第1章 概论 1
第1节 设计概论 1
1 简介 1
2 炉型分类 3
3 工业炉组成 5
4 设计原则 5
5 设计原始资料 6
6 设计计算 6
第2节 炉型选择 8
1 燃料选择 8
2 预热器选择 9
3 燃烧装置选择 10
4 炉衬材料选择 11
5 排烟方式选择 11
第3节 工业炉节能 12
1 工业炉能源消耗状况 12
2 工业炉节能计算 13
3 节能途径及措施 14
参考文献 22
第2章 传热计算 23
第1节 基本概念 23
1 传热的基本方式 23
2 温度场与热态 23
3 热流密度和传热系数 23
第2节 稳定态传导传热 24
1 导热的基本定律 24
2 平壁稳定态导热 24
3 圆筒壁稳定态导热 25
4 球壁稳定态导热 26
第3节 对流传热 26
1 影响对流传热的因素 26
2 基本公式 27
3 对流传热过程的数学描述 27
4 相似理论在对流传热上的应用 27
5 自然对流传热 29
6 强制对流传热 30
7 沸腾和冷凝过程的传热 33
第4节 辐射传热 34
1 热辐射的基本概念 34
2 辐射能的吸收、反射和透过 34
3 黑体辐射的基本定律 35
4 灰体及实际物体的辐射与吸收 36
5 辐射能在空间的分布 37
6 封闭体系内表面间的辐射传热 39
7 气体的辐射 41
8 气体和通道壁的辐射传热 45
第5节 综合传热 46
1 气体与表面间的传热 46
2 气体通过墙壁向另一气体的传热 46
3 火焰炉内的综合传热 51
第6节 不稳定态传导传热 53
1 概述 53
2 分析解法及单值条件 53
3 表面温度为常数时半无限厚平板的加热或冷却 55
4 表面温度为常数时有限厚物体的加热或冷却 56
5 表面温度呈直线变化的加热或冷却 57
6 表面热流密度为常数时物体的加热或冷却 59
7 周围介质温度为常数时的加热或冷却 60
8 周围介质温度为常数时薄材的加热或冷却 63
9 数值解法 63
参考文献 64
第3章 燃料与燃烧计算 65
第1节 燃料 65
1 固体燃料 65
2 液体燃料 70
3 气体燃料 75
第2节 燃料燃烧计算 81
1 燃料燃烧 81
2 燃料发热量计算 85
3 空气系数 86
4 燃烧所需空气量计算 87
5 燃烧生成气量及燃烧生成气密度的计算 87
6 燃烧温度的计算 89
第3节 燃料换算 94
1 换算公式 95
2 计算举例 96
参考文献 96
第4章 钢材加热 97
第1节 基本概念 97
1 热交换过程 97
2 炉温 97
3 锻造加热 98
4 热处理加热 99
5 “薄钢材”与“厚钢材” 101
6 炉内温度位差与钢材截面温差 101
7 加热、均热与保温时间 101
8 计算参数 102
第2节 加热时间简易计算 105
1 恒温炉内加热 105
2 热流密度不变情况下加热 106
3 表面温度不变情况下加热 107
第3节 加热时间计算图表 109
1 恒温炉内的加热时间 109
2 台车式炉内的钢锭加热时间 112
3 连续式炉内钢材加热时间 115
第4节 少无氧化加热 121
1 少无氧化加热工作原理 121
2 少无氧化加热炉示例 121
3 少无氧化加热计算 122
4 计算例题 123
参考文献 129
第5章 燃料消耗量计算 130
第1节 炉底（或容积）热强度指标 130
1 砂型及砂芯干燥炉热强度指标 130
2 塞杆烘炉及烘包器热强度指标 131
3 各种加热炉热强度指标 131
4 室式及台车式热处理炉热强度指标 132
5 井式热处理炉热强度指标 132
6 燃油或燃煤气热处理用盐浴炉容积热强度指标 132
7 燃油或燃煤气熔铜坩埚炉热耗指标 132
第2节 单位热耗指标 133
第3节 热平衡计算 136
1 热收入项 136
2 热支出项 136
3 炉子热效率计算 152
4 用热平衡法计算燃料消耗量 152
5 热平衡分析与工业炉节能 156
参考文献 163
第6章 燃烧装置 164
第1节 煤气烧嘴 164
1 煤气烧嘴分类与特性 164
2 高压喷射式烧嘴 166
