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第1章 工业炉设计总论 1

1.1 炉型分类与设计方法介绍 1

1.1.1 工业炉热工性能解析 1

1.1.2 炉型分类 3

1.1.3 工业炉组成 5

1.1.4 设计原则 6

1.1.5 设计原始资料 7

1.1.6 设计计算 8

1.2 炉型选择 8

1.2.1 燃料选择 8

1.2.2 预热器选择 10

1.2.3 燃烧装置选择 11

1.2.4 炉衬材料选择 12

1.2.5 排烟方式选择 12

1.3 工业炉节能 13

1.3.1 合理使用能源 13

1.3.2 节能途径及措施 15

参考文献 26

第2章 燃料与燃烧计算 27

2.1 燃料 27

2.1.1 固体燃料 27

2.1.2 液体燃料 34

2.1.3 气体燃料 38

2.2 燃料燃烧计算 43

2.2.1 燃料燃烧 43

2.2.2 燃料发热量计算 47

2.2.3 空气系数 50

2.2.4 燃烧所需空气量计算 51

2.2.5 燃烧生成气量及燃烧生成气密度的计算 51

2.2.6 燃烧温度的计算 54

2.3 燃料换算 57

2.3.1 换算公式 57

2.3.2 计算举例 59

参考文献 59

第3章 钢材加热计算 60

3.1 基本概念 60

3.1.1 炉温的概念 60

3.1.2 锻造加热 61

3.1.3 热处理加热 62

3.1.4 “薄钢材”与“厚钢材” 64

3.1.5 炉内温度位差与钢材截面温差 65

3.1.6 加热、均热与保温时间 66

3.1.7 计算参数 66

3.2 加热时间简易计算 70

3.2.1 恒温炉内加热 70

3.2.2 热流不变情况下加热 72

3.2.3 表面温度不变情况下加热 73

3.3 加热时间计算图表 74

3.3.1 恒温炉内加热时间 74

3.3.2 台车式炉内钢锭加热时间 76

3.3.3 连续式炉内钢材加热时间 80

3.4 少无氧化加热 84

3.4.1 少无氧化加热工作原理 84

3.4.2 少无氧化加热炉示例 85

3.4.3 少无氧化加热计算 86

3.4.4 计算例题 90

参考文献 93

第4章 燃料消耗量计算 94

4.1 炉底（或容积）热强度指标 94

4.1.1 砂型及砂芯干燥炉热强度指标 94

4.1.2 塞杆烘炉及烘包器热强度指标 95

4.1.3 各种加热炉热强度指标 96

4.1.4 室式及台车式热处理炉热强度指标 97

4.1.5 井式热处理炉热强度指标 98

4.1.6 燃油或燃煤气热处理用盐浴炉容积热强度指标 98

4.1.7 燃油或燃煤气熔铜坩埚炉热耗指标 98

4.2 单位热耗指标 99

4.3 热平衡计算 102

4.3.1 热收入项 102

4.3.2 热支出项 103

4.3.3 用热平衡法计算燃料消耗量B 116

4.3.4 炉子热效率计算 117

参考文献 117

第5章 燃烧装置及设计 118

5.1 煤气烧嘴 118

5.1.1 高压喷射式烧嘴 118

5.1.2 低压涡流式烧嘴 125

5.1.3 天然气半喷射式烧嘴 130

5.1.4 大气式煤气烧嘴 133

5.1.5 焦炉煤气扁烧嘴 134

5.1.6 扩散式烧嘴 135

5.1.7 热煤气烧嘴 136

5.1.8 平焰烧嘴 138

5.1.9 高速烧嘴 142

5.1.10 自身预热烧嘴 146

5.2 油嘴 148

5.2.1 分类与特点 148

5.2.2 低压油嘴 149

5.2.3 高压油嘴 159

5.2.4 转杯式油嘴 167

5.2.5 燃油燃烧机 170

5.3 煤粉烧嘴 172

5.3.1 煤粉燃烧的条件与特点 172

5.3.2 煤粉烧嘴分类 172

参考文献 179

第6章 预热器设计 180

6.1 间壁式预热器的设计 180

6.1.1 概述 180

6.1.2 设计要点 180

6.1.3 基本计算公式 185

6.1.4 间壁式预热器设计计算 194

6.2 蓄热式预热器的设计 227

6.2.1 概述 227

6.2.2 设计要点 227

6.2.3 基本计算公式 230

6.2.4 蓄热式预热器设计计算举例 232

6.3 热管式预热器的设计 234

6.3.1 概述 234

6.3.2 设计要点 235

6.3.3 基本计算公式 237

6.3.4 热管式预热器设计计算举例 238

参考文献 240

第7章 筑炉材料与炉衬设计 241

7.1 耐火制品 241

7.1.1 耐火制品分类 241

7.1.2 耐火制品性能 247

7.1.3 通用耐火砖的形状尺寸 250

7.2 耐火纤维 255

