工业炉设计手册

本手册论述了机械工厂用工业炉的基本原理和设计方法，详尽地提供 了工业炉及其附属装置的设计计算资料。主要内容有：设计方法，传热计算， 燃料与燃烧计算，钢材加热计算，燃料消耗量计算，燃烧装置、预热器、筑 炉材料与炉衬、炉前管道、排烟系统、炉用结构件、炉用机械、常用炉型、 电阻炉、可控气氛炉设计，热工测量与控制，消烟除尘与噪声控制等。内容 十分丰富、详实，文字简明，数据可靠，全书采用最新国家标准。 本手册可供工业炉设计、研究、制造及维修人员使用，也可供大专院校 有关专业师生参考。

目 录 再版前言 第1章 概论 第1节 设计概论 1简介 2炉型分类 3工业炉组成 4设计原则 5设计原始资料 6设计计算 第2节 炉型选择 1燃料选择 2预热器选择 3燃烧装置选择 4炉衬材料选择 5排烟方式选择 第3节 工业炉节能 1工业炉能源消耗状况 2工业炉能耗分等及节能计算 3节能途径及措施 参考文献 第2章 传热计算 第1节 基本概念 1传热的基本方式 2温度场与热态 3热流密度和传热系数 第2节 稳定态传导传热 1导热的基本定律 2平壁稳定态导热 3圆筒壁稳定态导热 第3节 对流换热 1影响对流换热的因素 2基本公式 3对流换热过程的数学描述 4相似理论在对流换热上的应用 5自然对流换热 6强制对流换热 7沸腾和冷凝过程的换热 第4节 辐射传热 1热辐射的基本概念 2辐射能的吸收、反射和透过 3黑体辐射的基本定律 4灰体及实际物体的辐射与吸收 5辐射能在空间的分布 6封闭体系内表面间的辐射传热 7气体的辐射 8气体和通道壁的辐射传热 第5节 综合传热 1气体与表面间的传热 2气体通过墙壁向另一气体的传热 3火焰炉内的综合传热 第6节 不稳定态传导传热 1概述 2分析解法及单值条件 3表面温度为常数时半无限厚平板 的加热 4表面温度为常数时有限厚物体的 加热 5表面温度呈直线变化的加热或冷 却 6表面热流密度为常数时物体的加 热或冷却 7周围介质温度为常数时的加热或 冷却 8周围介质温度为常数时薄材的加 热或冷却 9数值解法 参考文献 第3章 燃料与燃烧计算 第1节 燃料 1固体燃料 2液体燃料 3气体燃料 第2节 燃料燃烧计算 1燃料燃烧 2燃料发热量计算 3空气系数 4燃烧所需空气量计算 5燃烧生成气量及燃烧生成气密度 的计算 6燃烧温度的计算 第3节 燃料换算 1换算公式 2计算举例 参考文献 第4章 钢材加热 第1节 基本概念 1热交换过程 2炉温 3锻造加热 4热处理加热 5“薄钢材”与“厚钢材” 6炉内温度位差与钢材截面温差 7加热、均热与保温时间 8计算参数 第2节 加热时间简易计算 1恒温炉内加热 2热流不变情况下加热 3表面温度不变情况下加热 第3节 加热时间计算图表 1恒温炉内加热时间 2台车式炉内钢锭加热时间 3连续式炉内钢材加热时间 第4节 少无氧化加热 1少无氧化加热工作原理 2少无氧化加热炉示例 3少无氧化加热计算 4计算例题 参考文献 第5章 燃料消耗量计算 第1节 炉底（或容积）热强度指标 1砂型及砂芯干燥炉热强度指标 2塞杆烘炉及烘包器热强度指标 3各种加热炉热强度指标 4室式及台车式热处理炉热强度 指标 5井式热处理炉热强度指标 6燃油或燃煤气热处理用盐浴炉 容积热强度指标 7燃油或燃煤气熔铜坩埚炉热耗 指标 第2节 单位热耗指标 第3节 热平衡计算 1热收入项 2热支出项 3炉子热效率计算 4用热平衡法计算燃料消耗量 5热平衡分析与工业炉节能 参考文献 第6章 燃烧装置 第1节 煤气烧嘴 1煤气烧嘴分类与特性 2高压喷射式烧嘴 3低压涡流式烧嘴 4天然气半喷射式烧嘴 5大气式煤气烧嘴 6焦炉煤气扁烧嘴 7扩散式烧嘴 8热煤气烧嘴 9平焰烧嘴 10高速烧嘴 11自身预热烧嘴 12油气两用烧嘴 第2节 油嘴 1分类与特点 2低压油嘴 3高压油嘴 4转杯式油嘴 第3节 煤粉烧嘴 1煤粉燃烧的条件与特点 2煤粉烧嘴分类 参考文献 第7章 预热器 第1节 