步进式加热炉设计计算

首钢迁钢2#热轧工程步进梁式加热炉汽化冷却系统设计说明1、汽化冷却系统的设计概述1.1汽化冷却系统的冷却效果取决于汽化水的热量吸收。

对于步进梁式加热炉，汽化冷却系统设计为强制循环系统。

系统产生的饱和蒸汽进入车间蒸汽管网，或者在紧急情况下排入大气。

1.2循环系统的主要设备如下：——炉底水梁及立柱——汽包——循环水泵（共3台）——旋转接头组给水供应系统主要设备如下：——电动给水泵——除氧器1——除盐水箱——电动除盐水泵——柴油机给水泵——加药装置加热炉炉底水梁，其外表面包扎有耐高温的保温层。

活动梁：4根；固定梁：4根；每根固定梁分为3段；每根活动梁分为3段；另外，在均热段设两根单独固定梁，各自并联进相邻的固定梁；梁的编号为：活动梁（串联结构）：2#、4#、5#、7#；固定梁（串联结构）：1#、8#；固定梁（串并联结构）：3#、6#。

2每段梁均由一根双水平管和若干立柱组成，其中一根立柱为双管立柱，是支撑梁冷却水进水和出水的接管；其它为采用带有芯管的单管立柱。

1.3主要运行参数汽包设计工作压力：0.8—1.3MPa（g）工作温度：对应压力下的饱和温度蒸发量： 13.0t/h（保温完好，10%排污率时）对应给水量： 14.3 m3/h蒸发量： 16t/h（10%保温脱落，10%排污率时）对应给水量： 17.6 m3/h蒸发量： 25t/h（40%保温脱落，10%排污率时）对应给水量： 27.5m3/h给水温度： 102~104℃系统总循环水量： 700—600 m3/h3以上参数参见X5212R1以及X5212ZK5。

2、汽化冷却系统的工作原理2.1.循环冷却回路内部冷却回路是指如下的回路：在正常工作时，汽包中的水位保持在汽包中心线以上100mm；由于本工程汽化冷却产汽送入厂区蒸汽管网，因此汽包运行压力根据管网压力确定，目前汽包工作压力确定为1.0—1.1MPa(g)。

冷却水通过汽包下降管、循环水泵、冷却水管总管，分配联箱，进入加热炉支撑水梁。

加热炉的加热计算加热炉是指用来加热材料或物体的设备，广泛应用于工业生产中。

加热炉的加热计算是指对加热炉进行技术设计和计算，确定合适的加热能量和加热时间，以确保材料或物体能够达到所需的加热温度或加热效果。

首先，需要确定被加热材料的性质，包括材料的热导率、比热容、密度等。

这些参数是计算加热能量和加热时间的基础。

其次，需要确定加热炉的设计参数，包括加热炉的尺寸、加热器件的数量和布置方式等。

这些参数决定了加热炉的加热效果和加热均匀性。

然后，需要选择合适的加热能源，常用的加热能源包括电能、燃气和燃油等。

选择合适的加热能源需要考虑到能源成本、加热效率和环境影响等因素。

确定了被加热材料的性质、加热炉的设计参数和加热能源，接下来就可以进行加热计算了。

首先计算加热能量。

加热能量的计算公式为：Q=m×c×ΔT，其中Q 表示加热能量，m表示被加热物质的质量，c表示被加热物质的比热容，ΔT表示被加热物质的温度变化。

然后计算加热时间。

加热时间的计算公式为：t=Q/P，其中t表示加热时间，Q表示加热能量，P表示加热功率。

在进行计算时，需要注意单位的一致性。

通常情况下，质量的单位为千克（kg），比热容的单位为焦耳/千克·摄氏度（J/kg·°C），温度的单位为摄氏度（°C），能量的单位为焦耳（J），功率的单位为瓦特（W）。

