第一篇 冶金工廠加熱爐的設計方法和原則
第1章 加熱爐的初步設計
1.1 設計前的原始資料
1.2 加熱爐爐型的確定
1.3 加熱爐燃料的確定
1.4 加熱爐燃燒裝置的確定
1.4.1 固體燃料燃燒裝置
1.4.2 液體燃料燃燒裝置
1.4.3 氣體燃料燃燒裝置
1.5 預熱裝置的選擇及安裝
1.5.1 管狀金屬換熱器
1.5.2 針狀換熱器
1.5.3 整體換熱器
1.5.4 輻射換熱器
1.5.5 陶瓷換熱器
1.6 鼓風繫統和排煙繫統
1.6.1 鼓風機的選擇
1.6.2 煤氣管道、空氣管道和閥門
1.7 爐子水冷繫統的確定
1.7.1 汽化冷卻裝置的設計與布置
1.7.2 供水和爐水的水質要求
1.7.3 箱件的強度計算
1.7.4 壓力容器的水壓試驗
1.7.5 國內部分有色冶金爐汽化冷卻主要技術數據
1.8 加熱爐鋼結構
1.8.1 加熱爐鋼結構的特點
1.8.2 主要構件
1.8.3 材料的選用
1.9 加熱爐機械和自動調節
1.10 繪制加熱爐爐型示意簡圖
第2章 加熱爐的工藝計算和設計
2.1 燃料燃燒計算
2.1.1 燃燒計算前的基礎資料
2.1.2 燃燒計算的內容
2.1.3 計算步驟
2.2 加熱爐的熱制度
2.2.1 一段式加熱制度
2.2.2 二段式加熱制度
2.2.3 三段式加熱制度
2.3 鋼坯加熱溫度和時間的計算
2.3.1 加熱時間的理論計算
2.3.2均熱時間的計算
2.3.3預熱時間的計算
2.3.4 恆溫爐內薄材的加熱時間計算
2.3.5 浴爐中鋼坯的加熱時間計算
2.3.6 熱處理爐內鋼坯的加熱計算
2.3.7 鋼坯加熱計算中參數的確定
2.3.8經驗方法確定加熱時間
2.3.9 室狀加熱爐內鋼坯的全加熱時間
2.3.10 鋼坯進行熱處理所需的加熱時間
2.4 爐子數量和基本尺寸的確定
2.4.1 爐子座數的確定
2.4.2 爐膛基本尺寸的確定
2.5 爐體築爐材料確定
2.5.1 耐火磚
2.5.2 耐火纖維
2.5.3不定形耐火材料
2.5.4 隔熱材料
2.5.5普通築爐材料
2.6 加熱爐爐襯的設計
2.6.1爐體砌磚材料
2.6.2 爐體各部位磚縫的允許厚度
2.6.3 砌磚尺寸
2.6.4異型磚的設計
2.6.5 砌磚泥漿的選用
2.6.6 爐頂砌築
2.6.7 爐牆砌築
2.6.8爐底的砌築
2.7鋼架結構的設計
2.8 爐子熱平衡和燃料消耗量的計算
2.8.1 加熱爐熱平衡計算內容
2.8.2 熱量的收入和支出項的計算方法
2.9燃燒裝置的計算
2.9.1煤燃燒室計算
2.9.2煤粉燃燒器的選用
2.9.3燃油噴嘴的設計
2.9.4燃氣燒嘴的計算
2.10預熱裝置的計算
2.11 煤氣（空氣）管道和煙道的設計
2.11.1煤氣（空氣）管道計算
2.11.2煙道截面計算
2.11.3煙囪的計算
2.11.4 鼓風機的計算和選擇
第二篇 鋼鐵廠加熱爐設計實例
第3章120t／h步進梁式加熱爐設計實例
3.1 步進梁式加熱爐設計基本情況
3.1.1 步進梁式加熱爐設計條件
3.1.2 本設計的重點和難點
3.1.3 可行方案的篩選方法提要
3.1.4 與本設計題目相關的理論知識（包括新知識）提要
3.1.5 步進梁式加熱爐設計的指導思想和技術決策
3.2 步進梁式加熱爐設計說明
3.2.1 步進梁式加熱爐的平面布置
3.2.2 步進梁式加熱爐的主要尺寸
3.3 步進梁式加熱爐及其附屬設備的工藝性能
3.3.1 步進梁式加熱爐爐型結構
3.3.2 步進梁式加熱爐用耐火材料及其性能
