退火炉热工知识
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退火炉工作原理
退火炉是一种重要的热处理设备,其作用是将金属加热到一定温度后,使其逐渐降温,以改变其组织结构和性能。
退火炉工作原理简单易懂,但是其中涉及到的物理学和化学知识却十分丰富和深奥。
退火炉的基本结构包括炉体、加热装置和控制系统。
炉体是容纳金属
的空间,加热装置则是提供加热能源的部件,常见的有电阻加热器、
电磁感应加热器等。
控制系统则是控制加热过程中温度、时间等参数
的部件,以保证加热效果的稳定性和可靠性。
退火炉中金属的加热过程是一个复杂而神奇的过程,其具体过程可分
为三个阶段:加热阶段、保温阶段和冷却阶段。
加热阶段是将金属加
热到一定温度的过程,这个温度通常是金属的临界温度,也就是金属
开始发生相变的温度。
在加热过程中,金属的晶格结构开始发生变化,由原来的致密结构变为松散结构,使得金属的塑性和韧性变得更高。
保温阶段是让金属在一定温度范围内静置一段时间的过程,以保证其
在加热过程中获得足够的热能,从而使其组织结构更加稳定和均匀。
冷却阶段则是将金属逐渐降温的过程,使其组织结构继续稳定和均匀,避免因急速冷却而导致的变形或裂纹等缺陷的产生。
退火炉的工作原理对于热处理的质量和效率至关重要。
在工业生产中,合理的退火工艺可以显著提高产品的质量和效益,使得金属的性能更
加优化和完善。
同时,加热装置的选择、控制系统的设计以及加热过
程的参数也会直接影响到加热效果的稳定性和可靠性。
总之,退火炉的工作原理是一个综合了物理学、化学等多种学科知识
的复杂工程,其详细的工作原理和优化的工艺过程需要不断的实践和
研究,以满足现代化工业生产的需求。
目录第一部分退火炉基本概述..................................................................................... - 6 - 第1章产品结构..................................................................................................... - 6 -1.材料和钢种..................................................................................................... - 6 - 第2章热工周期..................................................................................................... - 7 - 第3章产量计算表............................................................................................... - 16 - 第4章冷却速率................................................................................................... - 17 - 第5章公辅........................................................................................................... - 18 - 第6章生产线概述............................................................................................... - 24 - 第二部分退火炉设备及功能描述....................................................................... - 26 - 第7章退火炉设备描述....................................................................................... - 26 - 410 :入口密封.............................................................................................. - 26 - 411 :预热段.................................................................................................. - 28 - 421 :RTF辐射管加热炉............................................................................... - 32 - 431 :均热炉(SF) ...................................................................................... - 41 - 438 :缓冷段(SCS) .................................................................................... - 43 - 444 :快冷段.................................................................................................. - 46 - 444 :时效段第一道次.................................................................................. - 50 - 457 :过时效段.............................................................................................. - 51 - 472 :感应加热预留空间.............................................................................. - 53 - 478 :出口段和热张紧辊.............................................................................. - 53 - 480 :斜槽和炉鼻.......................................................................................... - 54 - 481 :出口密封.............................................................................................. - 55 - 401 :炉子钢结构.......................................................................................... - 56 - 405 :带钢传导和跟踪设备.......................................................................... - 57 - 409 :在线分析仪.............................................................................................. - 64 - 407 :附属设备.............................................................................................. - 65 - 408 : 耐火材料&隔热材料 ............................................................................. - 70 -第8章镀后冷却部分........................................................................................... - 78 - 620 :合金化部分.......................................................................................... - 78 - 628 :合金化后保温炉.................................................................................. - 78 - 635 : 空气垫稳定装置.................................................................................... - 82 - 646 :塔顶辊前空气冷却.............................................................................. - 83 - 646 :塔顶辊后空气冷却.............................................................................. - 84 - 486 :水冷器(水淬系统).......................................................................... - 85 - 487 :蒸汽排除系统...................................................................................... - 87 - 488 :挤干辊单元.......................................................................................... - 88 - 489 :干燥器.................................................................................................. - 89 - 490 :冷却塔钢结构...................................................................................... - 90 - 第9章介质供给系统........................................................................................... - 91 - 402 :流体供给系统...................................................................................... - 91 - 第10章工艺过程控制和热工设备..................................................................... - 96 -1.概述............................................................................................................... - 96 -2.炉子基本概览............................................................................................. - 100 -3.喷气预热段................................................................................................. - 101 -3.1入口密封........................................................................................... - 101 -3.2保护气体循环回路........................................................................... - 101 -4.RTF/SF废气排放环路................................................................................. - 103 -4.1基本结构........................................................................................... - 103 -4.2废气从加热段到集气室................................................................... - 103 -4.3废气从加热段到集气室................................................................... - 104 -4.4回热系统........................................................................................... - 105 -5.