当前课程知识点：工业炉窑热工及构造 > 第一章 炉子的一般组成 > 1.2 炉子的一般组成——炉膛 > 1.2 炉子的一般组成——炉膛
下面我们学习一下第二小节 炉膛
炉膛是炉子工作的主要场所
生产工艺是在炉膛内实现的
炉膛一般由炉墙 炉顶和炉底构成
炉膛的形状是各式各样的
有方形的 圆形的 圆柱形的
环形的等形状
大多数炉膛是在高温下工作
要经受炉气 炉尘和炉渣的的侵蚀
炉膛的结构和组成材料
要适应炉子的工作特点
确保其能安全正常的工作
炉子四周的围墙称为炉墙
加热炉一般都采用直立的炉墙
分为侧墙和端墙
炉墙具有一定的厚度
以保证炉墙外表面温度
满足工业炉设计规范的要求
炉墙的厚度可根据传热学知识
进行计算
炉墙有耐高温 抗侵蚀的耐火材料
组成
一般包括耐火层和保温绝热层
保温绝热层外面可设置
4-10mm厚的钢板
以提高炉子强度和气密性
炉墙上根据生产需要
设有炉门 窥视孔 烧嘴孔 测温孔等
为防止耐火材料气体的破坏
炉墙应尽可能避免直接承受载荷
炉门 烧嘴等比较有重量的构件
应支撑在钢结构上
如图所示
为炉墙的典型结构形式
图a是采用耐火砖砌的
侧墙和端墙结构
从左到右依次为钢板
保温轻质砖 耐火砖
图b是采用耐火纤维的
侧墙和端墙结构
从左到右依次为钢板
纤维毯 纤维模块
图c是采用浇注料和可塑料的
侧墙和端墙结构
从左到右依次为钢板 纤维毡
保温轻质砖 浇注料或可塑料
炉子上方的砌体称为炉顶
炉顶是炉子砌体中最薄弱的环节
炉顶是否牢固可靠
对炉子工作有重大的影响
实践表明 炉顶散热损失
约占炉子砌体散热损失的
40%-60%
加强炉顶绝热的意义较大
在炉子设计时必须给予重视
炉顶的形式大致有拱顶 吊挂顶
纤维顶等
拱顶可采用楔形砖砌筑
或不定型耐火材料捣制而成
拱顶的拱角可在60度180度之间
变化
通常采用的有60度 90度 120度
和180度拱顶
如图所示 为拱顶结果的示意图
其中 h为拱顶失高 b为炉膛跨度
r为拱顶半径 θ为拱角
我们一般将拱角为60度的拱顶称为
标准拱顶
60度拱顶的拱顶半径r
等于炉膛跨度b
拱顶失高h等于0.134b
是采用最多的一种拱顶
拱角为180度的拱顶称为半圆拱顶
半圆拱顶的特点是
拱顶的重量不产生水平分力
炉子侧墙不需要用钢结构加固
但是 半圆拱顶的失高大
不利于炉内的气体流动和均匀传热
所以 半圆拱顶多用于埋在地下的
烟道砌筑上
拱顶的砌筑方法有两种
咬砌 也叫错砌 如左图所示
和环砌 如右图所示
错砌结构坚固 整体性好
但炉顶发生损坏后
修复起来较为困难
环砌的施工和维修均较为方便
但容易产生局部脱落的问题
拱顶每环砖的数量和规格
可从工业炉砌筑手册中查得
下面我们分析一下拱顶产生的
水平分力
拱顶的重量w作用在拱角砖上
其产生的水平分力将通过拱角梁
由钢结构承受
如图所示 水平分力的计算式如下
其中 F为拱顶产生的水平分力
w为拱顶砌体重量 θ为拱角
K为温度系数
是考虑高温下砌体膨胀
对水平分力的影响所作的修正
根据炉温的不同 K有不同的取值
如表中所示
可见 炉温越高 K的取值越大
由此我们可知
拱顶产生的水平分力
取决于拱顶重量 拱角大小
和炉膛温度的高低
在进行炉子钢结构强度设计时
