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步进式加热炉是靠炉底或步进梁的升降进退来带动料坯前进的,其工作原理如下:起始位置,活动炉底在坯料下面最低位置,坯料两端架在炉内的固定炉底上,以后在活动炉底升起将坯料托起,接着活动炉底下降将坯料放在固定炉底上,最后活动炉底又回复到原来位置,由上可知,活动炉底运动的轨迹为一个矩形,它运动一个循环的时间叫“周期〞,它运动一次使坯料前行的距离叫“行程〞。
步进炉加热的特点是:步进炉可以采取坯料之间分开的加热方式,这样加热速度快而且内外温度均匀。除此之外,步进式加热炉的装出料装置也是加热炉的重要局部。鞍钢厚板厂的步进梁式加热炉板坯装出炉程序及PLC联锁条件在设计原那么上有利于提高生产率,合理节能且平安可靠。
〔1〕出钢机前进、上升、后退时,出钢炉门必须开启,步进机构不能动作,出料辊道必须停转。
(1)炉膛宽度。是由坯料长度与装料排数确定的,料排间和料排与炉墙间的空隙一般取0・15〜0・3m。
(2)炉长。有效炉底长度系指钢料在炉内有效加热所占的长度,是由炉子产量计算确定。端装侧出料的炉子为炉尾砌体外缘至出料门中心线的距离;端装端出料的炉子为炉尾砌体外缘至出料滑坡折点的距离,用托出机出料的炉子那么算至钢坯在炉内最后位置的前端线;侧装料的炉子,其炉尾从侧装料门或辊道中心线算起。炉子全长指前后端墙砌体外缘间的距离。步进式炉炉长无上述限制,但炉子过长时跑偏量也将增大。
炉温制度对于加热坯料厚度较小或对坯料加热内外温差要求不严的中小型加热炉,多采用两段式炉温制度,即只有加热段和不供热的预热段。对于坯料厚度较大或温差要求比拟严格的加热炉那么采用三段式炉温制度,即在出料段再设一个均热段,其温度低于加热段而略高于坯料外表温度,供热强度很小,以使坯料外表与中心温差缩小到允许范围。按三段式炉温制度设计的加热炉也可以按两段式炉温操作。大产量的板坯、型钢及高速线材加热炉均采用三段式加热炉。单面加热或双面加热加热厚度小于90〜100mm的坯料时,一般选用单面加热工艺,即选用没有下加热的推钢式炉或步进底式炉,其单位炉底面积小时产量适中而热耗较低;加热厚度大于100mm的坯料时,那么选用双面加热工艺,即选用上下加热的推钢式炉或步进梁式炉。由于步进梁式炉坯料有间隙,120
〜130mm的方坯或圆坯也可采用单面加热。由于炉内滑道间距(纵水管或步进梁与固定梁)等结构上的限制,短坯料不能采用双面加热,推钢式炉坯料长度应大于1000mm,步进梁式炉坯料长度宜大于2500mm,否那么其下外表遮蔽大、受热差且运行不可靠,容易发生“掉道〞“黑印〞对小坯料的不利影响及节约燃料,还有采用无水冷滑道(如用棕刚玉滑轨)两面加热的推钢式炉,其坯料断面尺寸不大于75mmX75mm,滑轨寿命为6〜12个月。髙速线材轧机加热炉的坯料长度为12〜22m,冷料进炉时单面受热易变形弯曲,要求两面受热,常采用进料端为步进梁的梁底组合式步进炉。
炉型曲线与供热段(点)布置它与上述两个内容相对应且与燃料种类有关。两段式加热炉主要靠端部轴向烧嘴供热,下加热采用轴向烧嘴或侧烧嘴,产量较大的炉子还要增加上部侧烧嘴。加热段炉膛较髙,以保证燃料燃烧空间和增加辐射传热的需要;预热段炉膛较低,以增强对流传热。直接烧煤的中小型推钢式加热炉只能采用两段式炉温制度,单面加热的由端部(头炉)供热,两面加热的还有一个下部供热点(腰炉)。三段式加热炉均热段供热能力较小。均热段与上下加热段之间的炉顶有一个“压下〞区(即炉顶略有下降),且炉底有一个凸台以减少两段之间的温度干扰。产量较大、炉体较长的三段式炉,供热负荷很大,往往要增设第二个上下供热段。大型板坯加热炉多采用上下六点供热,有
些烧煤气的加热炉均热段采用炉顶平焰烧嘴供热或上加热全部采用炉顶烧嘴的平顶式加热炉。这种炉型供热点多,操作灵活,但结构及控制复杂,投资较高。
2)加热制度灵活,适应性较大。在炉长一定的情况下,可以通过改变钢料之间的距离即可改变炉内装料的数目,以适应轧机产量和钢种变化的需要。而调整步进周期,即可变化钢料在炉内的加热时间,从而适应不同钢种不同加热速度的需要。
3)加热质量较好,钢温比拟均匀。因为在步进炉内钢料之间有一定距离,增加了钢料的受热面积,使钢料断面温差减小。另外,由于钢料的移动是靠炉底运动,不在炉底上直接滑动,因而钢坯的下外表不会有划伤。
4)炉子长度不受推钢比的限制,不仅不会发生拱钢、粘钢等事故,而且可以增加炉长,提高炉子生产能力。大型步进式加热炉的炉底强度可达800〜1000kg/(m2h)。
