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第1页论文（设计）题目：热轧带钢步进式加热炉特点及分析系别：建筑工程与环保系班级：材料071姓名：指导教师：第2页2012年6月2日热轧带钢步进式加热炉特点及分析（建筑工程与环保系材料071）摘要本论文一迁钢2160加热炉为例介绍了步进式加热炉的特点及分析。加热炉是轧钢生产线上的重要设备之一,也是钢铁工业中的耗能大户,因此提高加热炉的加热效率,降低能耗,对整个钢铁工业的节能具有重要的意义。加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。关键词：步进梁式加热炉特点工艺流程发展绪论我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大，操作不当时会粘钢造成生产上的问题，难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点，而步进梁式炉是靠专用的步进机构，在炉内做矩形运动来移送钢管，钢管之间可以留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦，出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活等特点，其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作第3页自动化的工艺要求。2010-6-2第4页目录摘要-------------------------------------------------2绪论-------------------------------------------------21.加热炉概述-----------------------------------------52.炉区设备-------------------------------------------72.1装料辊道---------------------------------------72.2加热炉的炉底步进机构---------------------------82.3步进梁的升降、平移装置-------------------------92.4附属装置---------------------------------------93.加热炉主要工艺条件---------------------------------103.1用途-------------------------------------------103.2炉型-------------------------------------------103.3主要生产钢种-----------------------------------103.4影响因素---------------------------------------103.5加热炉的缓冲时间-------------------------------113.6炉区的加热能力---------------------------------114.炉型及结构-----------------------------------------124.1轴向反向烧嘴供热的优缺点------------------------124.2侧部调焰烧嘴供热优缺点-------------------------122010-6-2第5页5.加热炉的工艺特点-----------------------------------14第6页5.1运作方式---------------------------------------155.2加热方式---------------------------------------156.步进式加热炉生产中的关键控制技术-------------------176.1生产节奏的控制---------------------------------176.2加热炉燃烧控制---------------------------------177.加热炉的供热---------------------------------------207.1烧嘴形式--------------------------------------207.2烧嘴的供热能力--------------------------------208.加热炉钢结构--------------------------------------218.1炉底钢结构------------------------------------218.3加热炉上部钢结构------------------------------218.2加热炉两端和两侧钢结构------------------------219.现代步进梁式板坯加热炉的新进展-----------------------219.11炉型结构-------------------------------------229.2炉子长度与热耗--------------------------------229.3采用低氧化氮烧嘴------------------------------23结语------------------------------------------------23参考文献-------------------------------------------24致谢-----------------------------------------------24第7页1.加热炉概述这个加热炉是由总设计院设计的，在一条全是德马克设备的工艺线上显得格外特别，我能在这里工作感到十分自豪。热轧项目主要生产普碳钢、优质碳素钢、低合金钢、API-5L管线钢等品种带钢卷。