辐射管加热段(RTF)............................................................................... - 106 -5.1助燃空气分配管路........................................................................... - 106 -5.2燃气分配管路................................................................................... - 107 -5.3辐射管炉膛....................................................................................... - 109 -5.4开-关脉冲点火控制模式.................................................................. - 111 -5.5烧嘴点火和火焰检测....................................................................... - 113 -6.均热段(SF) ............................................................................................. - 115 -6.1温度控制........................................................................................... - 116 -7.缓冷段(SCS) ........................................................................................... - 117 -7.1主要区域温度控制........................................................................... - 117 -7.2冷却功能........................................................................................... - 119 -7.3加热功能........................................................................................... - 120 -7.4 SCS段设备功能清单.................................................................... - 122 -8.快冷段-第一通道........................................................................................ - 123 -8.1主炉膛的冷却功能........................................................................... - 124 -8.2带钢温度控制................................................................................... - 126 -8.3风箱移动........................................................................................... - 127 -8.4顶部和底部转向辊区域加热功能................................................... - 128 -8.5 RCS段设备功能清单 ...................................................................... - 129 -9.快冷段-下降通道炉膛................................................................................ - 131 -9.1主要区域........................................................................................... - 131 -9.2顶部和底部转向辊区域................................................................... - 132 -9.3 RCS下降通道设备功能清单 .......................................................... - 132 -10.过时效段(OAS) .................................................................................... - 133 -10.1温度控制......................................................................................... - 133 -10.2 RCS下行炉膛设备清单 ................................................................ - 135 -11.