均均勻性。金屬的加熱熱制度和金金屬種類、、鋼坯的尺尺寸大小、、溫度狀態(tài)態(tài)以及爐子子的結(jié)構(gòu)和和物料在爐爐內(nèi)的布置置等因素有有關(guān)。鋼在軋制前前和熱處理理時的加熱熱制度，按按爐內(nèi)溫度度的變化可可分為：一段式加熱熱制度、二段式加熱熱制度、三三段式加熱熱制度和多多段式加熱熱制度。一段式加熱熱制度整個加熱過過程中，爐爐溫大體保保持一定，，而鋼的表表面和中心心溫度逐漸漸上升，達(dá)達(dá)到所要求求的溫度。。加熱不分分階段，故故稱為一段段式(或一一期)加熱熱制度。這種加熱制制度的待點點是爐溫和和鋼料表面面的溫差大大，所以加加熱速度快快，加熱的的時間短。。這種加熱制制度適用于于一些斷面面尺寸不大大，導(dǎo)熱性性好，塑性性好的鋼科科，如鋼板板、薄板坯坯、薄壁鋼鋼管的加熱熱?；蛘呤鞘菬嵫b的鋼鋼科，不致致產(chǎn)生危險險的溫度應(yīng)應(yīng)力。二段式加熱熱制度二段式加熱熱制度是使使金屬先后后在兩個不不同的溫度度區(qū)城內(nèi)加加熱，是由由加熱期和和均熱期組組成或由預(yù)預(yù)熱期和加加熱期組成成。由加熱期和和均熱期組組成的二段段式加熱制制度，是把把鋼坯直接接裝入高溫溫爐膛進(jìn)行行加熱，加加熱速度快快。鋼坯斷斷面上的溫溫差大。為為了使斷面面溫度趨于于均勻，需需要經(jīng)過均均熱期。在在均熱階段段，表面與與中心的溫溫度差逐漸漸縮小而趨趨于均勻。。這種溫度度制度的特特點是加熱熱速度快，，最后斷面面上溫度差差小。通常常冷裝或低低溫?zé)嵫b的的低碳鋼鋼鋼坯及熱裝裝的合金鋼鋼坯。由預(yù)熱期和和加熱期所所組成的二二段式加熱熱制度，金金屬的加熱熱速度較慢慢，因為中中心與表面面的溫差小小，一些導(dǎo)導(dǎo)熱性差的的鋼適于先先在預(yù)熱段段加熱，溫溫度應(yīng)力小小，待溫度度升高進(jìn)入入鋼的塑性性狀態(tài)后，，再到高溫溫區(qū)域進(jìn)行行快速加熱熱。這種加加熱制度由由于沒有均均熱期，最最終不能保保證斷面上上溫度的均均勻性，所所以不宜用用于加熱斷斷面大的鋼鋼坯。三段式加熱熱制度三段式加熱熱制度是把把鋼坯放在在三個溫度度條件不同同的區(qū)段期期)內(nèi)加熱熱，依次是是預(yù)熱段、、加熱段、、均熱段(或稱應(yīng)力力期、快速速加熱期、、均熱期)。這種加熱制制度是比較較完善的加加熱制度，，它綜合了了以上兩種種加熱制度度的優(yōu)點。。鋼坯首先先在低溫區(qū)區(qū)域進(jìn)行預(yù)預(yù)熱，這時時加熱速度度比較慢，，溫度應(yīng)力力小，不會會造成危險險。等到金金屬中心溫溫度超過500℃以以后，進(jìn)入入塑性范圍圍，這時就就可以快速速加熱，直直到表面溫溫度迅速升升高到出爐爐所要求的的溫度。加加熱期結(jié)束束時，鋼坯坯斷面上還還有較大的的溫度差．．需要進(jìn)入入均熱期進(jìn)進(jìn)行均熱。。此時鋼的的表面溫度度基本不再再升高，而而使中心溫溫度逐漸上上升，縮小小斷面上的的溫度差。。