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步进式加江南·体育(JN SPORTS)官方网站热炉的设计

作者:小编    发布时间:2024-01-21 12:45:24     浏览次数 :


  步进式加热炉的设计 《工业加热》第 卷 年第 期 34 概 述 本钢热连轧厂原有三座推钢式加热炉和一座步进式 加热炉,为了提高产品产量,降低消耗,满足热连轧年 产 450万 t产品的要求,并在不影响生产的前提下,又新 建了一座 5#步进梁式加热炉。 2003~ 2004年一次点炉成功,总施工时间为 13个 月。点火烘炉保温 20 天后,于 2005年 1 月出第一块红 钢,达到一次热负荷生产成功。 步进梁式加热炉具有的先进特征 本钢热连轧厂 5#加热炉设计产量 250 t/h,其主要性 能参数如下: 炉子用途 板坯轧制前...

  《工业加热》第 卷 年第 期 34 概 述 本钢热连轧厂原有三座推钢式加热炉和一座步进式 加热炉,为了提高产品产量,降低消耗,满足热连轧年 产 450万 t产品的要求,并在不影响生产的前提下,又新 建了一座 5#步进梁式加热炉。 2003~ 2004年一次点炉成功,总施工时间为 13个 月。点火烘炉保温 20 天后,于 2005年 1 月出第一块红 钢,达到一次热负荷生产成功。 步进梁式加热炉具有的先进特征 本钢热连轧厂 5#加热炉

  产量 250 t/h,其主要性 能参数如下: 炉子用途 板坯轧制前加热 加热钢种 低碳钢、优质碳素结构钢、 低合金钢、管线钢 最大有效炉底面积/m2 44.6 × 9.84=438.9 板坯规格 连铸坯尺寸/mm 厚度 210,230,250 宽度 800~ 1 600 长度 3 500~ 4 400(双排),

