冲天炉、连铸机自动控制共44页文档
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冲天炉熔炼工艺培训教材
[1562".40][3101466.344"5]
94"
[2387.60]
REFRACTORY
I.D. 124"
[3149.60]
WELL I.D.
62"
[1574.80]
SLAG
DRAIN
共21页 第18页
冲天炉炉体尺寸（单位：mm）
炉壳内径
2387
炉底内径
3149
炉缸耐火材料厚度
304
炉底耐火材料厚度
炉料之间的热传导方式以空气对流为主。 2.熔化区是指从铁料开始熔化到熔化完毕这一区域，实际上也就
是底焦顶面高度的波动范围，其高度大致等于层焦的厚度。熔 化区的热交换方式仍以对流为主。 3.过热区铁料熔化后铁液滴下落过程中，与高温炉气及炽热的焦 炭接触，温度得到进一步提高。传热方式以热传导为主。 4.炉缸区内无空气供给，焦炭几乎不燃烧，所以对于高温铁水来 说，炉缸是个冷却区，熔炼稳定后，对铁液温度则无明显影响。
目录
一、冲天炉熔炼工艺基础知识 二、铸造二厂35t/h 冲天炉简介 三、冲天炉熔炼炉料技术要求 四、冲天炉熔炼主要工艺参数及控制要点
共21页 第2页
一、冲天炉熔炼工艺基础知识
1.1冲天炉熔炼基本原理
冲天炉熔炼是由底焦燃烧、 热量交换和冶金反应三个基 本过程组成。
层焦 铁料
风嘴 炉缸
底焦高度 分渣器
（锰）的氧化趋势，减少SiO2 （MnO）被还原的可能性。 （2）降低炉渣中FeO的含量是减少硅（锰）氧化烧损的关
键措施。 （3）铁液的含硅（锰）量越高，被氧化的程度越高。 （4）提高炉温有利于抑制硅（锰）的氧化，促进SiO2的还
原。
金属冶炼中的工艺装备与自动化控制
连铸机及其功能
连铸机是金属冶炼 工艺装备的重要组 成部分
连铸机的主要功能 是将熔融的金属液 连续铸造成锭或板
连铸机可以提高生 产效率，降低生产 成本
连铸机可以实现自 动化控制，提高产 品质量和稳定性
轧机及其功能
轧机是金属冶炼工 艺装备的重要组成 部分
轧机的主要功能是 将金属材料轧制成 各种形状和尺寸的 成品
自动化控制系统在轧制过程中的应用
轧制过程：将金 属材料通过轧制 机进行塑性变形， 形成所需形状和
尺寸
自动化控制系统： 通过计算机控制 轧制机的速度、 压力、温度等参 数，实现轧制过
程的自动化
应用效果：提 高轧制效率， 降低人工操作 误差，保证产
品质量
发展趋势：智 能化、网络化、 集成化，实现 轧制过程的全 面自动化控制
智能化、自动化的控制发展趋势
智能化：利用 人工智能技术， 实现设备自主 决策、自主控
制
自动化：通过 自动化技术， 实现生产过程 的自动化、无
人化
网络化：利用 网络技术，实 现设备之间的 信息共享、协
同工作
绿色化：采用 环保技术，实 现生产过程的 节能减排、绿
色环保
工艺装备与自动化控制的融合发展趋势
轧机可以应用于各 种金属材料的轧制 ，如钢、铝、铜等
轧机可以提高金属 材料的质量和性能 ，如强度、韧性、 耐磨性等
精整设备及其功能
精整设备：包括 轧机、剪切机、 矫直机等
功能：对金属进行 轧制、剪切、矫直 等加工，提高金属 的精度和性能
应用：广泛应用于 钢铁、有色金属、 合金等金属材料的 生产
发展趋势：智能化、 自动化、高效化， 提高生产效率和产 品质量
自动化控制系统 在金属冶炼中的 应用
冲天炉新技术(4)_天然气冲天炉
天然气冲天炉的热量主要来源于甲烷的燃烧， 甲烷在氧气中燃烧的化学反应为：
ＣＩＬ＋２０２＝Ｃ０２＋２Ｈ２０一ＡＨ
万方数据
ＯＦ ＭＴ中国铸造装备与技术４／２００９
其中，ＡＨ＝８０２．２３ ｋＪ／ｍｏｌ，即在标准状态下，每摩 尔（１６ ｇ）甲烷在氧气中燃烧，放出的热量为８０２．２３ ｋＪ（低发热值）。标准状态下每立方米甲烷为４４．６４ ｍｏｌ（Ｏ．７１４ ｋ＃Ｎｍ３），燃烧可以放出３５８１１．５５ ｋＪ的热 量，需要２ Ｎｍ３的氧气（合９．５２ Ｎｍ３空气）。