這種加熱制制度可用于于加熱各種種尺寸冷裝裝的碳素鋼鋼坯及合金金鋼坯，特特別是高碳碳鋼、高合合金金鋼，，在加熱初初期必須緩緩慢進(jìn)行預(yù)預(yù)熱。無論一段、、二段或二二段式都是是指溫度與與熱流隨時時間的變化化而言。但但在連續(xù)式式加熱爐中中，隨時間間變化的““段”的概概念恰好與與連續(xù)式加加熱爐沿爐爐長分段的的概念相吻吻合，一些些文獻(xiàn)資料料上對加熱熱制度個體體段，而稱稱“期”，，但習(xí)慣上上連續(xù)式加加熱方式仍仍多沿用某某段式加熱熱制度的叫叫法。一些些現(xiàn)代化的的大型連續(xù)續(xù)式加熱爐爐，從爐型型結(jié)構(gòu)上盡盡可以分成成許多段，，如預(yù)熱段段、第一上上加熱段、、第二上加加熱段等，，往往只是是增加了加加熱段供熱熱的地點，，但從加熱熱制度的觀觀點上說，，仍屬于三三段式加熱熱制度。金屬的加熱熱時間金屬的加熱熱是不穩(wěn)定定態(tài)傳導(dǎo)傳傳熱，可根根據(jù)傳熱學(xué)學(xué)理論對不不穩(wěn)定態(tài)傳傳導(dǎo)傳熱三三種邊界條條件下進(jìn)行行求解．可可以計算金金屬的加熱熱時間。這這種經(jīng)典的的解法，至至今不僅具具有理論上上的意義，，在解決實實際問題時時也有價值值。但是由由于爐內(nèi)傳傳熱條件變變化相當(dāng)大大，溫度場場、黑度場場并不都是是均勻的，，所以計算算還要相經(jīng)經(jīng)驗公式及及實際資料料結(jié)合起來來。連續(xù)加熱爐爐連續(xù)加熱爐爐是軋制車車間應(yīng)用最最普遍的爐爐子。料坯坯由爐尾裝裝入。加熱熱后由另一一端排出。。推鋼式連連續(xù)加熱爐爐，鋼坯在在爐內(nèi)是靠靠推鋼機(jī)的的推力沿爐爐底滑道不不斷向前移移運；機(jī)械械化爐底連連續(xù)加熱護(hù)護(hù)，料坯則則靠爐底的的傳動機(jī)械械不停地在在爐內(nèi)向前前運動。燃燃燒產(chǎn)生的的爐氣一般般是對著被被加熱的料料坯向爐尾尾流動，即即逆流式流流動。料坯坯移到出料料端時，被被加熱到所所需要的溫溫度，經(jīng)過過出料口出出爐，再沿沿輥道送往往軋機(jī)。具有連續(xù)加加熱爐熱工工特點的爐爐子很多，，從結(jié)構(gòu)、、熱工制度度等分面看看，連續(xù)加加熱爐可按按下列特征征進(jìn)行分類類。(1)按溫溫度制度可可分為：兩兩段式、三三段式和強(qiáng)強(qiáng)化加熱式式。(2)按被被加熱金屬屬的形狀可可分為：加加熱方坯的的、加熱板板坯的、加加熱圓管坯坯的、加熱熱異型坯的的。(3)按所所用燃料種種類可分為為：使用固固體燃料的的、使用重重油的、使使用氣體燃燃料的、使使用混合燃燃料的。(4)按按空氣和和煤氣的的預(yù)熱方方式可分分為：換換熱式的的、蓄熱熱式的、、不預(yù)熱熱的。(5)按按出料方方式可分分為：端端出料的的和側(cè)出出料的。。(6)按按物料在在爐內(nèi)運運動的方方式可分分為：推推送式連連續(xù)加熱熱爐、步步進(jìn)式爐爐、輥底底式爐、、轉(zhuǎn)底式式爐、鏈鏈?zhǔn)綘t等等。