预热器用途及选用 1预热器用途 2预热器选用 3提高预热器使用性能的措施 第2节 间壁式预热器的设计 1概述 2设计要点 3基本计算公式 4间壁式预热器设计计算 第3节 蓄热式预热器的设计 1概述 2蓄热式预热器的设计 3基本计算公式 4蓄热式预热器设计计算举例 第4节 热管式预热器的设计 1概述 2热管式预热器的设计 3基本计算公式 4热管式预热器设计计算举例 参考文献 第8章 筑炉材料与炉衬设计 第1节 耐火制品 1工业炉对耐火制品的要求 2耐火制品的分类 3耐火制品的性能 4通用耐火砖形状尺寸 第2节 耐火纤维 1概述 2耐火纤维制品分类 3PXZ－1000普通硅酸铝耐火纤维 毡 4耐火纤维增强涂料 5粘贴剂 第3节 不定形耐火材料 1定义 2不定形耐火材料使用类型 3不定形耐火材料分类 4耐火泥 5耐火泥浆 第4节 隔热材料 1隔热材料的主要性能 2硅藻土质隔热材料 3石棉制品 4矿渣棉及其制品 5岩棉制品 6石棉硬硅钙石型硅酸钙板 7蛭石及其制品 8水泥轻骨料浇注料 9水玻璃轻骨料浇注料 10膨胀珍珠岩浇注料制品 第5节 普通筑炉材料 1普通粘土砖 2水泥 3砂 4常用胶结剂 5促凝剂 6铸石制品 7常用筑炉材料的密度、热导率和 比热容 第6节 炉衬设计 1炉衬设计的一般要求 2砖砌体设计 3纤维炉衬计算 4耐火纤维炉衬结构 参考文献 第9章 炉前管道 第1节 炉前煤气管道设计 1设计范围 2计算流速 3设计要点 4管件 5阀门选用及其布置 6放散吹扫系统 7管道支架 8管道阻力计算 9施工及检验说明 第2节 空气管道设计 1设计范围 2设计要点及设计数据 3风机 4施工及检验说明 第3节 燃油管道设计 1设计范围 2燃油流速及阀门选用 3设计要点 4阻力计算 5施工及检验说明 6U形膨胀节 第4节 炉前冷却水管道设计 1水的计算流速及阀门选用 2设计要点 3施工及检验说明 参考文献 第10章 排烟系统 第1节 车间烟道 1烟道布置 2烟道计算 第2节 烟囱 1排烟方式 2烟囱布置 3烟囱高度与直径计算 第3节 喷射排烟计算 1带扩散段喷射器计算 2简单喷射器 参考文献 第11章 炉用结构件 第1节 炉架 1概述 2炉架计算 3钢材选用 第2节 台车轨道与砂封装置 1台车轨道 2砂封装置 第3节 操作平台及扶梯 1平台结构 2扶梯结构 3平台结构计算 第4节 炉口装置 1室式炉用炉口装置 2台车式炉用炉口装置 3井式热处理炉用炉口装置 4室式干燥炉用炉口装置 第5节 烟道闸门 1烟道闸门分类 2烟道闸门配件 参考文献 第12章 炉用机械 第1节 炉用机械零件 1轴 2键联接计算 3直齿轮和锥齿轮弯曲强度计算 4起重用短环链及链轮 5板式起重链及链轮 6套筒滚子链及链轮 7钢丝绳选用及滑轮卷筒设计 8钝轮、销齿传动 9螺旋传动 10螺栓联接强度计算 11吊杆、吊板及吊叉强度计算 12各种传动副的机械效率 第2节 台车 1台车类型 2台车结构 3台车车架的设计计算 4台车行走机构的设计计算 第3节 台车牵引机构 1牵引机构主要参数的确定 2牵引机构的设计 3牵引机构牵引装置的设计计算 4机架及基础设计 5台车行程限位 第4节 炉门升降机构 1概述 2手动炉门升降机构 3电动炉门升降机构 4气动炉门升降机构 5双重炉门升降机构 第5节 推拉料机 1推料机主要参数计算 2炉内导轨 3料盘 4摇杆连杆式推拉料机 5螺旋式推料机 6齿条式推料机 7摩擦式出料机 8气、液缸式推拉料机 9开式滚轮链推拉料机 第6节 液压传动 1炉用机械液压回路 2图形符号 3液压件的选择与设计 4计算举例 参考文献 第13章 常用炉型设计 第1节 室式炉 1概述 2设计计算 3炉型结构 4计算举例 第2节 台车式炉 1概述 2设计要点 3砖砌炉衬台车式炉炉型结构 4耐火纤维炉衬台车式炉炉型结构 5高速烧嘴台车式炉炉型结构 第3节 井式炉 1概述 2设计计算 3炉型结构 第4节 振底式炉 1概述 