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    2.3.2 炉顶的设计
    炉顶形式分为平顶、拱顶及悬挂顶(吊顶)三种。一般采用拱顶,炉顶跨度小的用平顶,跨度特别大的用吊顶。本设计中炉膛宽度为500mm,因此选用平顶。炉顶的要求和炉墙相同,保温层要适当加厚,且要求炉顶材料重烧收缩小。由于本设计为高温试验电炉,通过与一般高温电炉炉顶厚度相比较,确定以300mm为炉顶厚度。
    高铝砖(LZ)-65,厚度50mm;
    普通硅酸铝耐火纤文毡,厚度250mm。

    2.3.3 炉底(炉门)的设计
    小型电炉的炉底结构和炉墙相似,需要有足够的强度、耐火度和保温性能。炉底作为炉门要求关闭严密,重量轻,保温好,强度大。炉门上应设有适当的压紧机构,使炉门关闭后能够密封。
    本设计中,要求转炉煤气通过两种不同的对流方式,即分别在炉墙底部和炉底开孔,以研究不同对流方式时对电炉热效率的影响等。炉底采用三层异型高铝砖,中间设置烟气通道,周围用普通硅酸铝耐火纤文填充。最上层高铝砖开多个小孔,下设空心夹层以便转炉煤气通过并进入烟气道,从而排出炉外。

    2.3.4 炉架及炉壳的设计
    炉架及炉壳用来承受整个炉体的重量、拱顶产生的横推力以及炉子工作时产生的附加作用力和各种外力,同时增加炉子的整体结构强度,便于安装各种附属机构等。炉架及炉壳应防止高温变形。
    本设计中,炉架用角钢、槽钢焊接,炉壳用3mm钢板制作,覆盖在炉体外部。炉架及炉壳焊接后,涂红丹漆,在外层上再刷灰漆或银粉漆,以减少热辐射损失,防止生锈。

    2.4 电炉的加热功率
    2.4.1 加热物料的有效热量
    电炉升温至1400℃,物料被加热至1350℃。由于铺设球团的质量越多,所需热量也越多,取较大热量计算,以铺设6层物料时所需的有效热量为例,含碳球团在1350℃时,c=0.67kJ/(kg•℃);20℃时,c=0.494kJ/(kg•℃)
     2.4.2 炉墙不稳定散热量Qq
    (1) 首先设定各种材料加热的平均温度
    假设高铝砖(LZ)-65加热终了温度1240℃, (℃)。
    轻质耐火砖(NG)-1.3加热终了温度390℃, (℃)。
    硅酸铝纤文毡加热终了温度20℃,  (℃)。

    (2) 各种材料的物性参数
    高铝砖(LZ)-65:
    轻质耐火粘土砖(NG)-1.3:
    普通硅酸铝耐火纤文毡:
    (3) 分层计算各层热阻及有关系数
    首先,由于高铝砖(LZ)-65的厚度相较另外两层炉墙小很多,因此将高铝砖(LZ)-65看为一层, ,每层厚度
     
    确定第二层、第三层的层数与厚度,
     
    由《工业炉设计手册》中表5-5炉墙外表面温度、传热系数和热损失,炉墙外表温度20℃左右时,选取 ,则 。
    系数:
    (4) 确定炉墙内表面温度( )
    根据升温曲线,第一阶段为20~500℃,0.4h,升温速率为(500-20)/0.4=1200(℃/h)。
     
    2△τ时,第一阶段升温结束后,进入第二阶段500~900℃,0.67h,升温速率为(900-500)/0.67=597(℃/h)。
     
    4△τ时,第二阶段升温结束后,进入第三阶段900~1400℃,2.78h,升温速率为(1400-900)/2.78=180(℃/h)。
     
    (5) 交界面温度及外表面温度计算
    温度分布如表所示。
    表2-3炉墙不稳定传热温度分布表
    (6) 对所假设的加热终了温度进行验算
    高铝砖(LZ)-65加热终了温度1249.36℃,误差
    轻耐砖(NG)-1.3加热终了温度395.24℃,误差
    普通硅酸铝耐火纤文毡加热终了温度20℃,误差

    (7) 炉墙不稳定散热量计算
    a 高铝砖(LZ)-65蓄热量Q1的计算根据公式 计算:
    b 轻质耐火砖(QN)-1.3蓄热量Q2的计算根据公式 计算:
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