gKM加甩+cPkm（1-£g）[£M+甩（1一£m）]
_2a43X0・281X0・8X[l+0・439X（l-0・281）]
0・281+0・439X（1-0・281）X[0・8+0・281X（l-0・8）]
=10.96KJ/（m2.h.K4）
加预界面处：
1096+992
CgKM加预=•2'=10你/昭h.曾）
4.2金属加热计算-
金屈加热计算是连续加热炉全部热工计算的核心。
推钢式二段连续加热炉内金屈加热计算，按照加热段实底段、加热段分别进行计算。
金属在加热段实底段上的加热时间,根据实底段的长度來确定。
根据实际资料，大多数连续加热炉实底段的长度变化范围在
2.5〜5mZ间。
金屈在加热段和预热段的加热时间（双面加热），根据金属在每段内的热熔增量（Ai）及传向金屈的平均热流（qQ，按照公式
spAi
’硕h
來确定，式中q均一某时间或某区域通过金属表面的平均热流密度；KJ/（m2.h）o
欲求得技术在隔断的热焙增量与半均热流，须先确定每段始端和末端的炉气温度及金属温度。
首先将这二段连续式加热炉用四个界面分成三个区段，即：
金属入炉处（炉尾）为0界面；预热段终了、加热段开始处为1界面；加热段双面加热终了向实底床（单面加热）过度处为2界而；加热段终了金属出炉处（侧出料炉门中心处或端出料下滑坡与炉内滑道交点处）为3界而。
贝9：
0—1为预热段，1-2为加热段双而加热部分，2-3为加热段
实底床（单面加热）部分。
计算顺斥为界面3、2、1、0。
421计算3界面处金属加热有关参数
金屈表而温度t农终=1250-C：
金屈断面温差设为At^=35°C；
1）、计算金屈断面平均温度
因为该处为单而加热，所以金属断面平均温度指的是上、下表而之间的平均值。
可以按照双面对称加热近似计算，按照公式得:
<3均=t农终—0.7At仪=1250—0.7X35=1226°C
2）、计算金属上表而热流
按照公式
2入3.At终q表厂
式中入3=29.5X3.6=106kJ/（m2.h.°C）；
△t终=35°C；
2S=0-09m；
所以:
2X106X35r
q表厂—丽—=82600KJ/（m2.h）
3）计算加热段炉气温度
由公式te=100X^上仝+（空）4-273°CgJCgKM100丿
可得：
tg3=100Xf—V-273
®JCgKMto5/
=1301°C
由于计算结果与假设加热段炉气温度13OPC相等，所以不必重新假定与计算，故取
tg3=i3orCo
4.2.2计算2界面处金属加热有关参数
此时设炉气温度tg2-tg3-1301。
：
1）.计算2界面处金属表而温度U,=t.-一
榕g2aras
0（-Z-,—22
2）式中Jt农2和tg2已知，求傅里叶准数
按经验L=4.0m.则
Ljn.2S.Lp.n4,0x0.09x2.4x7360x1
T床=p==0.31h
0.021x0.31
—=3.21
0.045'
ar
Fr
计算r,根据公式
22000
L・2S・L・p・n
T=P
得给热系数：
0=盘=禽智=16泅/（昭"0
as_16260.04^合
7106•
2）、计算金丿憾表面热流q?
{2
q才c』（苦）7需门
gx［（竺g.（竺刊］
100100
=216966kJ/（nr-h）
3）、计算金属断面温差
设.均=1125C,査表得：
入=105kJ/m2h°C
q龙S216966x0-045
==46^C
2兄2X105
4）、计算金属中心温度和平均温度：
A上2=
中2=42・小2=1155-46=1109C，i^=t^2-0.7At2=1155-0.7x46=1123Y
注：
计算结果与假设t岛=1125C相差很小，所以不必重新设定和计算，故取
t2沟=1123C.
