中职《原料加热操作》 课后习题(含答案)

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中职《原料加热操作》 课后习题(含答案)

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项目测评
1. 一般加热炉的炉衬由哪几部分组成?备用什么材质?起什么作用?
2. 什么是耐火材料?通常怎样分类?
3. 耐火材料有哪些主要性能?各有什么意义?
4. 目前推广使用的耐火可塑料有哪几种?主要应用在什么地方?
5. 耐火材料的验收包括哪几方面?对耐火材料的保管应注意哪些问题?
6. 气体燃料的燃烧特点是什么?其燃烧过程分为哪几个阶段?
7. 产生回火和脱火的原因是什么?
8. 什么是平焰烧嘴?说明其工作特点与调整方法。
9. 什么是调焰烧嘴?说明其工作特点与调整方法。
10. 烟囱的工作原理是什么?
11. 当风机能力大于炉子所需能力时,如何调整?
12. 烟道闸板的作用是什么?如何调整?
13. 余热利用的意义与方法是什么?
参考答案:
炉墙:耐火砖,外加绝缘层组成。浇注料、可塑料。
炉顶:耐火砖,耐火混凝土浇筑或者预制块。
炉底:耐火砖,炉底下部采用绝热材料绝热,最上部镁砖,再铺上40-50mm的镁砖或焦屑。
基础:混凝土、钢筋混凝土、红砖、毛石。
耐火材料是耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。
耐火材料品种繁多、用途各异,有必要对耐火材料进行科学分类,以便于科学研究、合理选用和管理。耐火材料的分类方法很多,其中主要有化学属性分类法、化学矿物组成分类法、生产工艺分类法、材料形态分类法等多种方法。
1、根据耐火度的高低分:
普通耐火材料:1580℃~1770℃
高级耐火材料:1770℃~2000℃
特级耐火材料:>2000℃
2、依据制品形状及尺寸的不同分:
标准型:230mm×114mm×65mm;
不多于4个量尺,(尺寸比)Max:Min<4:1;
异 型:不多于2个凹角,(尺寸比)Max:Min<6:1;
或有一个50~70°的锐角;
特异型:(尺寸比) Max:Min<8:1;
或不多于4个凹角;或有一个30~50°的锐角;
特殊制品:坩埚、器皿、管等。
3、按制造方法耐火材料可分为:
烧成制品、不烧成制品、不定形耐火材料
4. 按材料化学属性分类:
酸性耐火材料、中性耐火材料、碱性耐火材料
耐火材料的主要特性有以下几大方面:
1、结构性能——气孔率、体积密度、透气性、孔径分布、真密度、吸收率等。
2、力学性能——耐压强度、抗折强度、粘结强度、高温扭转强度、弹性模量、耐磨性等。
3、热学和电学性能——热膨胀性、导热性、热容、温度传导性、导电性等。
4、使用性能——耐火度、荷重软化温度、抗热震性、高温体积稳定性、高温蠕变性、抗侵蚀性、抗氧化性、抗水化性、耐真空性等。
耐火可塑料是用耐火骨料和粉料、生黏土和化学复合结合剂及外加剂,经配制混炼、挤压成砖坯状、包装储存一定时间后仍具有良好的可塑性,并可用捣固方法施工。
按耐火骨料品种可分为黏土质、高铝质、莫来石质、刚玉质、铬质、碳化硅质和含锆质的耐火可塑料等。按结合剂种类可分为硫酸铝、磷酸、磷酸盐、水玻璃和树脂等结合的耐火可塑料等。
可塑料的耐热震性较好,易施工,适用于各种加热炉、均热炉、退火炉、热风炉等,也可用于小型电弧炉的炉盖、高温炉的烧嘴等部位。
耐火材料的验收一般包括:
(1) 质量证明书质量证明书上一般按牌号和砖号列出耐火制品的各种指标值,并注明是否符合技术要求、技术条件和设计要求。必要时,还需由实验室进行检验。
(2) 外形外观检查根据炉子所用耐火材料标准中所列的项目进行全数检查或批量抽查。
(3) 耐火预制件的尺寸精度按相应标准进行。
耐火材料一般在有盖仓库内妥善保管,对受潮易变质的耐火材料还应采取必要的防潮措施。存放于仓库内的耐火材料,要按牌号、砖号和砌筑顺序合理地规划和堆放,并做出标志。不定形耐火材料、耐火泥浆、结合剂等应分别保存在防止潮湿和防污垢的仓库内,并且对易结块的不定形耐火材料堆放不能过高;对有时效性的不定形耐火材料,根据不同结合剂和外加剂的保管要求,妥善保管,并注明其名称、牌号和生产时间。耐火预制构件堆放时,必须考虑支承的位置和方法,以防止构件受力不均而造成损伤。
气体燃烧根据燃烧前可燃气体与氧混合状况不同,其燃烧方式分为扩散燃烧和预混燃烧。扩散燃烧即可燃性气体和蒸气分子与气体氧化剂互相扩散,边混合边燃烧。
扩散燃烧的特点为:燃烧比较稳定,扩散火焰不运动,可燃气体与氧化剂气体的混合在可燃气体喷口进行。预混燃烧又称爆炸式燃烧。它是指可燃气体、蒸气或粉尘预先同空气(或氧)混合,遇火源产生带有冲击力的燃烧。
