第9章连续加热炉.ppt.ppt

第9章连续加热炉,连续加热炉的名称来源？,钢的加热制度,按炉内温度的变化，可以分为一段式、二段式、三段式和多段式加热制度。,二段式加热制度,500-600度,各点温度值,t炉1预热段开始的炉气温度、按钢种而定，一般为800-1100，特殊合金钢为600-800。t炉2预热段终了、加热段开始的炉气温度。一般为l000-1350。t炉3加热段终了，均热段开始的炉气温度一般为1250-1450，此时温度愈高，加热时间愈短，但不能过高而造成过热，过烧。t炉4均热段末炉气的温度，一般按比钢坯出炉的温度高50-100控制。,t表1钢坯入炉时表面温度、冷钢入炉时为常温。t表2预热段终了，钢坯表面温度，一般为400-800。t表3加热段终了钢坯表面温度，一般稍高于出炉温度30-50。t表4钢坯出炉时的表面温度、要求此时表面与中心温度之差值不大于60-80。t中钢坯中心温度、通过计算求得。,连续加热炉工作示意图,1钢料,2推钢机,炉尾,5竖直烟道,4烧嘴,3炉底滑道,7出料口,炉头,6炉前辊道,连续加热炉的特点,1)钢料的装入与取出是同时进行的，因之是连续生产的炉子。2)炉膛温度沿燃烧产物运动方向逐渐降低，沿炉子长度方向的温度分布基本不随时间而变，稳态传热。金属-不稳态传热。3)已如前述，钢料与燃烧产物运动方向相反的叫逆流式，大多数连续加热炉属于此至。加热薄板坯等特殊情况下，燃烧产物运动方向可以和钢坯运动方向相同，称为顺流式。,加热炉的分类,(1)按温度制度可分为：两段式、三段式和强化加热式。(2)按被加热金属的形状可分为：加热方坯的、加热板坯的、加热圆管坯的、加热异型坯的。(3)按所用燃料种类可分为：使用固体燃料的、使用重油的、使用气体燃料的、使用混合燃料的。(4)按空气和煤气的预热方式可分为：换热式的、蓄热式的、不预热的。(5)按出料方式可分为：端出料的和侧出料的。(6)按物料在炉内运动的方式可分为：推送式连续加热炉、步进式炉、辊底式炉、转底式护等。,端出料,炉尾进料端,炉头出料端,40-45度,推钢机,装炉排钢规则,坯料装入连续式加热炉时，坯料在装料台上排钢要整齐规则，防止推钢时拱钢；为防止卡钢及卡炉墙，装炉时坯料与炉墙间距不得小于200-300mm；采用双排料加热时，坯料之间距离不应小于200mm。出炉又称出钢，坯料加热好了，便决定出钢。在端进端出的推钢式加热炉中，正常生产的情况下，原则上是炉尾推进一块料，炉头出炉一块料。,第9章连续加热炉,9.1推送式连续加热炉9.2机械化炉底加热炉9.3蓄热室加热炉,9.1推送式连续加热炉,9.1.1两段式连续加热炉9.1.2三段式连续加热炉 重点9.1.3多点供热的连续加热炉9.1.4加热圆形料柸的斜底炉,第9章连续加热炉,9.1推送式连续加热炉9.1.1两段式连续加热炉,烟道,炉尾,架空炉底,预热段,加热段,燃烧室,具有上下两面加热的两段式连续加热炉，其燃料分配比例上加热占30-40，下加热占60-70。为什么下边要供给较多的燃料？,两段式炉的应用,料坯的厚度不大时，200mm，可以采用连段式炉。,第9章连续加热炉,9.1推送式连续加热炉9.1.2三段式连续加热炉,三段式连续加热炉,入料,侧出料,上加热点,下加热点,均热段供热,炉尾,预热段,过渡,加热段,均热段,炉气850-950度,三段式连续加热炉的温度制度,t炉1：预热段开始的炉气温度、一般为800-1100，特殊合金钢为600-800。t炉2：预热段终了、加热段开始的炉气温度。一般为l000-1350。t炉3：加热段终了，均热段开始的炉气温度一般为1250-1450。