中職《原料加熱操作》2.項目二教案

課程章節(jié)名稱項目二加熱爐輔助系統(tǒng)教學(xué)目的、要求●掌握側(cè)進(jìn)式裝料端設(shè)備裝置的機(jī)構(gòu)?！裾莆詹竭M(jìn)式加熱爐爐底機(jī)械的構(gòu)成與功能?！袷煜ぜ訜釥t冷卻系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)?！裾莆占訜釥t水冷卻系統(tǒng)的操作與維護(hù)?！窳私馄鋮s的原理。●掌握汽化冷卻系統(tǒng)事故及處理?！裾莆諣t內(nèi)外測點的確定方法。●了解加熱爐自動控制系統(tǒng)的作用重點難點側(cè)進(jìn)式裝料端設(shè)備步進(jìn)式加熱爐鋼料的運動步進(jìn)梁式加熱爐的結(jié)構(gòu)汽化冷卻的原理教學(xué)環(huán)節(jié)時間分配6課時教學(xué)手段、教學(xué)方法和實施步驟多媒體授課內(nèi)容:任務(wù)一裝出料系統(tǒng)相關(guān)知識連續(xù)加熱爐裝料與出料方式有：端進(jìn)端出，端進(jìn)側(cè)出，側(cè)進(jìn)側(cè)出，側(cè)進(jìn)端出一、端出料的優(yōu)缺點（1）由爐尾推鋼機(jī)直接推送出料，不需要單獨設(shè)出鋼機(jī)，側(cè)出料需要有出鋼機(jī)。（2）雙排料只能用端出料。（3）軋制車間采用端出料方式，幾個爐子共用一個輥道，占用面積小，操作方便。但端出料的缺點是出料門位置很低，出料門寬度幾乎等于爐寬，吸到爐內(nèi)大量冷空氣，對溫度的影響大，并且增加鋼坯的燒損，使實爐底上氧化鐵皮增多，操作困難。二、出料口封閉措施（1）在出料口安裝自動控制的爐門。（2）在均熱段安裝反向燒嘴。（3）加大爐頭端燒嘴向下的傾角，同時壓低均熱段與加熱段的爐頂。（4）在出料口掛滿可以自由擺動的窄鋼帶或鋼鏈。任務(wù)實施側(cè)進(jìn)式裝料端設(shè)備（一）爐內(nèi)裝料懸臂輥道爐內(nèi)裝料端設(shè)有多根單獨傳動的交流變頻電機(jī)懸臂式輥道。其輥面形狀為錐形柱面，采用水冷懸臂輥軸結(jié)構(gòu)，輥套采用間接冷卻。（二）裝料推鋼機(jī)在爐子裝料端設(shè)有推鋼機(jī)，推鋼機(jī)有四個推桿，當(dāng)坯料停在爐內(nèi)懸臂輥道上之后，由推鋼機(jī)將坯料在輥道上推正，然后由步進(jìn)梁把坯料托放到固定粱的第一個料位上。（三）裝料爐門升降機(jī)構(gòu)在爐子進(jìn)料端側(cè)部設(shè)有裝料爐門的氣動、電動或液壓式升降機(jī)構(gòu)。爐門通過鏈條繞過安裝于爐子鋼結(jié)構(gòu)上的鏈輪與氣缸連接。（四）緩沖擋板為防止入爐鋼坯因裝料懸臂輥道速度失控而撞壞爐墻，在進(jìn)料爐門對面?zhèn)葔ι涎b設(shè)一彈性擋板。二、側(cè)出式出料端設(shè)備（一）出料懸臂輥道出料端設(shè)有多根交流變頻電機(jī)單獨傳動的懸臂式輥道，其輥面形狀為錐形柱面，采用水冷懸臂輥軸結(jié)構(gòu)，輥套采用間接冷卻。（二）出料爐門升降機(jī)構(gòu)在爐子出料端側(cè)部設(shè)有出料爐門的氣動升降機(jī)構(gòu)，也可以使用電動或液壓控制。三、裝出料爐門出料爐門數(shù)量1套,傳動方式為氣動。在爐子出料端側(cè)墻上設(shè)有一個出料爐門。出料爐門由氣動裝置驅(qū)動，并與物料移送聯(lián)鎖。爐門不水冷，爐門框水冷，爐門內(nèi)襯輕質(zhì)澆注料絕熱。爐門的上位和下位有限位開關(guān)自動控制。