预混燃烧的特点为:燃烧反应快,温度高,火焰传播速度快,反应混合气体不扩散,在可燃混气中引入一火源即产生一个火焰中心,成为热量与化学活性粒子集中源。
气体燃料的燃烧是一个复杂的物理与化学综合过程,整个燃烧过程可以视为混合、着火、反应三个彼此不同又有密切联系的阶段,它们是在极短时间内连续完成的。
1. 煤气与空气的混合
2. 煤气与空气混合物的着火
3. 空气中的氧与煤气中的可燃物完成化学反应
要保持火焰的稳定性,必须使煤气与空气喷出的速度于该条件下的火焰传播速度相适应。否则如果喷出速度超过火焰传播速度,火焰就会断火(或脱火)而熄灭;反之,如果喷出速度小于火焰传播速度,火焰会回窜到烧嘴内,出现回火现象,所以煤气空气的流速实际上与火焰传播速度相互平衡,才能保持稳定的火焰。
燃气平焰烧嘴,常用于加热炉上部,煤气由顶部引入烧嘴内管,经导流片使气流旋转,然后从烧嘴头成一定角度喷出。空气由侧部进入烧嘴外管,经切向布置的导流孔后,旋转的气流在烧嘴头部与旋转的煤气气流混合燃烧,由于贴附效应,气流沿特殊设计的烧嘴砖内壁向四周铺展,从而形成贴附于炉顶的一层平焰。该烧嘴不同于其他加热炉上使用的燃烧混合煤气的平焰烧嘴,在烧嘴内部采用了新的结构,在设计参数上进行了优化,因而保证了烧嘴在负荷剧烈波动的情况下均能形成平焰,克服了以往平焰烧嘴在低负荷时出现锥形火焰的缺点。这种烧嘴能很好地适应宽厚板加热炉供热能力变化大的特点。
带中心风调焰烧嘴,助燃空气分两次供给,采用分段燃烧法,降低了火焰温度峰值,改善了火焰温度分布,因此,降低了NOx的生成。在实践生产中,轧钢厂加热炉采用的调焰烧嘴可按照加热炉的实际要求,在结构上进行了调整,同时调整了中心风的比例,充分满足本工程加热炉各种加热工艺(尤其是在低负荷情况下)燃料燃烧时的火焰长度。
要使高温烟气从炉内排出,则必须克服排烟系统中的一系列阻力。烟囱之所以可以克服这些阻力,是由于烟囱能借助烟气与空气的密度差在其底部形成负压,如果令炉膛尾部的表压力为零压,则炉尾压力必大于烟囱底部的压力(负压),于是在静压差的推动下,热气体就可以经过排烟道流至烟囱底部,最后由烟囱排向大气中。
生产中也常常遇到风机能力大于炉子所需能力的情况,加热炉设计的供风能力通常都略有富余,这就要求对风机的工作状态加以调整,即通过调节迫使风机不在最大能力下工作。最简单的调整方法是:适当关闭供风管道上的阀门的开启度。其实质是通过增加管道阻力的办法来改变风机的工作状态,以实现降低风量和风压的目的。如果用阀门调节不符合要求时,还可以将掩盖物加盖在风机的吸风口上,即通过减小吸风口面积来减少风机的风量,从而使风机的风量和风压降低以适应生产的要求。如果电机是可调速的,则可通过改变电机转数来达到调节风机风量和风压的目的。
烟道闸板的作用与调整方法如下:
(1) 作用:控制炉压用烟道闸板。
(2) 型式:垂直安装蝶式烟道闸板,闸板一般为不锈钢焊接结构。
(3) 调整方法:为了防止火焰外延,并避免冷风从炉墙的缝隙吸入,在确定了“零压点”之后必须严格控制加热炉的炉膛压力为一个定值。
① 手动调节:由操作员直接操作烟道闸板来调节。
② 自动调节:由系统根据设定值来自动调节。
③ 功能说明:炉压的检测,通过均热段的零压面取压孔将炉膛压力传输到微差压变送器实现。
余热利用的意义是:
(1) 节约燃料排出废气的能量如果用来预热空气(煤气),由空气(煤气)再降这部分热量带回炉膛,这样就达到了节约燃料的目的。
(2) 提高理论燃烧温度对于轧钢加热炉来说,高温段炉温一般在1250~1350℃左右,如果使用的燃料发热量低,那就不可能达到那样高的温度,或者需要很长的时间才能使炉子的温度升起来。而采取预热空气和煤气的办法就可以解决这个问题。
(3) 保护排烟措施炉子的排烟设施包括烟囱、引风机、引射器,都有耐受温度的极限。在回收利用烟气余热的同时,可以降低烟气的温度,保护排烟设施。
(4) 减少设备投资通过回收利用烟气余热降低烟气的温度,从而可以采用耐高温等级较低的排烟设施,减少设备的投资。
(5) 保障环保设施运行通过回收利用烟气余热降低烟气的温度,使得净化烟气的环保设施可以运行。
目前余热利用主要有两个途径:
(1) 利用废气余热来预热空气或煤气,采用的设备是换热器或蓄热室。
(2) 利用废气余热产生蒸汽,采用的设备是余热锅炉。项目测评
1. 煤气对人体会造成哪些伤害?
2. 煤气使人中毒的成分是什么?预防煤气中毒有哪些方法?发生煤气中毒时如何抢救?国标中规定CO浓度及工作时间是什么?
3. 煤气发生爆炸的条件是什么?防止爆炸的具体措施有哪些?
4. 防止煤气着火的具体措施是什么?发生煤气着火后如何处理?
5. 回火条件和防止回火的具体措施是哪些?
