现代化步进式加热炉的发展张文学冶金部马鞍山钢铁设计研究院邮编进梁式加热炉炉子产量为吨时炉内前一一二健宽米炉有效长拍米采用汽化冷却压力为公斤厘米步进梁水平行程众所周知由于步进式加热炉有着推钢式加热炉无法比拟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灵活易于和轧制节奏相匹配加热过程毫米垂直行程秒毫米步进周期为德国克勒克纳公司不来梅厂热轧用步进梁式炉产量为炉子有效长吨时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采用计算机控制等优点法国索拉克热轧带钢厂步进式加热炉米炉子最大产量达年代从法国斯太因引进的吨因此尽管步进炉一次投资费用高但是自从年时月由美国米德兰公司设计的二面我国供热的步进梁式炉首先在美国格兰那特城钢铁公司问世以来接着同年热轧厂用步进炉炉子有效长米炉子额定产量吨时步进行程为米炉内宽月由日本中外吨时最大产量毫米升降行程炉公司为名古屋钢铁厂设计的世界上第二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发展尤其近毫米运动周期朽秒多年年国外报道的由意大利炉加热冷坯时产量为月公司为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发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加拿大道菲斯克公司设计的两座步进梁式吨时加热热装坯时产量为炉内宽吨时该炉内决米秒质高产低消耗无公害和操作自动化的方向迈进本文就步进式加热炉近展作一个论述以飨读者米装有快速装出料机能使每座吨时步进周期为年夹新的发炉子产量达该炉采用了很多先进技术如热滑道水管汽化冷却分离的二段式步进梁二级计算机控制高效换热器火焰长度可调烧嘴换热器大型化多功能的炉型目前步进式加热炉的发展最显著的一后安装余热锅沪炉子热效率为虑余热锅炉后炉子系统热效率可达炉子单耗为考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发展门千焦公斤钢笔者认为该炉是目前世界上装备水平最高最先进的步进炉该炉简图如图大型化所示原苏联契列波维茨钢铁厂热带车间用步现代化步进式加热炉的发展张文学冶金部马鞍山钢铁设计研究院邮编进梁式加热炉炉子产量为吨时炉内前一一二健宽米炉有效长拍米采用汽化冷却压力为公斤厘米步进梁水平行程众所周知由于步进式加热炉有着推钢式加热炉无法比拟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灵活易于和轧制节奏相匹配加热过程毫米垂直行程秒毫米步进周期为德国克勒克纳公司不来梅厂热轧用步进梁式炉产量为炉子有效长吨时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采用计算机控制等优点法国索拉克热轧带钢厂步进式加热炉米炉子最大产量达年代从法国斯太因引进的吨因此尽管步进炉一次投资费用高但是自从年时月由美国米德兰公司设计的二面我国供热的步进梁式炉首先在美国格兰那特城钢铁公司问世以来接着同年热轧厂用步进炉炉子有效长米炉子额定产量吨时步进行程为米炉内宽月由日本中外吨时最大产量毫米升降行程炉公司为名古屋钢铁厂设计的世界上第二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发展尤其近毫米运动周期朽秒多年年国外报道的由意大利炉加热冷坯时产量为月公司为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发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加拿大道菲斯克公司设计的两座步进梁式吨时加热热装坯时产量为炉内宽吨时该炉内决米秒质高产低消耗无公害和操作自动化的方向迈进本文就步进式加热炉近展作一个论述以飨读者米装有快速装出料机能使每座吨时步进周期为年夹新的发炉子产量达该炉采用了很多先进技术如热滑道水管汽化冷却分离的二段式步进梁二级计算机控制高效换热器火焰长度可调烧嘴换热器大型化多功能的炉型目前步进式加热炉的发展最显著的一后安装余热锅沪炉子热效率为虑余热锅炉后炉子系统热效率可达炉子单耗为考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发展门千焦公斤钢笔者认为该炉是目前世界上装备水平最高最先进的步进炉该炉简图如图大型化所示原苏联契列