必须考虑
钢结构能够承受该水平分力
另外一种常见的炉顶结构形式是
吊挂顶
吊挂顶是由一些特制的异型砖
组成的
异型砖由金属吊杆
单独的或者成组的
吊在炉子钢结构上
吊挂顶相比于拱顶
可不受炉膛跨度的影响
便于局部维修
便于安装炉顶烧嘴
但吊挂顶由于特制的异型砖关系
结构较复杂 造价较高
吊挂顶的结构形式很多
常见的有如图所示三种类型
一种是槽砖吊挂结构
这种吊砖结构和砌筑都比较简单
方便更换
为避免挂砖的结构钢温度过高
砖的上表面不允许铺设绝热层
因此 炉顶散热量较大
第二种是颈吊式吊挂结构
这种结构的每一块吊砖都有一个
金属夹钩和吊杆
由于金属夹钩在砌体外面
故可以在砖的部分表面铺设绝热层
炉顶散热损失较小
但这种结构只适用于
吊挂水平或倾斜角度不大的炉顶
较大倾斜度和转弯处
需要做特殊的处理
最后一种是齿槽式吊挂结构
这种结构的优点是砖与砖之间
相互咬合
整体性和密闭性都很好
缺点是砖形比较复杂
公差要求严格 砌筑难度大
炉顶砖上不易铺设绝热层
散热损失较大
近年来 由于不定型耐火材料的
发展与应用
使用耐火浇注料和耐火可塑料等
直接浇铸捣打的炉顶越来越多
如图所示
浇注料或可塑料是靠锚固砖
吊挂在炉顶的钢结构上
这种炉顶的优点是使用寿命长
便于机械化施工
能适应结构复杂的形状
可铺设绝热层 绝热密闭性较好
这张图显示的是采用
浇注炉顶的环形加热炉的施工过程
炉顶上吊挂的砖即为锚固砖
浇注料施工时需要用模板支撑
浇注定型后再将模板拆除
最后一种炉顶结构形式是采用
耐火纤维毯或纤维模块的炉顶
如图所示
为台车式热处理炉炉衬结构
炉顶是由纤维模块组装而成
纤维模块通过焊接在炉顶钢板的
金属锚固件固定
这种炉顶的优点是施工方便
受损后更换方便 蓄热损失小
它的缺点是耐冲刷能力差
一般来讲
炉温在1200摄氏度以上连续加热炉
炉膛跨度小于4m时
一般采用砌砖拱顶
炉膛跨度在5m以上时
则采用吊挂顶
对于周期式工作的热处理炉
如台车式炉 室式炉多采用纤维炉顶
炉子底部的砌体称为炉底
炉底的供热条件是十分恶劣的
它不仅要承受工件或物料的
碰撞 摩擦等机械负荷
还要受到炉渣和氧化铁皮的
化学侵蚀
以及熔体的渗透等
炉底结构形式 所用材料和厚度
取决于工艺过程 炉子的供热温度
和化学反应性质
如图所示
炉底主要分为抗渣层 重质耐火层
保温绝热层
炉底结构有两种基本形式
固定式炉底和移动式炉底
移动式炉底也称为机械化炉底
固定式炉底中 炉底不可移动
如推钢式加热炉的炉底
被处理的工件或物料等
是靠推钢机等设备在炉底上移动
为了避免物料或工件
对炉底耐火材料直接摩擦
而损坏炉底
一般在炉底上设置有
金属滑轨或水冷管滑道
物料或工件沿着金属滑轨或滑道
进行运行
移动式炉底中 炉底有机械装置带动
可随物料和工件一起移动
如步进式加热炉 转底式加热炉
移动式炉底需要配制复杂的
炉底机械装置
所以它的构造比固定式炉底复杂
造价也比固定式炉底要高
如图所示
炉底砌体排列形式有错缝形
席纹形和人字形
以错缝形的砌体结构形式为主
为防止炉底温度高而破坏耐火材料
炉底可设置架空层以进行通风
同时也可以保护混凝土基础
好 今天的学习内容就是这些
我们下次见
