10吨熔铝保温炉的设计(毕业论文).doc

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1、10t熔铝保温炉的设计摘要：本文对10t熔铝保温炉进行了设计，熔体温度680780，额定容量10t炉，炉型为固定式反射炉，用天然气作为燃料，热值为35421KJm3，炉膛最高温度1050，液体升温速度为30h。设计主要结果如下：炉子的炉膛尺寸为：长3132mm,宽2913mm，高507mm；炉子的炉体尺寸为：长5509mm，宽5203mm，高3160mm。炉子耐火材料选择如下：炉底耐火材料采用三层结构，内层选用高铝砖，中间层选用浇注料，外层选用轻质保温砖；炉壁耐火材料选择如下：内层跟铝液接触部分采用高铝砖，外层采用浇注料；上部不跟铝液接触部分内层采用耐火粘土砖，外层采用轻质保温砖再加一层硅钙板

2、。炉顶耐火材料采用耐火粘土砖外加一层轻质保温砖。炉子热负荷计算结果如下：炉子总热量消耗为2.43106KJ，烟气带走的热量为9.87105KJ，炉底热损失为1.9105KJ，炉壁热损失为119515KJ，炉顶散热损失为98626KJ。根据炉子的热量损失，选用两个高速调温烧嘴，燃料为天然气。同时对炉门形状以及升降系统进行了设计；通过对炉子的整体受力分析，选用了合适的外部型钢。对排烟系统，预热器进行了选用。使用AutoCAD软件绘制了10t保温炉总图，保温炉钢结构总图，炉门总图。关键词： 保温炉；热负荷；耐火材料；烧嘴The design of 10t heat holding furnaceAb

3、stract：This paper designs 10t melting heat holding preservation furnace, the melting temperature is 680 to 780, Nominal capacity is 10T/furnace, the Furnace type is stationary reverberatory furnace, Using natural gas as fuel, the calorific value is 35421KJm3 , the Furnace high temperature is 1050，th

4、e Liquid heating rate is 30h. Design is the main part of the furnace in molten pool size the length is 3132mm, the breadth is 2913mm, the height is 507mm, the whole size of the furnace isthe length is 5509mm, the breadth is 5203mm, the height is 3160mm. select of the refractory materials is: refract

5、ory materials of furnace bottom is three layers, the inner layer uses alumina bricks; the middle layer uses castable; the external layer uses lightweight insulation brick; select of the furnace wall the refractory materials is: the Inner layer with a contact portion of the liquid aluminum uses high

6、alumina bricks; the outer layer uses castable; the upper part is not in contact with liquid aluminum inner refractory clay brick; the outer layer use lightweight insulation brick and plus a layer of calcium silicate board. The furnace heat load calculation and checking, Consumption of total calories

7、 for the stove 2.43 106KJ, 9.87 105KJ flue to take away the heat, furnace bottom heat loss of 1.9 105KJ furnace wall heat loss 119515KJ, roof heat loss 98626KJ . According to the stoves heat loss, the choice of two high-speed thermostat burner, the fuel gas. The same time, designing the door shape a

8、nd lift system; global Stress Analysis of the furnace, the choice of a suitable external steel. Smoke extraction system, preheater choice. Use AutoCAD software to draw a 10t holding furnace diagram, map, holding furnace steel door total. Key words: heat holding furnace; heat load; refractory; burner

9、目录1前言11.1先进保温炉简述21.1.1 炉体结构21.1.2感应器31.1.3 漏炉报警装置31.1.4冷却系统41.2保温炉的主要组成部分及作用41.2.1炉体41.2.2燃烧系统51.2.3 排烟系统51.2.4炉子的外部钢结构51.2.5预热器61.2.6炉子的控制系统61.2.7炉门的设计71.3 设计的主要内容71.3.1 炉子尺寸的确定71.3.2 炉衬材料的选用71.3.3 炉子热负荷计算71.3.4 炉子烧嘴的选用81.3.5 炉门升降系统设计81.3.6 炉体外部结构的设计82 设计的要求及目的92.1 厂方要求92.2 设计目标93 设计分析计算103.1 熔铝保温炉

10、炉膛尺寸计算103.2 砌体设计103.2.1 炉底耐火材料133.2.2 炉壁耐火材料133.2.3 炉顶耐火材料154.炉子部件选择234.1烧嘴的选择235.烟囱的设计275.1 排烟方式275.1.1 机械排烟275.1.2 烟囱的尺寸276 炉门烟罩的设计297 炉门升降系统的设计307.1 炉门大小的设计307.2炉门升降系统设计327.2.1 钢材重量的计算328 炉体外部钢结构的设计348.1 炉体钢板的选用348.2 外部型钢的选择348.2.1 底部型钢的选择348.2.2 墙壁型钢的选择358.2.3 炉顶拉杆的确定359 预热器369.1 预热器的分类选型369.2 预