任務(wù)二爐底機(jī)械任務(wù)實施步進(jìn)式加熱爐鋼料的運動步進(jìn)式加熱爐與推鋼式加熱爐相比，其基本的特征是鋼坯在爐底上的移動靠爐底可動的步進(jìn)梁作矩形軌跡的往復(fù)運動，把放置在固定梁上的鋼坯一步一步地由進(jìn)料端送到出料端。移動梁的運動是可逆的，當(dāng)軋機(jī)故障要停爐檢修，或因其他情況需要將鋼坯退出爐子時，移動梁可以逆向工作，把鋼坯由裝料端退出爐外。步進(jìn)式加熱爐的結(jié)構(gòu)爐底結(jié)構(gòu)從爐子的結(jié)構(gòu)看，步進(jìn)式加熱爐分為上加熱步進(jìn)式爐、上下加熱步進(jìn)式爐、雙步進(jìn)梁步進(jìn)式爐等。2.傳動機(jī)構(gòu)步進(jìn)式爐的關(guān)鍵設(shè)備是移動梁的傳動機(jī)。步進(jìn)機(jī)構(gòu)的傳動方式分機(jī)械傳動和液壓傳動兩種。目前廣泛采用液壓傳動的方式。3.密封機(jī)構(gòu)目前有兩種密封結(jié)構(gòu)，一是滑板式密封，一是水封。任務(wù)三加熱爐水冷卻系統(tǒng)任務(wù)實施一、爐底水冷結(jié)構(gòu)（一）爐底水管的布置1.步進(jìn)梁式加熱爐在步進(jìn)梁式加熱爐中只有縱向支承梁和支承梁立柱?？v向支承梁用冷卻水冷卻的厚壁無縫鋼管制作，采用雙層絕熱包扎。支承梁立柱是用無縫鋼管制作的雙層套管，管子采用水冷卻，外管進(jìn)水，內(nèi)管排水。推鋼式加熱爐在兩面加熱的連續(xù)加熱推鋼式加熱爐中，爐底水管由厚壁無縫鋼管組成，內(nèi)徑50~80mm，壁厚10~20mm。坯料在沿爐長敷設(shè)的爐底水管上向前滑動。在選擇爐底水管支撐結(jié)構(gòu)時，除了保證其強(qiáng)度和壽命外，應(yīng)力求簡單。（二）耐熱鋼墊塊目前，在步進(jìn)梁式加熱爐和推鋼式加熱爐中的縱向支承梁上均帶有耐熱鋼墊塊。（三）爐底水管的絕熱爐底水冷滑管和支撐管加在一起的水冷表面積達(dá)到爐底面積的30%~50％，帶走大量熱量。降低熱損失和減少黑印影響的有效措施，是對爐底水管實行絕熱包扎。（四）爐底冷卻管的安裝質(zhì)量條件1.安裝要求（1）橫水管安裝前，必須使用水平儀測定橫水管的安裝位置，與圖紙核定無誤后方可施工安放。（2）爐內(nèi)橫水管的上面必須在同一要求水平面上，安放并檢查無誤后，方可固定焊接。（3）橫水管的爐外連接管的焊接需按圖紙要求進(jìn)行，焊條、焊縫高度均應(yīng)滿足圖紙要求。（4）水管固定板必須與立柱焊接在一起。（5）所有焊口質(zhì)量均應(yīng)在規(guī)定壓力下做強(qiáng)度檢驗,以不滲漏時為合格。（6）縱水管的間距必須要符合圖紙要求,縱水管的上面標(biāo)高應(yīng)做為安裝的主要標(biāo)準(zhǔn)。（7）縱水管接口的焊接質(zhì)量以2倍工作壓力下的強(qiáng)度檢驗不滲漏為合格。（8）施工過程中,橫縱水管內(nèi)部不允許留有焊渣、雜物,必須保證水管暢通。2.工業(yè)水冷管道的安裝質(zhì)量條件（1）水冷管道的焊接應(yīng)符合圖紙要求，所有的管件均應(yīng)有試壓報告單。（2）焊接部位以給水不滲漏時為合格。（3）管道內(nèi)部不應(yīng)留有焊渣、異物，給水后應(yīng)保證暢通無阻。（4）管道的走向、安放位置要符合圖紙要求。二、凈循環(huán)冷卻水和濁循環(huán)水系統(tǒng)（一）凈循環(huán)水系統(tǒng)凈循環(huán)水的主要用戶是支撐梁、立柱、裝出料懸臂輥道、出料爐門框、液壓站冷卻器、ITV等。（二）濁循環(huán)水系統(tǒng)濁循環(huán)水系統(tǒng)是開式循環(huán)，即無壓排水。