天然气流量、火焰长度、火焰角度等，分有焰喷嘴与 无焰喷嘴两类，其中有焰喷嘴的基本结构见表８。 ４．２．４耐火球
耐火球也有人称之为瓷球、石墨球。耐火球包含 碳素材料与硅酸盐成分，耐火度高，起均热、传热和 铺垫作用。水冷炉栅上铺垫有耐火球，每批炉料中也 需添加一定量的耐火球，以补充耐火球的消耗。国内 某铸造厂天然气冲天炉使用的耐火球来自欧盟，价 格很高，其性状如表９，供参考。
的有害物质少；生产球铁时不产生脱硫渣，固 炉料氧化锈蚀程度
态废渣少．有利于保护环境
低
４．有利于除尘系统。由于炉气中的粉尘含量
３．存在爆炸、中
低，因此除尘系统负荷小、投资低、运行费用低 毒可能性。需要加倍
５．铁液不受炉料污染。碳、硅、锰等元素的烧 注意安全生产。严格
损率稳定，不增硫，生产球铁不需要进行脱硫， 遵守操作规程，防止
表４为天然气冲天炉的炉气（ｃｏｚ、Ｈ２０。）之间、 炉气与金属（用Ｍ代表）之间可能进行的一些冶金反 应，可以进一步解释在空气过量的条件下，炉气中 ＣＯ与Ｈ：的来源。表５为某天然气冲天炉空气过量 系数与Ｓｉ、Ｍｎ元素烧损率的关系。表６为天然气冲
表４天然气冲天炉中的冶金反应
反应名称
ＣＩＬ＋２０２＝Ｃ０２＋２Ｈ２０一ＡＨ
万方数据
ＯＦ ＭＴ中国铸造装备与技术４／２００９
其中，ＡＨ＝８０２．２３ ｋＪ／ｍｏｌ，即在标准状态下，每摩 尔（１６ ｇ）甲烷在氧气中燃烧，放出的热量为８０２．２３ ｋＪ（低发热值）。标准状态下每立方米甲烷为４４．６４ ｍｏｌ（Ｏ．７１４ ｋ＃Ｎｍ３），燃烧可以放出３５８１１．５５ ｋＪ的热 量，需要２ Ｎｍ３的氧气（合９．５２ Ｎｍ３空气）。
天然气流量、火焰长度、火焰角度等，分有焰喷嘴与 无焰喷嘴两类，其中有焰喷嘴的基本结构见表８。 ４．２．４耐火球
耐火球也有人称之为瓷球、石墨球。耐火球包含 碳素材料与硅酸盐成分，耐火度高，起均热、传热和 铺垫作用。水冷炉栅上铺垫有耐火球，每批炉料中也 需添加一定量的耐火球，以补充耐火球的消耗。国内 某铸造厂天然气冲天炉使用的耐火球来自欧盟，价 格很高，其性状如表９，供参考。
的有害物质少；生产球铁时不产生脱硫渣，固 炉料氧化锈蚀程度
态废渣少．有利于保护环境
低
４．有利于除尘系统。由于炉气中的粉尘含量
３．存在爆炸、中
低，因此除尘系统负荷小、投资低、运行费用低 毒可能性。需要加倍
５．铁液不受炉料污染。碳、硅、锰等元素的烧 注意安全生产。严格
损率稳定，不增硫，生产球铁不需要进行脱硫， 遵守操作规程，防止
表４为天然气冲天炉的炉气（ｃｏｚ、Ｈ２０。）之间、 炉气与金属（用Ｍ代表）之间可能进行的一些冶金反 应，可以进一步解释在空气过量的条件下，炉气中 ＣＯ与Ｈ：的来源。表５为某天然气冲天炉空气过量 系数与Ｓｉ、Ｍｎ元素烧损率的关系。表６为天然气冲
表４天然气冲天炉中的冶金反应
反应名称
连铸工艺与设备共127页文档
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
连铸工Байду номын сангаас与设备
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
连铸工Байду номын сангаас与设备
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
铸锻厂冲天炉熔炼工艺培训教材
这是一个放热反应，随炉温的升高而减弱。这种间接氧化也同样是冲天炉内锰被氧化烧损的主要方式。
（4）铁液中的溶解氧也会使锰氧化
[Mn]+ ［O] →MnO（18）
进入熔渣中的MnO不可能被炉气中的CO还原，只可能被焦炭中的碳或溶解在铁液中的碳还原。
MnO +C →[Mn］+ CO(19)
MnO +［C] → ［Mn]+ CO(20)
（3）被渣中的FeO氧化
[Si]+ 2(FeO）→2［Fe]+ SiO2（12）
这是一个放热反应，随炉温的升高而减弱.