-绪论
--绪论
-绪论作业
-1.1 炉子的一般组成——概述
-1.2 炉子的一般组成——炉膛
-1.3 炉子的一般组成——供热系统
-1.4 炉子的一般组成——排烟系统
-1.5 炉子的一般组成——冷却系统
-1.6 炉子的一般组成——钢结构与基础
-第一章 炉子的一般组成 作业
-2.1 火焰炉内热过程分析——概述
-2.2 火焰炉内热过程分析——炉内气体运动及再循环
-2.3 火焰炉内热过程分析——火焰的基本特征
-2.4 火焰炉内热过程分析——炉内传热
-第二章 火焰炉内热过程分析 作业
-3.1 炉子热平衡及燃料消耗——基本概念
-3.2 炉子热平衡及燃料消耗——区域热平衡和全炉热平衡
-3.3 炉子热平衡及燃料消耗——热量有效利用系数和热量利用系数
--3.3 炉子热平衡及燃料消耗——热量有效利用系数和热量利用系数
-3.4 炉子热平衡及燃料消耗——热平衡的编制
-3.5 炉子热平衡及燃料消耗——燃料变化后燃料消耗量的变化
--3.5 炉子热平衡及燃料消耗——燃料变化后燃料消耗量的变化
-第三章 炉子热平衡及燃料消耗 作业
-4.1 炉子生产率及影响因素——概述
-4.2 炉子生产率及影响因素——热工因素对炉子生产率的影响
--4.2 炉子生产率及影响因素——热工因素对炉子生产率的影响
-4.3 炉子生产率及影响因素——工艺因素对炉子生产率的影响
--4.3 炉子生产率及影响因素——工艺因素对炉子生产率的影响
-第四章 炉子生产率及影响因素 作业
-5.1 炉子热工特性及燃料节约——概述
-5.2 炉子热工特性及燃料节约——第一类工作制度炉子热工特性
--5.2 炉子热工特性及燃料节约——第一类工作制度炉子热工特性
-5.3 炉子热工特性及燃料节约——第二类工作制度炉子热工特性
--5.3 炉子热工特性及燃料节约——第二类工作制度炉子热工特性
-5.4 炉子热工特性及燃料节约——火焰炉节约燃料的途径
-第五章 炉子热工特性及燃料节约 作业
-6.1 金属加热工艺——金属的物理性质和机械性质
-6.2 金属加热工艺——金属加热时的氧化、脱碳、过热与过烧
--6.2 金属加热工艺——金属加热时的氧化、脱碳、过热与过烧
-6.3 金属加热工艺——金属的加热温度、加热速度、加热制度和加热时间
--6.3 金属加热工艺——金属的加热温度、加热速度、加热制度和加热时间
-第六章 金属加热工艺 作业
-7.1 工业炉用燃烧装置——燃烧装置
-7.2 工业炉用燃烧装置——燃烧新技术
-第七章 工业炉用燃烧装置 作业
-8.1 工业炉用热交换装置——认识换热器
-8.2 工业炉用热交换装置——换热器设计计算
-第八章 工业炉用热交换装置 作业
-9.1 加热炉——概述
-9.2.1 加热炉——步进梁式加热炉
-9.2.2 加热炉——步进炉的基本参数设计
-9.2.3 加热炉——环形加热炉
-9.3 加热炉——台车式加热炉
-第九章 加热炉 作业
-10.1 热处理炉——概述
-10.2 热处理炉——周期式热处理炉
-10.3.1 热处理炉——辊底炉
-10.3.2 热处理炉——带钢连续热处理炉
-10.4 可控气氛
-第十章 热处理炉 作业