出口段(ES) ........................................................................................... - 135 -11.1出口段加功能热设备清单 ............................................................. - 135 -11.3炉鼻 ................................................................................................. - 137 -11.4炉鼻内气体湿度 ............................................................................. - 137 -12.保护气体(PAG) .................................................................................... - 137 -12.1 N2和H2分配布置 ........................................................................ - 138 -12.2 N2&H2管路................................................................................... - 138 -12.3混合站(数量:3)....................................................................... - 139 -12.4保护气体分配................................................................................. - 140 -12.5 N2吹扫........................................................................................... - 140 -13.炉子压力控制........................................................................................... - 141 -13.1压力监控......................................................................................... - 143 -13.2炉压范围划分的组织原理............................................................. - 144 -14.保护气体分析........................................................................................... - 145 -14.1露点分析(H2O),H2%,O2 ppm,O2%分析.......................... - 146 -14.2便携式O2%/CO ppm/NOx/CO2分析仪 ...................................... - 146 -14.3废气管路(集气室出口)............................................................. - 147 -14.4分析仪特性..................................................................................... - 147 -15.H2泄漏检测 .............................................................................................. - 148 -16.介质供给系统........................................................................................... - 149 -16.1压缩空气和仪表空气功能描述..................................................... - 149 -16.2冷却水功能描述............................................................................. - 149 -16.3事故水............................................................................................. - 150 -16.4脱盐水............................................................................................. - 150 -17.高温计....................................................................................................... - 150 -17.1楔口高温计..................................................................................... - 150 -17.2扫描温度计..................................................................................... - 151 -18.纠偏单元................................................................................................... - 152 -19.带钢张力测量........................................................................................... - 154 -20.