5）、金厲在加热段和预热段的热焙增量:
根据t2均=1123C,査表算得：
Cp=0・6908kJ/（kg・oC）
Ai2=2Xcp=1123X0,6908=776kJ/kg
423计算1界面处金属加热有关参数
1）、计算炉膛热最利用系数：
预热助燃空气和天然气，査表得，当t空=300比时，C空=1.296kJ/（Nm3/C）
当T废膛=650T时，天然气燃烧后的燃烧产物比热容C废膛=1.463kJ/（Nm3.T）
Q低=33500・3KJ/Nm3:
实际空气需要最：
L„=g.SlNmVNm^；燃烧产物生成量:
Vn=ll.lSNmVNm^
燃烧产物重度：
P烟=I・22kg/Nm3则:
”_Qift+—c空切+C燃t燃-•'nCf龙忡t唆肿V4=
335003+9.81x1.296x300+20x1.41-1L15X1.463x650
33500.3+9.81x1,296x300+20x1.41
=0.71
2）、计算加热段热最利用系数
计算公式为:
_Q｛氐+—C彳t窃+C燃t廳加Q低+—C空如
其中.加热段流入预热段的废气温度t“=1301・C,査表1・5得，当t,2=i3orc时.
则:
33500+9・81xl・296x300+20xL41
33500+9.81X1.296x300+20x1.41-11・15x1301x1.588〃4加=
=039
3）、计算金屈在预热段的热焙增量
公式为：
&厂叫（1-絆）+¥
〃4F
加热段向预热段辐射的热量：
Qtt=qmF
取q«=400000KJ/（m2.h）,FQB（H和上一2S）=2.9X（0.9-0.09）=2・349m2
Q«=400000X2.349=939600kj/h
式中：
M总为金®在炉膛中的总热熔增暈:
△i总=切一［始=t為Cp-0=1226X0.6824・0=837kJ/kg
039,939600.”
△ifft=837x（l）+=419kJ/kg
0.7122000
4）、计算金屈平均温度
i5titij=690*C
査表得Cp=0.6072kJ/（kg-*C）.则：
△t用419•
t.=—==690C
凶Cp0.6072
注：
计算值与设定值几乎相«,因此不必重新设定和计算
1）、计算金屈表面热流q私
T3嘗利用公式：
q获产C跡剧（盘）J（—
式中：
加热段和预热段平均导来辐射系数：
C旳伽侦=10・44kJ/（n?
hK*）
加热段炉'（温度：
切=伞=&3=13019
加热段始端金W平均温度：
t旳=704r,透热深度S=0・045,
人=2&7W/（ink）=104kJ/（m-h•C）则
1301973（704+273）+°Wq私
q衣严10如［（罟評）J（门kJ/（mIh）
对上式采用顺序渐近法求解:
首先令將=°'得g®674kJ/Eh）则:
船=79带回上式重新计算q=510972kJ/（m\h）
不断重复以上步骤•得到如下结果储=74,需重新计算
代入的q513412kJ/（m\h）
所以无需重新带入，取=513412kJ/（nr-h）°
2）、计算金属断面温差
査表得：
2=104kJ/m-'h-*C
3）、计算金屈表面温度t农1：
4）、计算金属中心温度
中1=tgi—At|=764—111=653C
5）、检验金属热焙值
t］均=690。
：
Cp=0・6072kJ/（kgoC）
所以，i预=690x0.6072=419kJ/kg。
4.2.4计算0界面处金属加热有关参数
已知t废禅=650^Ct金属表而温度1表0=1屮0=1始=20。
：
计算金属表而热流q农0
C_厂"T訓椁、4/T农0、4
q农。
=c昨泌（阪■）-（而）
）j20+273
100100
=230000kJ/（m--h）
4.2.5计算各段平均热流
1预热段平均热流
血=Jq^q^i=7230000x513412=343635灯/（0?
