步进式铜锭加热炉设计理念.docx

步进式铜锭加热炉设计理念【摘要】步进式加热炉在步进机构运行平稳可靠自动化程度高热效率高。步进炉的设计理念对步进炉是至关重要的步进炉的设计计算更是这重中之重。【关键词】步进式；加热炉；设计理念1.加热时间和炉子主要尺寸的计算1.1加热时间计算铜坯的加热时间与铜坯在炉内的放置情况、铜坯的材质及直径（或厚度）有关。此外炉内的温度位差对加热时间的影响则更为显著。考虑到各种加热因素后的铜坯加热加热时间按下式计算τ=Mτ1式中τ1-基本加热时间M-置放系数一般来说越厚的铜坯加热时间越长具体加热所需时间则根据具体工艺规程确定。1.2炉子主要尺寸计算a、有效炉底长度是指炉子总长度中工件在炉内受热的一段长度。由于是端部炉口装料习惯上以炉口外缘为起点。出料采用的是端面出料则以炉内工件的前沿为终点。计入工件间隔后有效炉底长度的经验计算式如下L=（1.10G/K）3[14.25s（b+e）/8.9lfn（1.232-S）]（m）式中K-修正系数；G-要求达到的炉子生产能力（t/h）；s-工件厚度或直径（m）；b-工件宽度（m）；e-工件间的间隔（m）；l-工件长度（m）；f-工件截面积（m2）n-装料列数；8.9-铜坯的密度（t/m3）1.10-考虑到经验公式本身的误差而引起的安全系数。b、炉底宽度工件工件长度l和工件在炉内的列数n决定。工件两端之间和工件端头与侧墙之间的距离取0.2～0.3m如工件特别长则取0.4～0.5m炉底特别长时考虑到工件在运行中的跑偏量炉底宽度应适当加大。c、确定炉膛高度时应考虑以下因素：（1）炉膛对工件的传热能力即炉气能否充满炉膛以保证足够大的辐射层厚度和足够长的气流滞留时间。（2）炉膛热负荷应处于115～290KW/m3范围内。（3）烧嘴喷出的火焰应尽量接近工件但不宜直接喷到工件表面上。（4）加热段内炉气流速为2～5m/s预热段内为5～8m/s。（5）便于对炉膛的维修。2.供热和热耗计算由于此炉的生产能力比较大所以采用三段式加热即预热段、加热段与均热段。接近出料端的为均热段其温度低于加热段而略高于工件的表面温度以期工件表面与中心温差缩小到允许范围。加热段炉膛较高以保证燃料的燃烧空间及增强辐射传热。预热段炉膛较低以增强对流传热。在预热段与加热段的炉顶之间设有一个压下段以减少两段之间温度的相互干扰。为了确定燃料消耗量选取燃烧装置的大小进行以下热平衡计算收入项：1.1燃料化学热Q1：Q1=BQd（kJ/h）B---燃料消耗量=35530BQd---燃料低发热量1.2预热空气带入物理热Q2Q2=（1-K）BL0CK（tk-t0）K---燃料机械不完全燃烧损失率；对于固体燃料K=0.03～0.05；对于气体及液体燃料K=0.01～0.02；L0---单位燃料空气消耗量ck---空气平均比热容tk---进入烧嘴或燃烧室时的空气预热温度t0---预热前空气温度1.3预热燃料带入物理热Q3Q3=（1-K）BCr（tr-t0）（kJ/h）Cr---燃料的平均比热容tk---进入烧嘴或燃烧室时的燃料预热温度t0---预热燃料温度1.4金属氧化热Q4Q4=Gδqy（kJ/h）G---炉子生产能力qy---金属氧化放热δ---金属氧化损失率支出项：2.1金属吸收的有效热Q5Q5=G（J2-J1）（kJ/h）J2---加热终了时金属的比能J1---加热前金属的比能2.2加热辅助件所需热量Q6Q6=G6（J2-J1）（kJ/h）G6---辅助件2.3冷却水带走热量Q7Q7=3.6A7q7（kJ/h）A7---水冷构件冷却面积q7---单位面积热损失水冷构件表面无隔热层时q4≈Cs（TL/100）4Cs---导出辐射系数Cs≈4.07TL---炉温K22.4开启炉门或炉墙开孔的辐射热损失Q8Q8=3.6C0（TL/100）4A8Фψ（kJ/h）C0---黑体辐射系数C0=5.675A8-