第八章 钢铁工业窑炉

钢铁是怎样炼成第八章的主要内容第八章:钢铁炼制一、钢铁炼制的历史1、中国古代钢铁炼制(1)早在春秋时期，由于技术发展，已有不完全熔炼的钢铁制造，打击成以太刀、镰刀、斗钱、棍棒等武器；(2) 汉代出现著名的白铁，可用于炼锅，在古代经常用于冶炼金属；(3) 唐代出现大规模的冶炼，形成了熔炼、浇铸、连铸等工艺，制成了著名的“燕山铁”，也产生了许多优秀的钢铁铸造工艺。

2、欧洲古代钢铁炼制(1) 早在古希腊时期，就有钢铁制造，经过熔解，可以生产耐磨性能良好的宝曜钢铁；(2) 公元前1000年，古罗马拥有大规模的钢铁炼制体系，著名的“罗马钢”是由它所制造；(3) 中世纪至文艺复兴时期，欧洲的冶炼技术得到了大大的提高，大量的新型钢铁都出现在市面上。

二、钢铁炼制的过程1、熔炼(1) 钢铁炼制过程中，熔炼是最基本的步骤，它是采用火焰烧结法，将有色金属和有机物质熔融，得到金属料的工艺过程；(2) 熔炼时，需要有 mix 、blast 、furnace 等器材来支持；(3) 在熔炼过程中，需要保持温度、控制熔化时间、打碎团块，并熔炼分解成液体；(4) 熔炼的具体步骤主要有：添加金属原料→熔融分解→蒸气化→熔炼焙烧→清除杂质→冷却固化→采样测试→清洗包装。

2、浇注(1) 浇注是将熔炼得到的金属液，经过浇注机械装置将其浇入模具内，使模具内的铸型完成成型，然后冷却成型的工艺；(2) 浇注的步骤包括：加热钢铁料→装置模具→浇注金属料→冷却固化→锻模出品→试验抽检→消磨磨光→包装出厂；(3) 浇注机械可分为木模注、多出料口下型、舵轮机油门系统、浓度系统等，模具可根据形态和尺寸进行不同的设计，包括金属模具、砖模具、外轮廓法兰或断铣法兰，甚至还有了模具加工系统，使模具的成型更加规范，产品性能更加稳定。

3、连铸(1) 连铸工艺有得天独厚的优势，是一种“从一连”铸造钢材的连续工艺，是从一个连续凝型机液态化学铸造，一次不断地制造出批量品种；(2) 主要由三个部分组成：熔炼、凝固和成型，凝固和成型的步骤由凝型机周转到冷却槽实现；(3) 优点在于，大大减去了用量，更省时间，更省能源，提高了产量；(4) 连铸的弊端是，不能把某种特定的花纹带到产品上，需要研磨和清洗环节，更多耗时耗能耗费。