6. 编写钢坯不能正确自动出炉的应急预案。
7. 绘制处理加热炉助燃空气低压停炉的流程图。
8. 分析一现场事故实例。
参考答案
1.煤气对人体的伤害包括使人中毒和死亡,中毒的特征是头痛、头晕等。
2. 煤气中使人中毒的成分有CO和一些重碳氢化合物、苯酚等,其中以CO的毒性最大,CO能与血液中的红血球相结合,使人失去吸收氧气的能力,从而使人中毒和死亡,中毒的特征是头痛、头晕等。
新建、改建、大修后的加热炉煤气系统,在投产前必须经过煤气防护部门的检查验收。煤气操作注意事项如下:
(1) 对煤气设备如管道、阀门、放散管、排水器等要定期检查。
(2) 凡在煤气区作业必须到防护站办理作业票,防护站到现场检查发现问题及时处理。
(3) 利用风向,不允许在上风头工作时,可根据现场CO浓度决定工作的时间长短。
(4) 上炉子工作时至少2人以上,点火时至少3人以上操作,并且必须配带煤气报警器。
(5) 严禁在煤气区休息、打盹、用煤气水洗衣服等。
(6) 所有报警器每班使用前校对一次。
(7) 新建或改建大修后的煤气设备要进行严密性实验,符合标准才能使用。
(8) 凡进行煤气放散前,要通知调控室,并由调度室通知汽化人员,严禁自行放散。
(9) 煤气设备检修时用有可靠的切断煤气源装置。
(10) 扫线是胶管与门阀连接处捆绑铁丝不得少于两圈。开阀门时应侧身缓慢进行。扫线完毕拆胶管时应缓慢进行,把管内残气排净,方可拆掉,以免蒸汽烫伤人。
(11) 带氧气呼吸器工作,应检查是否好用,是否有足够氧气。
(12) 煤气作业区应常通风,CO含量应合格。
发生煤气中毒事故时应立即用电话报告煤气防护站到现场急救,并指派专人接救护车。同时将中毒者迅速救出煤气危险区域,安置在上风侧空气新鲜处,并立即通知附近卫生所医生到现场急救。检查中毒者的呼吸、心脏跳动及瞳孔等情况,确定煤气中毒者的中毒程度,采取相应救护措施。
3. 空气内混入煤气或煤气内混入空气,达到了爆炸范围,遇到明火、电火花或煤气燃点以上的高温物体,就会发生爆炸。既然加热炉点火时最易发生爆炸,那么预防爆炸事故首先就要做好点火操作的安全防护工作。
点火作业前应打开炉门,打开烟道闸门,通风排净炉内残气,并仔细检查烧嘴前煤气开闭器是否严密,炉内有无煤气泄漏,如炉内有煤气必须找到泄漏点,处理完毕并排净炉内残气,确认炉内、烟道内无爆炸性气体后,方可进行点火作业。
点火作业应先点火,后给煤气;第一次点火失败,应在放散净炉内气体后重新点火,点火时所有炉门都应打开,门口不得站人。在加热炉内或煤气官道上动火,必须处理净煤气,并在动火处取样做含氧量达到20.5%以上时,才允许进行行动动火作业,管道动火应通蒸汽动火,作业中始终不准短汽。
在带煤气作业时,作业区域禁止无关人员行走和进行其他作业,周围30m以内(下风侧40m)严禁一切火源和热渣罐、机车头、红坯等高温热源及天车通过,要设专人惊醒监护。
在煤气压力低或待扎、烧嘴热负荷过低以及烘炉煤气压力过大时,要特别注意防止回火和脱火,酿成爆炸事故。切不可因非生产状态而产生麻痹思想。
如果遇有风机突然停运及煤气低压或中断时,应立即同时关闭空、煤气快速切断阀及烧嘴前煤气、空气开闭器。要特别注意首先要关闭煤气开闭器,切断煤气来源,止火完成后,通知有关部门,查明原因,消除隐患后,才可点火生产。
4. (一) 煤气着火事故的预防
在冶金企业中,发生煤气着火事故是比较常见的,这方面的教训是深刻的,经济损失也比较严重。
发生煤气着火事故必须具备一定的条件,一是要有氧气或空气;二是有明火电火或达到煤气燃点以上的高温热源。大多数的煤气着火事故都是由于煤气泄漏或带煤气作业,附近有火源或高温热源而产生的,因此,防止煤气着火事故的根本办法就是严防煤气泄漏和待煤气作业是杜绝一切火源,严格执行煤气安全技术规程。
在带煤气作业中要使用铜质工具,无铜质工具时,应在工具上涂油而且使用时十分小心慎重。抽、堵盲板作业前,要在盲板作业处法兰两侧管道上各刷石灰1~2m,并且导线将法兰两侧连接起来,使用电阻为零,以防止作业产生火花。
在加热煤气设备上不准架设非煤气设备专用电线。
带煤气作业处附近的裸露高温管道应进行保温,必须防止天车、蒸汽机车及运输炽热钢坯的其他车辆通过煤气作业区域。
在煤气设备上及其附近动火,必须按规定办理动火手续,并可靠切断煤气来源,处理净残余煤气,做好防防火没火的准备。在煤气管道上动火焊接时,必须通入蒸汽,趁此时进行割、焊。
(二) 煤气着火事故的处理
凡发生煤气着火事故应立即用电话报告煤气防护站和消防队到现场急救。
当直径为100mm以下的煤气管道着火时,可直接关闭闸门止火。
当直径在100mm以上的煤气管道着火时,应停止所有单位煤气的使用,并逐渐关闭阀门三分之二,使火势减小后再向管内通入大量蒸汽或氮气,严禁关死阀门,以防回火爆炸,让火自然熄灭后,再关死阀门。煤气压力最低不得小于50~100Pa,严禁完全关闭煤气或封水封,以防回火爆炸。
如果煤气管道内部着火应封闭人孔,关闭所有放散管,向管道内通入蒸汽灭火。
当煤气设备烧红时,不得用水冷却,以防管道变形或断裂。
5回火的产生是由于煤气与空气的混合物从喷嘴喷头喷出的速度小于火焰传播速度。根据理论分析和现场操作实验结出以下情况容易发生回火。