3.4 步進梁式加熱爐各結構說明
3.4.1 步進梁式加熱爐鋼結構
3.4.2 步進梁式加熱爐供熱、燃燒及排煙繫統
3.4.3 爐門及其升降機構
3.4.4步進梁式加熱爐機械設備
3.5 不鏽鋼步進梁式連續加熱爐的計算
3.5.1 空氣量及燃燒生成量計算（燃燒計算）
3.5.2 爐內各段綜合輻射繫數
3.5.3 爐長、爐寬的確定
3.5.4熱平衡計算
3.5.5鋼結構計算
3.5.6金屬預熱器計算
3.5.7煙道阻力計算
3.5.8煙囪高度計算
3.6 圖例
第4章15t／h推鋼式連續加熱爐設計實例
4.1 加熱爐爐型的選擇
4.2燃料燃燒計算
4.2.1換算燃料成分
4.2.2 空氣需要量和燃燒產物量及其成分的計算
4.2.3燃燒產物密度計算
4.2.4理論燃燒溫度的計算
4.3鋼坯加熱時間的計算
4.3.1 預熱段加熱時間的計算
4.3.2加熱段加熱時間的計算
4.3.3確定均熱時間
4.4 爐子基本尺寸的決定及有關的幾個指標
4.4.1 爐子寬度（有效寬度）
4.4.2 爐膛高度
4.4.3 爐長計算
4.4.4 爐底有效面積及總爐底面積
4.4.5 爐底面積有效利用率
4.4.6 爐底強度
4.4.7 出鋼間隔時間
4.4.8 爐牆砌磚內表面溫度的計算
4.5 熱平衡計算及燃料消耗量的確定
4.5.1 均熱段的熱平衡
4.5.2加熱段的熱平衡
4.5.3預熱段的熱平衡
4.6燃燒繫統的設計
4.7煙道的設計
4.7.1 煙道基本參數計算
4.7.2 煙道的阻力計算
4.7.3 風機的選取
4.8 汽化冷卻繫統計算
4.8.1 汽化冷卻水循環計算目的
4.8.2 汽化冷卻的熱力計算
4.8.3 汽化冷卻循環方式與循環繫統的確定
4.8.4件的選擇
4.8.5 汽包的計算與選擇
4.8.6 上升管與下降管的計算與選擇
4.8.7 上聯箱與下聯箱
4.8.8 排污裝置
4.8.9供水和爐水的水質要求
4.9 自然水循環計算
4.9.1 基本概念
4.9.2 計算步驟
4.9.3具體計算過程與結果
4.9.4具體計算各值彙總
4.9.5 循環可靠性的校驗
4.9.6 強度計算
4.9.7 汽化冷卻件的選取
4.10煙囪的設計與計算
4.10.1 煙囪的設計
4.10.2 煙囪的計算
4.11 鋼結構
4.11.1 拱頂的體積和質量
4.11.2鋼結構計算
4.12餘熱鍋爐繫統
4.12.1 餘熱鍋爐的特點
4.12.2 設計鍋爐的介紹
4.12.3 鍋爐的汽水流程
4.12.4 餘熱鍋爐設計原則
4.12.5 餘熱鍋爐受熱面的布置
4.12.6 餘熱鍋爐的熱負荷
4.12.7 主受熱面的熱負荷
4.12.8餘熱鍋爐阻力計算
4.12.9餘熱鍋爐各參數彙總
4.13 圖例
第5章35t／h環形鋼管加熱爐設計實例
5.1 生產任務和工藝要求
5.2鋼管加熱要求
5.3 爐型
5.4環形加熱爐生產能力
5.5 爐子主要尺寸
5.6 燃料條件
5.7其他公用介質
5.7.1 冷卻水
5.7.2 工業氮氣
5.7.3 壓縮空氣
5.7.4 用電點
5.8 爐型概述
5.9環形爐基本參數
5.10 儀表、電氣過程監測及控制
5.10.1儀表基礎自動化
5.10.2 電氣設計範圍
5.10.3 電訊繫統
5.11 環形爐的主要技術性能
5.12 圖例
第6章換熱式均熱爐設計實例
6.1 已知條件
6.2燃料燃燒計算
6.3 金屬加熱時間計算
6.4均熱爐熱平衡
6.4.1 熱量的收入
6.4.2 熱量的支出