3 低压涡流式烧嘴 179
4 天然气半喷射式烧嘴 182
5 大气式煤气烧嘴 184
6 焦炉煤气扁烧嘴 185
7 扩散式烧嘴 186
8 热煤气烧嘴 186
9 平焰烧嘴 188
10 高速烧嘴 196
11 自身预热烧嘴 198
12 火焰可调烧嘴 200
13 蓄热式烧嘴 202
第2节 油嘴 204
1 油嘴分类与特性 204
2 低压油嘴 206
3 高压油嘴 214
4 转杯式油嘴 223
5 燃油燃烧机 225
第3节 煤粉烧嘴 226
1 煤粉燃烧的条件与特点 226
2 煤粉烧嘴分类 227
参考文献 232
第7章 预热器 233
第1节 预热器用途及选用 233
1 预热器用途 233
2 预热器选用 235
3 提高预热器使用性能的措施 236
第2节 间壁式预热器的设计 236
1 概述 236
2 设计要点 237
3 基本计算公式 241
4 间壁式预热器设计计算 246
第3节 蓄热式预热器的设计 265
1 概述 265
2 蓄热式预热器的设计 266
3 基本计算公式 267
4 蓄热式预热器设计计算举例 269
第4节 热管式预热器的设计 270
1 概述 270
2 热管式预热器的设计 270
3 基本计算公式 271
4 热管式预热器设计计算举例 272
参考文献 273
第8章 筑炉材料与炉衬设计 274
第1节 耐火制品 274
1 工业炉对耐火制品的要求 274
2 耐火制品的分类 274
3 耐火制品的性能 275
4 通用耐火砖的形状尺寸 287
第2节 耐火纤维 294
1 概述 294
2 耐火纤维制品分类 294
3 耐火纤维的性能 296
4 耐火纤维增强涂料 298
5 耐火纤维粘结剂 298
第3节 不定型耐火材料 298
1 定义 298
2 不定型耐火材料使用类型 299
3 不定型耐火材料分类 299
4 耐火泥浆 303
第4节 隔热材料 305
1 隔热材料的主要性能 305
2 硅藻土质隔热材料 305
3 石棉制品 307
4 岩棉、矿渣棉及其制品 308
5 硅酸钙制品 308
6 蛭石及其制品 309
7 水泥轻骨料浇注料 310
8 水玻璃轻骨料浇注料 310
9 膨胀珍珠岩浇注料制品 311
第5节 普通筑炉材料 311
1 烧结普通砖（红砖） 311
2 水泥 311
3 砂 312
4 常用胶粘剂 312
5 促凝剂 315
6 铸石制品 315
7 常用筑炉材料的体积密度、热导率和比热容 316
第6节 炉衬设计 317
1 炉衬设计的一般要求 317
2 砖砌体设计 317
3 纤维炉衬计算 332
4 耐火纤维炉衬结构 337
参考文献 340
第9章 炉前管道 341
第1节 炉前煤气管道设计 341
1 设计范围 341
2 计算流速 341
3 设计要点 341
4 管件 343
5 阀门选用及其布置 346
6 放散吹扫系统 346
7 管道支架 347
8 管道阻力计算 348
9 施工及检验说明 349
第2节 空气管道设计 350
1 设计范围 350
2 设计要点及设计数据 350
3 风机 351
4 施工及检验说明 355
第3节 燃油管道设计 357
1 设计范围 357
2 燃油流速及阀门选用 358
3 设计要点 359
4 阻力计算 360
5 施工及检验说明 362
6 U形膨胀节 362
第4节 炉前冷却水管道设计 362
1 水的计算流速及阀门选用 362
2 设计要点 362
3 施工及检验说明 363
参考文献 363
第10章 排烟系统 364
第1节 车间烟道 364
1 烟道布置 364
2 烟道计算 364
第2节 烟囱 379
1 排烟方式 379
2 烟囱布置 380
3 烟囱高度与直径计算 380
第3节 喷射排烟计算 382
1 带扩散段喷射器计算 382
2 简单喷射器（无扩散段） 385
参考文献 386
第11章 炉用结构件 387
第1节 炉架 387
1 概述 387
2 炉架计算 387
3 钢材选用 396
第2节 台车轨道与砂封装置 397
