辊底式加热炉概况 ?36?2001年第1—2期 ? 工业炉? 辊底式加热炉概况 宋贤 摘要介绍了辊底式加热炉在薄板坯连铸连轧生产线中的作用,辊底式加热炉炉长选择及炉型结构. 主匿词辊底式加热炉炉长炉型结构 OutlineofRollerHearthReheatingFurnace SongXian AbstractThepaperdcsbcstheroleofrollerhearth矗lmaceintheCSPline,~maceI∞g吐Iselectionand itssu0h KeywordsRollerhearthreheatingf~nave,Furnacelef城Furnacestructure’?’ 1.辊底式加热炉在薄板坯连铸连轧生产线 中的作用 邯郸银铁集团有限责任公司薄板坯加 热炉是薄板坯连铸机与薄板坯连轧机之间 的连接设备,其作用是: (1)将连铸机送来的薄板坯按工艺要求 均匀地加热至噼4温度.目前投产的生产线连 铸坯入炉温度一般在85O～1050”C之间,出 炉温度(轧制温度)为11(30～l150,在炉内 需提温50~300℃.要求出炉板坯长度与宽度 方向温差≤+10板坯边部[~∞IrI范围内) 温度比中部温度高约40. f21在单尺坯轧制时,炉子能储存若干块 单尺坯;当轧机按辊或出现事故停轧时,连 铸机送来的薄板坯可储存在加热炉内,保证 连铸机正常生产,炉子起到了缓冲,储存的 作用根据轧钢工艺要求,单尺坯生产时, 缓冲时间应≥12rain,确保轧机有充足的时 间换辊和处理事故. 在薄板坯连铸连轧生产线上,除了辊底 式加热炉外,还有部分生产工艺使用电感应 加热,钢卷保温炉和较短的辊底式炉组台 (ISP工艺步进式加热炉(CONROLL:[艺) 来满足上述要求,但由于种种原因这些组合 加热方式没有得到较大发展.目前,使用炉 长较长的辊底式加热炉仍是薄板坯连铸连 轧生产工艺主流加热设备,在邯钢薄板坯连 铸连轧工程中,其辊底式加热炉炉长选择了 178.8(1加热炉)+66[2保温炉吼.本文将 就此进行讨论. 2.辊底式加热炉炉长选择 表l列出部分已投产的薄板坯连铸连 轧生产线辊底式加热炉炉长数据. 早期的辊底式炉炉长不超过200m,随 着入炉带坯长度与厚度增加,炉长随之增 加;尤其是半无头轧制生产工艺的出现,荷 兰HOOGOVEN厂辊底式炉炉长已长达 315m.炉长的确定与缓冲时问,供热模式, 倍尺坯倍尺数及建设场地是否允许有关. 钢铁厂设计?37? 表1辊庭式加热妒炉长数据 名炉 USNUCOR(1CRAWFORI)SVILLE USNUC0嘲2I-nKMAN 墨西哥HILSA董特雷 USBULERDYNAMCS USALABAMATRICO CANADAALGOMA USNORTHSTAR/Ii’HI)Delta 德国11{YSsEN 荷兰HODGOVENS 埃及A瞄 中国邯钢 中国珠钢 泰国NSM 南非萨尔达屈亚 (1)缓冲时间(仅对单尺坯而言) 假定连铸拉速为5m/rain,单尺坯长 35m,坯间距2m,坯厚为70mm,入炉坯温 900”C,出炉坯温为1150”C,带坯在炉内约 需8min(与供热模式有关)才能加热到轧制 温度,则加热段约需50m长(加上不供热 段.摆渡段约41m长,12rain缓冲时间约 需炉长60m,加上带坯传送与轧制时间约 3rain,需占炉长15m,考虑带坯摆动空间 6m,则所需总炉长约172m. 当倍尺坯生产时,倍尺数一般较大,按 倍尺坯长度定炉长提供的缓冲时间均大于 工艺要求. 需要指出的是,在实际连续生产中,缓 冲时间是一个动态变量.由于连铸速度比轧 制速度慢,当一块带坯刚好轧完时,炉子倒 出空间最多,缓冲时间最长;在两线连铸同 时生产时,由于二线炉内的带坯要摆渡到一 线炉内,占用一线炉内的空间,缓冲时间所 需要的炉长空间要大得多. (2)供热模式 目前有2种常用的供热模式: 带快速加热段的供热模式 在带快速加热段的供热模式下,带坯在 加热段内长度和宽度方向都被完全加热到 轧制温度后,则单尺坯快速通过炉子送至轧 机;当长尺坯生产时,由于倍尺坯尾部加热 终了时,其头部已到炉子出口,因此,只需 将其从连铸速度加速到轧机入口速度即 可.由此可见,长,短尺坯混合生产时,炉 长等于快速加热段长度+倍尺坯长度+适当 缓冲段长度. 缓慢加热供热模式 在缓慢加热供热模式下,带坯需在 个坯位(单尺坯)长度才能被加热到轧制温 度.倍尺坯生产时,炉长不能用上述方法确 定;只能根据各种综合因素确定炉长,否则 炉长将太长.为了节约投资,可以选定较短 的炉长.这样一来,往往倍尺坯头部已进入 轧机,尾部还没有加热好.