筑炉工培训教材1钢铁厂主要炉窑介绍1.1焦化厂：焦炉、熄焦罐、导烟车1.1.1焦炉是一种结构复杂、长期连续生产的热工设备。

它的用途是将煤在绝热空气的条件下加热到950~1050。

C干馏，从而获得焦炭和其他副产品。

1.1.1.1焦炉燃烧室长期在1300。

C以上的高温作用下，其上部砌体及设备的静荷重，装煤车及推机工作时的动负荷，煤结焦的压力，退焦的摩擦力等。

因此，导热性好、荷重软化温度高和高温机械强度好的硅砖是作为砌筑焦炉的主要耐火材料。

1.1.1.2焦炉蓄热室受温度急剧变化的影响，小烟道的衬砖和格子砖全部使用热稳定性好的粘土砖砌筑。

1.1.2熄焦罐是干熄焦装置中的主要组成部分，由预存室和冷却室组成。

干熄焦具有减少水的浪费和有效利用焦炭的热能达80%，能改善交谈的质量和生产环境等优点。

其内衬由粘土砖砌筑。

1.1.3导烟车是焦炉顶部排烟减少环境污染的重要设备，它既要接受高温烟气的冲刷，还必须承受车体移动的震动，因此其内衬目前较多采用整体浇筑成型。

1.2高炉及附属设备1.2.1高炉是炼铁的主要设备，它具有产量大、生产率高和成本低等优点，高炉冶炼过程包含着复杂的物理化学变化。

高炉炉体分为炉喉、炉身、炉腰、炉缸及炉底等部分，其中炉喉、炉腰、和炉缸为中空圆柱体，炉身和炉腹则分别为上小下大和上大下小的平截空心圆锥台体，炉底为圆柱体。

高炉各部位的工作温度：炉底、炉缸区1450~1800。

C;炉腹、炉腰区域为1400~1600。

C；炉身上部为600~800。

C。

高炉的各部位砌体分别承受下降炉料的摩擦和撞击等机械作用；上升煤气所含粉尘的冲刷和磨损作用；碱金属氧化物蒸气的侵蚀作用；燃烧煤气分解时的碳素沉积作用；熔融金属和炉渣的化学侵蚀作用和渗入作用。