此外，还需要考虑到加热炉的热损失。

加热炉在加热过程中会有一定的热损失，需要通过绝热层和保温材料来减少热能的损失，以提高加热效率。

加热计算的结果将用于加热炉的技术设计和加热参数的确定。

通过合理的加热计算，可以确保被加热物质能够达到所需的加热温度或加热效果，提高生产效率和产品质量。

总结起来，加热炉的加热计算是一个复杂的过程，需要确定被加热材料的性质、加热炉的设计参数和加热能源，然后进行加热能量和加热时间的计算。

加热计算的结果将用于加热炉的技术设计和加热参数的确定，以确保材料或物体能够达到所需的加热温度或加热效果。

210步进式加热炉设计计算2.1 热工计算原始数据（1） 炉子生产率：p=245t/h （2） 被加热金属：1） 种类：优质碳素结构钢（20#钢）2） 尺寸：250 >2200 >3600 （mm ）（板坯） 3） 金属开始加热（入炉）温度：t 始=20r 4） 金属加热终了（出炉）表面温度：t 终=1200C 5） 金属加热终了（出炉）断面温差：t < 15C （3） 燃料1） 种类：焦炉煤气2） 焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3） 煤气不预热：t 煤气=20 °C表1-1焦炉煤气干成分（％）⑷ 出炉膛烟气温度：t 废膛=800C⑸空气预热温度（烧嘴前）：t空=350 C2.2燃烧计算2.2.3 计算理论空气需要量L c1 1m L o 4.76 —CO -H 2 (n —)C n H m2 24把表2-1中焦炉煤气湿成分代入1 1333-H 2S O 2 2233)10 (m /m )L0 4.76 8.7939 険5741 2 24・8184 3 2・8336。

碍210 =4.3045m3/m3V n V CO 2 V H 2O V N 2 V O 2224计算实际空气需要量Ln查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入L nnL o1.1 4.3045 4.7317 标 m 3/标 m 3实际湿空气消耗量L n 湿(10.00124g) nL o=(1 0.00124 18.9) 4.7317=6.0999 标 m 3/标 m 32.2.5计算燃烧产物成分及生成量V c°2(COnC n H m CO 2) 1001791.2702 丄 79 4.7317100 100=3.7507标m 3/标m 3V 02(L nL 0)标 m /标 m100 214.7317 4.3045 100=0.0897 标 m 3/标 m 3 燃烧产物生成总量(56.5741 2 1 24.8184 2 2.8336 2.2899) 1000.00124 18.9 4.7317标m 3/标m 3标m 3/标m 3(24.8184 8.7939 2 2.83363.0290)1 100=0.4231 标 m 3/标 m 3V H 2O (H 2m C Hn m2H 2S H 2O)1 1000.00124gL n 标 m 3/标 m 3V N 2N 2100 100 Ln 标说标m=1.25260.4231 1.2526 3.7507 0.0897 5.5161 标 m 3/标 m 3燃烧产物成分V Co i100% 6.145%V n 5.5161V H O 1 2526 上上空6100% 19.132% V n 5.5161 皿 37507100% 72.977% V n5.5161O 2 纟 00897100% 1.746%V n 5.5161100%将燃烧产物生成量及成分列于下表表2-2焦炉煤气燃烧产物生成量（标 m 3/标m 3）及成分（%）成 4名称7^CO 2 H 2O N 2 O 2 合计生成量（标m 3） 0.4231 1.2526 3.7507 0.0897 5.5161体积含量（%）7.6703 22.7081 67.99551.6261100按燃烧产物质量计算把表2-2中燃烧产物体积百分含量代入44CO 2 64SO 218H 2O 28N 232O 2100 22.444 7.6703 18 22.7081 28 67.9955 32 1.6261100 22.4=1.2063Kg/m 32.2.7计算燃料理论燃烧温度由t 空=350 C ，查《燃料与燃烧》表得 C 空=1.30kJ/标m 3,由《燃料与燃烧》P as ,Kg/m 3V n C 产Q 低L n C 空t 空C 燃 t 燃Q 分得燃烧室（或炉膛）内的气体平衡压力接近1个大气压（大多数工业炉如此）,那么式中各组分的分压将在数值上与各组分的成分相等）即P CO2 CO2 %P CO CO %所以P CO2 7.6703% ,P H2O 22.7081%由《燃料与燃烧》附表8,附表9,得f co219.81% , f H2o 4.938%所以Q分12600 f co2(V co2)未10800 f H2o(V H2o)未10800 4.938% 0.227081 12600 0.076703% 0.1981140.2487KJ / Kg Kt 17790.4993 2152.9335 140.2487 所以理 5.5161 1.672149.7413 C2150误差% 2150 2100 100% 2.38% 5%2100在误差范围内，故不必再假设。