7.2.1 概述 255

7.2.2 耐火纤维制品分类 256

7.2.3 耐火纤维性能 259

7.2.4 耐火纤维增强涂料 260

7.2.5 耐火纤维粘结剂 261

7.3 不定形耐火材料 261

7.3.1 定义 261

7.3.2 不定形耐火材料使用类型 262

7.3.3 不定形耐火材料分类 263

7.3.4 耐火泥浆 269

7.4 隔热材料 273

7.4.1 隔热材料的主要性能 273

7.4.2 硅藻土质隔热材料 274

7.4.3 石棉制品 275

7.4.4 岩棉、矿渣棉及其制品 276

7.4.5 硅酸钙制品 277

7.4.6 蛭石及其制品 277

7.4.7 水泥轻骨料浇注料 278

7.4.8 水玻璃轻骨料浇注料 279

7.4.9 膨胀珍珠岩浇注料制品 280

7.5 普通筑炉材料 280

7.5.1 烧结普通砖（红砖） 280

7.5.2 水泥 281

7.5.3 砂 282

7.5.4 常用胶结剂 283

7.5.5 促凝剂 286

7.5.6 铸石制品 287

7.5.7 常用筑炉材料的体积密度、热导率和比热容 288

7.6 炉衬设计 289

7.6.1 炉衬设计的一般要求 289

7.6.2 砖砌体设计 290

7.6.3 纤维炉衬计算图表 307

7.6.4 耐火纤维炉衬结构 310

参考文献 313

第8章 炉前管道设计 314

8.1 炉前煤气管道设计 314

8.1.1 设计范围 314

8.1.2 计算流速 315

8.1.3 设计要点 315

8.1.4 管件 317

8.1.5 阀门选用及其布置 319

8.1.6 放散吹扫系统 320

8.1.7 管道支架 321

8.1.8 管道阻力计算 323

8.1.9 施工及检验说明 324

8.2 空气管道设计 326

8.2.1 设计范围 326

8.2.2 设计要点及设计数据 326

8.2.3 风机 328

8.2.4 施工及检验说明 333

8.3 燃油管道设计 336

8.3.1 设计范围 336

8.3.2 燃油流速及阀门选用 337

8.3.3 设计要点 338

8.3.4 阻力计算 339

8.3.5 施工及检验说明 342

8.3.6 U形膨胀节 342

8.4 炉前冷却水管道设计 342

8.4.1 水的计算流速及阀门选用 343

8.4.2 设计要点 343

8.4.3 施工及检验说明 344

参考文献 344

第9章 排烟系统设计 345

9.1 车间烟道 345

9.1.1 烟道布置 345

9.1.2 烟道计算 347

9.2 烟囱 361

9.2.1 排烟方式 361

9.2.2 烟囱布置 363

9.2.3 烟囱高度与直径计算 363

9.3 喷射排烟计算 366

9.3.1 带扩散段喷射器计算 366

9.3.2 简单喷射器（无扩散段）计算 371

参考文献 373

第10章 炉用结构件设计 374

10.1 炉架 374

10.1.1 炉架结构 374

10.1.2 炉架计算 375

10.2 钢材选用 386

10.3 台车轨道与砂封装置 388

10.3.1 台车轨道 388

10.3.2 砂封装置 394

10.4 操作平台及扶梯 395

10.4.1 平台结构 395

10.4.2 扶梯结构 397

10.4.3 平台结构计算 400

10.5 炉口装置 403

10.5.1 室式炉用炉口装置 403

10.5.2 台车式炉用炉口装置 406

10.5.3 井式热处理炉用炉口装置 411

10.5.4 室式干燥炉用炉口装置 411

10.6 烟道闸门 414

10.6.1 烟道闸门分类 414

10.6.2 烟道闸门配件 418

参考文献 419

第11章 炉用机械设计 420

11.1 常用机械零件设计 420

11.1.1 钢丝绳选用及滑轮卷筒设计 420

11.1.2 钝轮、销齿传动 432

11.1.3 吊杆、吊板及吊叉强度计算 437

11.1.4 各种传动副的机械效率 440

11.2 台车 442

11.2.1 台车类型 442

11.2.2 台车结构 445

11.2.3 台车车架计算 446

11.2.4 台车行走机构的设计计算 457

11.3 台车牵引机构 461

11.3.1 牵引机构主要参数的确定 461

11.3.2 牵引机构的设计 464

11.3.3 牵引机构的设计计算 479

11.3.4 机架及基础设计 482

11.3.5 台车行程限位 487

11.4 炉门升降机构 488

11.4.1 炉门升降机构分类 488

11.4.2 手动炉门升降机构 488

11.4.3 电动炉门升降机构 492

11.4.4 气动炉门升降机构 503