波维茨钢铁厂热带车间用步《工业沪》缥冲总第期顺流型式是在换热器的低温段在正常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条件下换热器的管壁温度不会低于烟气中硫的露点另外还设有空气流量旁通系统当以但近十几年来步进梁汽化冷却技术有了很大的发展号油为燃料时防止钒的腐蚀在换热器国外纷纷报道大型步进炉采用汽化冷却所带停用时尤其是在寒冬季节防止酸冷凝对来的经济效益换热器的低温部分的腐蚀如英钢联拉肯比厂吨时步进梁式米内宽空气的旁通全部为自动通过调节空气炉采用汽化冷却该炉长炉子单耗于℃米的旁通能获得最高的空气温度根据燃料的种类该系统可自动地变换热器控制回路设定点干焦公斤坯料出炉温差小汽冷产量吨时表压为公斤厘米余热锅炉”弓意大利公司产量为吨时的吨我国能源政策规定工业炉窑余热回收不步进梁式炉采用汽化冷却产汽量为时表压为宜安装余热锅沪但是国外很多炉子换热器后都安装有余热锅沪公司的一座产量为公斤厘米,炉子有效长如建在意大利吨时的步进式加热℃但从换米内宽米加拿大道菲斯克步进梁式炉产量为吨时热滑道采用汽化冷却当热滑道包扎完好率炉空气换热器可预热风温达热器出来的烟气仍有入大气余热锅炉产蒸汽亡因此在换时产汽量为时可产吨时若绝热吨时的蒸热器后安装余热锅炉可把烟温降至排层包扎完好率吨时全炉系统汽该炉成本分析表明从汽化冷却滑道系统回收蒸汽降低了坯料加热成本加热每吨钢热效率达到建在加拿大道菲斯克的一座加热炉不坯成本从原来的元也就是说以年产一项每年可节约美元降到了美安装余热锅炉时炉子热效率为到在换万吨钢坯计仅此热器后安装余热锅炉后可使炉子热效率提高国外万美元效益非常可观吨蒸汽美元对年产目前我国还没有一座步进梁式炉包括万吨的步进炉来讲每年可获得锅炉的能源政策笔者认为应重新认识万引进的是汽化冷却的上钢二厂仅在炉子低温段作了工业性试用因此我国应该开发或美元的利润因此对换热器后能否安装余热汽化冷却推钢式加热炉采用汽化冷却已无可质引进热滑道系统采用汽化冷却这一技术美国步进梁式炉井式孔洞帽的研制钢铁厂为了降低步进梁立疑但对于步进式炉采用汽化冷却却为数不多柱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如图年七初我国引进宝钢轧机步进所示据报炉时日本中外炉专家就认为日本当时没有一座步进炉采用汽化冷却欧洲一些国家采道该厂对每个井式孔洞作了测量发现步进梁立柱处孔洞热损失为上井式孔洞帽炉子可节能兆焦时安装用汽冷的炉子不会超过接头并要耐压座不采用汽冷的同时还改原因主要是由于步进梁上需要采用很多回转善了炉压的控制清理水封槽氧化铁皮的次公斤厘米该接头价数也大为减少该装置的回收期仅为月个格昂贵世界上仅有德国的公司独家生产步进梁汽化冷却需要采用强制循《工业沪》综步之尖滑拉附团定吴滑互总第期娜公娜滋眯论份长队七巴当飞阴防认,步进梁横断面系统图该系统任何时候都能用氮气把管中的煤气吹扫掉这些装置与安全反馈逻辑系统连在一起允许操作人员完全通过操作台开炉和停炉为安全起见唯一例外的是主管道煤气阀是在现场用推键开关来启闭阀门的咐火材料炉底及其井式孔润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一蓄上沿刮板部自动来完成燃料的种类转换火焰长度可调烧嘴和低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图孔洞试验帽的安装图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燃烧系统适用于多种燃料的燃烧系统大型步进炉中很多炉子都采用种受热就非常不均匀亦可出现局部过热或过烧现象若采用火焰长度可调烧嘴这种现象即可避免图示出了用一二次风比例调一次空气节火焰长度的示意图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则采用重油在均热段上加热装有炉顶辐射烧嘴以便最大限度地提高其温度的均匀性而下加热则采用火焰可调纵向或侧向烧嘴有的燃烧系统配备有自动点火装置并装有自动切断阀主管道煤气系统装有主管道切断阀燃护,彩黝一以引烧段切断阀氮气扫线阀在点火或停炉时图火焰长度可调烧嘴示意图《工业炉》冲总第期国外火焰长度可调烧嘴主要有种组烧嘴就切断煤气流量达到烧嘴能力的通过改变调风器叶片角度来调节煤气空气的混合速度助燃空气采用一二次风改变一二次风的比例来调节时这一组烧嘴才能重新被打开高度自动化级控制一级控制如—计算机二喷射压缩空气使火焰变长利用机械传动机构改变旋流强度步进式加热自动化控制系统已从过去的