小）
2双而加热段平均热流
q加期
4.2.6计算各段金属加热时间
1预热段金属加热时间
Spli"0.045x7628x419―
===0・42n
kg復均
法1x343635
2加热段（双而加热段）金属加热时间
金屈在加热段的热熔增最:
△iMi=i加一i侦=837-419=418kJ/kg
旦=0.045x7628x418=04山
加均
1x352942
3加热段实底床上金履加热时间
前面已经计算过抵=0・31h
4炉内金W总加热时间
孑总=r預+rM+r切=0.42+0.41+031=L14h
5单位加热时间
8加15^=0.127h/cxn=7.6min/cm
符合有关手册上连续式加热炉单位加热时间的要求。
4.3炉子主要尺寸确定
4.3.1炉子长度计算
①有效炉长
22000xL14x90
P・Lbc
Ly=X-=xl=14767uiu
人11gb1x（7863X0.09x0.09x24）
b：
料坯宽度，mmg：
料坯单重，kg/块
2预热段长度
S=•主=14767X=5440imi奴%1-14
3加热段双面加热部分长度
Sw=5•工=14767X鬻=5311mm
4加热段单面加热部分（实底床）长度
031
=14767X=4016111111
1J4
为了施工方便，上述尺寸必须满足砖尺寸的倍数关系。
为此可作出适当调整。
43.2炉门数量及尺寸
1进料炉门炉门宽度B进：
对连续式加热炉通常釆取端进料方式。
所以其宽度等于炉膛内宽度B,即等于2900inni；
炉门高度H进:
取2-3倍的料坯厚度，本设计，进料炉门高度H进取2.5倍料坯厚度为225mm0出料炉门
本设计为侧出料，炉门宽度B岀定为464皿（摆放3块料坯）：
炉门高度H岀通常为3-4倍的料坯厚度。
本设计去SOOmrno出料炉门数量：
2个（两侧齐一个）。
3操作炉门本题设计4个操作炉门，两侧各两个，具体尺寸464（宽）X45O（高）。
人孔下沿为车间地平面以上lOO-lSOmm,其结构一般为180。
拱顶，尺寸为580（宽）X
（800-1000）（髙）mm。
1fcl47?
7
Ihflll,
4fii^s^ii54nn
f
JQn
uua
>
■
X,
4.3.3炉体结构尺寸简图
SJ
O
D
<3
If
图4.1炉体结构尺寸简图
4.3.4炉子结构和操作參数
①有效炉底面积
F?
t=L效•B=14・767X2・9=42・82m2
2钢圧炉底面积
Fw=Ltt'LM=14.767X2.4=35.44m-
3炉底利用系数
“钊=摯=083F效42.82
4有效炉底强度
5钢压炉底强度
吋亶=鍔=62“如h）
炉子热平衡是分析和评价炉子的热工工作和炉子设计时的热工指标先进与否的重要依据之一。
通过炉子热平衡可以算出炉子燃料消耗ft.燃料有效利用率以及热帚消耗的
基准温度为千间内环境平均温度，设t坏=i（rc。
6.1炉膛热收入Q入
6.1.1炉料燃烧化学热Q«
设炉膛燃料消耗量为B（Nu?
/h）,则
Q«=BQ<=33500BkJ/h
6.1.2预热空气进入炉膛物理热Q空
査表，ts=300'C时，5=1.296kJ/（Nm^-'C）
tH=10匸时・c耳=L296kJ/（Nn?
-"C）
Q空=BLn（c空"一c耳t坏）=9・81XE（1.296X300-1.296X10）
=3687BkJ/h
6.1.3金属氧化放热Q放
Qtt=5588XPXa=5588X22000X0・015=l・84X106kJ/h
a-铁在炉中的氧化烧损率，kgkg,取0.015；
5588-1r克铁氧化放热量，kJ/kg；P-生产率，kg/h。
所以，Q\=Q«+Qs++Qtt
=335OOB+3687B+L84X1（/
=371873+l-84X10*®kJ/h
6.2炉膛热支出Q岀
6.2.1加热金属带岀的物理热Q产
査表，t产=1226"C时，c.=0・6824kJ/（kg・°C）：
t«=2（rC时，C料=0.4773kJ/（kg-r）：
所以，Qr"=P（C产t产•€料t料）
=22000X（0.6824X1226-0.477X20）
=18.196X10*^kJ/h
622岀炉膛废气带岀的物理热损失
=EX11.15X（1.463X650-1.379X10）=10449BkJ/h
6.2.3炉底水管冷却水带岀的物理热损失Q*
Q/Q^+Qu；
设纵水管和支撑水管冷却水温度均为:
入口温度t水入=40C
出口温度t水川=60C
管壁温度t平均=（40+60）/2+50=100C
C^=CgjQ[jjj=
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