1 台车轨道 397
2 砂封装置 403
第3节 操作平台及扶梯 405
1 平台结构 405
2 扶梯结构 406
3 平台结构计算 410
第4节 炉口装置 411
1 室式炉用炉口装置 411
2 台车式炉用炉口装置 414
3 井式热处理炉用炉口装置 421
4 室式干燥炉用炉口装置 422
第5节 烟道闸门 422
1 烟道闸门分类 422
2 烟道闸门配件 423
参考文献 426
第12章 炉用机械 427
第1节 炉用机械零件 427
1 轴 427
2 键联接计算 433
3 直齿轮和锥齿轮弯曲强度计算 434
4 起重用短环链及链轮 439
5 板式起重链及链轮 442
6 套筒滚子链及链轮 444
7 钢丝绳选用及滑轮卷筒设计 449
8 钝轮、销齿传动 460
9 螺旋传动 465
10 螺栓联接强度计算 469
11 吊杆、吊板及吊叉强度计算 470
12 各种传动副的机械效率 472
第2节 台车 472
1 台车类型 472
2 台车结构 474
3 台车车架的设计计算 475
4 台车行走机构的设计计算 483
第3节 台车牵引机构 486
1 牵引机构主要参数的确定 486
2 牵引机构的设计 487
3 牵引机构牵引装置的设计计算 500
4 机架及基础设计 503
5 台车行程限位 506
第4节 炉门升降机构 507
1 概述 507
2 手动炉门升降机构 507
3 电动炉门升降机构 510
4 气动炉门升降机构 520
第5节 推拉料机 521
1 推料机主要参数计算 522
2 炉内导轨 522
3 料盘 523
4 摇杆连杆式推拉料机 523
5 螺旋式推料机 527
6 摩擦式出料机 531
7 气、液压缸式推拉料机 535
第6节 液压传动 537
1 炉用机械液压回路 538
2 液压件的选择与设计 542
3 计算举例 563
参考文献 565
第13章 常用炉型设计 566
第1节 室式炉 566
1 概述 566
2 设计计算 571
3 炉型结构 573
4 计算举例 575
第2节 台车式炉 576
1 概述 576
2 设计要点 582
3 砖砌炉衬台车式炉炉型结构 583
4 耐火纤维炉衬台车式炉炉型结构 588
5 高速烧嘴台车式炉炉型结构 593
第3节 井式炉 594
1 概述 594
2 设计计算 594
3 炉型结构 595
第4节 振底式炉 599
1 概述 599
2 设计计算 603
3 炉型结构 607
4 计算举例 614
第5节 环形炉 615
1 概述 615
2 设计计算 616
3 炉型结构 618
4 炉底传动和装、出料方式 623
第6节 步进式炉 624
1 概述 624
2 设计计算 626
3 炉型结构 630
4 步进机构 635
5 步进式炉实例 641
第7节 罩式炉 645
1 概述 645
2 炉型结构 645
3 炉子主要组成部分 652
4 设计计算 658
第8节 煤炉 664
1 概述 664
2 燃煤方式及装置 664
3 供风方式 671
4 炉膛设计 671
5 排烟口结构 672
6 炉型示例 673
第9节 冲天炉 679
1 概述 679
2 炉型结构 682
3 热量平衡计算 689
4 其它常用参数 691
第10节 室式干燥炉 694
1 概述 694
2 炉型示例 694
3 炉型结构 696
4 设计计算 701
5 计算举例 702
6 热风发生装置 703
第11节 坩埚炉 707
1 概述 707
2 设计计算 708
3 坩埚的选用 709
第12节 蓄热式炉 709
1 概述 709
2 蓄热式燃烧装置 712
3 换向装置 719
4 蓄热式炉的设计 723
参考文献 731
第14章 电阻炉 732
第1节 概述 732
1 电阻炉分类 732
2 炉型 732
3 炉膛尺寸计算 737
4 安装功率计算 738
5 安装功率的分配 739
6 炉衬设计 740
第2节 电热元件 741
1 金属电热元件 741
2 非金属电热元件 755