由于轧速高于铸 速,带坯头部是在以连铸速度行进中加热, 当升温速率一定时,要求供热强度较小而 带坯中后部是在以轧制速度行进中加热,要 求供热强度较大,热工控制系统较为复杂 倍尺坯倍尺数与建设场地 由于倍尺坯生产时采用动态变厚度轧 制技术(头尾两卷板较厚,:中间各卷可轧超 薄带1,因此倍尺坯倍尺数越大,可以得到 更多高附加值的超薄带,金属收得率也将提 高.然而,随着倍尺坯倍尺数增大,炉长加 长,基建投资和占地面积也增大,所以,应 根据具体情况综合考虑 综合以上因素,邯郸薄板坯连铸连轧辊 底式加热炉长度确定为178.8Tn(1加热 炉)+66m(2保温炉) 3.炉型结构 在2流(连铸)2线(炉子)生产时,=线炉 内的带坯摆渡到一线炉内有两种方式:攒穆 式与摆动式两种方式优缺点比较见表2. 瓣一,● ?38?2001年第1—2期 表2撞动式与横移式优缺点的比较 目前.两种摆渡方式并存.在美国,由 于炉子多用天然气为燃料,动力线箍动系统 易于解决,炉子多用横移式摆渡.而使用低 热值燃料的作业线,由于燃斟管线较粗,不 便与摆渡段随动.只能采用横移摆渡 CSP辊底式加热炉炉体结构发展至夸 变化不大,炉体横断面见下图. C,SP辊底式加热炉炉体结构的主要特 点有以下几个方面: (1)低热惰性 为了适应入炉扳坯多品种规格和连铸 拉速的变化.要求炉子热惰性小,能根据需 要及时调节炉温,因此,除炉底储渣斗外, 炉墙,炉项均用耐火纤维…Z型模块作炉 CSP辊底式加热炉横断面结构图 钢铁厂设计?39? 衬.珠钢炉子耐火纤维模块使用摩根一高斯 勒(G0ssLER)公司产品,质量较好,投产 至今炉衬未发现损坏 (2)活动炉顶 为了便于处理事故状态F的艚内板 坯,炉项做成活动炉顶,每段炉顶长10m 左右用车阐吊车吊运.车间内有专门存放 炉顶的维修区.两段活动炉顶之间用一段较 短的固定炉顶密封 (3)炉底储渣斗 连链坯落入炉内的氧化铁皮由设于炉 底的储渣斗收集,储渣斗底部安装有气动清 渣门.由清渣工定时清除氧化铁皮(炉底靖 渣廊内设有专用叉车及渣斗,炉内的氧化铁 皮落入渣斗后由叉车运走). ; 炉底气动渣门有平抽式(BI~MONT 设计)希J倾开式(LOI设计)两种.在摆动段, 由于炉底支承梁结构限制.倾开式渣f倾动 方向只能垂直于炉子作业线,倾斜流F的氧 化铁皮不能落入置于炉子正下方的渣斗内 (炉底渣廊空间有限),这在今后建设中值得 注意 (4)炉辊 炉辊有耐热钢无水冷炉辊和水冷炉 辊根据使用部位炉温,无水冷炉辊一般采 用Cr28Ni48W5,C020,Co40等材料制成. 所以价钱较高;水冷炉辊仅辊盘采用耐热钢 材料.每根水冷炉辊上安装4~5个直径约 300ram的耐热钢辊盘用于承托板坯,辊盘 之间用绝热材料乜扎,尽量减少热损失. 早期设计的辊底式加热炉用一个变频 器驱动一组炉辊,相邻两板坯前边一块需要 加速时,有可能干扰后一块板坯,控制根不 灵话;现在改为每根炉角由一套变频电机 (带减速机)驱动,每台变频电机由一套变频 器供电,增加了控制的灵活性每根水冷炉 辊排水口均安装温度测量装置并将排水温 . 度输入炉子计算机,兰}排水温度超过52 时报警,以便操作工及时排除故障. 上页图所示的炉辊轴承座是安装在炉 子两侧钢结构上,另一种结构是将炉辊轴承 座安装在炉两侧基础上.两种结构各有优缺 点,都能正常运行,关键在于安装调斌. (5装出料炉门. 在炉子入口和出口处各安装一套电动 升碑炉门.正常生产时炉门处在半开状态. 炉子升温,保温时处在关闭状态,炉子维修 时炉门处在全开状悉. (6)机械控制与板坯跟踪 机械控制:邯钢CSP生产线为单尺坯 生产线,控制模式为:炉子入口段炉辊述度 与连铸速度同步:当炉前大剪将板坯剪断 后,炉辊短时加速.使上一块扳坯尾部与下 一 块板坯头部保持1.5~2m间距,然后恢复 到与连铸速度同步,直到整块板坯被加热到 SLSg温度:通过计算机计算,当板坯加热终 了时,立即加速将板坯送到炉子出口端;当 得到轧机要钢信号后,板坯以轧机入口速度 出炉并与轧速保持同步当轧机换辊或事故 状态时,已加热好的板坯~+6m/min速度前 后摆动. 板坯跟踪:入炉板垤跑偏(主要发生在 炉子入12附近)到距侧墙约~5omm时,报警 并通知炉前大剪切断板坯,防止继续跑偏: 当板坯跑偏到距侧墙约100mm时,则麻停 炉处理设备事故.在炉子全长方向上设置几 十套光电管.用于板坯位置跟踪和跑偏控制 监测.所有机械控制系统运动都由炉子PLC 完成并输入炉子计算机.

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