高炉用耐火材料的工作条件是十分苛刻的，其损坏机理因部位不同而异，选用耐火材料的材质亦应有相应的变化。

1.2.2.1热风炉呈直立圆筒形，由燃烧室和蓄热室两部分构成。

根据燃烧室和蓄热室的构筑方式不同，热风炉有内燃式，外燃式和顶燃式三种类型。

工业窑炉的概念工业窑炉是一种用于加热物体的设备，主要用于加热和处理金属、玻璃、陶瓷、石材等材料，以达到特定的物理、化学或材料学要求。

窑炉的概念涉及到其结构、工作原理、应用领域和分类等多方面内容。

下面将从这些方面详细介绍工业窑炉的概念。

窑炉的结构一般由加热室、加热元件、控制系统和排放系统组成。

加热室一般是一个封闭的空间，用于容纳待加热物体。

加热元件通常是在加热室中产生并传递热量的部件，常见的有电加热元件、气体燃烧器和燃油喷油器等。

控制系统主要负责控制加热温度、时间和其他参数，以保证加热过程的稳定和可靠性。

排放系统则用于排除燃烧产生的废气和废渣。

窑炉的工作原理主要是通过加热元件产生的热量传递给待加热物体，使其温度升高并实现特定的物质变化。

加热室中的空气和燃料在燃烧过程中产生高温气体，这些高温气体通过对流和辐射等方式传递给待加热物体。

在炉内，待加热物体接受到热量后，其内部分子开始运动，产生应力、形变或化学反应，从而实现物质的热处理、熔化或变形等目的。

工业窑炉的应用领域十分广泛，包括冶金、玻璃、陶瓷、石材、塑料、纤维和电子等行业。

在冶金行业，窑炉主要用于金属的熔炼、锻造、淬火和退火等工艺。

在玻璃行业，窑炉则主要用于玻璃的熔化、成型和退火等处理。

在陶瓷行业，窑炉被用来烧制陶瓷制品，如陶瓷器皿、砖瓦和瓷砖等。

在石材行业，窑炉用于石材的烧结、热处理和表面修饰等工艺。

此外，窑炉在塑料加工、纤维制造和电子组装等领域也有广泛应用。

根据不同的加热原理和使用目的，工业窑炉可以分为多个不同的类型。

常见的窑炉类型包括电阻加热窑炉、感应加热窑炉、燃气窑炉、燃油窑炉、煤炭窑炉和太阳能窑炉等。

在电阻加热窑炉中，通过通电的加热元件直接产生热量；在感应加热窑炉中，则利用交变电磁感应产生加热效应。

而燃气窑炉、燃油窑炉和煤炭窑炉则是通过燃料燃烧产生热能。

太阳能窑炉则是利用太阳能对待加热物体进行加热。

不同类型的窑炉适用于不同的加热需求，选择适合的窑炉类型可以提高加热效率和质量。

工业炉窑的应用和发展资料工业炉窑是一种重要的热工设备，广泛应用于矿石冶炼、金属加工、材料烧结、玻璃制造、陶瓷生产等工业领域。

它通过燃烧燃料或者电能转化为热能，提供高温环境，以完成物料的加热、烧结、熔化或者其他化学反应过程。

随着工业技术的发展，工业炉窑的应用和发展也得到了极大的推动和改进。

首先，工业炉窑在矿石冶炼领域有着重要的应用。

例如，铁矿石高炉冶炼是目前钢铁行业最主要的冶炼工艺，它采用高温炉窑将铁矿石熔化，并通过不同的冶炼过程获得所需的铁合金产品。

另外，在铜、锌等有色金属冶炼中，炉窑也扮演着重要的角色，通过高温反应使金属氧化物还原为金属，从而实现有色金属的提取和精炼。

此外，工业炉窑也广泛应用于一些特殊金属的冶炼，如钨、钼等。

其次，工业炉窑在金属加工领域也具有重要作用。

金属材料在加工前通常需要进行热处理，以提高其力学性能和物理性能。

工业炉窑可以提供各种不同的热处理工艺，如淬火、回火、退火等，通过控制炉窑的温度和气氛，实现金属材料的组织和性能调整。

金属加工中的炉窑种类繁多，有电阻炉、感应炉、盐浴炉、氮气保护炉等。

这些炉窑可以满足不同金属材料的热处理要求。

此外，工业炉窑在材料烧结和新材料领域也有广泛应用。

材料烧结是通过高温和压力作用下，使粉末颗粒之间发生结合，形成致密坚固的物体。

工业炉窑可以提供所需的高温条件，使粉末颗粒发生烧结反应。

常用的烧结炉包括热压炉、高温炉、真空炉等，广泛应用于金属粉末冶金、陶瓷材料、硬质合金、复合材料等领域。

另外，工业炉窑还在玻璃制造和陶瓷生产方面发挥重要作用。

玻璃制造过程中需要将原材料加热到高温熔化，并通过特定的工艺和冷却方式形成玻璃制品。

炉窑在提供高温环境和控制冷却速度方面起着关键作用。

陶瓷是一种非金属无机材料，也需要通过高温烧成工艺，使原始颗粒结合成坚固的陶瓷体。

陶瓷生产中常用的炉窑有隧道窑、转盘窑、钢球窑等。

总的来说，工业炉窑是现代工业生产中不可或缺的重要设备，它在矿山冶炼、金属加工、材料烧结、玻璃制造、陶瓷生产等众多行业中发挥着重要作用。

工业窑炉基本结构与重点部位工业窑炉是一种用于加热、熔化、烧结或烧炼材料的设备，广泛应用于冶金、石化、化工、建材等领域。

