硅碳棒電阻爐的設計細則
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3.腔室和連續爐的典型設計
爐子通常是產品質量所依賴的最后一次再分配，因此對爐子施加以下要求：
1.足夠的熱功率，為待燒制產品的所有物理和化學轉化提供必要的溫度條件。
2.爐子的設計應確保最有效地燃燒供應的燃料，高熱利用系數和最小的燃料消耗。
3.高質量產品的高比生產率。
4.易于維護，監控和調節點火過程，能夠快速從初級燃料切換到備用燃料。
根據操作原理，有定期和連續的爐子。
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3.1。箱式爐
箱式爐屬于間歇爐。產品的裝載，燒制，冷卻和卸載在爐子的一個工作空間中順序進行。在圖中 圖3.1顯示了轉向架爐腔爐。滾出式爐膛的存在允許在工作室外裝載和卸載產品。
新型高效絕緣材料的創造使得能夠創建具有更薄襯里的腔室爐。在圖中 圖3.2顯示了使用纖維絕緣材料的腔室爐。
箱式爐設計簡單，可根據任何個別模式燒制產品。有許多不同設計和尺寸的箱式爐，可以使用液體和氣體燃料，也可以使用電加熱。
間歇式爐的缺點是生產率相對較低，裝卸產品時的物理勞動力較大，燒制產品的燃料消耗較高，因為磚石（10-20％）和廢氣（35-40％）吸收了大量的熱量。 ）。
圖。3.1。帶爐膛的爐膛爐：
1 - 小車; 2 - 工作室; 3 - 燃燒器;
4 - 熱風管道; 5 - 配電網;
6 - 在手推車下格子化; 7 - 用于除去氣體的窗戶;
8 - 立管; 9 - 煙道; 10 - 門
圖。3.2。帶有纖維材料襯里的熱爐：
a）懸掛扁平拱; b）拱拱
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3.2。饋通爐
連續式爐（連續式）比間歇式爐具有更大的優勢：更低的燃料消耗率，高生產率和更好的工作條件。
廣泛的隧道窯。隧道窯的示意圖如圖1所示。3.3。根據爐子中的過程，隧道的整個長度可以分成不同的區域。通常有四種：干燥，加熱，燒制和冷卻。爐子的每個區域都有自己的設計特征和溫度條件，一定長度取決于燃燒產品的類型。
圖。3.3。隧道窯的示意圖。
1 - 排煙器; 2 - 引導通道;
3 - 用于向加熱區供應熱空氣的窗戶;
4 - 用于向噴射器供應壓縮空氣的窗口;
5 - 熱空氣排放的收集器;
6 - 燃料供應窗;
7-用于向干燥器供應熱空氣的管道。
干燥區可以作為獨立的干燥器運行，其具有單獨的供應和去除干燥劑，或者作為加熱區的一部分，在隧道的壁中具有排煙通道。
加熱區從干燥器開始，并在與燒制區的邊界處結束。加熱區的主要目的是將產品均勻加熱到與燒制時間表相對應的溫度。
在位于爐子中間的燒制區域中，保持了完成產品中物理化學過程所需的最高溫度。燃燒燃料所需的空氣直接通過隧道從冷卻區（二次空氣）供應。燃燒產物沿著爐道移動，朝向帶有產品的手推車的運動，并逐漸冷卻，將熱量傳遞給產品。
產品加熱的均勻性取決于爐道的燃燒產物的填充，通過裝料橫截面的均勻性和速度。
冷卻區用于將煅燒產物冷卻至確保離開爐子時產品完整性的溫度。在冷卻區中，回收從加熱產物中獲得的熱量。
隧道窯的設計取決于要燒制的產品類型。
爐膛高度小，工作通道寬度大，爐膛平坦（懸掛），可以更好地利用爐膛體積。具有高工作空間的爐具有拱形拱形。通常，爐子在燒制區域中具有拱形或平面懸掛的拱形，并且在加熱和冷卻區域中具有平拱。在圖中 3.4顯示了具有各種拱形設計的隧道窯。
圖。3.4。隧道窯的設計：
a）平懸拱; b）拱形拱; 在）ploskorasporny組的