  板坯/mm 230 × 1 200 × 8 500 板坯最大质量/t 每块 24 板坯装炉温度/℃ 常温(占年加热量的 40%), 550(占年加热量的 60%) 板坯出炉温度/℃ 1 200~ 1 250 产量/t·h 额定 250(加热标准坯时) 最大 261(加热 9 000 mm长坯冷料时) 混合煤气发热值/kJ·m3 7 527 混合煤气消耗量/m3·h 1 全炉最大 56 600,经常 49 300 煤气压力 kPa 8 助燃空气量/m3·h 1 95 000 最大 109 200 助燃空气预热温度/℃ 590 预热器型式 高效管状预热器(双行程) 炉底强度(冷装料)/ kg·(m2·h) 1 660 单位热耗/kJ·kg 1 1 485 最大烟气量/m3·h 1 157 000 炉子散热量/kJ·s 1 3 500 步进机械行程/mm 升 100,降 100,共 200,平移 500 水梁立柱冷却方式 强制循环,汽化冷却 炉型结构先进合理,具有以下特征: (1)符合热装工艺江南·体育(JN SPORTS)官方网站,能够实现顺快装炉。5#与 4#加 热炉共用一条装炉辊道,这条装炉辊道直接与本钢炼钢 厂连铸车间相连,连铸坯直接由炼钢厂连铸机拉出运送 到热轧厂,连铸坯装炉温度可达 600~ 800℃。 (2)炉型结构选定及烧嘴配置合理 5#步进梁式加热 炉示意见图 1。 炉子本体共分六段,即进料门厅、热回收段、预热 段、第一加热段、第二加热段、均热段,其中最长段为 热回收段 (长 14 100 mm),这种延长的热回收段,更有 利于热量的回收,降低废气温度,增加坯料传热。均热 段采用平焰烧嘴,很适应坯料的均热;靠出料端第一排 采用双焰烧嘴,这种新型烧嘴可将火焰调为平焰状、球 加热设备 步进式加热炉的设计 黄作为,刘铁男 (本溪钢铁集团公司,辽宁 本溪 117000) 摘要:重点介绍了本钢热连轧厂 5#步进梁式加热炉在设计当中采用先进的工艺、设备和技术,并提供了各种备件、材料在加热炉 上使用的实际效果。对今后同类厂矿设计、建设制造、施工以及使用加热炉具有一定的指导作用。 关键词:步进式加热炉;汽化冷却;水冷黑印 中图分类号:TF062憲 文献标识码:A 文章编号:1002-1639(2005)04-0034-03 HUANG Zuo-wei,LIU Tien-nan (Benxi Steel Group Co. Ltd., Benxi 117000, China) In brief: In this passage you will get knowledge mainly about No. 5 step-by-step furnace equipped in The Hot Rolling Mill of BX Steel Co. in the aspect of the advanced technique, equipment and know-how. Meanwhile the passage also illustrates the practical conclusion of the materials and spare-parts mounted and used in the furnace, which provides a instructional guideline for the similar projects in design, manufecture, engineering construction and operation afterwards. step-by-step heating furnace;vaporization cooling;watercooled black-print 收稿日期:2005-04-06;修回日期:2005-06-09 作者简介:黄作为(1970- ),男,硕士学位,热能工程师,从事 设备管理工作. Abstract: Key words: Design of Step-by-step Heating Furnace 《工业加热》第 卷 年第 期《工业加热》第 卷 35 形状和直柱状,更有利于炉头钢的加热,及时满足轧制 温度的要求。均热段下部采用煤气可调焰烧嘴,这种烧 嘴火焰形状和长度可根据需要进行调节。加热段上部采 用轴向烧嘴供热,加热段下部采用侧烧嘴供热。经现场 实际观测,炉内温度均匀、火焰形状较好,完全可以满 足烧钢的要求。 加热设备 图 1 5#步进梁式加热炉示意图 (3) 炉底步进机械。炉底步进机械采用全液压传动 双轮斜台面式。其运行轨迹如图 2 [步进机构位置 (时 间) -速度曲线] 所示。为限制机械、液压冲击和振动对 步进梁及板坯产生不良的影响,对步进梁的升降和平移 运动的加速、减速和速度进行了准确有效的控制。步进 梁按装料端和出料端侧分为两段,升降运动时加热炉步 进梁的装料端和出料端可单独升降,也可同时升降;平 移运动时,两段步进梁同时动作 (由一只液压缸驱动)。 平移和升降不同时动作。 图 2 步进机构位置(时间)-速度曲线示意图 当需要进料端或出料端的步进梁单独运送板坯时,将 该段的升降液压缸供油,使步进梁上升或下降,另一段 的升降液压缸不供油,使其保持原位不动,再通过平移 液压缸驱动平移框架运动,即可实现该段步进梁单独运 送板坯的动作。若需要进、出料端的两段步进梁同时运 送板坯,则需将两段的升降液压缸同时供油 (同时动作) 来实现。 该液压系统由以下部分组成:驱动液压缸、液 压动力装置、液压控制阀台、液压中间配管。 工艺操作由电控系统 PLC控制完成,有三种操作方 式:即手动、半自动和自动。为防止钢坯在活动梁运行 过程中的叠加跑偏,在升降框架和水平框架两侧分别安 装了导向轮。经调试检验,该炉最大跑偏量只有 10~ 15 mm,是国内步进梁式加热炉中跑偏最小的。本钢步进梁 式加热炉步进机械采用液压斜台面形式,设备简单,炉 子下面空间宽敞,便于设备安装、调试及检修维护。 (4)水封槽及刮渣机构。水封槽的作用是对活动立 柱通过的炉底开孔进行密封。通过炉底开孔掉入水封槽 内的氧化铁皮及小块耐火材料等杂物,借助刮渣机构,依 靠步进梁的步进运动将渣刮向装料端,通过皮带机使之 落入地坑内的渣斗内,再定期吊走。水封槽对应于平移 框架,也分为两段。 (5)步进梁配置。为了减少水冷黑印,加热段和均 热段水梁配置布置为交错形式,炉底水梁设活动梁 4根, 固定梁 4 ~ 5 根,活动梁和固定梁均采用双管结构,立 柱则采用单管或双管结构,水梁与柱管连接采用焊接结 构。直接支撑板坯的耐热垫块在炉子的均热段与第一加 热段采用了 ISCo-40 耐热钢,第二加热段和预热段采用 了 ISCo-20耐热钢,热回收段采用 Cr25Ni20TiRe (稀土) 合金钢。耐热钢垫块与水梁的连接采用了骑卡形式,便 于检修更换。 (6)先进的汽化冷却装置 炉底水梁和立柱等采用汽化冷却工艺,其优点是 节能,节水效果突出。一台 250 t / h的步进梁式加热炉如 果采用水冷却需要循环水 1 000~ 1 200 m3 / h。而用汽 化冷却只需要 15~ 20 t/h,汽化冷却产生的蒸汽完全可 以回收,用于加热炉和采暖等。汽化冷却的循环原理:本 钢步进梁式加热炉采用的是强制循环方式汽化冷却装置, 其循环原理如下列公式所示 = · p( s- q) 式中: 为汽包高度(位能),m; 为循环泵压力(动 能)MPa;( s- q)为汽水混合的重度差,kg/m3。 工作原理:汽包中的水由热水循环泵送入分配联箱, 《工业加热》第 卷 年第 期 36 分从分配联箱进入入口步进装置 (包括柔性组件、上下联 箱、阀门等) 后,再送入冷却构件 (活动梁及立柱),然 后从冷却构件引至出口步进装置 (包括柔性组件、上下联 箱、阀门等),经上升管回到汽包。另一部分从分配联箱 引出经固定冷却构件 (固定梁及立柱) 后回到汽包。水在 梁和立柱中吸收热量成为汽水混合物,汽水混合物在汽 包中分离为蒸汽和水,水再重复上述的循环。停电时可 由柴油泵快速启动,向受热部分供水,保证炉子安全运行。 汽化冷却的关键环节。5#步进梁式加热炉采用汽 化冷却的关键设备是旋转接头,旋转接头是专利技术,双 道密封,旋转几万次不泄漏,运行十分可靠,价格比国 外低廉。在大型步进加热炉上采用汽化冷却,并选用国 产件、自行设计,本钢尚属先例。 (7)组装件的炉体钢结构。5#加热炉钢结构分炉底 钢结构、装出料端钢结构、炉顶钢结构、侧墙钢结构、烟 道钢结构和炉顶平台等。钢结构设计全部采用螺栓定位、 现场组装。这种预组装方式,提高了制造等级标准和质 量,缩短了建设工期。5#加热炉几千吨的钢结构件安装 工期仅用了 3 个月;两座 80 m 高的烟囱安装只用了 25 天,打破了本钢施工史上的记录。 (8)在换热系统中采用了带插入件和保护管组的 2行 程高效金属管状换热器,可以将助燃空气预热到 550℃。 为防止事故状态换热器损坏,还设计了一台稀释风机,以 备事故状态向烟道内输送冷风、保护换热器。在烟气系 统中采用了无水冷耐热钢 (1Crl8Ni9Ti) 旋转闸板。该闸 板不存在漏水事故、轻便、灵活、可靠、检修维护量甚 少。另外在煤气总管上采用了旋转的眼镜阀,替代了过 去的水封及盲板作业,这种结构操作简单、运行可靠。 (9)科学合理设计各部分耐火材料,采用先进捣打 设备。根据炉子各部位的工况条件并考虑炉体各部位同 寿命的原则,在砌筑方面采用了可塑耐火材料捣打炉顶,, 炉体侧墙采用低水泥浇注料,水梁立柱采用自流浇注料 浇注,烟道部分采用粘土质浇注料。两座 80 m高的烟囱 也采用了轻质浇注料捣打喷涂。这些耐火材料经现场观 察,使用效果良好。 (10)自动化水平较高。在活动梁分段处和出炉端第 一块钢坯的前沿位置设置了激光检测设备和工业电视,操 作工可以随时观察到炉内板坯移动状态和燃烧状况,也 实现了板坯自动定位。同时,推钢机、活动梁和前后炉 门、出钢机全部采用联锁控制,操作者只需按一次按钮, 即可实现自动出钢。 运行情况 运行情况 使用观察到步进机械系统运行平稳、机械误差较小; 水梁立柱打压时一次成功无泄漏,运转正常,汽化冷却系 统运转正常,循环泵密封垫经攻关后已经解决,旋转接头 无泄漏、运转良好;煤气系统经打压合格、运转良好;液 压站系统经调试、攻关、运转良好;PLC电控系统和 DCS 系统运行正常;炉内燃烧状况良好,燃烧正常。 保证值完成情况 经测试,合同规定的各项保证值都达到了要求,其 中: 设计时板坯在炉内跑偏量保证值≤30 mm,实际≤10 mm;设计时板坯温度

