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1、加热炉主要内容 加热炉基本理论 加热原理及加热控制 燃料分类及燃烧计算 加热炉蓄热室技术 换向装置 汽化冷却系统 炉用附属设备 加热炉检修及烘炉一、加热炉基本理论加热炉加热是轧钢重要的工序，加热温度控制的好坏直接影 响轧至产品的质量。加热炉一般包括加热炉本体、冷却系统 、燃烧系统、进出料、排烟系统、余热回收系统、自动控制 系统等七部分组成。习惯按装出料方式分为推钢式和步进式 两种。加热炉基本理论加热炉本体包括炉基础、炉墙、炉顶等砌体部分。 冷却系统包括炉内水管冷却、炉外前后端墙冷却、引风机冷却及推钢炉上料台架冷却 等，其中主要是炉内水管冷却，目前我公司薄板一线加热炉为水冷方式，其余为汽化 冷却
2、。 燃烧系统包括烧嘴、鼓风机及空气管路、煤气管路，燃烧系统的强弱直接影响加热炉 加热能力。 进出料 推钢炉一般有装钢辊道、上料台架，出钢是斜坡直接滑下；步进炉有装钢机 、出钢机，装、出钢机的水平运动由电动齿轮传动，升降运动由液压驱动。 排烟系统包括引风机及烟气管路，排烟系统通过调节引风机前电动调节阀开度来控制 炉压。 余热回收主要是蓄热室蓄热体将所排烟气热量吸收留下废气排出的过程，我公司蓄热 体有小球和蜂窝体两种。 自动控制一般由一次仪表采集的各种变量送入PLC，再由PLC根据设定控制方式和控制 目标值分别驱动相应的执行机构，调节过程变量，实现对各点的温度、压力、流量的 调节控制。加热炉基本理
3、论与加热炉有关的名词： 加热能力 氧化烧损 燃料单耗 炉底强度 推钢比二、加热原理及加热控制钢坯加热是通过炉内热交换过程进行的，炉内热交换过程有三种基本方式，即 ：对流传热、传导传热、辐射传热。 1、对流传热 对流传热是炉气与钢材表面接触时的热交换过程，包括炉气各部分发生位移所 产生的对流作用及炉气分子之间的导热作用。 2、传导传热 传导传热是温度不同的物体直接接触（或物体存在温差）由于自由电子的运动 （对于钢材）或分子的运动（对于炉气）而发生的热交换现象，此种传热发 生在钢材表面及内部和钢材及炉底之间。 3、辐射传热 辐射传热是物体热射线的传播过程，温度越高，辐射能量越大，此种传热存在 于炉
4、气对炉壁、炉气和炉壁对钢坯表面。加热原理及加热控制加热控制：根据轧机的轧制节奏合理控制各段温度，正常生产时按生产工艺要 求调整加热段、均热段温度，保证出炉温度11501250， 排烟温度90 170。加热段比均热段高50C左右，加热段、均热段温度可在仪表室直接调节 ，通过对煤气流量、空气流量的调节，将各段炉温控制在要求的范围内。当炉 子停轧保温时，应减少煤气及空气流量，并保持空燃比为0.8：1，将炉温控制 在10001100C，防止炉子超温而出现粘钢现象。三、燃料种类及计算加热炉燃料种类较多，煤、重油、焦炉煤气，近年来由于蓄热技术的发展， 一些低热值的煤气也用于加热炉，如，转炉煤气、高炉煤气。
5、目前我公司加 热炉就是使用这两种低热值煤气。 以下是与加热炉有关的燃料计算：1、煤气发热值分为高发热量和低发热量两种，计算中一般取用低发热量，低 发热量是指单位燃料完全燃烧后，燃烧产物中的水蒸汽冷却到20时所放出 的热量，Q低 KJ/ Q低=（30.19CO+25.8H2 +85.6CH4+141C2H4+55.36H2S）4.18682、空气需要量：标准状况下1m3煤气完全燃烧所需理论空气量LO=4.76（1/2CO+1/2H2 +（n+m/4)CnHm+3/2H2S-O2) 0.01实际空气量大于理论空气量，计算时加过剩空气系数。3、 燃烧产物计算 标准状况下1m3煤气完全燃烧所后产物，燃
6、料中可燃成份 含量越高，发热量越高，理论燃烧产量也越大。燃料种类及计算VO=1/100（CO+H2+（n+m/2)CnHm+2H2S+CO2+N2+H2O)+79/100LO 由于空气过剩系数的影响，燃烧产物实际比理论多。 4、理论燃烧温度计算： 在绝热情况下，煤气燃烧时燃烧产物所能达到的温度，计算时较复杂，一般使 用经验公式： 燃料为高炉煤气时 t理=1.2Q低+330 四 加热炉蓄热式技术加热炉采用低热值的高炉煤气作为燃料，为满足加热工艺要求，需将空气、 煤气同时预热到1000 左右，以满足加热温度的要求，因此采用蓄热式燃 烧技术。1、蓄热室 在加热炉上广泛使用的组合蓄热室都是成对出现的，