其基本结构包括炉身、燃烧系统、烟气处理系统、控制系统等部分。

下面将逐一介绍工业窑炉的基本结构及重点部位。

一、炉身结构炉身是工业窑炉的主体部分，一般由外壳、炉膛、炉底、炉脚等组成。

（1）外壳：外壳是整个窑炉的外部包围结构，一般采用钢板材料制作，具有承受压力、耐高温、防腐蚀等特点。

（2）炉膛：炉膛是工业窑炉内部的空间，用于容纳待处理的材料。

炉膛的形状和尺寸会根据所处理的材料的特性而有所不同，常见的形状有圆筒形、方形等。

同时，炉膛内壁覆有耐火材料，以保证窑炉的长时间运行和高温条件下的正常工作。

（3）炉底：炉底是窑炉底部的支承结构，承受窑炉本身及其运行时所产生的重量和力。

（4）炉脚：炉脚位于炉底下方，起到支撑和固定炉身的作用，通常由钢构件或混凝土制成。

二、燃烧系统燃烧系统是工业窑炉中非常重要的部分，它包括燃料供给系统、燃料燃烧系统和废气处理系统。

燃烧系统的工作性能直接影响到窑炉的能效、燃烧效率和产物排放。

（1）燃料供给系统：燃料供给系统用于将燃料引入到窑炉内进行燃烧。

常见的燃料有煤炭、天然气、油料等。

供给系统通常包括输送设备（如输送带、升降机）、存储设备（如煤仓、气罐）等。

（2）燃料燃烧系统：燃料燃烧系统是完成燃烧过程的关键部分，它包括燃烧室、燃烧器和点火装置等。

燃烧室是进行燃烧的空间，具有一定的温度和气流条件，保证了燃料在燃烧室中完全燃烧。

燃烧器用于将燃料与空气混合并点燃。

点火装置用于点火。

（3）废气处理系统：废气处理系统用于处理窑炉燃烧后产生的废气。

废气中通常含有大量的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质，需要通过净化、脱硫、脱氮等措施进行处理，以符合环保要求。

三、控制系统控制系统用于对窑炉的运行进行监控和控制，确保窑炉能够稳定、安全、高效的运行。

（1）传感器和测量设备：传感器和测量设备用于对窑炉的温度、压力、流量、速度等参数进行实时监测和测量。

工业窑炉节能技术一、概述在工业生产中，利用燃料燃烧产生的热量，或将电能转化为热能，从而买现对工件或物料进行熔炼、加热、烘干、烧结、裂解和蒸馏等各种加工工艺所用的热工设备，称为工业炉窑。

工业窑炉主要由炉衬、炉架、供热装置（如燃烧装置、电加热元件）、预热器、炉前管道、排烟系统、炉用机械等部分组成。

目前，工业炉窑广泛应用于国民经济各行各业，如冶金、建材、化工、轻工、食品和陶瓷等行业。

其品种多、耗能高、影响大，是工业加热的关键设备。

其加热技术的发展与高效节能技术的采用，对于提高产品质量、降低生产成本、合理利用能源、改善劳动条件、实现文明生产等都有很大影响。

工业窑炉的类型繁多，在不同的行业需要满足不同的应用背景和生产工艺要求。

工业窑炉一般应满足如下要求：（1）炉温、气氛易于控制，保证热加工产品质量达到工艺要求；（2）炉子生产率高；（3）热效率高，单位产品能耗低；（4）使用寿命长，砌筑和维护方便，筑炉材料消耗少；（5）机械化、自动化程度高；（6）基建投资少，占地面积小月、便于布置；（7）对环境污染少，劳动条件好。

在实际应用中，应根据不同的工业窑炉和具体生产工艺要求，从设计、施工、运行操作和维护管理等各方面综合考虑，力求尽可能达到上述的基本要求。

目前，我国工业窑炉年耗煤达3亿多吨，约占我国工业用煤的40％。

水泥、墙体材料窑炉每年消耗煤炭约2.24亿t，其中水泥窑约7 800座，年耗煤1.6亿t，平均能效比国外先进水平低20％以上；墙体材料窑炉约10万座，年耗煤6 400万t，平均能效比国外先进水平低30％以上。

钢铁工业窑炉每年消耗煤炭约6 600万t，其中球团工序回转窑生产线20多条，平均能效比国外先进水平低50％以上；石灰热工窑炉约350座，平均能效比国外先进水平低10％；耐火材料热工窑炉约1 900余座，平均能效比国外先进水平低10％～20％。

我国工业窑炉存在的主要问题是：技术水平低，装备陈旧落后、规模小；能耗高，大部分缺乏除尘脱硫污染控制设施，污染严重；运行管理水平低，管理粗放。

工业窑炉简介目录(1)工业炉窑简介(2)一、工业窑炉简述：(2)二、工业炉窑历史、现状(3)三、行业发展趋势(4)四、窑炉的工作原理、参数、工艺条件(4)4.1原理(4)4.2工业窑炉的参数(5)4.3工业窑炉的工艺条件(6)五、工业窑炉节能现状(6)5.1 热源改造，燃烧系统改造(6)5.2 窑炉结构改造(7)1/ 135.3 余热回收与利用(10)5.4 控制系统节能改造(12)工业炉窑简介一、工业窑炉简述：窑炉是用耐火材料砌成的用以煅烧物料或烧成制品的设备。