(1) 煤气的压力突然大幅度降低。
(2) 烧嘴的热负荷太小,混合可燃气体的喷出速度过低。
(3) 烧嘴混合管内壁不光洁,混合可燃气体产生较大的涡流。
(4) 关闭煤气的操作不当时,例如在关闭煤气时没有及时关闭风阀,空气就将窜入煤气管道中造成回火。
(5) 混合气体喷出速度分布不均匀(在喷出口断面上)也容易引起回火,这是因为回火是在喷出速度小于燃烧速度(即火焰传播速度)的情况下发生的,而喷出速度不是指该处的平均速度,而是指最小速度,因此流速分布不均匀时,虽然混合气体的平均喷出速度的大于燃烧速度,但其最小速度有时可能小于燃烧速度而造成回火。
(6) 焦油及灰尘的沉析,也容易引起回火。特别是对使用发生炉煤气的炉子上,这种现象是相当严重的,一般发生炉煤气中的焦油在270℃以上就大量析出炭黑,它不但经常使喷嘴堵塞,并且它还成为点燃物,从而使煤气过早自然而引起回火,为此,有的单位将空气预热温度控制在300℃以下,以防止回火现象。
6. 发生区域或位置:加热炉出料悬臂辊道。
事故危害:钢坯在出钢过程中撞坏出料炉门冷却水箱或卡在炉门口。
发生原因:由于装料时钢坯定位不正或步进梁步距不对,钢坯弯曲度过大。
预防措施:对炉内出钢情况进行监控,一旦发现,马上对步距进行调整;加强对原料钢坯验收。
处理步骤或方法:出钢操作台将步进梁打单动,停止出钢。点动将步进梁升高至120~200mm位置,再点动进行步进梁正循环操作,将钢坯放到悬臂辊上。
7.
8. 略项目测评
1. 采用端出料有何缺点,如何克服?
2. 叙述步进式加热炉炉底液压传动机构原理。
3. 炉底水管支撑结构的型式有哪些?其绝热包扎方法有哪些?
4.叙述汽化冷却的工作原理、优点是什么?
5.冷却设施的维护措施有哪些?
6. 加热炉使用哪些仪表?
7. 热电偶的工作原理是什么?如何正确使用?
8. 测压计的工作原理是什么?如何正确使用?
参考答案:
1. 端出料的缺点是出料门位置很低,一般均在炉子零压面以下,出料门宽度几乎等于炉宽,从这里吸到炉内大量冷空气。冷空气密度大,贴近钢坯表面对温度的影响大,并且增加钢坯的烧损,烧损量的增加又使实炉底上氧化铁皮增多,给操作带来困难。
为了克服端出料门吸入冷空气这一缺点,在出料口采取了一些封闭措施。常见的有:
(1) 在出料口安装自动控制的炉门,开闭由机械传动,不出料时炉门是封闭的,出料时自动随推钢机一同联动而开启。
(2) 在均热段安装反向烧嘴,即在加热段与均热段间的端墙或侧墙上,安装向炉前倾斜的烧嘴,喷入煤气或重油形成不完全燃烧的火幕,一方面增加出料口附近的压力,另一方面漏入的冷空气可以参加燃烧。
(3) 加大炉头端烧嘴向下的倾角,同时压低均热段与加热段的炉顶,利用烧嘴的射流驱散坯料表面低温的气体,均热段气体进入加热段时阻力加大,均热段内的炉压增加,对减少冷风吸入有一定作用。
(4) 在出料口挂满可以自由摆动的窄钢带或钢链,可以减少冷空气的吸入,并对向外的辐射散热起屏蔽作用。
2. 步进式炉的关键设备是移动梁的传动机。
步进机构的传动方式分机械传动和液压传动两种。目前广泛采用液压传动的方式。现代大型加热炉的移动梁及上面的钢坯重达数百吨,使用液压传动机构运行稳定,结构简单,运行速度的控制比较准确,占地面积小,设备重量轻,比机械传动有明显的优点。我国应用较普遍斜块滑轮式。以斜块滑轮式为例说明其动作的原理:步进梁(移动梁)由升降用的下步进梁和进退用的上步梁两部分组成。上步进梁通过辊轮作用在下步进梁上,下步进梁通过倾斜滑块支承在辊子上。上下步进梁分别由两个液压油缸驱动,开始时上步进梁固定不动,上升液压缸驱动下步进梁沿滑块斜面抬高,完成上升运动。然后上升液压缸使下步进梁固定不动,水平液压缸牵动上步进梁沿水平方向前进,前进行程完结时,以同样方式完成下降和后退的动作,结束一个运动周期。
3. 炉底水管的支撑结构形式很多,一般在高温段用横水管支撑,横水管彼此间隔1~3.5m,横水管两端穿过炉墙靠钢架支持。支撑管的水冷却不与炉底纵水管的冷却连通,二十几个管子顺序连接起来,形成一个回路,这种结构只适用于跨度不大的炉子。当炉子很宽,上面坯料的负载很大时,需要采用双横水管或回线形横支撑管结构。管的垂直部分用耐火材料包扎起来,这样下加热炉膛空间被占去不少。
过去水冷绝热使用异型砖挂在水管上,由于耐火材料要受坯料的摩擦和震动、氧化铁皮的侵蚀、温度的急冷急热、高温气体的冲刷等,使挂砖的寿命不长,容易破裂剥落。现已普遍采用可塑料或低水泥浇注料包扎炉底水管。水冷管最好的包扎方式是复合(双层)绝热包扎,采用一层10~12mm的陶瓷纤维,外面再加40~50mm厚的耐火可塑料(10mm厚的陶瓷纤维相当于50~60mm厚可塑料的绝热效果)。这样的双层包扎绝热比单层绝热可减少热损失20%~30%。
4. 汽化冷却装置的循环方式有两种:一是强制循环,;二是自然循环。
自然循环时,水从汽包进入下降管流入冷却水管中,冷却水管受热时,一部分水变成蒸汽,于是在上升管中充满着汽水混合物,因为汽水混合物的密度ρ混比水的密度ρ水小,故下降管内水的重力大于上升管内汽水混合物的重力,两者的重力差H(ρ水-ρ混),即为汽化冷却自然循环的动力,汽包的位置越高(H值越大)或汽水混合物密度ρ混越小(即其中含汽量越大,则自然循环的动力越大)。