t炉4：均热段末炉气的温度，一般按比钢坯出炉的温度高50-100控制。,三段合金加热炉-烧煤气,侧出料,炉尾进料,中间烟道,平顶式连续加热炉,炉顶187个平焰烧嘴烧嘴，分7段控制,下部及侧面共20个烧嘴，分3段控制,上部全部为平焰烧嘴，供热能力占50%以上。其余热量由炉子下部侧烧嘴及端部烧嘴供给,炉尾烟道 上排烟,多数推送式连续加热炉炉尾烟道是垂直向下的，这是为了让烟气在预热段能紧贴钢坯的表面流过，有利于对流换热。由于炉气的惯性作用，炉气经常会从装料门喷出炉外，出现冒黑烟或冒火现象，造成炉尾操作条件恶劣，污染车间环境，并容易使炉后设备变形。措施：采取使炉尾部的炉顶上翘并展宽该处炉墙的办法，其目的是使气流速度降低，部分动压头转变为静压头，也使垂直烟道的截面加大，便于烟气顺利向下流动，减少烟气的外逸。但近来连续加热炉使用金属换热器和余热锅炉的逐渐多起来，这些附属设备配置在炉顶上面，便于操作和维护，因此一些炉子采用上排烟的方案。上排烟可以减少大量的地下工程，在地下水位高的地方更为有利。,上排烟，其换热器设置在炉子上方将空气预热到400-500度。,连续加热炉气流的组织,烧嘴角度组织炉内火焰。烧嘴倾角对钢加热的影响？烧嘴的倾角一般为多少?,烧嘴的型式,平焰烧嘴侧烧嘴，长度可调烧嘴侧烧嘴、端烧嘴,炉压：微正压 10-20KPa，总压差：20-40KPa烟道闸板如何调节炉压？炉压的变化对炉内温度的分布有何影响？,三段连续加热炉的供热分配,均热段：20-30%上加热点：20-40%下加热点：40-60%烧嘴能力的总和应为燃料消耗量的120%-130%均热段：上加热段：下加热段=30：40:60,连续加热炉的装料与出料,有哪些装料、出料方式？侧出料和端出料各有什么优缺点？,出料口采取了一些封闭措施,(1)在出料口安装自动控制的炉门，出料时自动随推料机一同联动而开启；(2)在均热段安装反向烧嘴，即在加热段与均热段间的端墙或侧墙上，安装向炉前倾斜的烧嘴，喷入煤气或重油形成不完全燃烧的火幕，一方面增加出料门附近的压力，一方面漏入的冷空气可以参加燃烧；(3)加大炉头端烧嘴向下的倾角，压低均热段与加热段之间的炉顶，利用烧嘴的射流驱散料坯表面低温的气体，均热段气体进入加热段时的阻力加大，均热段内的炉压增加，减少冷风吸入；(4)在出料口挂满可以自由摆动的窄钢带或钢链，可以减少冷空气的吸入，并对向外的辐射散热起屏蔽作用。日前只有加热小型料坯，或者加热质量要求较高的合金钢坯时，才采用侧出料方式。,推送比,何为推送比？推送比一般为何值？太大会产生什么后果？,粘钢,表面烧化了的钢容易粘结，严重的钢出炉后分不开，不能轧制，从而导致报废。因此表面烧化的钢出炉时应格外小心。一般情况下，产生粘钢的原因有：加热温度过高使钢坯表面熔化，而出炉时温度又较低。在一定的椎钢压力条件下，长时间高温加热。当加热温度达到或超过氧化铁皮的熔化温度(1300-1350)时，氧化铁皮开始熔化，并流人钢料与钢料之间的缝隙中，当钢料从加热段进入均热段时，由于温度降低，氧化铁皮凝固，便产生了粘钢。,已经发生粘钢的措施,如果粘的不多，应当采用快拉的方法把粘住的钢尽快拉开；如果粘钢严重，尤其是两个以上的钢坯之间发生粘钢，需用一定重量的撬棍在粘钢处进行多次冲击，方能撬开。切不可用关闭烧嘴或减少风量的方法降温，因为降低温度会使氧化铁皮凝固，反而使粘钢更为严重。一般情况下应当在处理完粘住的钢之后，再调整炉温。,防止粘钢的措施防止表面烧化的措施，主要是控制加热温度不能过高，在高温下的时间不能过长，火焰不直接烧到钢上。