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目录第一章概述 (2)1.1 步进梁式加热炉的简单介绍 (2)1.2设计的目的及意义 (2)第二章设计原始资料 (3)2.1 加热炉的产量 (3)2.2 钢坯尺寸 (3)2.3 燃烧原料成分 (3)第三章不锈钢步进梁式加热炉的计算 (4)3.1燃烧计算 (4)3.2炉内各段综合辐射系数 (7)3.3炉子尺寸的确定 (11)3.4热平衡计算 (18)设计体会 (22)参考文献 (24)第一章概述加热炉是将物料或工件加热的设备。
在冶金工业中加热炉习惯上是指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉，包括有连续加热炉和室式加热炉等。
连续加热炉广义来说，包括推钢式炉、步进式炉、转底式炉、分室式炉等连续加热炉。
连续加热炉按炉温分布，炉膛沿长度方向分为预热段、加热段和均热段；进料端炉温较低为预热段，其作用在于利用炉气热量，以提高炉子的热效率。
加热段为主要供热段，炉气温度较高，以利于实现快速加热。
均热段位于出料端，炉气温度与金属料温度差别很小，保证出炉料坯的断面温度均匀。
由于本设计的内容是关于步进梁式加热炉，所以要对其做一些简单的介绍。
1.1 步进梁式加热炉的简单介绍步进式连续加热炉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。
炉子有固定炉底和步进炉底，或者有固定梁和步进梁。
前者叫做步进底式炉，后者叫做步进梁式炉。
轧钢用加热炉的步进梁通常由水冷管组成。
步进梁式炉可对料坯实现上下双面加热。
70年代以来，由于轧机的大型化，步进梁式炉得到了广泛应用。
同推钢式炉相比，它的优点是：运料灵活，必要时可将炉料全部排出炉外；料坯在炉底或梁上有间隔地摆开，可较快地均匀加热；完全消除了推钢式炉的拱钢和粘钢故障，因而使炉的长度不受这些因素的限制。
1.2 设计的目的及意义通过课程设计，系统地总结巩固运用所学的加热炉及热工基础知识，掌握加热炉设计的基本方法、加热炉的基本结构。
培养理论联系实际，训练分析和解决问题的能力。
用于圆坯加热的步进梁式加热炉天津市轧二制钢有限公司科技处韩旭摘要：天津轧二制钢有限公司于 1993 年5 月在其无缝管坯生产线上建成了全国第一座用于加热圆坯的步进梁式加热炉。
十九个月的生产运行证明该炉是适合于圆管坯加热的热工设备。
本文对该炉的性能参数、技术特点、使用效果进行了介绍。
关键词：连铸圆坯步进梁式加热炉热滑轨节能燃油控制站一. 前言天津轧二制钢有限公司中型车间是以开坯为主，兼产部分圆钢、角钢、槽钢、电梯导轨钢等型材的轧钢车间，年设计生产能力 26 万吨，拥有天津地区唯一一条中小规格无缝管坯生产线。
该生产线拥有两座燃油加热炉。
一座为炉底面积124m2 的气化冷却推钢式加热炉，用于方坯加热。
另一座 158m2 步进梁式加热炉是全国第一座用于连铸圆坯减径前加热的步进梁式加热炉。
该炉由轧二制钢有限公司提出工艺参数要求，北京钢铁设计研究总院与天津轧二制钢有限公司联合设计，第二十二冶金建设公司建造。
自 1993 年 5 月烘炉试车以来，该步进梁式加热炉运行正常，操作方便，控制灵活可靠，表现出高效、高产、低耗、安全、可靠等现代化加热炉的特点。
实践证明，步进梁式加热炉是一种适合于圆坯加热的先进加热设备。
本文对该步进梁式加热炉的性能参数、技术特点、使用效果进行了介绍。
二. 主要性能参数表 1 为该加热炉主要性能参数。
表 1 158m2 步进梁式加热炉性能参数表三. 技术特点本加热炉采用了近年来国内外出现的新技术、新材料，并结合加热圆管坯的具体条件，有所创新。
