加热炉发展趋势.docx

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1、众所周知， 由于步进式加热炉有着推钢式加热炉无法比较的优点， 诸如，不拱钢，不粘钢， 氧化烧损小，脱碳少， 加热时间短，加热操作敏捷，易于和轧制节奏相匹配，加热过程中不划伤， 炉子长度不受限制(从理论上讲)， 自动化程度高，易于承受计算机掌握等优点。因此尽管步进炉一次投资费用高，但自从1967年4月由美国米德兰公司设计的二面供热的步 进梁式炉首先在美国格兰那特城钢铁公司问世，接着同年5月由日本中外炉公司为名古屋钢 铁厂设计的世界上其次座步进梁式炉又相继投产。以后，步进式加热炉在世界上获得了长足 的进展，尤其近十多年来， 随着轧钢技术向着连续化， 大型化、自动化， 多品种、高精度的进展，步进式加

2、热炉为适应工艺的要求，也朝着大型化，多功能，优质， 高产，低消耗， 无公害和操作自动化的方向迈进。1 大型化多功能炉型1.1 大型化目前，步进式加热炉的进展最显著的一个特点就是为了适应轧机小时产量的提高向着大型化方向进展。原苏联契列波维茨钢铁厂热带车间用步进梁式加热炉， 炉子产量A20T”h，炉内宽1125m， 炉有效长 4959m ， 承受汽化冷却， 压力为 18kgcm。，步进梁水平行程 480mm， 垂直行程 200mm ，步进周期为 6O 秒德国克勒克纳公司不来梅厂热轧用步进梁式炉产量为400Th。法国索拉克热轧带钢厂步进式加热炉，炉子有效长539m， 炉子最大产量达525th。我国8

3、0年月从法国斯太因引进的2050热轧厂用步进炉， 炉子有效长50m ， 炉由宽126m， 炉子额定产量350th， 最大产量400th， 步进展程为500mm，升降行程200mm， 运动周期45秒。I2 多功能现代化的步进式加热炉除了高产， 低耗外，要求它的适应性强， 功能多，是目前步进式炉进展的又一大特点， 也就是说，作为一一个为轧机效劳的热设备，它不仅能适应各种坯料，如厚板坯， 薄板坯，热装坯、冷装坯， 冷热混装坯的加热要求，韭依据它们的不同出炉温度承受不同的加热方法， 同时还应适应轧制节奏和待轧的要求， 也就是说，它还具有适应连续出钢和连续出钢的力量，具有和连铸机匹配的力量， 除此以外，

4、还能满足一些特别钢种对加热的要求， 如对脱碳、温差、氧化烧损的要求等。13二段分别步进粱的进展为了使炉子能到达适应性强，具有多功能二段分别步进式炉有了进一步的进展。 二段步进炉就是在炉子长度方向上， 炉子步进梁(底)分成二段， 后一段步进梁(底)位于炉子的低温段，前一段步进梁(底)位于炉子的高温段，分界处就是凹凸温度的交界处。从交界处起， 坯料的间距就可以加大了。二段步进粱(底)各由单独的托辊支承，以便单独升降(亦可联动升降)。当二段同时升降和一起进退时， 它们就同一个整体一样， 炉内坯料便以一样的步距前进同样的距离。只要低温段步进梁(底)降到固定梁底面以下， 那么只有在高温段炉底上的坯料随步

5、进梁(底) 前进， 而没有提升的低温段上的坯料，仍停留在固定梁(底)上， 低温段的步进梁(底)在坯料下面空移过去， 这样，低温段步进梁(底)每空移一步， 进入高温段步进梁(底)上的坯料间距便增加一倍， 空移二步， 增加二倍， 增加后的坯料间矩依据坯料的尺寸和产量选定， 就示出了坯料所走灼步距和产量的关系。进入高温段的钢坯量， 不超过出料速度所要求的钢坯量，从而防止了脱碳值的增加。当只有高温段炉底动作而低温段炉底留在低位时，则可将高温段上的坯料全部出空而 低温段上的坯料仍懿在炉内， 这种构造上的敏捷性，对轧机长时间的停轧、对冷坯混装， 对削减和避开坯料的脱碳都有很强的适应性。当炉子供热力量大时，