（4）被铁液中的溶解氧氧化
[Si］+ 2［O] → SiO2（13)
SiO2在冲天炉内不可能被炉气还原,只可能被铁液中的碳直接还原。
SiO2+2[C］≒［Si］+ 2CO（可逆反应）（14)
锰在冲天炉被氧化有四种不同的形式：
（1)锰被炉气中的CO2氧化
［Mn］+CO2→ MnO+ CO（15)
这是一个放热反应,随炉温的பைடு நூலகம்高而减弱。
（2)在风口附近，铁液中的锰必然被炉气中的自由氧氧化
2 [Mn］+ O2→ 2MnO（16）
这是一个放热反应，随炉温的升高而减弱。
（3)被渣中的FeO氧化
［Mn]+ FeO→Fe+MnO(17）
冲天炉熔炼过程中铁液中的含硅量受硅的氧化和二氧化硅还原两个过程的制约。铁液中的硅被氧化有四种方式:
（1）硅被炉气中的CO2氧化
[Si］+CO2→ SiO2+ 2CO（10)
这是一个放热反应，随炉温的升高而减弱.
（2)在冲天炉风口区被自由氧氧化
（4）铁液中的溶解氧也会使锰氧化
[Mn]+ ［O] →MnO（18）
进入熔渣中的MnO不可能被炉气中的CO还原，只可能被焦炭中的碳或溶解在铁液中的碳还原。
MnO +C →[Mn］+ CO(19)
MnO +［C] → ［Mn]+ CO(20)
（3）被渣中的FeO氧化
[Si]+ 2(FeO）→2［Fe]+ SiO2（12）
这是一个放热反应，随炉温的升高而减弱.
（4）被铁液中的溶解氧氧化
[Si］+ 2［O] → SiO2（13)
SiO2在冲天炉内不可能被炉气还原,只可能被铁液中的碳直接还原。
SiO2+2[C］≒［Si］+ 2CO（可逆反应）（14)
锰在冲天炉被氧化有四种不同的形式：
（1)锰被炉气中的CO2氧化
［Mn］+CO2→ MnO+ CO（15)
这是一个放热反应,随炉温的பைடு நூலகம்高而减弱。
（2)在风口附近，铁液中的锰必然被炉气中的自由氧氧化
2 [Mn］+ O2→ 2MnO（16）
这是一个放热反应，随炉温的升高而减弱。
（3)被渣中的FeO氧化
［Mn]+ FeO→Fe+MnO(17）
冲天炉熔炼过程中铁液中的含硅量受硅的氧化和二氧化硅还原两个过程的制约。铁液中的硅被氧化有四种方式:
（1）硅被炉气中的CO2氧化
[Si］+CO2→ SiO2+ 2CO（10)
这是一个放热反应，随炉温的升高而减弱.
（2)在冲天炉风口区被自由氧氧化
(word完整版)加热炉温度控制系统..
第1章绪论1.1 综述在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。
温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。
对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。
无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。
自18世纪工业革命以来,工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。
在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素.在现代化的工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数.例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
1.2 加热炉温度控制系统的研究现状随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。
单片机温度控制系统是数控系统的一个简单应用，在冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各类工业中,广泛使用于加热炉、热处理炉、反应炉等.温度是工业对象中的一个重要的被控参数。
由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加热方法也不同，例如煤气、天然气、油、电等；由于工艺不同，所需要的温度高低不同,因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，控制温度的精度也不同，因而对数据采集的精度和所采用的控制算法也不同。
传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差,单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。
不仅如此，传统的控制方式不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于它主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。