濁循環(huán)水的要求如下：水質(zhì)：pH值6~8；暫時硬度小于200ppm；懸浮物小于50mg/L；壓力不小于0.2MPa；溫度不大于36℃；平常消耗量15m3/h；設(shè)計流量25m3/h；接點流量30m3/h。（三）安全水源安全水塔500m3，用于爐區(qū)所有加熱爐連續(xù)應(yīng)急供水，安全用水供水壓力＞0.25MPa。任務(wù)四加熱爐汽化冷卻相關(guān)知識加熱爐冷卻構(gòu)件采用汽化冷卻，主要是利用水變成蒸汽時吸收大量的汽化潛熱，使冷卻構(gòu)件得到充分的冷卻。加熱爐的冷卻構(gòu)件采用汽化冷卻時，具有以下優(yōu)點：（1）汽化冷卻的耗水量比水冷卻少得多。（2）用工業(yè)水冷卻時，由冷卻水帶走的熱量全部損失，而采用汽化冷卻所產(chǎn)生的蒸汽，則可供生產(chǎn)、生活方面使用，甚至可以用來發(fā)電。（3）當(dāng)采用汽化冷卻時，一般用軟水為介質(zhì)，以避免造成水垢，從而延長冷卻構(gòu)件的壽命。（4）縱爐底管采用汽化冷卻時，其表面溫度比采用水冷卻時的要高一些，這對于減輕鋼料加熱時形成的黑印，改善鋼料溫度的均勻性有一定的好處。任務(wù)實施

汽化冷卻的原理汽化冷卻裝置的循環(huán)方式有兩種：一是強(qiáng)制循環(huán)；二是自然循環(huán)。汽化冷卻系統(tǒng)包括軟水裝置、供水設(shè)施（水箱、水泵）、冷卻構(gòu)件、上升管、下降管、汽包等。二、汽化冷卻系統(tǒng)操作（一）檢修過程與專業(yè)人員的試壓配合操作加熱爐運行一年后，汽化冷卻系統(tǒng)同樣要進(jìn)行系統(tǒng)的檢修工作，這些檢修工作包括各閥門的更換、壓力表的校驗、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的檢修、各種顯示儀表的校驗、容器內(nèi)的污垢清理等等。在檢修完畢后，按照國家的規(guī)定要進(jìn)行本系統(tǒng)的打壓試驗。（二）點爐時汽化操作工的操作開動汽包上水泵或電泵，使本系統(tǒng)水量達(dá)中水位。當(dāng)燒火工通知溫度達(dá)到一定數(shù)值時，要打開蒸汽助循環(huán)（引射）的管道閥門，使蒸汽通入上升管內(nèi)，提高上升管內(nèi)的水溫。判斷循環(huán)是否開始。如循環(huán)開始，關(guān)閉引射助循環(huán)蒸汽閥門。觀察系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力是多少，系統(tǒng)蒸汽壓力是否提高了，并保持汽包中水位。（三）運行操作運行的基本操作如下：（1）保持均衡給水，使汽包保持正常水位，不允許超過最高和最低水位。（2）汽包的水位計應(yīng)定期沖洗（一般每班沖洗1~2次），使其保持完好狀態(tài)。（3）應(yīng)維持適合于裝置的正常給水壓力。（4）應(yīng)經(jīng)常維持汽包壓力穩(wěn)定，不宜波動過大。（5）為了保證汽包、上升管、下降管內(nèi)部的清潔，避免爐水發(fā)生泡沫和爐水品質(zhì)變壞，必須進(jìn)行排污。（6）應(yīng)經(jīng)常注意裝置的各管道閥門、配件是否有損壞或泄漏現(xiàn)象，每周應(yīng)檢查一次，并作好檢查記錄。（7）在汽化冷卻裝置中，要保證運行中給水、爐水和蒸汽品質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)。（四）排污操作進(jìn)行水質(zhì)化驗，檢查爐水各指標(biāo)是否超標(biāo)。（五）放散操作汽包內(nèi)蒸汽壓力是否超標(biāo)，如已超標(biāo)進(jìn)行下一步。打開放散閥門，一般在系統(tǒng)中均設(shè)計有自動控制放散。