蓄热式钢包烘烤器的设计及关键技术问题的研究

论文摘要

蓄热式钢包烘烤器是一种高效、低污染的钢包烘烤装置。它的加热速度快；烘烤效果好,可提高烘烤温度,缩小包内上下温差,降低转炉出钢温度,可最大程度的节约燃料,降低生产成本。本文是以本钢特钢厂蓄热式钢包烘烤器的工程项目为背景,在完成设计工作的同时,对其涉及的关键技术问题进行了专题研究。在结构方面通过多种结构方案的分析对比,借助三维实体的先进设计手段,对蓄热式烧嘴的布置、换向阀位置的确定、管道的排布、支架的设计等进行了整体优化设计,使钢包烘烤器在整体结构上更进合理,解决了包盖结构轻,配重最少,软管位置佳,翻转顺畅等关键结构问题。在理论计算方面,通过建立蓄热室蓄热和放热过程的能量平衡,给出了蓄热室设计计算的相关结构尺寸的解析公式。对于蓄热式钢包烘烤器最重要的,也是最关键的蓄热体的选择和换向时间的确定,专题详细分析了蜂窝蓄热体的结构参数的影响,以及热回收率和温度效率等性能指标与蓄热体的高度、比热的关系,以及在不同的蓄热体高度、比热情况下达到最高的热回收率和温度效率所需的换向时间。目前对于钢包烘烤器的设计还没有较规范、完整的设计手册可供参考,尤其是蓄热式燃烧技术在钢包烘烤器上的应用更需进行开拓性的技术攻关。通过本文的工作整理和研发了钢包烘烤器的设计规范,形成了较为完整的设计资料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 钢包烘烤的发展和意义
• 1.3 高温空气燃烧技术（HTAC）在钢包烘烤器上的应用
• 1.3.1 HTAC技术的发展背景
• 1.3.2 高温空气燃烧技术的特征
• 1.3.3 蓄热式钢包烘烤器的工作原理
• 1.3.4 蓄热式钢包烘烤器的应用特点及效果
• 1.4 本文的内容
• 第二章 蓄热式钢包烘烤器方案论述
• 2.1 蓄热式钢包烘烤器的三维实体设计
• 2.1.1 Solid Works的发展背景
• 2.1.2 Solid Works的特点
• 2.1.3 Solid Works的应用
• 2.2 蓄热式钢包烘烤器的结构
• 2.2.1 蓄热式烧嘴的结构
• 2.2.2 蓄热式烧嘴的布置
• 2.2.3 蓄热体的选择
• 2.2.4 换向系统
• 2.2.5 管道系统
• 2.2.6 压缩空气系统
• 2.3 钢包烘烤器技术要求
• 2.4 本章小结
• 第三章 蓄热式钢包烘烤器的设计计算
• 3.1 燃料燃烧计算
• 3.2 烧嘴设计计算
• 3.3 其他的计算
• 3.3.1 煤气管道计算
• 3.3.2 空气管道计算
• 3.3.3 烟囱计算
• 3.3.4 引风机的选择
• 3.3.5 鼓风机的选择
• 3.4 本章小结
• 第四章 蓄热式钢包烘烤器上一些关键性问题的讨论
• 4.1 蓄热室的计算方法推导
• 4.1.1 蓄热室截面积计算推导
• 4.1.2 蓄热室高度计算推导
• 4.1.3 蓄热室出口角度设计计算
• 4.1.4 余热利用率
• 4.1.5 节能率
• 4.2 影响蜂窝陶瓷蓄热体的一些性能参数
• 4.2.1 蜂窝体物性的影响
• 4.2.2 热回收率
• 4.2.3 温度效率
• 4.2.4 节能率
• 4.2.5 压力损失
• 4.3 供风效率的影响
• 4.4 四通换向阀最佳换向时间的确定
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