連退爐作為硅鋼生產(chǎn)的核心設(shè)備,具有爐子長(zhǎng)度大,爐輥數(shù)量多,能耗大等特點(diǎn)。本文針對(duì)硅鋼連退爐的爐輥輕量化和降低爐溫的綜合節(jié)能問(wèn)題展開(kāi)了深入的理論分析及試驗(yàn)研究。以連退爐爐外部分的輥?zhàn)訛檠芯繉?duì)象,進(jìn)行了爐輥輕量化設(shè)計(jì),同時(shí)提出了降低爐溫的措施用以實(shí)現(xiàn)減少能耗,并通過(guò)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)方案的可行性。建立了爐輥的有限元模型,對(duì)爐輥輥身的應(yīng)力情況進(jìn)行了分析,得出了爐輥輥身在靜力載荷下的應(yīng)力情況,并與輥身材料的許用值進(jìn)行了對(duì)比。采用Solid Works完成了爐輥的優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了爐輥輥身輕量化,對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)后爐輥進(jìn)行了應(yīng)力和形變分析,對(duì)爐輥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和輕量化效果進(jìn)行了分析。針對(duì)降低爐溫環(huán)節(jié),本文首先從理論方面分析了影響硅鋼磁性能的主要因素,從而確定了在保證產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)前提下,降低爐溫的具體方案。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了降低爐溫方案的可行性。本文有明確的工程研究背景,能夠?yàn)楣桎撨B退爐的爐輥輕量化設(shè)計(jì)和熱處理工藝改進(jìn)提供參考和依據(jù)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG155.1
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第1章 緒論1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義鞍鋼股份冷軋硅鋼廠系鞍鋼股份有限公司的二級(jí)生產(chǎn)廠，是以生產(chǎn)高性能取向硅鋼和無(wú)取向硅鋼為主的大型生產(chǎn)廠，年生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)到 120 萬(wàn)噸。無(wú)取向硅鋼的生產(chǎn)流程為：煉鋼、連鑄、熱軋連軋、酸洗冷軋、退火涂層、重卷包裝，見(jiàn)圖 1-1。在我廠，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)成又可分為三大系統(tǒng)：軋鋼系統(tǒng)、連退爐系統(tǒng)、重卷包裝系統(tǒng)。其中連退爐的主要功能是將冷軋后的硅鋼卷進(jìn)行熱處理，使之達(dá)到用戶要求的磁性能，因此，連退爐在硅鋼生產(chǎn)過(guò)程中占據(jù)著核心地位。由于鞍鋼冷軋硅鋼廠連退爐數(shù)量多，且在整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)中僅電耗就占了較大比例（約為 52%），其節(jié)能潛力較大。

圖 1-2 過(guò)熱水余熱回收系統(tǒng)達(dá)國(guó)家的工業(yè)爐設(shè)計(jì)公司比較重視爐子的余熱回收，一般在爐子建煙氣余熱回收裝置一次性設(shè)計(jì)和建設(shè)到位，日本新日鐵的余熱回收到 92%[5]。國(guó)外的工業(yè)爐煙氣余熱回收裝置在功能上雖然與國(guó)內(nèi)的，但在具體換熱效率和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面還是比較領(lǐng)先的。以日本 R煙氣熱交換器為例，高溫?zé)煔忸A(yù)熱助燃空氣后，可以達(dá)到熱交換器高于 250℃，助燃空氣預(yù)熱溫度不低于 550℃的先進(jìn)指標(biāo)。熱管換較高的換熱效率，在中低溫的余熱回收方面也有著廣泛的應(yīng)用。 提升燃燒器效率退爐主要采用高速燒嘴和輻射管燒嘴，每種燒嘴的數(shù)量眾多，高速56 個(gè)，輻射管燒嘴一般為 120 個(gè)（特定爐型）。退爐高速燒嘴的工作方式為無(wú)氧化燃燒，即要求燃料小幅度過(guò)剩，一般為 0.98，因此無(wú)法通過(guò)增加空氣消耗系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)提升燃燒效爐高速燒嘴燃燒效率的途徑一般為優(yōu)化高速燒嘴自身結(jié)構(gòu)，使空氣

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文降低燃料消耗的有效途徑，通過(guò)改進(jìn)輻射管燒嘴換熱器結(jié)構(gòu)可以提升預(yù)熱溫度進(jìn)而提升燃燒溫度，降低燃料消耗。目前，國(guó)內(nèi)輻射管燒嘴助燃空氣可預(yù)熱到 450℃，熱效率可達(dá)到 40%—45%。美國(guó) Hauck、Bloom 公司、德國(guó) IBE 公司、日本 ROZAI 公司為代表領(lǐng)先企業(yè)廣泛采用工程模擬軟件（如 fluent、CFD 等）和數(shù)控加工技 1-3、1-4 所示。使得燃燒器的加工精度更高，結(jié)構(gòu)更加合理、長(zhǎng)時(shí)間性更佳，并且在火焰穩(wěn)定性、燃燒效率等方面效果顯著，實(shí)現(xiàn)了較低耗和較低的有害氣體排放。
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