按煅烧物料品种可分为陶瓷窑、水泥窑、玻璃窑、搪瓷窑、石灰窑等。

前者按操作方法可分为连续窑(隧道窑)、半连续窑和间歇窑。

按热原可分为火焰窑和电热窑。

按热源面向坯体状况可分为明焰窑、隔焰窑和半隔焰窑。

按坯体运载工具可分为有窑车窑、推板窑、辊底窑(辊道窑)、输送带窑，步进梁式窑和气垫窑等。

按通道数目可分为单通道窑、双通道窑和多通道窑。

一般大型窑炉燃料多为重油，轻柴油或煤气、天然气。

窑炉通常由窑室、燃烧设备、通风设备，输送设备等四部分组成。

电窑多半以电炉丝、硅碳棒或二硅化钼作为发热元件。

其结构较为简单，操作方便。

此外，还有多种气氛窑等。

在具体行业，窑炉还有更多细分类型，如水泥回转窑、玻璃池窑、钢铁的高炉和转炉，化工行业的一些设备也可归为窑炉。

但通常意义上的工业窑炉，范围主要指金属和无机材料的煅烧设备。

窑炉大致分为箱式、井式、梭式、网带式、回转式、窑车式、推板式隧道电阻炉、真空炉、气体保护炉、超高温管式推板炉（碳管炉）、钨钼粉焙烧炉、还原炉等各种高、中、低温工业窑炉，工作温度200～2500℃。

可用于ZnO压敏电阻器、避雷器阀片、结构陶瓷、纺织陶瓷、PTCNTC热敏电阻器、电子陶瓷滤波器、片式电容、瓷介电容、厚膜2/ 13电路、片式电阻、磁性材料、粉末冶金、电子粉体、稀土化工、聚焦电位器、陶瓷基板、高铝陶瓷及其金属化，触头材料、硬质合金材料、钨钼材料等的烧成。

热能与动力工程2008级课程设计说明书学院：机械工程学院专业：热能与动力工程学生姓名：李斌班级:热能0801学号：40840054设计方向：工业炉指导教师：冯俊小课程设计题目题号：601•炉型连续加热炉2.生产率33.8t/h3•加热料坯尺寸180x180x2700 m m4•钢种普碳含碳量0.45% 出炉温度H80P5 •钢坯出炉时允许断面温差小于100〜300P/M透热深度6 •燃料重油r y= 100°C成分 C H 0 N S A W % 85. 1 12. 1 0.5 0.6 0.2 0.3 1.27 •空气预热温度t k = 200 °C8•有效炉底强度P = 55Qkg/h.tn29 •环境温度t e = 20 °C1.5预热装置：金属换热器选择原因：利用炉内排出的高温烟气对空气进行预热，可节约燃料，提高效率和理论燃烧温度。