5)与轧钢机配合比拟灵活方便,可以根据需要将钢料退出炉外,以防止钢料长时间的停在炉内造成氧化和脱碳。也可以使钢料在炉内踏步不前,以适应轧机在产量上变化的需要。
6)可以比拟精确的计算和控制钢料在炉内的加热速度和加热时间,有利于实现整个加热过程的自动化。
7)自动化程度高:采用全自动化控制,炉膛温度控制采用具有动态限幅带的双交叉限幅控制,实现二、三级自动控制
8)配备完善的热自动化控制系统,确保严格的空然比和合理的炉压控制,是热损失及燃耗降低到最小。
9)加热炉的推广及应用价值:江都高新冶金设备,热轧工程加热炉吸收世界上加热炉先进技术和节能措施,代表了加热炉的开展方向,布局紧凑合理,维修操作方便;录像结构节能江南·体育(JN SPORTS)官方网站、经济、寿命长、设备、材料、造型先进、经济、合理、适用。具有广泛的推广和应用价值。
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、高精度的开展,步进式加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。
目前,步进式加热炉的开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开展。原苏联契列波维茨钢铁厂热带车间用步进梁式加热炉,/h,,,采用汽化冷却,压力为18kg/cm。,步进梁水平行程480mm,垂直行程200mm,步进周期为
400T/h。法国索拉克热轧带钢厂步进式加热炉,,炉子最大产量达525t/h。
我国80年代从法国斯太因引进的2050热轧厂用步进炉,炉子有效长50m,,炉子额定产量350t/h,最大产量400t/h,步进行程为500mm,升降行程200mm,运动周期45秒。
推钢式加热炉采用汽化冷却已无可质疑,但对于步进式炉采用汽化冷却却为数不多。但近十几年来,步进梁汽化冷却技术有了很大的开展,国外纷纷报道大型步进炉采用汽化冷却所带来的经济设益。如英钢联拉肯比厂250t/h步进梁式炉采用汽化冷却,该炉长41m,内宽10m,,坯料出炉温差小于30C,,。
意大利SSAB公司3oot/h产量的步进梁式炉采用汽化冷却,产汽量为12t/h,,炉子有效长35m,内宽12m。
大型步进炉中很多炉子都采用2〜3种燃料。如在均热段或第一加热段采用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那么采用重油。转换某一燃烧段的燃料装设有自动程序控制,无需人工去干预,通过分配控制系统全部自动来完成燃料的种类转换。
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新型烧嘴,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出现烧嘴能力降低,火焰长度变短。在这种情况下坯料在炉内的受热就非常不均匀,亦可出现局部过热或过烧现象假设采用火焰长度可调烧嘴这种现象即可防止。
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,坯料的加热过程控制有九个功能;①炉子板坯的跟踪,②坯料温度下降模型,③坯料加热在线数学模型,④滑道黑印的计算,⑤炉子各段温度设定控制,⑥步进梁的步距,⑦炉子的待轧方案,⑧加热短坯料的烧嘴关闭,⑨管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。
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克服惯性减少冲击,要求实现慢速启动和慢速停车,步进梁下降时为了减少冲击和震动在液压系统中采用液压平衡装置等,这些技术在荷载1—2千吨的步进梁加热炉上的应用已经非常成熟,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400~550t/h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,—般都是45〜60s。
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新型框架结构。
炉子采用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。
综上所述,不难看出,现代化步进炉盼开展趋势就是大型化,多功能、优质高产、低消耗,无公害、操作高度自动化。