镀后冷却塔............................................................................................... - 155 -20.1可动感应加热和可动均热机构..................................................... - 155 -20.2可移动均热..................................................................................... - 155 -20.3固定均热1#段................................................................................ - 156 -20.4固定均热2#段................................................................................ - 156 -20.5 GA后均热功能设备清单 .............................................................. - 157 -20.6空气缓冲垫..................................................................................... - 157 -20.7第一空气冷却段............................................................................. - 158 -21.镀后冷却塔-下行部分.............................................................................. - 159 -21.1第二空气冷却................................................................................. - 159 -21.3挤干辊............................................................................................. - 161 -第11章退火炉自动化系统(FAS)-L2 ............................................................ - 163 -1.FAS 过程控制 ............................................................................................. - 164 -2.FAS应用软件功能 ...................................................................................... - 165 -3.系统在稳态和过度状态下运行................................................................. - 173 -4.炉子自动化系统环境................................................................................. - 181 -5.硬件和软件配置......................................................................................... - 184 -6.FAS L2计算机系统构架理念 ..................................................................... - 185 -第一部分退火炉基本概述第1章产品结构1.材料和钢种11.2.FIVES STEIN 产品结构(见附表)第2章热工周期表2-1炉子热工周期冷却塔热工周期·灵活的合金化保温炉:至少12均热时间。
介绍连续热镀锌线的退火炉工艺以及节能技术热镀锌前的退火工艺,对热镀锌板的质量及性能起至关重要的作用。
本文介绍了连续镀锌线退火炉工艺控制技术及节能技术的应用。
l 绪论在带钢连续热镀锌机组中,连续退火炉是带钢连续热镀锌工艺段主要工序之一,也是机组的心脏。
它将完成带钢热镀锌前的退火工艺,对热镀锌板的质量及性能起至关重要的作用。
其技术水平的高低直接影响到热镀锌产品的质与性能。
冷轧钢带通过退火完成以下功能:①使带钢在退火炉内消除轧制应力,改善力学性能。
并逐步保温,冷却到镀锌温度。
②清洁带钢表面。
将钢带表面上的轧制油等污物通过加热过程中的扦发,燃烧而去除。
③在完成退火过程的同时,钢带表面的一层为氧化膜被炉内氢气还原成纯铁层,为热镀锌准备好具有良好附着力的表面。
④保持和改善镀锌钢带板形。
目前,热镀锌退火技术的发展丰要表现在:①退火炉工艺控制技术(包括温度、张力、均衡冷却控制技术)。
②炉内带钢防瓢曲、跑偏及自动纠偏技术。
③节能技术等。
2 退火炉工艺控制技术(I)温度控制技术。
退火炉温度控制包括两方面:一是板温控制,二是炉温控制,板温控制是镀锌.1:艺的关键,对于连续卧式炉来讲,炉温控制也足重要的一环。
实践证明,由于不同的加工成形性是带钢具有小同的再结晶温度。
因此,对于某一种产品应该结合使用情况确定出最佳的再结晶温度。
那么对于不同的钢铁企业,要根据本身原材料的材质,加工成形方式及其最终用途确定热镀锌连续退火温度,这关系到镀锌产品的性能和表面质量问题,是镀锌工艺的基础。
图1表示的是不同产品的理论退火温度,仅供参考。
另外,炉膛温度也对镀锌产品表面质量起到很火作用。
对于改良森吉米尔法热镀锌线,在NOF 段炉膛温度愈高,越有利于板面上油污及杂质的清除。
而且实践证明高炉温能保证NOF段的无氧化气氛,尽可能避免带钢的二次氧化,有利于RTH段还原作用的进行。
但是温度控制要遵循高炉温、低板温原则。
具体来说,出直燃加热段最后的加热区炉温要达到1200℃左右,但板温要控制在650"C左右,对于热轧板镀锌控制在550"C左右,这样既能避免钢带高温变形,又保证无氧化加热气氛。
热镀锌退火炉热工工艺分析贾丽娣1 吕春风1 李锋1 李静2 林斌2 白世宏2(1.鞍钢集团技术中心 2.鞍钢集团新轧钢股份有限公司) 摘要 介绍了热镀锌退火炉的组成及退火工艺过程,从退火炉各段的温度、气氛对镀锌层粘附性的影响方面对退火炉热工工艺进行了分析。