,推钢机有哪几部分组成,推钢机是冶金轧钢行业，炉前进料的主要设备，推钢机主要用于炉前坯料，通过推钢机输出动力，逐步向炉内推移，进行加热处理。该设备分机械型和液压型二种。其主要特点是：结构简单、推力大、造价低，也可推进双排坯料。,推钢机的工艺要求,推钢机将钢坯不断地推入加热炉，使钢坯处于待轧状态。例如某厂加热炉设备，其加热炉宽9.128m，长30.856m，允许推入最大钢坯长9m，宽1.1m，厚20cm，推杆最大行程4.3m，推进速 度0.1m/s，返回速度0.23 m/s，两推杆具有左、右单动及联动工作方式。推钢机将钢坯一个接一个地推入加热炉中，这样加热炉中最多可有30块钢同时在炉中加热，因此在两推杆联动向炉内推钢时必须保持两推杆同步，确保钢坯水平进入加热炉，否则有一块钢推斜，累计倾斜后将造成整炉钢倾斜，甚至翻钢、刮炉造成整条轧线停产。,推送式连续加热炉的炉底结构及出渣,推送式加热炉的炉底分为：架空的水冷管部分；实炉底均热床：实炉底均热床1、作用、位置；2、材质；3、金属滑轨4、长度20-25%；5、下均热空间安装烧嘴；6、半架空-砌槽，清渣；液体出渣,连续加热炉的基本尺寸,1、炉宽B 间隔c,连续加热炉的基本尺寸2、炉长,L全=L效+A 侧出料：A=1-3m推送式：L全不超过40m,各段的长度于加热时间计算得到,经验数据三段式均热段长度=15-30%L效加热段、预热段长度=25-40%L效加热合金钢的预热段长度=50%L效,3、炉子高度-经验数据,1、热工因素：炉子的设计要保证火焰能充满炉膛。烧煤：炉高应低一些，太高：火焰飘在上面，靠近料坯炉气温度较低，对传热很不利。太低：炉墙辐射面积减少，气层减薄，也对热交换不利。2、结构因素：炉膛高度要考虑到端墙有一定高度，以便安装烧嘴。,各段高度,加热段:燃料量最多，较大的加热空间。大型加热炉的H1可达3m，甚至更高，用侧烧嘴高度可降低一些。H2比H1低一些，太深吸入冷风多。,预热段的高度：H3和H4对于中型炉子在1m左右、H4可稍大于H3(炉底水管的墙或支柱，炉底结渣)炉尾高度H5抬高，为减轻由于气流惯性大造成的装料门冒火现象。,各段高度,均热段：比加热段低，因为这里供热量少，还要保证炉膛正压和炉气充满炉膛。炉顶压下高度h在700-800mm，越低越能保证正压，但必须至少比两倍料坯高200mm。,全炉顶平焰烧嘴的炉子，炉膛要低得多，各段高度都一样，至料面仅1-1.5m。,H3,H4,h,H1,9.1.3多点供热的连续加热炉,轧机产量增大 多点供热五点式：均热段、加热段4个加热点（第一上加热、第二上加热、第一下加热、第二下加热）六点式：下均热供热点,均热段上加热点,均热段下加热点,第二上加热点 第一上加热点,第一下加热点,第二上加热点,金属换热器的上排烟,炉头,炉尾,八点供热,65%,35%,9.1.4加热圆形料坯的斜炉底,斜炉底,炉尾高，炉头低：坡度-10%料坯直径越大-坡度可小些可分段，各段坡度不同优点：省去推钢设备缺点：不易滚动（摩擦、粘结）加热不均匀，措施：侧门拨动高温段在低处，负压，吸空气，氧化滚动时，氧化皮脱落，烧损量3.5%应用：淘汰，小型轧管车间,第9章连续加热炉,9.2机械化炉底加热炉9.2.1步进式加热炉9.2.2转底式环形加热炉9.2.3链式加热炉9.2.4辊底式快速加热炉机械化炉底加热炉有哪些优点？,1、取代繁重劳动，事故少2、生产能力大，炉长大3、加热质量好，易控制4、产品范围大5、自动化程度高,缺点：金属构件大（耐热钢），投资大，冷却水耗、电耗多。