二 步进式加热炉设计计算2.1 热工计算原始数据(1)炉子生产率：p=245t/h (2)被加热金属：1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t 始=20℃4)金属加热终了(出炉)表面温度：t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t ≤15℃ (3)燃料1)种类：焦炉煤气2)焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 33)煤气不预热：t 煤气=20℃表1-1 焦炉煤气干成分(%)废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃2.2 热工计算2.2.1 焦炉煤气干湿成分换算查燃料燃烧附表5，3/9.18m g g =10000124.0100124.0222⨯+=干干湿OHOHg g O H100100%%2湿干湿O H X X -⨯=由上式得 %2899.22=湿O H000025741.561002899.21009.57%H =-⨯=湿000048184.241002899.21004.25%CH =-⨯=湿00007939.81002899.21009%CO =-=湿0000428336.21002899.21009.2%H C =-⨯=湿000022702.11002899.21003.1%N =-⨯=湿000023909.01002899.21004.0%O =-⨯=湿000020290.31002899.21001.3%CO =-⨯=湿代入表2—1中，得表2-1 焦炉煤气湿成分(%)2.2.2 计算焦炉煤气低发热值）（低 +⨯+⨯+⨯+⨯⨯=424214100%8550%2580%3046187.4H C CH H CO Q=()0000008336.2141008184.2485505741.5625807939.83046187.4⨯+⨯+⨯+⨯⨯=17094.6830 KJ/m ³误差%557.0%10017000170006830.17094%=⨯-=计算值与设计值相差很小，可忽略不计。

步进炉自动控制系统的设计摘要:目前，工业控制自动化技术正朝着智能化、网络化和集成化的方向发展。

通过步进梁式加热炉系统的设计，体现了当今自动化技术的发展方向。

同时介绍了软件设计思想、脉冲燃烧控制技术的特点及其在该系统中的应用。

1导言加热炉是轧钢行业必备的热处理设备。

随着工业自动化技术的不断发展，现代轧机应配备大型化、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应满足高产、优质、低耗、节能、无污染和生产操作自动化的工艺要求，以提高产品质量，增强市场竞争力。