关键词 热镀锌 退火炉 温度 气氛A nalysis on T herm al T echno logy of A nnealing Fu rnace fo r Ho t Galvan izingJ i a L id i 1 L u Chunfeng 1 L i Feng 1 L i J i ng 2 L i n B i n 2 Ba i Sh ihong2(1.A ngang T echno logy Cen ter 2.A ngang N ew Steel Co .,L td .) Abstract T h is paper introduces the component of annealing furnace fo r ho t galvanizingand the annealing p rocess ,analyzes the ther m al techno logy of annealing furnace from the i 2nfluence of the temperature and atmo sphere of each secti on of the annealing furnace on the visco sity of zinc coating .Key W ords ho t galvanizing annealing furnace temperature atmo sphere0 概述改良森吉米尔法热镀锌退火炉由无氧化段、还原段、缓冷段、喷流冷却段四部分组成。
无氧化段的作用是将基板表面残油挥发,并快速提高带钢温度;还原段的作用是将带钢温度进一步提高到再结晶温度,并还原表面氧化膜;缓冷段的作用是在再结晶温度下保温、缓慢冷却,并还原带钢表面氧化膜;喷流冷却段则用于将带钢快速冷却到镀锌温度,并保证带钢表面以光亮状态进入锌锅。
将金属或合金加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却(一般为随炉冷却)的热处理工艺叫做退火。
退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变,退火后的组织是接近平衡后的组织。
退火的目的:(1)降低钢的硬度,提高塑性,便于机加工和冷变形加工。
(2)均匀钢的化学成分及组织,细化晶粒,改善钢的性能或为淬火作组织准备。
(3)消除内应力和加工硬化,以防变形和开裂。
退火和正火主要用于预备热处理,对于受力不大、性能要求不高的零件,退火和正火也可作为最终热处理。
常用的退火方法,按加热温度分为:临界温度(Ac1或Ac3)以上的相变重结晶退火:完全退火、扩散退火、不完全退火、球化退火。
临界温度(Ac1或Ac3)以下的退火:再结晶退火、去应力退火。
1、完全退火工艺:将钢加热到Ac3以上20~30℃,保温一段时间后缓慢冷却(随炉)以获得接近平衡组织的热处理工艺(完全奥氏体化)。
完全退火主要用于亚共析钢(w c=0.3~0.6%),一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材,有时也用于它们的焊接件。
低碳钢完全退火后硬度偏低,不利于切削加工;过共析钢加热至Ac cm以上奥氏体状态缓慢冷却退火时,Fe3CⅡ会以网状沿晶界析出,使钢的强度、硬度、塑性和韧性显著降低,给最终热处理留下隐患。
目的:细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。
亚共析钢完全退火后的组织为F+P。
实际生产中,为提高生产率,退火冷却至500℃左右即出炉空冷。
2、等温退火完全退火需要的时间长,尤其是过冷奥氏体化比较稳定的合金钢。
如将奥氏体化后的钢较快地冷至稍低于Ar1温度等温,是A转变为P,再空冷至室温,可大大缩短退火时间,这种退火方法叫等温退火。
工艺:将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度,保温适当时间后,较快冷却到珠光体区的某一温度,并等温保持,使奥氏体转变为珠光体,然后空冷至室温的热处理工艺。
目的:与完全退火相同,转变较易控制。
罩式退火炉技术参数概述及解释说明1. 引言1.1 概述罩式退火炉是一种常见的热处理设备,主要用于金属材料的退火和热处理过程。
它通过控制温度、加热速率和保持时间等技术参数,实现对金属材料性能的调整和改善。
本文将详细介绍罩式退火炉的技术参数及其解释说明,以便读者对该设备有更深入的了解。
1.2 文章结构本文共分为四个部分:引言、罩式退火炉的技术参数、罩式退火炉的解释说明以及结论。
引言部分将概述文章的内容和目标,并介绍文章结构;技术参数部分将详细介绍罩式退火炉常用的三个技术参数,即温度范围、加热速率和保持时间;解释说明部分将解释罩式退火炉的工作原理、设备组成部分以及应用领域;最后在结论部分对主要技术参数进行总结,并展望罩式退火炉技术的发展方向。
1.3 目的本文旨在为读者提供对罩式退火炉技术参数有全面了解并能正确解释其含义的知识。
通过详细介绍和解释,读者可以更好地理解罩式退火炉的工作原理、性能特点以及应用范围,在实际应用中能够选择适合自己需求的技术参数,并为进一步研究和发展罩式退火炉技术提供参考。
以上是对“1. 引言”部分内容的详细描述,希望对你的撰写工作有所帮助。
2. 罩式退火炉的技术参数2.1 温度范围罩式退火炉的温度范围通常根据不同的应用需求而变化。
一般来说,罩式退火炉可以提供从几百摄氏度到数千摄氏度的温度控制范围。
这种宽广的温度范围使得罩式退火炉能够适用于各种材料和工艺的退火处理。
2.2 加热速率加热速率是指罩式退火炉在加热过程中提供给待处理材料的能量转移速率。
加热速率直接影响着材料内部结构的改变以及整个退火过程所需的时间。
高加热速率可以缩短退火时间,但也可能对材料产生不利影响。
在选择合适的加热速率时,需要考虑具体应用要求、材料特性以及保证产物质量等因素。
2.3 保持时间保持时间是指将待处理材料在设定温度下保持稳定状态所需的时间长度。
不同材料和工艺需要不同的保持时间来达到期望的效果。
在冷却过程开始之前的保持时间可以影响材料的晶粒尺寸、相变和应力消除等。
退火炉操作规程一、引言退火炉是一种常用的热处理设备,广泛应用于金属材料的退火处理过程中。
为了确保退火过程的稳定性和效果,制定本操作规程,以规范退火炉的操作步骤和注意事项。
二、设备准备1. 检查退火炉的外观和内部结构,确保无损坏和异常情况。
2. 清理退火炉内的残留物和杂质,保持内部清洁。
3. 检查退火炉的加热元件和温度控制仪表,确保正常工作。
4. 准备好所需的退火工艺参数和记录表格。
三、操作步骤1. 打开退火炉的电源开关,确保电源稳定。
2. 调整退火炉的温度控制仪表,将温度设定为所需的退火温度。
3. 打开退火炉的通风装置,确保通风畅通。
4. 将待退火的金属材料放置在退火炉的合适位置上,确保材料均匀受热。
5. 关闭退火炉的门,确保密封性能良好。
6. 开始加热过程,根据退火工艺参数逐步升温,避免温度升高过快。
7. 达到退火温度后,根据退火时间要求保持一段时间。
8. 在退火过程中,定期检查退火炉的温度控制仪表,确保温度稳定在设定值附近。
9. 退火结束后,逐步降温,避免温度降低过快。