强制循环的动力是循环水泵产生的,循环水泵迫使水产生从汽包起经下降管、循环泵、炉底管和上升管,再回到汽包的密闭循环。
加热炉的冷却构件采用汽化冷却时,具有以下优点:① 汽化冷却的耗水量比水冷却少得多。因为每千克水汽化冷却时的总热量大大超过水冷却时所吸收的热量。② 用工业水冷却时,由冷却水带走的热量全部损失,而采用汽化冷却所产生的蒸汽,则可供生产、生活方面使用,甚至可以用来发电。③ 采用水冷却时,一般使用工业水,其硬度较高,容易造成水垢常使冷却构件发生过热或烧坏。当采用汽化冷却时,一般用软水为介质,以避免造成水垢,从而延长冷却构件的寿命。④ 纵炉底管采用汽化冷却时,其表面温度比采用水冷却时的要高一些,这对于减轻钢料加热时形成的黑印,改善钢料温度的均匀性有一定的好处。
5. 一、 水冷却设施的维护
对于水冷却的架空炉底,应加强对炉筋管﹑横向支撑水管及支柱水管的维护,以防止在高温下长期使用失去应有的结构强度和稳定性而造成塌陷,其维护要点如下:
(1) 开炉前必须有压炉料,否则炉筋管等容易烧弯、烧坏。
(2) 在装、出料时,要防止歪斜、弯曲坯料卡炉筋管。
(3) 经常检查水泵运行情况及管路状况,保证管路上各调节阀严密、灵活,防止管路系统,特别是冷却部件或设备漏水。
(4) 经常检查炉内各炉筋管、横向支撑水管及支柱水管绝热包扎层,并及时将损坏的地方加以修补。
(5) 确保冷却水的连续供给,严格控制出口水温,及时调节冷却水流量。
(6) 炉筋管、横向支撑水管及支柱管经过一定的使用期后,在炉子检修时必须更换,勉强使用易造成事故。
(7) 水冷系统尽可能形成闭环,循环使用,以节约用水。
二、 汽化冷却系统的维护
(1) 经常检查循环泵及循环系统所有管路的运行情况。
(2) 严格控制汽包水位、压力及温度。
(3) 经常检查管路上各种阀门,如安全阀、调节阀、放散阀、排污阀和压力表、水位计等是否正常,应确保其严密性、灵活性、准确性。
(4) 保证软化水的质量,并定期对水管过滤器进行清洗。
对加热炉除了要加强对上述重点项目进行维护外,同时还要加强对金属构架、炉门、观察孔、换热器等的维护。煤气管道上的各种开闭器和调节阀要经常涂油,以确保其严密性、灵活性。
6. 测温仪表、测压仪表、流量测量仪表以及其他仪表
7. 热电偶测量温度的基本原理是热电效应。所谓热电效应就是将两种不同成分的金属导体或半导体两端相互紧密地连接在一起,组成一个闭合回路,当两连接点a、b所处温度不同时,则此回路中就会产生电动势,形成热电流的现象。换言之,热电偶吸收了外部的热能而在内部发生物理变化,将热能转变成电能的结果。
热电偶的使用注意事项
为提高测量精确度,减少测量误差,在热电偶使用过程中,除要经常校对外,安装时还应特别注意以下问题:
(1) 安装热电偶要注意检查测点附近的炉墙及热电偶元件的安装孔须严密,以防漏风,不应将测点布置在炉膛或烟道的死角处。
(2) 测量流体温度时,应将热电偶插到流速最大的地方。
(3) 应避免或尽量减少热量沿着热电极及保护管等元件的传导损失。
(4) 要避免或尽量减少热电偶元件与周围器壁或管束等辐射传热。这对于测量炉气或废气温度尤为重要。
(5) 热电偶插入炉内的长度应适当,且不能被挡住,否则测量结果会偏低。
8. 如果玻璃U型管的一端通大气,而另一端接通被测气体,这时便可由左右两边管内液面高度差h测知被测压力的数值p(表压)
根据静力平衡原理我们得到被测压力:
p=ρgh
式中:p——被测压力的表压值,Pa;
ρ——U型管内所充工作液的密度,kg/m3;
h——U型管内两边液面高度差,m。
由上式可见,U型管内两边液面高度差h与被测压力的表压值p成正比。比例系数取决于工作液的密度。因此,被测压力的表压值p可以用已知工作液高度h的mm数来表示,例如mmHg、mmH2O。U型液柱压力计的测量准确度受读数精度和工作液体毛细作用的影响,绝对误差可达2mm。
测量压力时应注意的问题
(1) 取压点必须具有代表性,不得在气流紊乱的地方或者有漏出、吸入的地方取压。
(2) 取压时最好使用取压管,以避免动压力对所测静压力的影响。管壁钻孔取压时,应注意钻孔必须垂直于管壁,内壁钻孔处不能有毛刺产生,接管内径应与孔径一致。
(3) 测量气体压力时,取压点应在管道上半周,以免液体进入导压管内。测量液体压力时,取压点应在管道的下半周,以免气体进入导压管内,但不能在管道的底部,以免沉淀物进入导压管内。
(4) 传递压力的导压管不应太细,内径以10~12mm为宜,导压管应保证不漏和不堵。测量液体压力时,导压管内不能有气体存在,在最高点应有排气阀,最低点应有排污阀;测量气体压力时,导压管内不能有液体存在,在最低点应有放水阀。敷设导压管时应有一定的倾斜度。
(5) 当测量温度高于800℃的烟气压力时应采用水冷取压管。
(6) 测量炉膛压力时,应沿导压管敷设补偿导管,以排除环境温度的影响。
(7) 测量压差时,应在两根引压管之间安置平衡阀,在接通压差前打开平衡阀,使两根引压管相通,接通压差后再关闭平衡阀,以免将所充液体冲至导压管内,影响测量结果,或将弹性元件损坏。项目测评
1. 简述加热炉的日常维护规程。
2. 维护炉底要注意哪些问题?