11.5 推出料机 506

11.5.1 推料机性能参数计算 506

11.5.2 炉内导轨 508

11.5.3 料盘 509

11.5.4 螺旋式推料机 509

11.5.5 摩擦式出料机 515

11.5.6 气缸、液压缸式推料机 522

参考文献 524

第12章 常用炉型设计 525

12.1 室式炉 525

12.1.1 概述 525

12.1.2 设计计算 530

12.1.3 炉型结构 532

12.2 台车式炉 535

12.2.1 概述 535

12.2.2 设计要点 538

12.2.3 砖砌炉衬台车式炉炉型结构 540

12.2.4 耐火纤维炉衬台车式炉炉型结构 545

12.3 井式炉 551

12.3.1 概述 551

12.3.2 设计计算 552

12.3.3 炉型结构 554

12.4 环形炉 558

12.4.1 概述 558

12.4.2 设计计算 559

12.4.3 炉型结构 562

12.4.4 炉底传动和装、出料方式 569

12.5 步进式炉 570

12.5.1 概述 570

12.5.2 设计计算 571

12.5.3 炉型结构 575

12.5.4 步进机构 581

12.5.5 步进式炉实例 587

12.6 罩式炉 590

12.6.1 概述 590

12.6.2 炉型结构 591

12.6.3 炉子主要组成部分 596

12.6.4 设计计算 602

12.7 煤炉 606

12.7.1 炉型特点 606

12.7.2 煤燃烧室 606

12.7.3 炉箅（排）类型与供风方式 612

12.7.4 排烟结构 615

12.7.5 炉型设计 616

12.7.6 炉型示例 617

12.8 冲天炉 624

12.8.1 概述 624

12.8.2 炉型结构 628

12.8.3 冲天炉技术参数分析 634

12.8.4 炉型示例 635

12.9 室式干燥炉 637

12.9.1 概述 637

12.9.2 炉型示例 638

12.9.3 炉型结构 639

12.9.4 设计计算 644

12.9.5 计算举例 647

12.9.6 热风发生装置 648

12.10 坩埚炉 652

12.10.1 概述 652

12.10.2 设计计算 655

12.10.3 坩埚的选用 657

12.11 蓄热式炉 657

12.11.1 蓄热式炉的燃烧原理 657

12.11.2 蓄热体类别与选用 658

12.11.3 蓄热式炉燃烧装置 660

12.11.4 换向阀 669

12.11.5 蓄热式炉的设计 675

12.12 电阻炉 683

12.12.1 电阻炉分类 684

12.12.2 设计计算 692

12.12.3 金属电热元件 695

参考文献 711

第13章 环境保护 713

13.1 消烟除尘 713

13.1.1 烟尘来源及烟尘排放标准 713

13.1.2 消烟除尘措施 715

13.1.3 冲天炉除尘 720

13.1.4 煤炉除尘 724

13.2 有害气体净化 725

13.2.1 有害气体的来源 725

13.2.2 大气污染物排放标准 726

13.2.3 NOx抑制技术 728

13.2.4 SO2净化技术 730

13.3 噪声控制 732

13.3.1 噪声危害 732

13.3.2 噪声标准 732

13.3.3 噪声的物理量度 733

13.3.4 控制噪声的基本方法 736

13.3.5 工业炉常用消声器分类 736

13.3.6 风机房噪声控制示例 740

参考文献 742

附录 743

附录A 几种火焰炉最基本的操作规程 743

A.1 燃煤炉操作规程 743

A.2 燃煤气炉操作规程 743

A.3 燃油炉操作规程 744

附录B 炉子烘烤 745

B.1 烘炉步骤 745

B.2 烘炉曲线 745

B.3 烘炉方法 749

B.4 烘炉操作 749

附录C 热参数计算式及选用表 749

C.1 部分热参数近似计算式 749

C.2 热参数选用表 751

附录D 全国各省区主要城市海拔、计算温度及大气压力 770

附录E 高电阻电热合金及一些物体的热参数 774

附录F 火焰炉热工参数测定方法 780

F.1 烟道内冷空气吸入率计算 780

F.2 炉膛内空气系数α的计算 781

F.3 预热器性能的测定 781

F.4 炉子生产能力和炉子生产率的计算 782

F.5 金属烧损率的测定与计算 782

F.6 炉子热效率的测定与计算 783

F.7 流量的测定与计算 783

附录G 盛钢桶、铁液包参考尺寸 791

附录H 局部阻力系数（ξ）表 792

附录I 炉衬材料图例 803