6.4.3煤氣主管道直徑的確定
6.4.4 空氣用量
6.5換熱器計算
6.6 氣體力學計算
第7章熱處理爐設計實例
7.1 熱處理爐的初步設計
7.1.1 爐子設計的已知條件
7.1.2爐型和數量選擇
7.1.3燃料選擇
7.1.4 燒嘴和空氣過剩繫數的確定
7.1.5 預熱裝置和空氣預熱溫度的確定
7.1.6鼓風機位置的確定
7.1.7煙囪位置的確定
7.2 熱處理爐的計算
7.2.1燃料燃燒計算
7.2.2 鋼的熱處理加熱制度的確定
7.2.3 爐子主要尺寸和產量指標的確定
7.2.4 爐子砌磚材料的選擇
7.2.5 爐子熱平衡計算及燃料消耗率計算
第8章燃煤室狀加熱爐設計實例
8.1 已知條件
8.2 固體燃料燃燒計算
8.3爐膛熱交換計算
8.4 金屬加熱時間
8.5 築爐材料的選擇
8.6 爐子熱平面及燃料消耗量的計算“
8.7整體換熱器的計算
8.8 固體燃料燃燒室的計算
8.9 制圖
附錄
附錄1 機械工業建設工程設計文件深度規定JBJ 35—2004（摘錄）
附錄2 工業爐窯大氣污染物排放標準GB 9078—1996
附錄3 工業爐窯保溫技術通則GB／T 16618—1996
附錄4 工業爐窯煙塵測試方法GB 9079—88
附錄5 工業爐名詞術語GB／T 17195—1997
附錄6 工業爐砌築工程施工及驗收規範GBJ 211—87
參考文獻

第1章 加熱爐的初步設計
1.1 設計前的原始資料
設計加熱爐前至少應掌握以下原始資料。
①加熱爐的年產量，該項應根據車間或工廠的生產要求而制定。
②加熱爐的用途和工藝操作，例如加熱爐是用於加熱物料還是熔煉物料，是用於進行壓力加工前的金屬加熱還是用於熱處理金屬等。
③被加熱物體的外形尺寸和種類。
④加熱爐的熱源或燃料情況，例如電能、煤氣、天然氣、重油或其他各種燃料等。
⑤其他所必需的資料，如軋鋼車間的具體設備布置，車間標高，有無特殊要求，都需和甲方具體協商。
1.2 加熱爐爐型的確定
鋼坯加熱爐爐型的確定應全面考慮以下幾個方面問題。
（1）加熱爐類型的確定
一般來說，在晝夜連續生產的軋鋼車間中，加熱形狀規則的料坯（例如方形斷面或柱形斷面鋼坯），並且產量較大，應在連續加熱爐中加熱為宜。其他情況可以采用爐型結構較簡單、使用較靈便、產量不太大的室狀加熱爐進行加熱。
一些特殊形狀坯料，可在特定形式的加熱爐中完成加熱過程，如薄板垛的退火用罩式退火爐，圓柱形的管坯在斜底爐或環形轉底爐內加熱。在產量較高的現代化薄板車問，薄板坯的加熱，可用鏈帶式或輥底式等機械化爐底爐。尺寸較大的鋼錠在均熱爐內加熱，而尺寸特大的鋼錠則用車底式加熱爐加熱較為方便。
另外，在連續加熱爐內，合金鋼或高碳鋼鋼錠在600°C以前加熱速度應慢一些，以免鋼錠產生破裂。因此應在加熱爐結構上采取相應措施，如設置中間煙道或砌築中問隔熱牆，減少燒嘴能力，以防止預熱段爐溫過高。
（2）加熱爐內坯料受熱面的確定
對室狀加熱爐，料坯斷面小於300mm時，采用一面加熱，大於500mm時，可用三面或四面加熱。
在連續式加熱爐內，當坯料斷面小於80mm時，可采用一面加熱；大於100mm時，則采用兩面加熱。此外，坯料長度小於1m時，不宜采用兩面加熱，因為料坯太短，架空料坯用冷卻水管所占下加熱面面積的比例很大，故下面加熱的作用並不顯著。相反，由於冷卻水管的設置，卻帶來一繫列的缺點。
對於一些特殊形狀料坯的受熱面問題，由所選定的特殊爐型來決定。如大鋼錠在均熱爐中直立放置，接近於四面加熱的情況，薄板坯在輥底式爐中就可以兩面加熱。
……