圖。3.5。環形
隧道窯的逐段截面：
a干燥; b）燒制
為了密封隧道爐的爐道，使用沙子或液壓鎖。將冷空氣減少到工作通道的最小吸力可以提供環形隧道爐的設計（圖3.5）。該爐具有水平環形通道，其具有用于干燥，加熱，保持和冷卻的部分。隧道安裝在支撐框架上。隧道內是一個旋轉下。爐子的低電荷和密封性確保了高質量和均勻的燒制。這種爐子的一個優點是合理利用空間。所有牽伸裝置都可以放在爐子的中心。
在燃燒區獲得所述溫度的可能性大于1900 0 C提供結構雙穹頂爐（圖3.6）。
圖。3.6。雙拱隧道窯：
a）縱截面; b）橫截面
隧道窯具有加熱區1，燒制區2和冷卻區3。里面的隧道設置小車4與物品堆5。隧道在擊發區域中具有上部6和下部7拱頂，形成水平拱形通道8。帶有裝置11的燃燒器10的
燃燒器石9安裝在上拱形結構中用于調節燃燒器和閥12的噴嘴的輸出部分，用于調節氣體的流量。在下拱形部分中有一個開口13，用于從冷卻區供應熱空氣。下拱包含呈燃燒器石頭14形式的注入裝置，其具有與燃燒器10同軸定位的孔15。為了擴大溫度控制范圍并增加襯里阻力，這種隧道爐配備了一個調節熱空氣供應的裝置（圖3.7，b）
）。在爐壁彼此相等的距離處，存在垂直通道，其具有連接到水平拱形通道的調節裝置和用于泵送冷空氣的裝置。
通過調節通過開口進入水平拱形通道的熱空氣的供應和通過垂直通道進入該通道的冷空氣，可以在很寬的溫度范圍和進入燃燒的空氣總量的范圍內實現調節。
圖。3.7。隧道爐，帶有
調節熱空氣供應的裝置：
a）縱截面; b）橫截面
隧道窯的這種設計的優點是能夠建立具有沿窯長度的復雜溫度分布的各種溫度條件。
上面描述的所有隧道窯都是定期推動手推車的窯爐，這會導致產品的不均勻點火。
在東方耐火材料研究所開發的隧道窯設計采用連續小車運動（圖3.8），由于手推車的不斷推進以及短而長的火焰拱形拱頂的可用性，確保了爐道截面上的均勻溫度分布。
隧道窯具有兩個平行的窯道1和8其中在給定模式下加熱，燒制和冷卻產品。通道由壁2隔開并且具有共同的基座3。通道由拱4阻擋，拱4基于分隔壁和外壁5。在通道內部有軌道6，帶有產品7和8的手推車11沿著軌道6運輸。在每個通道的類似端面的前面，以恒定的移動速度安裝推動器9和10。
與建造兩個相同容量的窯的資本成本相比，建造雙通道隧道窯的資本成本降低了約30％。
除了直通隧道窯爐包括輥和輸送烤箱。
的特征直接加熱的爐的輸送帶（圖3.9）是扁平懸吊屋頂，這提高了爐的空氣動力學狀況，降低了爐的工作通道的溫度差，降低了燃料消耗的存在。使用六個注射燃燒器加熱爐子。熱效率為24-26％。直接輸送爐的燃油消耗率幾乎低了兩倍
在輸送機馬弗爐中。輥式爐
的方案如圖1所示。3.10。在結構上，爐子通道以狹縫的形式制成，在整個長度上具有金剛砂板的馬弗爐。安裝在不銹鋼托盤上的產品以0.063米/分鐘的速度移動。爐子配有16個噴射燃燒器，燃燒產物的方向在馬弗爐下面。圖。3.8。雙通道隧道窯，連續移動手推車：a）縱截面; b）橫截面; c）燃料供應方案（G - 燃燒器裝置）圖。3.9。直接加熱輸送爐的示意圖：1 - 輸送機的金屬帶; 2
- 工作渠道; 3 - 輥; 4 - 工字梁; 5 - 拱;
6 - 隔熱; 7 - 爐下; 8 - 用于選擇水蒸氣的盒子; 9 - 張力站; 10 - 車站;
11 - 金屬煙囪
圖 3.10。輥式爐的方案：
1 - 框架; 2 - 驅動下輥道; 3和7 - 輥; 4 - 用于選擇水蒸氣的盒子; 5 - 箱體選擇爐氣;
6 - 選擇熱空氣的收集者; 8 - 輸送機返回托盤; 9 - 基礎; 10 - 燃燒器
圖 3.11。爐POK的方案：