（六）清污垢操作清污垢操作一般采用機(jī)械清理的方法，操作步驟如下：①將汽包內(nèi)的存水用下排污排凈。②打開汽包人孔。③清理污垢。④職能人員驗收。⑤合格后關(guān)閉人孔。三、汽化冷卻系統(tǒng)事故及處理停爐操作正常停爐加熱爐熄火后，汽化冷卻裝置應(yīng)停止向外供汽。為了保證裝置的水循環(huán)正常，應(yīng)維持緩慢降壓，同時應(yīng)逐漸減少汽包的進(jìn)水量。對使用給水自動調(diào)節(jié)器的裝置，也必須注意水位變化，當(dāng)在低負(fù)荷調(diào)節(jié)器不靈時，可切換為手動調(diào)節(jié)。事故停爐一般事故停爐可分為兩種：一種是由于突然停電而電源在短期內(nèi)又不能恢復(fù)所引起的；另一種是由于其他事故經(jīng)處理無效所致。停爐保養(yǎng)（1）干保養(yǎng)法對已安裝好并進(jìn)行了水壓試驗而又不能及時投入運行的或需停止運行一個較長時間（一個月以上）的汽化冷卻裝置，為了防止管道和汽包內(nèi)部金屬表面腐蝕，可采用干保養(yǎng)法。（2）濕保養(yǎng)法當(dāng)裝置停運時間較短（小于一個月）時，可采用濕保養(yǎng)法。當(dāng)氣候寒冷易結(jié)凍時，不宜采用濕保養(yǎng)法。運行事故分析與處理汽包缺水汽包上水位表指示的水位低于最低安全水位線時，稱為汽包缺水。汽包滿水汽包上水位表指示的水位高于最低安全水位線時，稱為汽包滿水。汽水共騰全開連續(xù)排污閥，并開定期排污閥，同時加強(qiáng)向汽包給水，以維持水位正常，加強(qiáng)爐水取樣分析，按分析結(jié)果調(diào)整排污，直至爐水品質(zhì)合格為止。爐管變形爐底管變形一般分兩種情況：一種是突發(fā)性的變形事故，一種是逐漸發(fā)生的變形事故。知識拓展冷卻設(shè)施的維護(hù)一、水冷卻設(shè)施的維護(hù)（1）開爐前必須有壓爐料。（2）在裝、出料時，要防止歪斜、彎曲坯料卡爐筋管。（3）經(jīng)常檢查水泵運行情況及管路狀況。（4）經(jīng)常檢查爐內(nèi)各爐筋管、橫向支撐水管及支柱水管絕熱包扎層，并及時將損壞的地方加以修補(bǔ)。（5）確保冷卻水的連續(xù)供給，嚴(yán)格控制出口水溫，及時調(diào)節(jié)冷卻水流量。（6）爐筋管、橫向支撐水管及支柱管經(jīng)過一定的使用期后,在爐子檢修時必須更換,勉強(qiáng)使用易造成事故。（7）水冷系統(tǒng)盡可能形成閉環(huán),循環(huán)使用,以節(jié)約用水。二、汽化冷卻系統(tǒng)的維護(hù)（1）經(jīng)常檢查循環(huán)泵及循環(huán)系統(tǒng)所有管路的運行情況。（2）嚴(yán)格控制汽包水位、壓力及溫度。（3）經(jīng)常檢查管路上各種閥門，如安全閥、調(diào)節(jié)閥、放散閥、排污閥和壓力表、水位計等是否正常，應(yīng)確保其嚴(yán)密性、靈活性、準(zhǔn)確性。（4）保證軟化水的質(zhì)量,并定期對水管過濾器進(jìn)行清洗。任務(wù)五儀表檢測系統(tǒng)相關(guān)知識對熱工參數(shù)進(jìn)行檢測，無論采用哪類儀表，大體都由下列幾部分組成：（1）檢測部分它直接感受某一參數(shù)的變化，并引起檢測元件某一物理量發(fā)生變化。（2）傳遞部分將檢測元件的物理量變化，傳遞到顯示部分去。（3）顯示部分測量檢測元件物理量的變化，并且顯示出來。任務(wù)實施一、測溫儀表在加熱爐中，鋼的加熱溫度、爐子各區(qū)域的溫度分布及爐溫隨時間的變化規(guī)律等，都直接影響爐子的生產(chǎn)率及加熱質(zhì)量。