3. 怎样维护换热器?
4. 怎样维护连续加热炉的炉筋管和水冷部件?
5. 大、中修完成的验收工作包括哪些内容?
参考答案
1. (1) 每日检查加热炉的各种仪表是否正常,发现异常现象及时与仪表室联系处理。
(2) 每日检查换热器的保护装置,热风放散阀的可靠性,要求惊醒班前试验。
(3) 每日检查加热炉的各种水管道煤气管、风管、水管等,杜绝“跑、冒、滴、漏”现象。
(4) 随时检查加热炉冷却水管及水冷部件,不得断水,出水口水温不得高于45℃。
(5) 在控制冷却水时,若发现阀门开启不正常,应通知管工及时处理。
(6) 冷却水循环系统出现停水事故时,应立即停炉,并把所有炉门及烟道闸板打开降温,立刻与供水单位联系,供水正常后,方可提问生产。
(7) 当有停风事故发生时,应严格按技术操作规程处理。
(8) 换热器出现异常现象时,应严格按技术操作规程处理。
(9) 看火工要随时观察炉况,按加热技术操作规程操作,发现异常情况及时与工段联系。
(10) 交接班时,看火工要逐一检查烧嘴情况,做好记录。
(11) 对加热炉的炉渣做到及时清理,严禁流渣浸泡炉子钢结构。
(12) 严禁天车吊料在加热炉顶停放,严禁吊料碰撞风管及炉子钢结构。
(13) 交接班前检查炉灶情况,对上涨的炉灶要利用换辊或检修时间组织处理。
(14) 加热炉要定期小修,周期一般为2~3个月。
2. 钢在炉内加热时,不可避免要产生氧化,氧化铁皮脱落将造成炉底积渣,引起炉底上涨。积渣的快慢与钢的加热温度、火焰性质以及钢的性质有密切关系。钢的加热温度高,火焰氧化性强时,钢的氧化加剧,积渣速度就快。特别是在炉温波动大时,氧化铁皮容易脱落,更容易造成炉底上涨。炉底积渣过多时对钢的加热和炉子的操作都有不良影响,因此必须及时清理炉底,排除积渣。避免炉内积渣过快最根本的方法是加热炉的正确操作。严格按加热炉制度控制炉温、不烧化氧化铁皮。因为烧化了的钢渣凝固后很坚硬,不容易用铁钎打掉。严格控制炉压,并防止炉温波动,以免炉内吸入冷空气而增加氧化烧损,减少氧化铁皮的脱落,以防止炉底过快积渣造成炉底上涨。
3.
1? 空气换热器的维护
(1) 一般换热器入口烟温,允许长期<800℃,短时最高不超过850℃;预热风温不超过500℃。
(2) 热风自动放散阀时保护换热器的保护装置,以防止热风放散阀失灵,看火工每次接班后均应作手动试放散一次(即将给定值内500℃降至实际风温以下20~30℃),发现热风自动放散阀失灵应及时通知仪表工修复。
(3) 全厂性停电前两小时,必须有调度室书面通知加热工段或当班看火工停炉降温并关闭烟闸,确保停电之前换热器入口延期温度降到600℃以下。
(4) 为防止换热器管子外壁结垢堵塞,每使用6~12个月应仔细清灰一次。
2? 煤气换热器的维护
(1) 如遇有停电、停风、停煤气或加热炉发生塌炉顶等大事故时,按紧急状态下修煤气停炉制度处理。
(2) 每使用5~6个月清灰检查一次,使用一年整体打压试漏一次。
4. (1) 开炉前必须有压炉料,否则炉筋管等容易烧弯、烧坏。
(2) 在装、出料时,要防止歪斜、弯曲坯料卡炉筋管。
(3) 经常检查炉内各炉筋管、横向支撑水管及支柱水管绝热包扎层,并及时将损坏的地方加以修补。
(4) 确保冷却水的连续供给,严格控制出口水温。
(5) 炉筋管、横向支撑水管及支柱管经过一定的使用期后,在炉子检修时必须更换,勉强使用易造成事故。
 水冷设施的维护
(1) 经常检查水泵运行情况及管路状况,保证管路上各调节阀严密、灵活。
(2) 防止管路系统,特别是冷却部件或设备漏水。
(3) 严格控制出口水温,及时调节水冷却流量。
(4) 水冷系统尽可能形成闭环,循环使用,节约用水。
5. 炉子经过大、中修理后,要进行全面的修理质量验收工作。质量验收的主要依据来自于砌筑标准及图纸要求,验收工作包括下面三方面的内容:
砌体质量的验收、
金属结构安装质量的验收、
设备检修质量的验收。项目测评
1? 什么是按炉送钢制度?