1 - 用于選擇煙氣的管道; 2 - 燃燒器; 3 -熱引氣歧管
的工作通道爐SSV（用于NIIF的燒結輸送機高速結構的爐子）以狹縫狀隧道的形式制造，燒制產品安裝在該隧道上，安裝在輸送機的支撐臺上。工作臺的工作面是由耐熱合金X20H80制成的網格。根據爐子中的工作臺數量，可以區分單排（POK I）和雙排（POK II）爐。Pok型爐具有相同的類型，僅在尺寸和加熱系統方面不同。POK爐的方案如圖1所示。3.11。所有POK爐都配有安裝在屋頂上的腔式熱發生器。它設計用于生產泵入干燥區的高溫冷卻劑。爐子配有20個GNP-1燃燒器。對于煅燒產品的密集和均勻冷卻，有一個來自排放和抽吸箱的裝置，
通用爐是NIIF開發的隧道模塊化爐。這種熔爐的一個特點是它由具有預期用途的單獨模塊組裝（燒制，加熱和冷卻模塊）。因此，可以組裝具有各種熱工和技術特征的爐子（爐子的長度;加熱，燒制和冷卻區域的長度;最終保持溫度）。對于爐子的建造不需要建造地基。在運行過程中，爐子（模塊）的任何部分都可以快速更換或修理。爐襯由高效耐火和隔熱材料（包括纖維）制成。
加熱和冷卻模塊在結構上的不同之處僅在于在加熱區中存在用于煙道氣提取的裝置，以及用于在冷卻區中供應冷空氣的裝置。擊發區模塊配備有燃燒器裝置。在圖中 3.12顯示了通用模塊化隧道窯的點火模塊（“ a ”）和加熱（冷卻）模塊（“ b ”）。
這種類型的隧道窯不僅可以降低施工期間的資金成本，而且還可以在沒有顯著的生產現代化成本的情況下，必要時改變燃燒產品的種類。
熱單元的效率在很大程度上取決于燃料燃燒裝置的設計。燃燒器和噴嘴的設計取決于爐子的類型和熱處理過程中要解決的技術問題，生產率，安全要求等
。3.12。通用模塊化隧道窯：
a）燒結區; b）加熱（冷卻）區域
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3.3。燃料燃燒設備
在用液體燃料加熱的爐子中，使用低壓，中壓和高壓噴嘴。在低壓噴嘴中，風扇空氣通常用作3-8kPa壓力的噴霧器。通過噴嘴供應的空氣量是燃燒所需量的70-100％。高壓噴嘴用于高性能和高溫加熱空氣。
低壓和高壓噴嘴的示意圖如圖2所示。3.13。
在圖中 3.14顯示了低壓噴嘴“Stalproekt”的設計。噴嘴前的燃油最佳壓力為101-151.5 kPa，最小允許壓力為50.5 kPa。噴霧風扇的空氣被加熱到573K的溫度。由于燃料油的分解和噴嘴的堵塞，加熱是不可接受的。由于燃油噴嘴的運動，燃油的消耗可以變化40-50％而不會降低噴涂。噴嘴產生長（2-2.5米）的窄幅火焰，而且，為了實現完全燃燒，空氣流量系數為a = 1.2。Stalproekt燃燒器的主要尺寸和性能見表。3.1。
圖。3.13。低壓（a）
和高壓（b）壓力噴嘴：
1 - 燃油噴嘴; 2 - 噴嘴體;
3 - 排出燃油的塞子;
4 - 攪拌機; 5 - 漩渦;
6 - 控制閥;
7 - 用于通風的塞子
表3.1 ^
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圖。3.14。低壓噴嘴“Stalproekt”：
1 - 庫存; 2 - 燃油噴嘴; 3 - 輸出噴嘴;
4 - 停止螺絲
在高壓噴嘴中，壓縮機空氣或蒸汽用作燃料霧化器。在結構上，噴射蒸汽或壓縮空氣時的高壓噴嘴實際上沒有區別。由于長的窄火焰，高壓噴嘴在處理爐中的用途有限。在加工爐中的許多高壓噴嘴設計中，建議使用FC-1短火焰噴嘴（圖3.15）。在短火焰噴嘴中，噴射介質（蒸汽或壓縮空氣）以75-90°的角度切向地供應到燃料射流的側表面，從而實現燃料油的高度霧化。