中国轧钢行业的加热炉有两种:推钢炉和步进梁式炉。

然而，推钢炉长度短，产量低，烧损高。

操作不当会导致生产出现问题，难以实现管理自动化。

由于推钢炉有不可克服的缺点，步进梁炉依靠一种特殊的步进机构，使钢管在炉内做直角运动，钢管之间留有间隙，钢管与步进梁之间没有摩擦。

出炉的钢管通过提升装置卸出，完全消除了滑痕。

钢管加热段温差小，加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活。

其生产符合高产、优质、低耗、节能的特点。

全连续全自动步进梁式加热炉。

这种生产线具有以下特点: ①生产能耗大大降低。

②产量大幅增加。

③生产自动化水平很高。

原加热炉的控制系统多为单回路仪表和继电器逻辑控制系统，传动系统多为模拟量控制的电源装置。

现在加热炉的控制系统都是PLC或者DCS系统，大部分还有二级过程控制系统和三级生产管理系统。

传输系统都是数字DC或交流电源设备。

本项目是某钢铁集团新建的φ180小直径无缝连续钢管生产线热处理线上的一台步进梁式加热炉。

2流程描述该系统的工艺流程图如图1所示。

图1步进梁式加热炉工艺流程图淬火炉和回火炉都是步进梁式加热炉。

装载方式:侧进侧出；炉布:单排。

活动梁和固定梁由耐热铸钢制成，顶面有齿形面，钢管直径小于141.3毫米，每个齿槽内放置一根钢管。

每隔一颗牙放一根直径153.7mm的钢管。

活动横梁升降180mm，上下90mm，节距190mm，间隔145mm。

因此，每走一步，钢管都可以旋转一个角度，使钢管受热均匀，防止炉内弯曲变形。

步进式加热炉课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握步进式加热炉的基本原理、结构、工作流程及其在工业中的应用。

通过本课程的学习，学生应能够：1.描述步进式加热炉的原理和结构；2.解释步进式加热炉的工作流程和操作方法；3.分析步进式加热炉的优缺点及应用场景；4.设计简单的步进式加热炉控制系统。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.步进式加热炉的基本原理：介绍步进式加热炉的工作原理，包括炉膛、加热器、步进式送风系统等；2.步进式加热炉的结构与特点：讲解步进式加热炉的各个组成部分及其结构特点；3.步进式加热炉的工作流程：详细介绍步进式加热炉的工作流程，包括送风、加热、排烟等；4.步进式加热炉的应用：分析步进式加热炉在工业中的应用场景及其优势；5.步进式加热炉的控制系统：讲解步进式加热炉的控制系统及其工作原理。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行授课：1.讲授法：通过讲解步进式加热炉的基本原理、结构、工作流程等知识点，使学生掌握基本概念；2.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解步进式加热炉的应用及其优势；3.实验法：学生进行步进式加热炉的实验操作，提高学生的实践能力；4.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料；2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣；4.实验设备：准备步进式加热炉实验设备，为学生提供实践操作的机会。

五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。

评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和课堂表现；2.作业：布置相关的作业，评估学生的理解和应用能力；3.考试：安排期中和期末考试，评估学生对课程知识的掌握程度；4.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力。