其生产规模：第一步为200万t/a；第二步达到400万t/a。加热炉在热轧过程中所处位置如图1所示：图1带钢热轧工艺流程示意图如图2为流程简图（以鞍钢为例）：第8页2.加热炉的炉区设备第9页2.1装料辊道：步进加热炉长行程装料机以梅山加热炉为例，如图3所示：2.1.1主要功能：采用长行程装料机，装钢臂行程可满足不同板坯的4～6个空位的要求，确保板坯直接热装操作，使加热炉具有一定的生产缓冲能力,起到匹配连铸——轧机生产能力的作用。2.1.2主要结构：设有六支长达22米的重型箱形结构装钢臂，行程可达8000mm，可满足4～6块钢坯空位。装钢臂进退传动由电机—减速机—齿轮—齿条—电磁离合器—润滑—冷却系统等组成。机架为重型锻钢焊接结构，与装钢臂进退传动为浮动连接。设有副轮压浮动平衡机构。设有装钢臂升降及扭矩平衡机构。设有冷却水随行供给及排出机构。装钢臂最大行程：8000mm第10页装钢臂进退速度：0.3～0.8m/s装钢臂提升行程：h=200mm（以辊面做基准正负100mm）装钢臂数量：6套装钢臂进退传动（两套）2.2加热炉的炉底步进机构步进炉的炉底机械是用来支撑加热炉平移框架和框架上的水梁立柱及炉内的板坯,并使板坯在炉内沿炉长方向做步进移动的设备.步进炉的炉底机械为斜坡辊轮、双层框架、大轮距结构。步进机械采用液压传动方式，提升装置采用斜坡辊轮，辊轮直径1000mm,斜坡倾角为11.5度，设有纠偏装置。炉底框架分段组装而成，上面安装有活动梁、水封等，下面安装有轨道、纠偏装置并与水平液压缸相连，炉底机械上有控制升降和水平行程的位移传感器，炉底机械采用集中干油润滑，炉底机械升降行程200mm，上升15s，下降15s，前进后退行程550mm，前进7.5s，后退7.5s，步进周期45s。板坯在炉内正常运送情况下，步进机械采用“正循环”操作，即板坯向出料端移动。为了保温或处理短时间事故，防止板坯弯曲和出现黑印，步进机械采用“踏步”操作，板坯只作上、下运动，但这种操作过多会使板坯在炉内横移量增加，因此，应控制这种操作方式的时间和次数，一般采用步进机械“上升等待”操作。当轧机出现事故和长时间停炉时，需要将板坯由第11页出料端侧退到装料端炉外时，步进机械采用“逆循环”操作。板坯在加热炉的步进梁上前进并被加热，当加热至规定温度的板坯在受到激光射线（LS）检测时，步进机械走完水平行程后停止，此时由板坯出钢机将板坯托出放到出料辊道上即完成一个出钢周期。步进机械操作方式有正循环、逆循环、踏步和上位等待四种基本操作，控制方法具有手动（单独动作）和自动操作。2.3步进梁的升降、平移装置通过驱动搁置在斜坡台面上的提升框架，使装在提升框架下部的提升辊轮沿斜坡台面滚动，实现步进梁的升降动作。步进梁升降时，平移液压缸处于静止状态。通过平移液压缸来驱动支撑步进梁的平移框架，使它在提升框架上部的两排平移辊轮上做平移运动。步进梁平移时，提升液压缸处于静止状态。平移液压缸：280/180-650工作压力：13Mpa1台提升液压缸：320/200-1150工作压力：13Mpa4台2.4附属装置步进机构运行的附属设备包括行程检测装置、激光装置和ITV装置。2.4.1行程检测装置：3个加热炉步进机械平移缸内置1个位移传感器，提升缸设置2个位移传第12页感器，步进机械机械按照矩形轨迹运动的位移通过位移传感器传送到PLC,通过PLC计算控制步进机械按照矩形轨迹运行时加速、匀速、减速的运动特性。2.4.2激光装置：每炉4台在装料端设置了1台,为板坯在入炉前定位；步进梁分段处2台，用于步进机械分动时检测坯料；在出料端设置了1台,为板坯在出料前定位2.4.31TV装置：每炉共3台为了监视板坯的在炉状况和手动操作出钢机，在加热炉的出料端侧墙、加热炉装料端侧墙、步进梁分段处安装有ITV。3.加热炉主要工艺条件：3.1用途：轧制前板坯加热和生产缓冲。3.2炉型：端进、端出步进梁式连续加热炉。板坯数量：年加热连铸坯412万t。3.3主要生产钢种:低碳钢、优质碳素结构钢、高强低合金钢、深冲钢、汽车用钢、锅炉和压力容器用钢、船板、管线钢、Welten800、双向钢、Trip钢（相变诱导塑性钢）、IF钢（Interstitial-FreeSteel：无间隙原子深冲薄板钢）。3.4影响因素：影响加热炉加热能力的因素较多，除了加热炉本身的结第13页构性能外，入炉板坯的钢种、尺寸以及加热炉的作业率也都影响加热炉的实际加热能力。根据轧机产量的要求需建四座步进梁式加热炉（现已建成三座，第四座正在建设中），每座加热炉的额定产量为250t/h（冷装）。3.5加热炉的缓冲时间直接热装轧制工艺要求加热炉具有一定的缓冲能力,起到匹配连铸——轧机生产能力的作用。由于采用长行程装钢机装料，加热炉可缓冲4～6块板坯，对于标准坯可缓冲6块。一台加热炉具有22.9min的缓冲时间，四台用于直接热装的加热炉可具有91min的缓冲时间，基本上可以满足常规性维修和一般性的轧机换辊，高温连铸坯不必下线。3.6炉区的加热能力共设置四座步进梁式加热炉，每座加热炉的额定加热能力为250t/h（冷坯）。其中1#、2#、3#炉炉用于直接热装坯和间接热装加热，4#炉用于冷装坯加热。炉区的加热能力计算不仅要考虑单座加热炉的加热能力，还必须考虑在多台加热炉生产时不同操作方式、加热不同品种钢坯时与轧机的能力平衡，与连铸机的能力平衡。不但要满足轧机的生产能力，还要最大限度地适应热送热装，提高热装率，缓冲轧机和连铸机的生产节奏。考虑到热装温度的波动,实际生产时,冷、热装炉制度有可能是:第14页冷装率20%，板坯温度20℃；间接热装率10%，板坯温度为500～700℃，平均温度600℃；直接热装率70%，板坯温度800℃。在这种情况下，1#、2#炉可用于直接热装并用于生产缓冲，3#炉用于热装，4#炉用于冷装。，此时考虑到干扰系数0.85后,炉区3台加热炉加热钢坯的产量可达到808t/h,折合轧制成品产量为784t/h。通过多种装炉加热方案的计算可以看出，新建1#、2#、3#加热炉后，炉区的加热能力可达到400万t/a的计划。预留4＃