圖。3.15。高壓短焰噴嘴ФК-1：
1 - 鑄造體; 2- 燃油噴嘴
如果需要在一層材料中燃燒燃料，高壓氣動噴嘴已經證明了自己（圖3.16）。燃料油在98kPa的壓力下進入中心管。為了噴涂，在0.3MPa的壓力下供應壓縮空氣（0.2-0.3m 3 / kg）。噴嘴頭設計提供良好的燃料霧化和穿透材料層的尖銳火焰。
通過在反噴射氣化器中燃燒燃料油獲得高混合效率和燃燒穩定性（圖3.17）。風扇空氣通過高速逆流射流引入，這增加了燃油的霧化程度并消除了它進入管道的可能性。最大室負荷為0.6-0.7千克/（s·m 3）。
在用氣體燃料加熱的爐子中，主要使用注入的兩線和三線燃燒器。
圖。3.16。高壓氣動噴嘴：
1 - 供給燃油的中心管; ^ - 壓縮空氣的環形通道;
3 - 管風扇空氣;
4 - 環形噴嘴; 5 - 輸出燃油孔;
我 - 噴嘴頭
注射燃燒器由于空氣泄漏而提供氣體燃燒。這種燃燒器的一個優點是即使在燃燒室中有輕微的壓力，它們也能夠在沒有風扇噴射的情況下運行。當改變其生產率時，噴射燃燒器以足夠的精度保持氣體 - 空氣比的恒定性，這極大地簡化了燃燒過程的自動和手動控制。IGK-1-6中壓噴射燃燒器（圖3.18）安裝在真空或低壓下運行的爐子中。由于氣體噴射的噴射作用而進入燃燒的空氣確保了氣體與空氣的完全混合。最大火力7.74千瓦，9.6米標稱流速3/ h，標稱氣壓66.5 kPa，空氣流量系數1.02，割炬長116 mm，燃氣消耗工作范圍3.4-9.6 m 3 / h，氣壓8.5-66， 5千帕。
圖。3.17。防噴氣化爐：
1 - 高壓噴嘴;
2 - 用于點燃燃油的艙口蓋
圖。3.18。
中壓IGK-1-6 注射燃燒器：
1 - 穩定劑; 2 - 攪拌機; 3 - 噴嘴
在兩級噴射燃燒器Soyuzteplostroy（圖1.3.19）中，一次空氣從大氣中吸入第一個噴嘴。燃燒所需的剩余空氣量通過第二噴嘴吸入。進氣通道的兩個部分都是可調節的。
如果需要調節爐體積中的氣體環境，則廣泛使用具有廣泛的一次空氣流量控制范圍的雙線燃燒器。
在雙線式燃氣燃燒器中提供了旋流氣流的中心氣體供應（圖3.20，b）。已經開發出標稱氣體流速為8.7至135.8 m 3 / h的標準系列燃燒器。
燃燒器設計用于兩種類型的噴嘴頭：用于燃料的短火焰和長焰燃燒。目前，燃燒器已停止批量生產，但是沒有相應的燃燒器更換具有這種能力。
在圖中 3.20，a和c顯示了雙線式燃燒器的設計：多噴嘴和耐火材料研究所，其工作原理與GNP燃燒器相同。
注射和雙線燃燒器的缺點之一是在操作期間不能控制火焰的長度而不改變氣體 - 空氣比。
已經開發了許多具有可調節長度并且有時具有可調節的火炬發射率的燃燒器。
在圖中 3.21，和顯示的是由SredNIIGaz開發的渦旋可逆火炬VRG。燃燒器由噴嘴，殼體和控制單元組成。葉片旋渦軸向安裝在燃燒器中，其葉片同時在鉸接腿上沿正確方向旋轉。該燃燒器具有寬范圍，平滑且易于調節火炬的寬度和長度。燃燒器在19.6-294kPa的氣壓下運行。
由于流速和氣體射流湍流程度的變化，火炬長度和角度可調的GEC火炬如圖1所示。3.21，b。
圖。3.19。兩級噴射燃燒器：
1 - 氣嘴; 2 - 進氣口可調節通道
圖 3.20。雙線燃燒器：
a）多噴嘴; b）國民生產總值;
在）耐火材料研究所
圖。3.21。具有可調節割炬長度的手電筒：
a）VRG的渦旋可逆手電筒; b）中央加熱站的燃燒器;
1 - 漩渦; 2 - 葉片的鉸接腿; 3環; 漩渦的
4秒腿; 5 - 環的鍵投影;
6 - 油門; 7 - 油門和旋流牽引;
8 - 調節螺絲; 9 - 帶旋渦的節流閥;