6、 一旦消灭事故，必需保护已处在预热段的钢坯， 这时使钢坯逆向运行， 回到许可温度处， 同时还可以使高温段的钢坯出空， 所以炉底分段的步进梁(底)式炉，在实现各段不同炉温制度方面的敏捷性特别大， 从而满足了不同规格、冷热混装，不同轧制节奏、待轧等方面的要求，大大削减和避开了脱碳和氧化烧损，提高了产品的外表质量。 3 高热率 高回收率 $自从1973年世界发生石油危机以来，各国工业炉工作者都把炉子高效，节能放在重要位置上， 也就是说， 作为能耗大户的加热炉， 在满足工艺加热要求的前提下，最重要的是要提高炉子热效率， 降低能耗。在节能降耗上，除了水管双层绝热，合理的炉底强度，严密的炉体外，在余热回收

7、安装余热锅炉， 汽化冷却，步进梁孔洞加帽等方面，又有心的进展。3.1搞风温 双预热一些国外的著名炉子公司如IT公司始终主见低热值的煤气应承受双预热，高风温，他们甚至主见有条件的炉子可以把风温预热到700“C。加拿大道菲斯克加热炉燃料为焦炉煤气和6 号燃料油均为富硫燃料)，但不管在任何状况下均能保证空气温度预热到650C，而且换热器寿命还很长，换热器材质高温烟气侧为无Ni材料。以避开高温下和硫发生反响。3.3 气化冷却推钢式加热炉承受汽化冷却已无可质疑，但对于步进式炉承受汽化冷却却为数不多。80年月 初，我国引进宝钢2050轧机步进炉时， 日本中外炉专家就认为日本当时没有一座步进炉承受汽化冷却，

8、欧州一些国家承受汽冷的炉子不会超过三座， 不承受汽冷的缘由主要是由于步进梁上需要承受很多回转接头，并要耐压040.5MPa ，该接头价格昂贵，世界上仅有德国的REiNGiNG公司独家生产， 步进梁汽化冷却需要承受强制循环， 需要给水泵、循环泵、备用泵,需要软水，为了防止停电需要用柴油发电机等。但近十几年来，步进梁汽化冷却技 术有了很大的进展， 国外纷纷报道大型步进炉承受汽化冷却所带来的经济设益。如英钢联拉肯比厂250th步进梁式炉承受汽化冷却， 该炉长41m， 内宽10m， 炉子单耗1.35MJkg， 坯料出炉温差小于30 ，蒸汽冷产量79th， 表压0.17MPa。意大利SSAB公司3oot

9、h产量的步进梁式炉承受汽化冷却，产汽量为12th， 表压0.22MPa， 炉子有效长35m， 内宽12m 。目前，我国还没有一座步进梁式炉(包括引进的)是汽化冷却的，上钢二厂仅在炉子的低温段作了工业性试用。因此，我国应当开发或引进热滑道系统承受汽化冷却这一技术。3.4 步进粱式炉井式孔洞帽的研制美国ROUGE钢铁厂为了降低步进梁立牲孔洞的辐射热，最近研制了一种步进梁式炉井式孔洞帽装置。据报道，该厂对每个井式孔洞作了测量， 觉察步进粱立柱处孔洞热损失为289MJh，安装上井式孔洞帽炉子可节能4 5 ， 同时还改善了炉压的掌握， 清理水封槽氧化铁皮的次数也大为斌少，该装置的回收期仅为4 5个月。4

10、 燃烧系统4.1 适用于多种燃料的燃烧系统大型步进炉中很多炉子都承受23种燃料。如在均热段或第一加热段承受焦炉煤气亦可切换成其它热值煤气，在预热段或其它加热段则承受重油。转换某一燃烧段的燃料装设有自动程序掌握，无需人工去干预，通过安排掌握系统全部自动来完成燃料的种类转换。4.2 火焰长度可调烧嘴和低NOx烧嘴火焰长度可调烧嘴是为了适应长坯料、宽炉型而研制出来的一种型烧嘴，为了使坯料加热均匀，尤其是在产量降低和炉子停炉待轧时， 这时炉子的热负荷需要下降，而某些燃烧段上的烧嘴便会消灭烧嘴力量降低， 火焰长度变短。在这种状况下坯料在炉内的受热就格外不均匀， 亦可消灭局部过热或过烧现象，假设承受火焰长