2设计计算 3炉型结构 4计算举例 第5节 环形炉 1概述 2设计计算 3炉型结构 4炉底传动和装、出料方式 第6节 步进式炉 1概述 2设计计算 3炉型结构 4步进机械 5步进式炉实例 第7节 罩式炉 1概述 2炉型结构 3炉子主要组成部分 4设计计算 第8节 煤炉 1概述 2燃烧室 3炉篦（排）类型与供风方式 4排烟结构 5炉型设计 6炉型示例 第9节 冲天炉 1概述 2炉型结构 3热量平衡计算 4其它常用参数 第10节 室式干燥炉 1概述 2炉型示例 3炉型结构 4设计计算 5计算举例 6热风发生装置 第11节 坩埚炉 1概述 2设计计算 3坩埚的选用 参考文献 第14章 电阻炉 第1节 概述 1电阻炉分类 2炉型 3炉膛尺寸计算 4安装功率计算 5安装功率的分配 6炉衬设计 第2节 电热元件 1金属电热元件 2非金属电热元件 3管状电热元件 4红外电热元件 第3节 空气循环电炉 1炉型 2热工计算 3电热元件计算 4电热元件的安装 5空气循环装置设计 第4节 盐浴炉 1电极盐浴炉 2硝盐炉设计 第5节 真空电阻炉 1概述 2加热功率计算 3电热元件计算参数 4炉膛隔热装置 5高压气淬炉冷却时间计算 6炉壳 7真空系统设计 8金属表面净化 第6节 输送带式炉 1炉型分类 2炉用机械结构设计 参考文献 第15章 可控气氛炉 第1节 可控气氛 1钢铁与炉气氛间的化学反应 2炉气氛的碳势控制 3可控气氛分类 4可控气氛的选择 5可控气氛的用量 6原料与用量 第2节 炉型类别及特点 1炉型类别 2可控气氛炉特点 第3节 炉用材料与构件 1炉子砌体 2加热元件 3风机 4防爆装置 5火封装置 6窥视孔 7供气 8排气 9可控气氛的取样 10烧净 第4节 可控气氛热处理炉机组 1室式多用炉热处理机组 2推杆式炉热处理机组 参考文献 第16章 热工测量与控制 第1节 热工参数测试技术 1温度测量 2压力测量 3流速流量测量 4成分分析 5热流的测量 6物位测量 7火焰监测 第2节 显示、调节仪表和执行器 1显示仪表 2调节仪表 3执行器 第3节 工业控制计算机 1概述 2智能式调节器 3DDC控制器 4批量控制器 5可编程序控制器（PC） 6集中分散型控制系统 第4节 各类工业炉热工检测与 控制项目 1燃料炉的检测与控制项目 2电阻炉的检测与控制项目 3冲天炉的检测与控制项目 第5节 工业炉自动控制系统的 分类及举例 1自动控制系统基本概念 2以基地式仪表为基础的控制系统 3由单元组合仪表组成的控制系统 4以智能式调节器为核心的控制系 统 5以多功能微型机为核心的控制系 统 参考文献 第17章 环境保护 第1节 消烟除尘 1工业炉烟尘来源 2烟尘排放标准 3除尘器 4冲天炉除尘 5煤炉除尘 第2节 有害气体净化 1有害气体的来源 2有害气体排放标准 3NOx抑制技术 4SO2净化技术 第3节 噪声控制 1噪声源 2噪声危害 3噪声的卫生标准 4噪声的物理量度 5控制噪声的基本方法 6工业炉常用消声器分类 7风机房噪声控制示例 参考文献 附录 附录A 几种火焰炉最基本的操作规 程 1燃煤炉操作规程 2燃煤气炉操作规程 3燃油炉操作规程 附录B 炉子烘烤 1烘炉步骤 2烘炉曲线 3烘炉方法 4烘炉操作 附录C 热参数计算式及选用表 1部分热参数近似计算式 2热参数选用表 附录D 全国各省区主要城市海拔高 度、计算温度及大气压力 附录E 高电阻电热合金及一些物体 的热参数 附录F 火焰炉热工参数测定方法 1烟道内冷空气吸入率计算 2炉膛内空气系数α的计算 3预热器性能的测定 4炉子生产能力和炉子生产率的计 算 5金属烧损率的测定与计算 6炉子热效率的测定与计算 7流量的测定与计算 附录G 盛钢桶、铁液包参考尺寸 附录H 局部阻力系数（ξ）表 附录I 炉衬材料图例 附录J 常用数学公式 1拱形结构尺寸计算 2温度换算 3理想气体的状态变化 4数学公式 附录K 工业炉及附属装置设计、研 究、生产单位一览表