10 - 噴嘴; 11 - 推力; 12 - 外殼
GRC和GDG可調節燃燒器的技術特性如下：
SRC | GDG | |
燃燒器前的氣體壓力，kPa 常規氣體流量，m / s 燃燒器的液壓阻力，kPa 火炬功率，kN·m / s | 125-65 370-220 50 93 | 185-85 530-370 10 190 |
在圖中 3.22提出了一種具有出口橫截面的燃燒器，其形式為環形拉瓦爾噴嘴，可以增加割炬的密度和發光。該燃燒器的一個特征是設計簡單，具有高技術和經濟指標。
圖。3.22。氣體燃燒器與外圍環形拉瓦爾噴嘴：
1，2 -管; 3，4 -中心和周邊通道;
5，6 -自主氣體入口; 7 - 環形拉瓦爾噴嘴;
8 - 錐形噴嘴; 9 - 漩渦;
10 - 12 - 用于調節氣體流量的閥門（水龍頭）
在爐子工作空間中大部分氣體燃料的漂移流和燃燒的條件下，三線式燃燒器提供焊炬長度的調節。
在具有可調節割炬長度的三線式燃燒器中（圖3.23），空氣由一個噴嘴供應，其重新分配使用調節錐進行。空氣通過中心管和外部環形空間供應到燃燒器。調節錐允許您阻塞中心管，從而改變通過中央和外圍通道供應的空氣比。當使用
= 34 75235 589 kJ / m 3的天然氣時，燃燒器在3-26.6 m 3 / h的氣體流速和100-2500 Pa的燃燒器前面的氣體壓力下穩定工作。氣流34-255米3/ h，壓力70-2500 Pa。工作監管系數為8.73。熱功率0.259·10 6 W. 空氣流量系數a = 0.71.2。
圖。3.23。三線式燃燒器：
a）帶有環形氣源; b）帶有中央供氣裝置
在帶有中央供氣和周邊空氣供應的燃燒器中，通過用調節錐完全或部分地閉合內圈來改變火焰長度。
在高速加熱爐中，使用間接輻射加熱的GPP平焰燃燒器（圖3.24）。當使用平焰燃燒器時，燃料在爐子工作空間的磚石內表面上燃燒，熱襯里將熱量集中地輻射到加熱的產品上。
表3.2 ^
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間接輻射加熱的優點：傳熱強化，加熱均勻性高，燃料消耗率降低。
平焰燃燒器的技術特征在表中給出。3.2。
圖。3.24。GPP平焰燃燒器：
1 - 外殼; 2 - 切向空氣管;
3 - 氣嘴; 4 - 燃燒器隧道; 5 - 安裝板;
6 -導螺桿
通用燃料燃燒設備用于與不超過1,000的燒成溫度烤箱0C是VOSTIO熱發生器（圖3.25），可以使用氣態和液態燃料。熱發生器可以在真空下（在排煙前）和在壓力下（在風扇之后）操作。當使用氣體燃料時，使用多噴嘴氣體燃??燒器;當使用液體燃料時，燃燒器由噴嘴代替。冷卻劑的溫度范圍50-1000 0 ℃。熱應力爐容積燃燒天然氣達到6.4×10 6 W /米3。良好的空氣和氣體混合，燃料的完全燃燒使我們能夠推薦采用環保技術的熱發生器。
使用燃油時，油氣燃燒器用作備用燃油（圖3.26）。氣油燃燒器的技術特性列于表中。3.3。
噴嘴和燃燒器可靠有效運行的主要條件是它們在性能和熱特性方面的正確選擇。
圖。3.25。Teplogenerator VOST：
1，2 -管道; 3 - 配電網; 4 - 火箱;
5 - 調節門; 6 - 燃氣灶;
7 - 襯里管; 8 - 穩定光柵;
9 - 混合室;
10 - 調節皮瓣; 11 - 導孔
圖 3.26。帶強制送風的燃氣燃燒器：
1 - 二次送風管;
2 - 一次空氣供應管; 3 - 燃油噴嘴;
4 - 供氣管
表3.3 ^
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