7、每一对蓄 热室都是燃烧系统的一个完整单元。当一侧蓄热室处于燃烧工作状态时，冷 煤气、冷空气通过炽热的蓄热体，被加热成热煤气、热空气去燃烧；另一侧 蓄热室此时正处于蓄热状态，燃烧产物在引风机的作用下经燃烧通道通过蓄 热室蓄热体，使蓄热体蓄积下热量后，经烟道由烟囱排出。蓄热室换向有换 向阀控制，蓄热室互换工作状态。蓄热室结构及工作状态如下图：加热炉蓄热式技术加热炉蓄热式技术2、蓄热体选择 蓄热体形式很多，有小球、蜂窝体，拉西环等，其材质也 有多种，我们公司使用是高铝小球，刚玉蜂窝体，以下为小球和蜂窝比较： 蜂窝体单位体积的换热面积大，在相同条件下，蜂窝体的传热能力是小球的 45倍。同样换热能力时，
8、蜂窝状蓄热体的体积只需小球蓄热体1/31/4。 蜂窝体体内气流通道是直通道，小球蓄热体的通道是迷宫式的，因此蜂窝体 的流通阻力较小，小球蓄热体的流通阻力较大，前者仅为后者的1/3左右。 蜂窝体壁薄，仅为0512mm，透热深度小，蓄热放热速度快，换向时间 仅需4080秒，小球的换向时间一般为23分钟。当换向时间短时，被预热 介质的平均温度高，其热回收效率高。且换热周期内的炉温波动小，有利于 炉温和钢坯加热温度的控制。 由于蜂窝状蓄热体为直通道，在高速气流的正吹反吹的频繁作用下，通道内 不容易积灰和堵塞。 蜂窝体造价较小球高。五、换向装置换向系统主要由换向阀和换向程序及安全控制单元组成，整个系统必
9、须严防 空、煤气在管路、烧嘴、换向阀内混合，以免发生爆炸事故。换向阀换向可 采用定时换向和定温换向，换向由PLC系统进行控制，加热炉各段的控制自 成系统。 目前使用我公司使用的换向阀有三通、四通两种形式。换向装置换向装置本阀采用立式双列布置，共三通道，采用气压驱动。上部两通道，一为空气 （或煤气）入口，另一通道为烟气出口，下部通道接烧嘴蓄热室（见附图） 。阀瓣与阀座采用平面密封，阀座上镶有耐温耐腐蚀特种密封材料，具有一 定密封补偿性能，阀瓣与驱动杆采用柔性连接，因此密封可靠。两阀瓣通过 两气缸分别驱动动作，并分别由两只电磁阀进行控制。 阀正常工作时，一个阀瓣打开，另一个关闭。换向指令发出后，处
10、于开启的 阀瓣首先关闭，到位后，由其下面的检测开关发出信号，给原关闭的阀瓣指 令，使其动作并打开，到位后给出一到位信号，至此换向动作完成。四个检 测开关任何一个在换向动作指令给出后35秒还不能给出到位信号时，系统 发出报警，表示有故障，应及时排除。换向装置换向装置换向阀内有两组阀瓣，每次动作开启一组阀瓣和关闭一组阀瓣，以实现供气 （空气）及排气（废气）周期性同时换向。合理的内部结构可以保证阀瓣和 阀座紧密接触以及阀瓣同步动作。换向动作由PLC控制系统提供逻辑控制，换向控制系统可实现定时、定温自动换向，也可远程手动强迫换向。 加热炉汽化冷却系统包括炉内水管、汽包及附属安全阀压力表、上升管、下 降
11、管及上水泵组。加热炉汽化冷却系统采用自然循环方式，汽包置于二层平台上，汽包压力宜 控制在0.60.8Mpa。系统有连续排污、定期排污、汽包水位、压力自动报警 、给水流量测量等控制。汽包软水水质必须合格，要求符合GB1576工业锅炉水质标准即：给水总 硬度0.03mmol/L ,悬浮物5mg/L，溶解氧0.1mg/L，含油量2mg/L 含 铁量0.3mg/L，PH7 符合三等软化水的指标。炉底纵水管、横水管、立水管均为厚壁无缝钢管，为减少钢坯水管黑印，采 用高合金的半热滑块，材质高温段有ZGCr25NI20Si2，ZGCr28NI48 ，CO50， 等，低温段一般使用15CrMo 。六、汽化冷却
12、系统七、炉用附属设备加热炉附属设备 推钢式加热炉主要包括：顶钢机，鼓风机、引风机、水泵，出炉管道等。 步进式加热炉主要包括：装钢机、出钢机、炉底液压式步进装置、鼓风机、引 风机、进、出料炉门液压装置等。 鼓风机选用一般是按计算用量的1.3倍选型，引风机一般是按计算值的1.5-1.8倍 选型，目的是为克服炉役后期蓄热室所增加的阻力。八、加热炉检修及烘炉加热炉检修分为小修、中修和大修。 我公司加热炉小修一般半年一次，主要是清理氧化铁，蓄热体检查、换向阀 密封检查。中修一般一年半至两年一次，主要是清理氧化铁、蓄热体更 换、换向阀密封更换，砌体涨缝维护，炉用设备检修等。大修一般5至6 年一次，主要是除去基础之外所有砌体重建，炉用设备检修或更换等。加热炉检修及烘炉加热炉烘炉： 加热炉新建或大修后，必须严格按根据耐材特性制定的烘炉曲线烘炉后才能投入 使用，目的： 1、使砌体内的结晶水、物理水缓慢又充分的溢出，避免水分突然大量蒸发产生 爆炸和裂缝导致耐火材料砌体损坏， 2、使耐火材料砌体均匀缓慢而又充分的膨胀，避免耐火材料砌体内产生热应力 集中或晶型转变导致砌体的损坏。九、炉用耐材耐材性能考核 耐火度、荷重软化开始温度、常温耐压强度、密度、重烧线变化、热稳定性 炉用砖制品及保温材料 粘土砖、高铝砖、保温砖、纤维粘 浇注料