等发展到二级控制严研制低烧嘴是炉子节约能源减少格地讲现场按装的压力表热电偶变送器环境污染的重要课题研制低烧嘴我国执行机构等均属于级控制和等还未提到议事日程国内自己研制的低均属一级控制二级控制即计算机的监控系统它根据轧机节奏炉内钢坯数量和状态通烧嘴还未问世尽管各国炉子公司研制的低烧嘴五花八门但降热型低日本的一种型过加热数学模型实现炉子的最佳燃烧控制等—烧嘴值得一提型烧嘴主要特点是采取分段燃烧目前世界上步进式加热炉自动化程度法烧嘴有一个还原燃烧区和一个完全燃烧区二者的气流是互相分开的依靠下列因素最高的当属建在加拿大的道菲斯克步进炉它配备有可靠的计算机二级控制系统该系统具有如下功能管理控制功能可有效地减少该烧嘴如图所示第二次空气喷孔的配置第一次第二次空气的速度第一次和第二次空气的比率从各车间计算机系统送来的有关坯料的运行信息根据这些信息确定炉子的最佳燃潮舞一节完全燃烧烧策略和出炉节奏坯料的加热过程控制有个功能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步进梁还原燃烧的步距⑦炉子的待轧方案⑧加热短坯料的洲图抢幕蒸蒸燕烧嘴的基本结构烧嘴关闭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计算机在线数学模型模拟了炉内坯料加热情况型低根据不同钢种和不同规格的钢坯混装情况以及坯料人炉温度和加热速率温度调节模型可以确定沿炉长方向上的最佳钢温烧嘴的切断和串级控制在烧嘴能力大幅度下降时可采用一部分布可动态调整每一段燃料流量使炉内实际钢温曲线通过数模计算得出同期望钢温曲线相吻合分烧嘴分组切断的办法而其余未切断的烧嘴仍在高能力下工作这样不仅炉温均匀同时也改善了整个烧嘴的燃烧效率同时采用信息处理计算机管理系统的信息处理功能能把加这种延长不供热段的办法也能提高炉子热效率当煤气流量降到烧嘴能力时这一热炉的有关信息和系统的运行情况提供给操《工业炉》鲍总第期作人员它含有监视个功能为产量为。吨时的步进馨恐翼嘿撇黔料的⑥操梁式炉设计的特别快的步进周期其步进周期仅为进梁秒一般都是秒作员接口装料端和出料端分离的二段式步计算机操作系统广泛采用了触屏技术和显示为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根据显示出炉子各段的助燃空气阀烟闸换热器阀等吹扫部位在吹扫顺序中炉子某段的氮气二段式步进梁使炉子具有装出料独立的能力对热装冷装混装厚坯薄坯均能按照不同的出炉温度采用不同的加热方法炉子具有连续和间断出钢的能力板坯装料机可以将板坯送人炉内米所用时间仅为秒阀便自动打开除了对炉子吹扫外该程序还特长行程的取料机其取料周期仅能完成如下自动化项目为秒①冷炉的点火和开炉②热炉的点火和开炉③停炉④在各段两种燃料的转换⑤点火和蒸汽过热器的安全切断等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灵活快速的机械装置轨道上做上下滚动“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钢坯的自动对中步进机构防止跑偏装置步进梁对钢坯实现轻拿轻放比例阀加变量泵的应用步进梁作矩形运动时为了克服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个完全独立的液压系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统一个是用矿物油用于步进机构的传动高温的机械传动上另外一个是用水一乙二醇为主的液压剂用于压系统中采用液压平衡装置等这些技术在荷载‘千吨的步进梁加热炉上的应用已综上所述不难看出现代化步进炉的发展趋势就是大型化多动能优质高产低消耗无公害操作高度自动化经非常成熟并趋于定型化除此以外步进炉的机械装置出现如下特点上接第页加烟气的扰动搅拌能力将炉内温差大大缩技术应用前景预燃式燃烧技术的优点十分突出在很多场合将发挥特殊作用例如目前陶瓷隧道窑为防止重油燃烧不完全而污染陶瓷采用了隔火墙和匣钵这样做一则使燃气动力被无效地消耗是造成窑内温差达的主要原因对产品烧成及生产率十分不利小而且可以探讨重油裸烧的可能性具有十分重大的社会经济效益如果能解决重油燃烧污染的问题所有烧柴油的工业炉都有改烧重油的希望我所研制的一预燃式湍流燃烧器一高速燃烧器都具有同样的优点动力场钢性强纵向射程远适用于对流传热加热的工业炉窑二则仅匣钵就能使热损失达采用左右如果预燃式燃烧技术的推广必定在工业炉窑燃烧技术发展中发挥重大作用一预燃式平流燃烧器不仅可以增