3 管状电热元件 770
4 红外电热元件 775
第3节 空气循环电炉 778
1 炉型 778
2 热工计算 781
3 电热元件计算 784
4 电热元件的安装 786
5 空气循环装置设计 786
第4节 盐浴炉 793
1 电极盐浴炉 793
2 硝盐炉设计 804
第5节 真空电阻炉 810
1 概述 810
2 加热功率计算 812
3 电热元件计算参数 814
4 炉膛隔热装置 818
5 高压气淬炉冷却时间计算 819
6 炉壳 819
7 真空系统设计 826
8 金属表面净化 843
第6节 输送带式炉 843
1 炉型分类 843
2 炉用机械结构设计 846
参考文献 848
第15章 可控气氛炉 849
第1节 可控气氛 849
1 钢铁与炉气氛间的化学反应 849
2 炉气氛的碳势控制 852
3 可控气氛分类 852
4 可控气氛的选择 855
5 可控气氛的用量 856
6 原料与用量 857
第2节 炉型类别及特点 864
1 炉型类别 864
2 可控气氛炉特点 866
第3节 炉用材料与构件 867
1 炉子砌体 867
2 加热元件 868
3 风机 876
4 防爆装置 876
5 火封装置 878
6 窥视孔 879
7 供气 879
8 排气 880
9 可控气氛的取样 881
10 烧净 881
第4节 可控气氛热处理炉机组 882
1 室式多用炉热处理机组 882
2 推杆式炉热处理机组 887
参考文献 893
第16章 热工测量与控制 894
第1节 热工参数测试技术 894
1 温度测量 894
2 压力测量 899
3 流速流量测量 900
4 成分分析 903
5 热流密度测量 905
6 物位测量 906
7 火焰监测 907
8 高温工业电视技术 908
第2节 显示、调节仪表和执行器 909
1 显示仪表 909
2 调节仪表 911
3 执行器 913
第3节 工业炉控制系统 916
1 概述 916
2 常规仪表控制系统 916
3 DCS集散控制系统 917
4 PLC可编程序控制系统 919
5 FCS现场总线控制系统 920
第4节 控制系统检测、调节和典型控制 922
1 工业炉检测与控制项目 922
2 系统调节 927
3 工业炉典型控制 928
参考文献 931
第17章 环境保护 932
第1节 消烟除尘 932
1 工业炉烟尘来源 932
2 烟尘排放标准 932
3 除尘器 933
4 冲天炉除尘 935
5 煤炉除尘 945
第2节 有害气体净化 947
1 有害气体的来源 947
2 大气污染物排放标准 948
3 NOx抑制技术 949
4 SO2净化技术 950
第3节 噪声控制 951
1 噪声源 951
2 噪声危害 952
3 噪声的环保和卫生标准 952
4 噪声的物理量度 953
5 控制噪声的基本方法 954
6 工业炉常用消声器分类 954
7 风机房噪声控制示例 958
参考文献 960
附录 961
附录A 几种火焰炉最基本的操作规程 961
1 燃煤炉操作规程 961
2 燃煤气炉操作规程 961
3 燃油炉操作规程 961
附录B 炉子烘烤 962
1 烘炉步骤 962
2 烘炉曲线 962
3 烘炉方法 964
4 烘炉操作 964
附录C 热参数计算式及选用表 965
1 部分热参数近似计算式 965
2 热参数选用表 966
附录D 全国各省区主要城市海拔、计算温度及大气压力 984
附录E 高电阻电热合金及一些物体的热参数 989
附录F 火焰炉热工参数测定方法 995
1 烟道内冷空气吸入率计算 995
2 炉膛内空气系数α的计算 995
3 预热器性能的测定 996
4 炉子生产能力和炉子生产率的计算 996
5 金属烧损率的测定与计算 996
6 炉子热效率的测定与计算 996
7 流量的测定与计算 999
附录G 盛钢桶、浇包参考尺寸 1006
附录H 局部阻力系数（ξ）表 1007
附录I 炉衬材料图例 1019
附录J 工业炉及附属装置设计、研究、生产单位一览表 1020