其主要技术特点有：1.全部采用梁式结构：由于该加热炉采用了全梁式结构，钢坯在炉膛内四面受热，传热面积大，加热速度快，温度均匀，坯料在炉内停留时间短，烧损少，产量高，能耗低，杜绝了脱碳现象的发生。
另外，该加热炉可依据产量变化，灵活确定布料方式，控制出钢速度，适应生产节奏需求，在轧制设备发生故障时，甚至可将炉内坯料退出炉膛，杜绝了坯料在炉内长时间加热所带来的弊端（如氧化烧损、脱碳、过烧等）。
步进梁式加热炉结构设计《步进梁式加热炉结构设计》概述加热炉是广泛应用于工业生产中的一种重要设备。
步进梁式加热炉是一种独特的结构设计，能够提供高效、节能的加热效果。
本文将介绍步进梁式加热炉的结构设计及其优势。
结构设计步进梁式加热炉由加热炉本体、加热元件和控制系统三部分组成。
加热炉本体通常由高强度钢材制成，具有坚固耐用的特点。
其外壳采用保温材料进行绝热设计，以确保加热效果和节能效果。
加热炉本体的底部设置了一个进气孔和一个排气孔，用于通风和对流换热，提高整体加热效果。
加热元件是步进梁式加热炉的核心部分。
它采用了一种特殊的梁结构，梁上均匀分布着加热电阻丝。
这种设计使加热区域能够均匀加热，并且能够根据需要调节加热功率，实现精确控温。
同时，梁的运动方式也是步进式的，可通过控制系统实现自动调节和运行程序。
这种结构设计保证了加热炉的高效加热效果和稳定运行。
控制系统由电控柜和温度控制器组成。
电控柜负责整个加热炉的电力供应，并可实现对加热元件的精确控制。
温度控制器用于检测和控制加热炉内部的温度，根据设定值进行自动调节。
通过控制系统，操作人员能够方便地设置加热参数和运行程序，提高工作效率和加热质量。
优势步进梁式加热炉相比传统加热炉有以下几个明显的优势：1. 高效加热：由于加热元件的均匀分布和梁的步进运动，步进梁式加热炉能够实现快速、均匀的加热效果，提高生产效率。
2. 精确控温：控制系统能够实时监测和控制加热炉内部的温度，并根据设定值进行自动调节，保证产品的加热质量和稳定性。
3. 节能环保：采用保温材料和控制系统的节能设计，能够有效避免能量的浪费，提高能源利用率，减少环境污染。
4. 操作简便：控制系统具有简单、直观的操作界面，可通过设置参数和运行程序实现自动化生产，降低操作复杂性和人力成本。
总结步进梁式加热炉结构设计独特，能够提供高效、节能的加热效果。
它的优势在于高效加热、精确控温、节能环保和操作简便。
随着工业生产对加热效果和质量要求的不断提高，步进梁式加热炉将发挥越来越重要的作用，并得到广泛应用。
目录1 设计依据 (1)2 燃料燃烧计算 (1)2.1煤气干湿成分的换算 (1)2.2煤气低发热值 (2)2.3煤气重度 (2)2.4空气需要量 (2)2.5燃烧产物生成量及成分 (3)2.6燃烧产物重度 (4)3 炉膛热交换计算 (4)3.1确定炉膛有关尺寸 (4)3.2求炉气黑度 (5)3.3炉壁对金属的角度系数 (7)3.4求导来辐射系数C (7)4 金属加热计算 (8)4.1金属均热段末（界面4）各有关参数 (8)4.2金属一加热段末（界面3）各有关参数 (9)4.3金属二加热段末（界面2）各有关参数 (11)4.4金属预热段末（界面1）各有关参数 (11)4.5金属预热段开始（界面0）各有关参数 (14)4.6各段平均热流及加热时间 (14)5 确定炉子的主要尺寸 (15)5.1炉子有效长度 (15)5.2有效炉底强度 (16)6 炉子热平衡计算 (17)6.1热收入项计算 (17)6.2热支出项计算 (18)7 换热器计算 (30)7.1计算依据 (30)7.2设计计算 (31).8 排烟系统流体力学计算 (36)8.1计算依据 (36)8.2阻力计算 (36)8.3烟囱计算 (40)9 供风系统流体力学计算 (42)9.1.空气管道内径 (42)9.2.空气管道阻力损失 (43)10 炉底水管的校核 (46)11 烧嘴计算 (47)12 风机选择 (49)13 选用装料机和出钢机 (50)3.13.1推钢机的选用 (50)3.13.2出钢机的选用 (50)参考文献 (57)项目设计3.1 设计依据1、炉子生产率：G=120t/h2、加热钢种：普碳钢，钢坯尺寸：230mm×1600 mm×4000 mm 的标准坯。