推送式連連續(xù)加熱熱爐一、推送送式連續(xù)續(xù)加熱爐爐是一座燒燒煤兩段段式連續(xù)續(xù)加熱爐爐的示意意圖。按按爐溫制制度分為為加熱期期和預(yù)熱熱期，爐爐膛也相應(yīng)地地分為加加熱段和和預(yù)熱段段。加熱熱薄料坯坯的小爐爐子也有有單面加加熱的，，一般多多為兩面面加熱。。當(dāng)料坯的的厚度不不大時(一般小于于200mm)，可以采采用兩段段式爐。。當(dāng)料坯斷斷面較厚厚時，加加熱終了了后內(nèi)外外上下溫溫度差較較大，為為了消除除溫差，，必須延延長加熱熱時間，，但受到到物料表表面溫度度的限制制，如果果表面溫溫度過高高，就會會產(chǎn)生加加熱缺陷陷。這時時兩段式式連續(xù)加加熱爐就就不能適適應(yīng)要求求二、三段段式連續(xù)續(xù)加熱爐爐1.三段段式連續(xù)續(xù)加熱爐爐的溫度度制度三段式連連續(xù)加熱熱爐采取取預(yù)熱期期、加熱熱期、均均熱期的的三段溫溫度制度度。在爐爐子的結(jié)結(jié)構(gòu)上也也相應(yīng)地地分為預(yù)預(yù)熱段、、加熱段段和均熱熱段。一一般有三三個供熱熱點，即即上加熱熱、下加加熱與均均熱段供供熱。斷斷面尺寸寸較大物物料的加加熱，多多采用三三段連續(xù)續(xù)加熱爐爐。料坯由爐爐尾推入入后，先先進(jìn)入預(yù)預(yù)熱段緩緩慢升溫溫，出爐爐煙氣溫溫度850--950℃，最最高不超超過1050℃℃。料坯坯進(jìn)入加加熱段后后，強(qiáng)化化加熱，，表面迅迅速升溫溫到出爐爐所要求求的溫度度，允許許物料內(nèi)內(nèi)外有較較大溫差差。最后后，物料料進(jìn)入溫溫度稍低低的均熱熱段進(jìn)行行均熱，，表面溫溫度不再再升高，，而是使使斷面上上的溫度度逐漸趨趨于均勻勻。均熱熱段的溫溫度一般般為1250--1300℃℃，即比比物料出出爐溫度度高約50℃?！，F(xiàn)在連連續(xù)加熱熱爐的加加熱段及及均熱段段的溫度度有提高高的趨勢勢，加熱熱段超過過1400℃，，煙氣出出爐溫度度也相應(yīng)應(yīng)提高，，同時也也很重視視溫度分分布的均均勻性，，各段溫溫度可以以分段自自動調(diào)節(jié)節(jié)。三段連續(xù)續(xù)加熱爐爐的供熱熱分配連續(xù)加熱熱爐的供供熱是根根據(jù)加熱熱工藝所所要求的的溫度制制度來分分配的，，它保證證加熱制制度的實實現(xiàn)和料料坯加熱熱溫度的的均勻性性，并和和爐子生生產(chǎn)率有有密切的的關(guān)系。。三段連續(xù)續(xù)加熱妒妒一般是是三個供供熱段，，即均熱熱段、上上加熱段段和下加加熱段。。各段燃燃料分配配的比例例大致是是：均熱熱段占20％~30％％，上加加熱段占占20％％~40％，下下加熱段段占40％~60％，，總和為為100％。但但為了使使護(hù)子在在生產(chǎn)中中有一定定的調(diào)節(jié)節(jié)余地，，所以供供熱能力力的配置置比例應(yīng)應(yīng)大于燃燃料分配配的比例例，即燒燒嘴能力力的總和和應(yīng)為燃燃料消耗耗量的120％％~130％。。這樣大大體上均均熱段、、上加熱熱段、下下加熱段段的供