10. 当温度降至安全范围时,打开退火炉的门,取出退火后的金属材料。
11. 对退火后的材料进行质量检查,确保达到退火要求。
12. 关闭退火炉的电源开关,清理退火炉内的残留物和杂质。
13. 记录退火过程中的温度、时间和材料信息,保存好相关记录。
四、注意事项1. 操作人员必须熟悉退火炉的结构和工作原理,严格按照操作规程操作。
2. 在退火过程中,严禁将手伸入退火炉内,以免烫伤。
3. 加热过程中,应定期检查退火炉的温度控制仪表,确保温度稳定性。
4. 退火炉的通风装置必须保持畅通,以排除烟雾和有害气体。
5. 退火炉的门在加热过程中严禁打开,以免影响退火效果。
6. 操作人员应穿戴好防护装备,如耐高温手套、防护眼镜等。
7. 退火炉的维护保养工作应定期进行,确保设备的正常运行。
8. 操作人员必须具备一定的急救知识,以应对突发情况。
五、总结本操作规程详细介绍了退火炉的操作步骤和注意事项,操作人员在使用退火炉时应严格按照规程操作,确保退火过程的稳定性和效果。
退火炉培训一、中外炉公司总体概况;二、不锈钢生产中退火的主要目的及退火炉的特点;三、冷线连续退火炉的概况;四、冷线连续退火炉设备部分;五、冷线连续退火炉界面部分;六、中外炉业绩部分;七、日金工修磨机组参观部分;一、中外炉公司总体概况:自1945年日本中外炉株式会社正式成立之日起,它就是一个靠科技驱动的公司,在热工技术领域不断发展创新科技。
中外炉的核心竞争力在于研发和设计。
同时致力于工程技术与产品技术的完美融合。
特别是有效的整合研发、设计和制造的资源,打破了各个部门之间职责权限的障碍,充分的信息沟通可以充分的分享核心技术的发展并且促进工艺技术的革新。
中外炉高度重视国内和海外设计、采购和生产基地的优化,引入尖端设计和分析工具的,并获得了ISO 14001 认证和ISO 9001 认证。
二、不锈钢生产中退火的主要目的及退火炉的特点:1、不锈钢生产中退火的主要目的:(1)奥氏体不锈钢退火的主要目的:奥氏体不锈钢带中含有大量的镍、锰等奥氏体形成元素,即使在常温下也是奥氏体组织,但是钢中含碳较多时,热轧后会析出碳化物。
另外,晶粒也会因加工硬化而变形。
奥氏体不锈钢可能含有质量分数不大于0.08%或不大于0.15%的碳,而碳在奥氏体中有一定的溶解度。
这种钢的退火是将钢加热到退火温度,使析出的碳化物在高温下充分固溶在奥氏体中,然后迅速冷却,使溶入奥氏体中的碳保持在常温。
同时,在退火中调整晶粒度,以达到软化的目的。
(2)铁素体不锈钢退火的主要目的:铁素体不锈钢通常没有γ→α转变,在高温和常温下都是铁素体组织。
但是当钢中含有一定的碳、氮等奥氏体形成元素时,即使有很高的铬含量,高温时也会部分形成奥氏体,在热轧后的冷却过程中也会发生马氏体转变,使钢硬化。
因此这类钢的退火目的是一方面使其在轧制中被拉长的晶粒变成等轴晶粒;另一方面是使马氏体分解为铁素体和晶粒状碳化物,以达到软化的目的。
(3)马氏体不锈钢退火的主要目的:马氏体不锈钢在高温下为奥氏体,热轧冷却过程中发生马氏体相变,常温下得到高硬度的马氏体组织。
传热与传质、燃料及燃烧、(气体动力学)、热工设备、热工仪表及控制1.燃料的发热量(热值)定义:单位质量/体积的燃料完全燃烧,当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量(一般室温25℃)。
依据燃烧产物中水蒸气(包括燃料中所含水生成的水蒸气和燃料中的氢燃烧时生成的水蒸气)的不同形态,分为两种发热量:高温发热量、低位发热量高位发热量(高位热值):燃料完全燃烧,燃烧产物中的水蒸汽全部凝结为液态水时所放出的热量低位发热量(低位热值):燃料完全燃烧,燃烧产物中的水蒸汽仍以气态存在时所放出的热量。
即它们的区别仅是:水的状态不同,25℃水的汽化热2440‐2500KJ/kg实际燃烧时,因温度很高,燃烧产物中的水蒸气均以气态形式存在,不可能凝结为水,故一般所测定的为低位发热量(低位热值)。
天然气的发热量(低位热值)一般为8000~8500×4.18KJ/Nm3提问:燃料的热值如何定义?通常所说的某种燃料的热值是什么意义?2.基本传热方式传热是由温度差引起的。
只要有温度差存在,热量就会自发地从高温物体向低温物体转移。
传热有三种方式:对流、导热、辐射在预热段低温区,以对流传热为主;在高温区,以辐射传热为主。
提问:基本的传热方式有哪几种?在加热炉的不同温度区间,产品与热气流的传热方式各有什么特点?3.气体燃料燃烧的基本条件(1)有燃料(如天然气)(2)有空气(助燃风)(3)达到着火温度-燃烧所需的最低温度提问:气体燃料燃烧的基本条件是什么?4.气体燃料燃烧的过程(1) 混合-燃料与空气的混合(2) 着火(3) 燃烧提问:说一说气体燃料燃烧的过程5.依据燃气与空气的混合情况,分为三种燃烧方法(1) 长焰燃烧-燃气和空气在燃烧器内不混合,喷出后靠扩散作用进行边混合边燃烧,火焰长。
(2) 短焰燃烧-燃气在燃烧器内与部分空气(一次空气)混合,喷出后燃烧并进一步与二次空气混合燃烧,火焰较短(3) 无焰燃烧-燃气与空气在燃烧器内(或进燃烧器前)完全混合,在燃烧器内(或喷出后)燃烧,火焰短而透明,几乎无火焰。
依据燃气与空气的混合情况,气体燃料的燃烧分为哪三种方法,各有什么特点?6.燃烧的几个概念(1) 完全燃烧:燃料中的全部可燃成分在空气充足的情况下达到完全氧化,燃烧产物中没有游离的C及CO、H2、CH4等可燃成分。
(2) 不完全燃烧:燃料中的可燃成分没有完全氧化,燃烧产物中尚存在一些可燃成分,如游离的C及CO、H2、CH4等。
(3) 空气过剩系数:燃料完全燃烧需要供应一定量的空气。
根据燃烧化学反应方程式计算出来的单位燃料完全燃烧时所需的空气量为理论空气量。
实际供应的空气量一般大于理论空气量,称为实际空气量。
实际空气量与理论空气量的比值称为空气过剩系数(α)。
一般气体燃料的空气过剩系数为1.05~1.15 (4) 火焰的气氛:根据燃烧产物的气氛性质,燃料燃烧的火焰有氧化焰、还原焰、中性焰之分。
氧化焰-空气过剩系数α>1。
燃烧产物中不含可燃成分如CO等,有过剩的氧;还原焰-空气过剩系数α<1。
燃烧产物中含可燃成分如CO等中性焰-空气过剩系数α=1.燃烧产物中没有过剩的氧,也没有可燃成分。
理论上中性焰的温度最高。
提问:什么是空气过剩系数?燃烧气氛分哪几种?如何划分?空气过剩系数与燃烧气氛有什么关系?空气过剩系数与燃烧温度有什么关系?7.影响实际燃烧温度的因素(1) 燃料种类:与燃料热值及燃烧的产物量有关,热值越高、燃烧产物量越低,燃烧温度越高。
(2) 燃料和助燃空气的温度:它们的温度越高,直接带入的显热越多,可提高燃烧温度。
(3) 空气过剩系数:适当的空气过剩系数,可以保证有较高的燃烧温度。
一般α略大于1(过小,不完全燃烧;过大生成的烟气量多,会使燃烧温度降低) (4) 助燃风中氧气的浓度:提高氧气浓度,将使燃烧产物减少,可以提高燃烧温度。