2? 混钢事故的主要原因有哪些?如何避免?
3? 坯料热送热装的条件是什么?
4? 装炉安全事故有哪些?如何预防?
5. 新建或检修后的炉子为什么要进行干燥?
6. 烘炉的目的是什么?
7. 烘炉曲线上哪几个温度点是比较关键的?为什么?
8. 若有汽化冷却,什么时候通知汽化工打开助循环设施?
9. 简述煤气点火操作步骤,点不着火怎么办?
10. 如何合理控制加热炉温度?
11. 什么是“三勤”操作法?
12. 在实际生产中,如何控制炉膛压力?
参考答案
1. 按炉送钢制度是指坯料验收入库、供料及轧材交货都要求按炉批号进行转移、堆放、管理、生产,不得混乱,它是科学管理轧钢生产,确保产品质量防止混号的必要制度。它是原料岗位和整个轧制线生产管理工作的依据,原料管理人员必须严格遵守这一制度。同一炼钢炉号的钢坯,其化学成分、各类夹杂物比较接近。为了确保产品质量均匀稳定,供需双方都应执行按炉送钢制度。
2. 混钢事故的主要原因
(1) 原料工责任心不强,工作疏忽,往往误将上号与下号钢坯放在一起,造成混号。
(2) 天车工翻料时,确认不够,可能扔错地点,误将上个号的钢坯扔到下个号的钢坯里,而原料工未及时发现。
(3) 在码小料垛坯料时,误将两个相邻号钢坯吊错、放错。
(4) 在处理过程中,常有因钢质缺陷已判废的钢坯,在码料时稍不注意,可能使其落入合格的钢坯中,造成多根现象。
避免混号事故的措施
(1) 加强原料工的责任心,时刻坚持质量第一的思想。指吊作业中,无论是翻车还是码料,都要注意防止钢号混乱。
(2) 吊料铺料时,相邻两熔炼号的间隔要清楚,留有足够的间距,防止扔料的混杂。
(3) 在换班、吃饭、休息、交替工作时,交接人应准确无误的交代清楚处理情况,防止翻车、码料时,误将正在处理的相邻两个号的钢坯放混。
(4) 在吊料、铺料、翻料、码料结束后,原料管理工要按规定核查每炉的熔炼号、钢号、根数及重量是否准确,发现异常及时查找处理。
(5) 每炉钢处理完毕后,应在每吊料侧面标上炉批号,每侧不得少于两块钢坯,原料管理工应将该炉钢的规格、根数、单重、总重通知加热炉运料工进行点检、验收,如点料时发现异常及时追查原因。
3.
(1) 炼钢车间应具备必要的设备和技术,以保证生产出无缺陷连铸坯和生产过程的稳定均衡。这些设备和技术包括炉外精炼、无渣出钢、吹氩搅拌、喂丝微调成分、插入式水口、气封中间包、保护浇注、结晶器液面控制、电磁搅拌、气雾冷却、多点矫直等,特殊钢生产还应具有真空脱气、软压下等技术。不合格坯均在炼钢车间剔出处理。
(2) 炼钢连铸坯车间与轧钢车间应按统一的生产计划组织成产,并尽可能统一安排计划检修。
(3) 连铸机与轧机小时产量应匹配得当。若轧机小时产量小于连铸机最大小时产量(不考虑连铸机准备时间),则将有许多热坯不能进入轧机而必须脱离轧线变成冷坯;若轧机设计能力大于连铸机最大小时产量,则轧机能力将不能发挥造成浪费,故原则上轧机小时产量应与连铸机最大小时产量平衡,轧机设计时应力求各规格产品的小时产量尽量接近。
(4) 为充分发挥热装效果,希望即使在轧机短时停轧(换辊、换轧槽)时也不产生冷坯离线,故在装炉辊道与加热炉之间应设缓冲区,以暂时存储钢坯。为了在重新开轧后能吸收掉积存的热坯,轧机(包括加热炉)最大小时产量应高于连铸机最大小时产量20%~25%。
(5) 加热炉应能灵活调节燃烧系统,以适应经常波动的轧机小时产量以及热坯与冷坯之间的经常换辊。
(6) 轧机应有合理的孔型设计,采用公用孔型系统以减少换辊次数。为尽量缩短因换辊、换槽等引起的短时停车时间,应采用快速换辊装置、轧辊导卫预调、导卫快速定位技术等。
(7) 应设置完善的计算机系统,在炼钢连铸机与轧钢车间之间进行控制和协调。
4. 飞钩、散吊等物体打击事故的预防
装炉小钩飞钩伤人,是装炉操作中最大的安全事故。
烧烫伤事故的预防
装炉是高温作业岗位,工作环境恶劣较易发生烧、烫伤害事故,必须认真注意做好预防工作。
炉尾高温烟气或火苗外窜,是造成烧伤的主要原因。防止烧伤的主要办法是:勤装钢,不要等推钢机推至最大行程已靠近进炉料门时再装炉。装炉时必须穿戴好劳保用品,尤其要戴好手套和安全帽,当离炉尾较近时,应将头压低,手臂伸前进行工作,以免烧伤面部,撩掉眉毛、睫毛。进料炉门应尽可能放得低些。
装炉工受烫伤威胁主要是隐藏在吊挂回炉热坯的作业中,挂回炉品时,首先要确认下无油,以免摔倒在热坯上被烫伤;作业时要站稳,并尽力压低身体,减少身体接受的热辐射;挂好钩后立即撤回,然后再进行挂吊作业。
挤压伤害事故的预防
挤压伤害常常发生在挂吊、加垫铁等的作业之中,主要是马虎大意所致,稍加注意就可避免。为此,在挂钩作业时,切记两手握钩的位置不可过低过高(过低易被钢坯挤伤,过高易被钢绳勒着);钢坯加垫调整时,握垫铁的手不得伸入钢坯之间的缝隙内。
5.