步进式加热炉液压系统设计摘要步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。

广泛应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。

本次设计任务是设计步进梁加热炉的液压系统，采用普通液压阀，由于在以一个运动周期中，要求能适应不同的负载变化和钢坯运动速度，要通过控制系统的流量来满足这些要求。

为了保证步进梁下降时平稳下降，在回路上采用了平衡阀，保证了其平稳下降。

为了实现钢坯在出现故障的时候能够在任意位置停止，系统加入了液压锁紧装置，以免出现系统失控。

关键词：步进式加热炉；普通液压阀；锁紧Step by step heating furnace hydraulic system designAbstractStep by step heating furnace use the beam at the bottom of the furnace of the cool steel beam to rise，to go ahead，to come down，to go back.It is widely used in the petroleum，chemical，metalllurgy，machinery，heat treatment，surface treatment，building materials，electronic，materials，light industry，chemical，pharmaceutical and other industries.The design in mainly to design the hydraulic proportioning system for the walking beam type furnace.,In this design,the normal hydraulic valve will be used.As we know the speed of the beam will change at the reason of the change of the load in a circle,so we must change the flow of hydraulic actuating cylinder.In order to ensure an steady decline when the walking beam goes down.,the balance valve is been used to ensure its steady decline.As the same time,we use locking acuipement to fasting the beam at any location in case of malfunction.Keyword: Walking beam type furnace; The normal hydraulic valve; Locking acuipement1 绪论 (1)1.1 背景及工艺 (1)1.2中国步进式加热炉炉门液压系统的现状与未来技术发展 (1)1.3步进式加热炉炉门升降液压系统的特点 (2)1.4加热炉的特点 (2)2 设计任务 (4)2.1 设计题目 (4)2.2 主要技术参数及要求 (4)2.3 设计方案 (5)2.4拟订液乐系统原理图 (5)2.4.1确定系统类型 (5)2.4.2选择液压基本回路 (6)2.5负载分析 (8)3 液压系统的计算与选型 (9)3.1 系统工作压力的确定 (9)3.2 执行元件的计算与选型 (9)3.2.1 升降液压缸 (9)3.3 执行元件速度的计算 (11)3.4 执行元件流量的计算 (12)3.4.1 升降液压缸 (12)3.5 绘制液压系统工况图 (12)3.5.1 流量循环图 (12)3.5.2 压力循环图 (13)3.5.3 功率循环图 (14)3.6 液压元件的选择和专用件设计 (15)3.6.1 液压泵的选择 (15)3.6.2 液压阀的选择 (16)3.6.3 蓄能器的选择 (16)4 液压系统的计算与选型 (19)4.1 油箱的选择 (19)4.2 滤油器的选择 (20)4.3 冷却器的选择 (21)4.4 管道的选择 (23)4.4.1 管道内径计算 (23)5 液压系统性能验算 (25)5.1 液压系统压力损失 (25)5.1.1 升降缸回路压力损失 (25)5.2 温升验算 (27)5.3集成阀块 (28)6 液压站的设计 (30)6.1 液压站的结构设计 (30)6.2 液压叠加回路设计 (30)6.3 液压系统的安装 (31)6.4 管路的安装和清洗 (32)6.5 液压系统的维护 (33)7. 环境分析 (34)7.1 环境污染 (34)7.2 机械工业（本部分主要尤指液压）对环境的危害和防治 (35)7.2.1液压工业对环境的危害 (35)7.2.2 解决方法 (36)结束语 (38)致谢 (39)参考文献 (40)1 绪论1.1 背景及工艺步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。

本科毕业设计（论文）通过答辩毕业设计（论文）外文摘要目次1引言 (1)2设计要求及原始数据 (2)2.1设计要求 (2)2.2工艺参数 (3)3设计计算及说明 (3)3.1负载分析及负载循环图 (3)4拟定液压系统原理图 (7)4.1液压回路的的选择 (7)4.2综合考虑其他问题 (10)5确定液压系统的主要参数 (12)5.1液压零件的选择 (12)5.2液压油的选择 (16)5.3液压系统性能验算 (18)结论 (24)致谢……………………………………………………………………………………25参考文献 (26)毕业设计（论文）开题报告1 引言液压传动是利用液体静止能来传递动力的液体传动,它是以液体为工作体质,进行能量传递和控制的一种传动方式。

本世纪50年代,液压技术迅速由军事工业转向民用工业,在机床、工程机械、压力机械、船泊机械、冶金机械、农业机械及汽车等行业得到了广泛的发展。

60年代以后,随着原子能技术、空间技术、电子技术等的迅速发展,使其应用更为广泛。

液压传动及其控制在某些领域内已占有压倒性的优势。

其特点如下: (Ⅰ) 借助油管的连接可以方便,灵活地布置传动机构,这是比较机械传动而言其优越的地方。

执行元件可以布置地离原动机较远的地方,方位也不受限制,由于液压缸推力很大,又加之极易布置,在工程机械中已得到广泛的应用,不仅操纵方便,而且外观美观大方。

(Ⅱ)液压传动与电力传动和气压传动相比,有重量轻,体积小的突出特点。

如液压泵和液压马达单位功率的重量指标可达到目前发电机和电动机的十分之一,液压类可达到0.025N/W,发电机和电动机约为0.03N/W,而用于直线往复运动的电动加力缸,单位功率的重量比是液压缸的八十七倍,电动受到磁饱和的限制,单位面积上的切向力不到10bar,而液压力可达到350bar,所以,液压泵和液压马达能容大。

(Ⅲ)可方便的无级调速,调速范围大。

传动中借助阀和变量泵,变量马达,可以实现大的无级调速,这是一般机械传动无法实现的,而液压传动的调速范围比可达到100:1,柱塞式液压马达最低稳定转速为1r/min,这也是电力传动很难达到的。