11、热器的工作原理3610 熔铝保温炉烟尘的治理3711结论38致谢39参考文献40附录一:总图41附录二:钢结构总图42附录三:炉门总图4339 10t熔铝保温炉的设计 1前言 铝作为金属再生资源之一，在国民经济中有着举足重轻的地位。自八十年代以来，我国冶金技术不断发展。在消化引进国外先进冶金技术上, 在金属熔炼过程中使用了点火保温炉，感应保温炉，电气熔铝保温炉等多种形式的保温炉，并对保温炉结构进行了较大改进。使国内钢铁企业烧结质量不断提高,能耗不断降低。目前，国内外较先进的保温炉，所使用煤气热值都较高，焦炉煤气占相当大的比例。使保温质量差，能耗高。图1.1为泰州职业技术学院机电工程系研制电气熔

12、铝保温炉的炉体总体结构设计1。1- 旋臂 2- 保温盖 3- 熔液控制热电偶 4- 压盖 5- 炉盖 6- 坩锅 7- 电热带 8- 轻质保温砖 9- 炉底保温层 10- 耐火柱 11- 电线接口保护盖 12- 超温热电偶 13- 漏汤出口 14- 硅酸铝纤维毡15- 支座 16- 炉盖固定钩 17- 起重吊耳图1.1 保温炉图1.1为300kg电气熔铝保温炉的炉体总装图。壳体采用厚8mm的钢板焊成, 炉身高980mm,外径为1320mm,上下内表面各加焊一根宽100mm的箍，以增强其刚度。炉底外焊有80mm高的槽钢框架构成炉脚，既可增强炉底的刚度，又能减少炉底向地面的传热。炉盖厚120mm，

13、用固定钩螺栓与炉身相连。炉身四周焊有三只起重吊耳，以便起吊运输。炉身上侧焊有支座，支座中的转轴与旋臂相连。保温盖挂在旋臂下，保温盖由5mm的钢板焊成，盖内装满硅酸铝纤维毡并用螺栓和垫圈固定。熔铝时将保温盖置于炉盖上的开口处，舀取熔液时通过把手和杠杆机构将其与旋臂一起转开。炉侧电线接口保护盖由厚2mm的钢板与钢丝网焊成, 电源线由此引入与10mm的不锈钢接线柱相连, 每根接线柱分别利用陶瓷管穿入炉壳与电热带相连。炉侧距底面100mm处开有140 mm100mm的斜向漏液出口, 可清除意外漏液，正常使用时用保温砖堵住，并用螺栓及盖板封好。铝熔液温度控制在760左右，膛温度控制在900左右。由于舀熔

14、液时坩锅处于敞开状态,因而由幅射和对流引起的换热损失较大，加上熔炉壳体表面的换热损失，该炉热效率约为60%左右,确定炉功率为40 kW。而保温材料及保温层厚度则根据900的炉膛温度,并按炉壳表面温度低于60的要求设计。其中炉墙耐火保温层分为二层,内层由厚113mm的RQN-0.8轻质耐火砖8砌成1050mm970mm的圆筒，外层由密度为160kg/m3的普通硅酸铝纤维毡充填在园筒与炉壳之间。耐火砖圆筒内安放了3组6层耐热钢钩，钩上挂有三根绕成U形的电热带,电热带材料选用0Cr25Al5,规格为1.5mm20mm。按单位表面积允许功率W为20kW/m2计算，每根电热带长15.5m。石墨坩锅BX4

15、01放置在炉底中央320mm 300mm的耐火柱上。耐火柱由重质高铝耐火材料烧成, 其密度=2300kg/m3,下垫10mm厚的硅酸铝纤维毡。炉盖内装满硅酸铝纤维毡。压盖中间开有580mm 的孔，用螺栓固定在炉盖上。压盖利用硅酸铝纤维毡既能将坩锅压稳，又能防止熔液溅至炉膛。熔液控制热电偶置于压盖上方,其反馈信号是控制加热电功率的主信号。炉底保温层厚230mm, 由二层RQN-0.6轻质耐火粘土砖交错砌成。1.1 先进保温炉简述保温炉的功能是对上炉熔化后的铝水沉渣镇静作用，来提高铝水的纯度，同时加热至铸锭温度为下步铸锭准备。无心感应炉的基本原理可以用电磁感应定律和焦耳-楞次定律来描述5。根据无心炉的基本结构可知，感应器产生的磁通除通过炉料金属外，仍有部分磁通在炉体外闭合，若炉壳是一个闭合环路，则势必在该环路内产生感应电流而发热，因而国内无心感应