（一）熱電偶高溫計它由熱電偶感溫元件1，毫伏測量儀表2（動圈儀表或電位差計）以及連接熱電偶和測量電路的導(dǎo)線（銅線）及補(bǔ)償導(dǎo)線2組成。熱電偶測溫的基本原理熱電偶測量溫度的基本原理是熱電效應(yīng)。所謂熱電效應(yīng)就是將兩種不同成分的金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體兩端相互緊密地連接在一起，組成一個閉合回路，當(dāng)兩連接點a、b所處溫度不同時，則此回路中就會產(chǎn)生電動勢，形成熱電流的現(xiàn)象。熱電偶的冷端補(bǔ)償(1)補(bǔ)償導(dǎo)線法暋這種方法在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。(2)調(diào)整儀表零點法。(3)冷端恒溫法。（二）光學(xué)高溫計可見光能的大小表現(xiàn)在它對人眼亮度的感覺上。物體溫度越高，它所射出的可見光能越強(qiáng)，即看到的可見光就越亮。這就是光學(xué)高溫計的測溫原理。（三）光電高溫計由光電感溫元件制成的全輻射光電高溫計是一種新型的感溫元件。由傳熱原理中得知，物體的輻射能力E與其絕對溫度的四次方成正比。如能測出輻射體（高溫物體）的輻射能力，即可得到T。光電高溫計即是通過測量E達(dá)到測量T的目的。二、測壓儀表根據(jù)靜力平衡原理我們得到被測壓力：p=ρgh式中：p——被測壓力的表壓值，Pa；ρ——U型管內(nèi)所充工作液的密度，kg/m3；h——U型管內(nèi)兩邊液面高度差，m。三、流量測量儀表（一）節(jié)流式差壓流量計節(jié)流式差壓流量計，即用節(jié)流裝置測流量，其原理為：在管道內(nèi)裝設(shè)有截面變化的節(jié)流裝置（元件），當(dāng)液體流經(jīng)節(jié)流裝置時，由于流束收縮，其流速發(fā)生變化而在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生靜壓差，稱為差壓。利用此差壓與流量的關(guān)系達(dá)到檢測流量的目的。（二）流量顯示儀表在加熱爐的流量檢測儀表中，廣泛采用單元組合儀表測量流量。四、其他儀表（一）煙氣殘氧量檢測成分分析儀：氧化鋯分析儀。（二）煤氣泄露檢測CO報警儀，分固定式和便攜式。（三）流體介質(zhì)液位檢測，液位計步進(jìn)梁水封槽液位：用于檢測、控制步進(jìn)梁水封槽的液位。氣化冷卻系統(tǒng)中軟水箱除氧器汽包等均有液位計。流體介質(zhì)的液面由液位發(fā)訊裝置監(jiān)測并可目視。任務(wù)六加熱爐的計算機(jī)自動控制任務(wù)實施一、手動調(diào)節(jié)、自動調(diào)節(jié)及計算機(jī)自動控制熱工參數(shù)的自動調(diào)節(jié)是手動調(diào)節(jié)的發(fā)展，它是利用檢測儀表與調(diào)節(jié)儀表模擬人的眼、腦、手的部分功能，代替人的工作而達(dá)到調(diào)節(jié)的作用。手動調(diào)節(jié)時，先由操作人員用眼觀察顯示儀表上溫度的數(shù)值或直接用眼憑經(jīng)驗判斷爐溫高低，確定操作方向，用手調(diào)節(jié)供給燃料閥門的開啟度，改變?nèi)剂狭髁?，調(diào)節(jié)爐溫使其穩(wěn)定在規(guī)定的數(shù)值上。自動調(diào)節(jié)時，熱電偶感受到爐溫變化經(jīng)變送器送入調(diào)節(jié)器與給定值相比較（判別與規(guī)定數(shù)值的偏差）按一定的調(diào)節(jié)規(guī)律（事先選定好）輸出調(diào)節(jié)信號驅(qū)動執(zhí)行器，改變?nèi)剂狭髁浚S持爐溫恒定。