  面与中心温差 35 ℃,实际 32.2 ℃,水管黑印温差,即 3#粗轧机最终道次后水管黑印检 测板坯在 19 ℃以下。而实际≤11.2 ℃;设计单位热耗 (1 485 ±5%)kJ/ kg,实际 1 509 kJ / kg;产量保证指标: 250 t / h,(加热标准坯尺寸 8 500 × 1 200 × 230),实际 256.96 t/h;氧化烧损率≤0.7%,实际 0.69%。 调试及使用过程中应注意的问题 调试 步进机械的调试,活动梁的行程: 上升、下降、前 进、后退逐一测量水梁立柱与密封箱的尺寸距离,以防 试车时,由于间距不够,碰坏水梁立柱;试车时定好前 后极限,点动试车;采用一块假板坯从炉尾装入至炉头 测试板坯在炉内跑偏值;煤气管路系统要按照冶金规程 标准进行严格的打压试验,合格后方可使用;汽化冷却 要完成煮炉、加药工作,并进行严密性打压试压,合格 后方可使用,要定好安全阀位置,保证安全;前后机械 设备,推出钢机、炉门、辊道、以及烟道闸板的调试;助 燃风机,液压站,热工仪表的调试;PLC电控系统和 DCS 系统、以及工业电视的调试等。 使用过程中应注意的问题 步进机械系统要定期检查维护。斜台面上油垢要定 期清洗加油,保持清洁光滑;汽化冷却,即水梁立柱、分 配联箱等要定期排污;煤气管道要定期排放冷凝水;严 格执行升降温

  ;炉 内铁皮堆积严重时,要定期清除。 结 语 本钢 5#步进梁式加热炉炉型结构先进合理,选件选 材优质得当,具有先进的设备技术及引进 (专利) 技术。 有特定规整的连铸坯作为原料,优质的高、焦炉混合煤 气,热装工艺先进,自动化水平较高,是一座高质量、低 消耗、先进的大型步进梁式加热炉。 加热设备

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