选择小型金属换热器安装位置在炉顶上部专用的钢结构支撑。

1.6供风装置：加热炉上供燃烧用的一般都采用离心式风机，供通风用的一般都选用轴流式风机。

1.7排烟方式：采用自然排烟方式1.8冷却方式：水冷选择原因：炉子内部采用水管冷却，炉头处采用水冷梁冷却，纵横冷水管滑道支撑能力好。

1.9炉子的机械化规模：1.9.1仪控系统：热工检测和自动调节装置。

测量参数：(1)温度(炉温.料坯.预热空煤气•烟气温度)(2)压力(炉压.风压.油压)(3)流量(重油量.蒸汽量.风量)(4)烟气成分分析自动调节参数：(1)炉温调节(炉内供热)(2)燃烧调节(空燃比)(3)炉压调节1.9.2炉子各部位机械结构：炉门选择：炉尾：车底式炉门炉头：扇轮式炉门选择依据：装出料方式决定炉门大小和安放位置预留孔洞：检测用：测温孔•测压孔.烟气分析孔其它用：扒渣孔•人孔.窥视孔钢结构支架：主要有：侧立柱.拱角梁.水平拉杆.炉尾钢板二.技术设计2.1燃料燃烧计算内容包括(1) 单位燃料完全燃烧空气需要量Ln(2) 单位燃料完全燃烧燃烧产物量匕(3) 燃烧产物成分分析及其密度P(4) 理论燃烧温度 6(5) 燃料低位发热屋02.1.1燃料类型和成分重油成分 C H0 N S A W % 85. 1 12. 1 0.5 0.60.2 0.3 1.22.1.2燃料低位发热量计算Q d = 339 AC y +1030 H y-108.9(0〉' — S') — 25.12 W'= 41257.6AV/Kg2.1.3空气消耗系数的确定液体低压烧嘴：1.10-1.15,取n=1.122.1.4空气需要量与燃烧产物量(1)理论空气需要量Uo = 0.0889 C y + 0.2667 H y + 0.0333 (S' —O' ) = 10.8w3 /KgEo = Z?'ox(l + 0.00124g：o)= 10.8x(l + 0.00124xl 8.9)=11.05 /Kg(2)实际空气需要量Un = 11x1/0 = 1.12 xl0.8 = 12.096/Kg与假设有较大落差，重新估计理论燃烧温度为1900度，炉压不变贝畑= 0.072, f HzO = 0.027/于是=0 + Z = 41257.6 + 3330-1924 =血化VnxC z, 13.08x1.64与假设相差不大，故理论燃烧温度取两者平均值1944 °C(1)实际燃烧温度t s = f?l x fl根据连据连续加热炉，强度为P = 550Kg/h • nr取％=0.725,所以实际燃烧温度^=0.725x1944^1400^2.2炉膛尺寸确定2.2.1炉子的基本尺寸确定(1)有效炉长G _ 33.8x1000 ~=22.76m.全长L =厶效+ （1〜3）加nLP,. "1x2.7x550根据钢坯尺寸取推钢比为200,允许的最人推钢长度为0.18*200=36m ，大于炉宽，所以不需要采用双排布料。

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第一章总则第一条为确保钢铁厂炉窑安全、稳定、高效运行，预防事故发生，保障员工生命财产安全，根据国家有关安全生产法律法规，结合本厂实际情况，特制定本制度。

第二条本制度适用于本厂所有炉窑的运行、维护、检修及管理工作。

第三条炉窑管理应遵循“安全第一、预防为主、综合治理”的原则。

第二章管理职责第四条厂长对本厂炉窑安全管理工作负总责。

第五条生产副厂长负责炉窑安全生产的组织、协调和监督工作。

第六条设备管理科负责炉窑设备的日常维护、检修和技术改造。

第七条安全生产科负责炉窑安全生产的监督检查和事故处理。

第八条各车间主任负责本车间炉窑的安全管理工作。

第三章运行管理第九条炉窑运行前，必须进行设备检查，确保设备安全可靠。

第十条炉窑运行过程中，操作人员应严格按照操作规程进行操作，不得擅自改变工艺参数。

第十一条定期对炉窑进行检查，发现问题及时处理，确保炉窑正常运行。

第十二条炉窑运行期间，应加强现场巡查，发现异常情况立即报告并采取措施。

第十三条炉窑运行过程中，应确保通风良好，防止有害气体积聚。

第四章维护检修第十四条炉窑设备维护检修应按计划进行，确保设备处于良好状态。

第十五条维护检修人员应熟悉设备结构、原理及操作规程。

第十六条维护检修过程中，应做好安全防护措施，防止事故发生。

第十七条维护检修完成后，应进行试运行，确认设备正常运行后方可投入使用。

第五章事故处理第十八条发生炉窑事故时，应立即启动应急预案，采取有效措施控制事故蔓延。

第十九条事故发生后，应及时上报，并按照事故调查处理程序进行调查处理。

第二十条对事故原因进行分析，制定整改措施，防止类似事故再次发生。

第六章附则第二十一条本制度由安全生产科负责解释。

第二十二条本制度自发布之日起实施。

第二十三条本制度如有与国家法律法规相抵触之处，以国家法律法规为准。