6. 加热炉炉体的绝大部分是由耐火砖或耐火混凝土砌筑而成,一般均在低温下砌筑,在高温下工作,因此,新建成或经大、中、小修的炉子竣工后其耐火砌体内含有大量的水分和潮气,不能直接进入高温状态下工作。
7. 必须仔细地进行干燥和烘炉,以便砌体内的水分和潮气逐渐地逸出,否则,砌体就会因剧烈膨胀而受到损毁。
8. 烘炉曲线中在150℃、350℃、600℃都需要保温,这三个温度有时掌握烘炉操作不当就会使砌体遭受破坏。在烘炉时要注意在150℃时保温一个阶段以排出泥浆中的水分,在350~400℃缓慢升温以使结晶水析出,在600~650℃时需要保温一段时间,以保持黏土砖的游离SiO2结晶状态,在1100~1200℃时要注意黏土砖的残存收缩。烘炉时间大致为:小修1~2天,中修3~4天,大修或新炉5~6天或更长一些。
9. 加热炉熄火后,汽化冷却装置应停止向外供汽。随热负荷逐渐降低,汽包压力随之下降。为了保证装置的水循环正常,应维持缓慢降压,同时应逐渐减少汽包的进水量,以维持汽包内水位正常。对使用给水自动调节器的装置,也必须注意水位变化,当在低负荷调节器不灵时,可切换为手动调节。随炉温继续降低,气压继续下降,若水循环出现异常现象时(如响声、管系震动等),可启动辅助循环设施(打开蒸汽引射或启动循环泵),直至炉温降至400℃以下时,方可停止辅助循环设施运行。
10. (1) 适量开启闸板,使炉内呈微电压。
(2) 点火应从出料端第一排烧嘴开始向装料端方向的顺序逐个点燃。
(3) 点火时应三人进行,一人负责指挥,一人持火把放置烧嘴前100~150mm,另一人按先开煤气,待点着后再开空气的顺序,负责开启烧嘴前煤气阀门和风阀,无论煤气阀还是风阀均徐徐开启。如果火焰过长而火苗呈黄色则是煤气不完全燃烧现象,应及时增加空气量或适当减少煤气量;如果火焰过短而有刺耳噪声则是空气量过多现象,应及时增加煤气量或减少空气量。
(4) 点燃后按合适比例加大煤气量和风量,知道燃烧正常。然后按炉温需要点燃其他烧嘴;最后调节烟道闸门,使炉膛压力正常。
(5) 点不着火或着火后又熄灭,应立即关闭煤气阀门,向炉内送风10~20min,排尽炉内混合气体后再按规定程序重新点燃,以免炉膛内可燃气体浓度大而引起爆炸。查明原因经过处理后,再重新点火。
送煤气时不着火或着火后又熄灭,应立即关闭煤气阀门,查明原因,排净炉内混合气体后再按规定程序重新点燃。
11. 对于一个三段式加热炉来说,经验的温度控制一般遵循如下的规定:预热段温度≤780℃;加热段最高温度≤1280℃;均热段≤1250℃。
炉温控制是与燃料燃烧操作最密切的,也就是说炉温控制是以增减燃料供应量来达到的,当炉温偏高时减少燃料的供给量,而炉温偏低时又应加大燃料供给量,多数加热炉虽然安排有热工仪表,但测量计所指示的温度只是炉内几个点的情况。因此,用肉眼观察炉温仍是非常重要的。同时,要掌握轧机轧制节奏来调节炉温以适应加热速度。轧机高产时,必须提高炉子的温度,而轧机产量低时,必须降低炉子的温度。这样可以避免炉温过高产生锅烧、溶化及粘钢,而炉温过低出现低温钢等现象。
12. 所谓“三勤”就是勤检查、勤联系、勤调整。
勤检查就是要经常检查炉内钢坯运行情况,注意观察燃料发热量的波动情况,燃料状况以及各段炉温和炉膛压力变化,正确判断炉内供热量机器分配是否合理,判断钢坯在各段内的加热程度;经常检查冷却水的水压、水量、水温及水质变化,掌握生产情况,并及早发现未来可能影响生产的一切征兆,以便对症采取措施。
勤联系就是经常与有关方面联系,搞好与其他各生产工序或岗位的配合衔接。
要经常与轧钢或调度室联系,了解轧钢钢材的规格、速度、待轧时间及换滚、处理事故时间等,做到心中有数。
当煤气发热量及压力发生较明显的波动时,应立即通过调度室与煤气加压混合站取得联系,问明情况,以便做出相应的调整。
要经常与质量检查人员取得联系,掌握加热质量情况。
勤调整就是根据检查和了解到的情况,调整节炉况,使之适应不断变化着的生产要求。
13. 对炉压制度的基本要求是保持炉子出料端钢坯表面上的压力为零或10~20Pa微正压(这样炉气外逸和冷风吸入的危害可减到最低限度),同时炉内气流通畅,并力求炉尾处不冒火。一般在出料端侧墙沿加热坯料上表面处装设测压管,并以此处炉压为控制参数,调节烟道闸门
14.

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