,第9章连续加热炉,9.2机械化炉底加热炉9.2.1步进式加热炉使用最广、发展最快20世纪70年代,9.2.1.1步进式加热炉物料的运动,步进梁-移动梁,炉底,固定梁,移动梁：可逆-退出炉外只升降，原地踏步-延长加热时间,传动机构,机械：偏心轮，曲臂杠杠液压：目前采用,9.2.1.2步进式加热炉的结构,上加热上下加热双步进梁,结构,1、上加热步进式加热炉移动梁：耐热金属固定炉底：耐火材料无水冷结构，热耗低应用：中小型料坯,9.2.1.2步进式加热炉的结构,1、上加热步进式加热炉图,2、上下加热的步进式加热炉,烧嘴,固定梁,钢坯 钢坯,移动梁,水冷立管,固定梁,移动梁,2、板坯 上下加热 步进式,大型热连轧 中厚板坯,3、双步进梁式加热炉,应用：厚板坯结构：无固定梁，2组独立的移动梁,步进梁的运行速度,上升、下降、接受钢料-中间减速水平进退时开始、停止-减速方法：变速油泵-改变供油量-梁的速度,梁的热膨胀,梁的上下两面温差大，线膨胀-大梁的弯曲、隆起措施：大梁分为若干段各段间留缝隙,第9章连续加热炉,9.2机械化炉底加热炉9.2.2转底式环形加热炉,9.2.1.3步进式加热炉的优缺点,优点：可加热各种形状的料坯生产能力大炉子不受推送比的限制，不产生拱料、粘连灵活性大自动化缺点：造价高两面：炉底支持水管多，水耗量、热耗量高,9.2.2转底环形加热炉,应用：加热圆钢坯、其他异型钢坯,工作过程,逆时针,夹钳,入料,出料,9.2.2转底环形加热炉,9.2.2.1结构1、组成2、烧嘴的安装沿半径方向安装大炉子与炉底中心线相切，小炉子与内环墙相切,转动的炉底,炉墙：,炉顶：若干扇形组成。拱顶、吊顶,内环：炉宽大于4m，也设烧嘴外环：窄，设侧烧嘴,9.2.2转底环形加热炉,9.2.2.1结构3、加热制度断面小的料坯-两段式断面大的料坯-三段式直径大(15-25m):设3-4个供热段直径大(8-15m):设1-2个供热段均热段20-25%加热段（分小段）70-80%预热段0-15%,总供热能力为燃料消耗量的120%,9.2.2转底环形加热炉,9.2.2.1结构4、水冷梁支托的吊挂式隔墙三道隔墙加热段与预热段：减少加热段向预热段的热辐射均热段与出料口：出料口开启降温，均热段热气直接进入排烟道装料口与出料口：装料口吸入的冷风对出料口的热坯不利隔墙的间隔高度：140mm,9.2.2转底环形加热炉,9.2.2.1结构5、排烟口-总烟道-换热器位置：装料口附近小炉子：外环墙上大炉子：内环墙上中间排烟口-合金钢锭6、传动：机械、液压 5 60s 逆转 7、密封装置：沙封、水封8、夹钳-机械手，炉底传动机构连锁,9.2.2转底环形加热炉,9.2.2.2环形加热炉的优缺点优点灵活性三面受热 无黑印可加热异型料坯与斜底式比，不需翻料污水冷，热耗低缺点：设备复杂，投资高，占地面积大炉底强度低进料出料区域窄，操作不方便,第9章连续加热炉,9.2机械化炉底加热炉9.2.3链式加热炉应用：叠轧薄板坯 板叠直通式 烧嘴-侧墙上，略向上倾斜上排烟运输带-耐热铸钢的钢爪加热温度：薄板坯：750-800，板叠700-800摄氏度加热制度：三段加热,链式加热炉,第9章连续加热炉,9.2机械化炉底加热炉9.2.4辊底式快速加热炉辊底-输料辊（平辊：平坯，V型槽辊：圆坯）分室式快速加热炉应用：管坯穿孔前的加热、钢球轧机前棒材管坯的加热、单个的大而长的钢坯。,分室式快速加热炉示意图,输料辊,烧嘴：无焰辐射烧嘴，高速烧嘴,输料辊,料坯,1350-1500,炉室，三四十个,低温间室,第9章连续加热炉,9.3蓄热室加热炉9.3.1结构和特点9.3.2类型,9.3.1结构和特点,9.3.2类型,蓄热式烧嘴加热炉内置式蓄热室加热炉外置式蓄热室加热炉,蓄热式烧嘴加热炉,内置式蓄热室加热炉,外置式蓄热室加热炉,