11、度可调烧嘴这种现象即可避开。国外火焰长度可调烧嘴主要有四种：(1)通过转变调风器叶片角度来调整煤气， 空气的混合速度。(2)助燃空气承受一、二次风， 转变一、二次风的比例来调整。(3)喷射压缩空气使火焰变长。(4) 利用机械传动机构，转变旋流强度。研制低NOx烧嘴是炉子节约能源， 削减环境污染的重要课题，研制低NOx烧嘴我国还未提到议事日程。尽管各国炉子公司研制的低NO 烧嘴五花八门， 但日本的一种FH型一降热型低NOx烧嘴值得一提。FH 型烧嘴， 主要特点是实行分段燃烧法，烧嘴有一个复原燃烧区和一个完全燃烧区， 二者的气流是相互分开的。高度自动化一一计算机二级掌握步进式加热炉自动化掌握系统已

12、从过去的一级掌握(如PLC等)进展到二级掌握。严格地讲，现场安装的压力表、热电偶，变送器执行机构等均属于0级掌握， DCS和PLC等均属一级掌握，二级掌握即计算机的监控系统，它依据轧机节奏、炉内钢坯数量和状态通过加热数学模型实现炉子的最正确燃烧掌握等。目前， 世界上步进式加热炉自动化程度最高的属建在加拿大的道菲斯克步进炉， 它配备有牢靠的计算机二级掌握系统，该系统具有如下功能。1、 治理掌握功能从各车间计算机系统送来的有关坯料的运行信息，确定炉子的最正确燃烧策略和出炉节 奏，坯料的加热过程掌握有九个功能； 炉子板坯的跟踪， 坯料温度下降模型， 坯料加热在线数学模型， 滑道黑印的计算， 炉子各段

13、温度设定掌握，步进梁的步距， 炉子的待轧方案， 加热短坯料的烧嘴关闭， 治理计算机和仪表的转接。炉子坯料跟踪功能即监控和记录炉内坯料运行状态。2 信息处理计算机治理系统的信息处理功能能把加热炉有关的信息和系统的运行状况供给应操作 人员，它含有六个功能。 热平衡， 诊断功能， 炉子和燃料的监视，报警系统， 记录和报表打印， 操作员接口。计算机操作系统广泛承受了触屏技术和CRT显示，如吹扫， 点火画面， 炉子总貌，某段的详图， 操作人员通过触屏用户画面选择炉子的吹扫部位， 软件程序将自动地依据程序显示出炉子各段的助燃空气伐，烟闸，换热器伐等吹扫部位。在吹扫挨次中， 炉子某段的氮气伐便自动翻开， 除

14、了对炉子吹扫外，该程序还能完成如下自动化工程。 冷炉的点火和开炉， 热炉的点火和开炉 停炉， 在各段二种燃料的转换J 点火和蒸汽过热器的安全切断等。6 敏捷快速的机械装置钢坯的自动对中， 步进机构防止跑偏装置， 步进粱对钢坯实现轻拿轻放， 比例伐加变量泵的应用，步进梁作矩形运动时为了抑制惯性削减冲击，要求实现慢速启动和慢速停车， 步进梁下降时为了削减冲击和震惊在液压系统中承受液压平衡装置等，这些技术在荷载12 千吨的步进梁加热炉上的应用已经格外成熟，并趋于定型化。此外， 步进炉的机械装置具 有如下特点。(1) 产量为400550th的步进梁式炉设计的特别快的步进周期，其步进周期仅为30s，一般

15、都是456Os。(2) 装料端和出料端分别的二段式步进梁。二段式步进梁使炉子具有装出料独立的力量， 对热装， 冷装， 混装、厚坯， 薄坯均能依据不同的出炉温度承受不同的加热方法，炉子具有连续和连续出钢的力量。(3) 板坯装料机可以将板坯送入炉内6m， 所用肘间仅为30s。(4)特长行程的取料机，其取料周期仅为30s。(5) 一般步进框架有单层框架和双层框架二种型式。其中双层框架的下层梁的上部和下部都具有多组滚轮， 下部滚轮在斜坡轨道上作上下滚动，单层框架即三辊提升装置(如马钢高线用步进炉)，现国外某公司研制出一种介于单层和双层之间的一种型框架构造。综上所述，不难看出， 现代化步进炉盼进展趋势就是大型化， 多功能、优质高产、低消耗，无公害、操作高度自动化。(6) 炉子承受二个完全独立的液压系统。一个是用矿物油， 用于步进机构的传动，另外一个是用水一乙二醇为主的液压剂。用于高温的机械传动上。