3、燃料：(1)种类： 高焦炉混合煤气(2)低发热量：2133×41.8=8916kJ/Nm 34、加热参数：(1)板坯加热初始温度t=20℃ (2)板坯加热终了温度t=1180 ℃ (3)板坯加热终了断面温差Δt ≤30℃ (4)空气预热温度t=400 ℃ (5)出炉烟气温度t=900 ℃3.2 燃料燃烧计算按以上设计依据和设计方案进行如下热工计算。
2 1
V ol.42N o.32013
INDUSTRIAL
HEATING
3
4
75mm
～
3
单重/kg 需要量/t ・a
400
max 60007.7
5806
连铸圆坯
2
min 4
500
600
max 6
0007.713063
连铸圆坯
合计
846080
2.2
加热炉小时产量及座数的确定加热炉年加热坯料量846080t ，年工作时间6800h ，则加热炉的年平均小时产量为155.5t 。
加热炉的实际产量受到加热钢种、轧制品种、轧制
节奏等多种因素的影响，在实际生产过程中不可能一直以平均产量进行生产。
并且加热炉生产能力应具有一定的富余，因此在配备加热炉的实际产量时要考虑一定的富裕系数，该系数是一个经验数据，也跟整条轧线的操作管理水平、加热炉的总座数等很多因素有关。
结合产品大纲及车间工艺平面布置，最终确定车间布置2座加热炉，两座炉子产量不同，1座最大产量为180t/h ，1座最大产量为90t/h 。
配套2座加热炉，是考虑该大棒生产线主要生产优特钢种，在生产优特钢种时加热炉产量较低，节奏较慢，加热炉产量成为影响轧线产能的瓶颈，配套2座加热炉能够满足生产的灵活性。
600×6
000
400×
6
000
500×
6
000
1180165150143196178
根据坯料情况，在相同的布料间距情况下，加热炉小时产量将按照坯料规格由大至小逐级递减。
而在变步距情况，则根据布料间距，加热炉小时产量按照坯料规格由大至小呈现先增大后减小。
两种不同步距产量比较柱状图如图7
所示。
图7两种步距布料产量比较图
加热炉步距的最终确定需要根据轧机能力及轧制表，以及原料规格所占比例情况，综合比较，选择合适的步距。
2.4特定步距情况下的垫块形式
圆坯的特殊形状对加热和输送都有特殊要求，尤其是钢坯的输送过程，输送过程的稳定是保证圆坯能够满足加热需求的前提。
需加热的圆坯规格较多时，炉内布料很难像方坯那样能满足各种规格最理想的间距要求。
由于本步进梁式加热炉所加热的坯料为大圆坯，且有三种直径的坯料，因此采用双斜面槽形垫块，将耐热滑块制成“V”槽形状，横截面接触为双根线接触（实际为双条面接触），与弧形槽垫块的单根线（单条面接触）相比，由于接触面积大，钢坯输送的稳定性和钢坯接触面受压变形都会好很多。
弧形槽垫块与“V”槽垫块布置见图8。
图8弧形槽与“V”槽垫块布置图
由于钢坯与滑块之间的接触为线接触，加大了耐热垫块单位面积上所承受的压力。
因此在选择耐热垫块时一定要高强度，一是考虑垫块材质，二是考虑垫块高度及单位面积。
2.5系统供热方案及炉型选择的确定
对于步进梁式加热炉，其炉型选择及供热方案的选
（下转第23页）
V ol.42N o.32013INDUSTRIAL HEATING
5。