(5) 炉体散热状况及炉内产品传热速度。
提问:空气过剩系数与燃烧温度有什么关系?影响加热炉实际燃烧温度有哪些因素?使用气体燃料时,能否提高助燃空气或燃气的温度?对燃烧有什么影响?可以采用哪些方式提高燃气/助燃空气的温度?8.关于NOx烟气中的氧化氮通称NOx,以N2O、NO、NO2、N2O4多种氮的氧化物存在,主要为NO2和NO。
一般环保排放基准中涉及的NOx均指NO和NO2来源:(1) 热力NOx-高温时空气中的氮与氧化合形成NO,进一步氧化形成NO2 其生成速度与下列因素有关A.与燃烧温度有关。
当燃烧温度低于1400℃时热力NOx生成速度较慢,当温度高于1400℃反应明显加快(炉温不均匀时,局部高温会产生大量的NOx)。
B.与空气过剩系数有关。
氧浓度增加,NOx生成量也增加。
当出现15%的过量空气时,NOx生成量达到最大:当过量空气超过15%时。
由于NOx被稀释,燃烧温度下降,反而会导致NOx生成减少。
C.与烟气在高温区的停留时间有关。
停留时间越长,NOx越多。
这是因为在窑炉燃烧温度下,NOx的生成反应还未达到平衡,因而NOx的生成量将随烟气在高温区的停留时间增长而增加。
(2) 燃料NOx-燃料中的氮,在燃烧时与空气中的氧化合,生成NO和NO2。
燃料氮转化为NOx量主要取决于空气过剩系数,空气过剩系数降低,NOx的生成量也降低,这是因为在缺氧状态下,燃料中挥发出来的氮与碳、氢竞争不足的氧,由于氮缺乏竞争能力,而减少了NOx的形成。
减少NOx的措施(举例)(1) 降低火焰峰值温度,在保证燃烧完全的情况下减少空燃比,缩短燃烧气体在高温区域中滞留的时间。
(2) 尽量使燃气完全燃烧,使之生成CO2和H2O,减少烟气中碳氢化合物的含量。
(3) 优化燃烧器结构,使燃烧温度均匀,避免火焰局部高温;采用较低的空气过剩系数即可实现完全燃烧。
(4) 采用新型的燃烧技术,如脉冲燃烧技术、高温空气燃烧技术、富氧燃烧技术等。
脉冲燃烧技术是近年来开发的一项行之有效的降低NOx的技术,烧嘴采用间断燃烧的方式,一旦工作,就处于满负荷状态。
当需要升温时,烧嘴燃烧时间加长,间断时间减少;需要降温时,烧嘴燃烧时间减少,间断时间加长。
通过调节燃烧时间的占空比实现窑炉的温度控制,燃料流量可通过压力调整预先设定,无需在线调整,即可实现空气过剩系数的精确控制。
故脉冲燃烧技术传热效率高、能耗低、炉内温度场均匀性好,这些均有利于减少NOx的生成。
提问:NOx是国家限排的废气,工业窑炉废气中的NOx,一般来源于哪些哪里?请说出几种工业窑炉NOx的有效减排措施,并说明理由9.炉子热效率工件或物料加热时吸收的有效热量与供入炉内的热量之比,称为炉子的热效率10.炉用风机类型一般采用离心式通风机,包括引风机和鼓风机等。
锅炉引风机-如排烟风机等,抽排窑炉烟气离心鼓风机-吸入环境空气,加压后作为助燃风、冷却风等。
11.绝对压强和相对压强按基准点不同,气体的压强有两种表示方法:绝对压强和相对压强绝对压强:以绝对真空为起点。
用P表示相对压强:以周围环境大气压强为起点。
各种测压仪表测得的气体压强为相对压强,所以相对压强又称表压。
用Ps表示,环境压强用Pa表示它们的关系:Ps=P-Pa12.炉压测量的炉压为相对压强。
用Ps表示Ps>0:窑压为正压,表示炉内气体的压强大于环境大气压。
炉内气体会从孔洞溢出 Ps=0:窑压为零压。
表示此处炉内气体压强等于环境大气压(零压位)。
Ps<0:窑压为负压。
表示炉内气体压强小于环境大气压。
周围空气会从孔洞吸入炉内。
提问:什么是绝对压强?什么是相对压强?它们之间有什么关系?一般测压仪表测得的气体压强是哪种压强?测得窑炉预热段某处炉压为(-20Pa),这一数值有什么含义?13.标准燃料发热量为29300kJ/kg的煤,称为标准煤(标煤)。
任何一种发热量的燃料消耗量都可以换算成标准煤的消耗量,以便进行比较。
14.单位及换算标准状态:0℃,101325Pa(1atm)Nm3-标准立方米(标准状态下的体积)1kcal=4.18kJ1kW=859.8452kcal/h1HP=0.7457kW1kgf=9.8067N1dyn=10‐5N1atm=101325 Pa1mmH2O=9.8Pa1MPa=106Pa=10.1972 kgf/cm21kgf/cm2≈9.80665×104Pa1bar=1.01972 kgf/cm2比热kJ/kg.℃-是比热容的简称。
单位质量的某种物质,温度降低1℃或升高1℃所吸收或放出的热量,叫做这种物质的比热容。
燃气的比热可以分为定压比热和定容比热。
保持燃气的容积不变的吸热(或放热)过程时的比热为定容比热,保持燃气压力不变时的吸热(或放热)过程时的比热为定压比热。
传热系数(W/m2.℃)-代表高温物体对低温物体传热能力的大小。
是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1度(K,℃),1小时内通过1平方米面积传递的热量,单位是瓦/平方米∙度(W/㎡∙K,此处K可用℃代替)。
导热系数(W/m.℃)-是衡量物体导热能力大小的物理量。
是当物体内温度梯度为1℃/m时,单位时间内、单位面积的导热量。
导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。
非晶体结构、密度较低的材料,导热系数较小。
材料的含水 率、温度较低时,导热系数较小。
通常把导热系数较低的材料称为保温材料,而把导热系数在0.05瓦/米•度以下的材料称为高效保温材料。
15.退火炉的功能分区一般按产品加热顺序分为预热区、加热区、均热区16.(带钢)退火炉结构一般可以分为:(1)退火炉基础(钢结构/混凝土结构)-承载退火炉本体(2)退火炉钢结构-承载炉体耐火、保温材料、管路及工作系统等(3)耐火保温系统-(4)燃烧系统-燃烧器及相应的助燃风及天然气分配、供应管路(5)排烟换热系统-排烟管路、风机、换热系统、烟囱等(6)燃气供应系统-主燃气减压及安全保护系统(7)电气控制系统-(8)带钢托载系统-炉辊及升降控制系统(9)其它辅助系统-如冷却水(风机、炉辊等)的供应循环系统、过道爬梯等。
17.描述退火炉的工作系统窑炉的工作系统:指窑炉的燃烧系统、排烟系统(及冷却系统等)带钢退火炉:助燃风和天然气经调压、分配后,送入到燃烧器燃烧。
带钢在外部牵引力的作用下,自退火炉入口向出口方向运行,燃烧热气流在排烟系统抽力的作用下逆带钢运行方向向退火炉入口方向流动。
燃烧的热气流在炉膛内经热辐射、热传导、对流等方式与带钢换热,这样带钢的温度不断升高至退火温度、烟气温度不断降低,并经预热段顶部排烟口排出。
排出的烟气在烟气换热器内与助燃风换热,烟气温度进一步降低后排空;而助燃风的温度则得到较大提高,热的助燃风经分管路进入各燃烧器。
退火炉的进出口均设置有炉门,以阻隔窑炉内外环境,一方面避免止炉内热气流外溢,另一方面阻止炉外冷空气进入。