步進式加熱爐分析

《步進式加熱爐分析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《步進式加熱爐分析（23頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 論 文（設 計） 題 目：熱軋帶鋼步進式加熱爐特點及分析 系 別： 建筑工程與環(huán)保系 班 級： 材料071 姓 名： 指導教師： 2012年6 月 2日 熱軋帶鋼步進式加熱爐特點及分析 (建筑工程與環(huán)保系材料071) 摘 要 本論文一遷鋼2160加熱爐為例介紹了步進式加熱爐的特點及分析。 加熱爐是軋鋼生產(chǎn)線上的重要設備之一,也是鋼鐵工業(yè)中的耗能大戶,因此提高加熱爐的加熱效率

2、,降低能耗,對整個鋼鐵工業(yè)的節(jié)能具有重要的意義。加熱爐是軋鋼工業(yè)必須配備的熱處理設備。隨著工業(yè)自動化技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化的軋鋼廠應該配置大型化的、高度自動化的步進梁式加熱爐，其生產(chǎn)應符合高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、節(jié)能、無公害以及生產(chǎn)操作自動化的工藝要求，以提高其產(chǎn)品的質(zhì)量，增強產(chǎn)品的市場競爭力。 關鍵詞：步進梁式加熱爐 特點 工藝流程 發(fā)展 緒 論 我國軋鋼工業(yè)的加熱爐型有推鋼式爐和步進式爐兩種，但推鋼式爐有長度短、產(chǎn)量低，燒損大，操作不當時會粘鋼造成生產(chǎn)上的問題，難以實現(xiàn)管理自動化。由于推鋼式爐有難以克服的缺點，而步進梁式爐是靠專用的步進機構，在爐內(nèi)做矩形運動來移送鋼管，鋼管之間

3、可以留出空隙，鋼管和步進梁之間沒有摩擦，出爐鋼管通過托出裝置出爐，完全消除了滑軌擦痕，鋼管加熱斷面溫差小、加熱均勻，爐長不受限制，產(chǎn)量高，生產(chǎn)操作靈活等特點，其生產(chǎn)符合高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、節(jié)能、無公害以及生產(chǎn)操作自動化的工藝要求。 2010-6-2 目 錄 摘要---------------------------------------------------------------------------2 緒論---------------------------------------------

4、------------------------------2 1.加熱爐概述----------------------------------------------------------------5 2.爐區(qū)設備-------------------------------------------------------------------7 2.1裝料輥道-------------------------------------------------------------7 2.2加熱爐的爐底步進機構------------------------------

5、-------------8 2.3步進梁的升降、平移裝置----------------------------------------9 2.4附屬裝置-------------------------------------------------------------9 3.加熱爐主要工藝條件-----------------------------------------------------10 3.1用途-------------------------------------------------------------------10 3.2爐型

6、-------------------------------------------------------------------10 3.3主要生產(chǎn)鋼種-------------------------------------------------------10 3.4影響因素-------------------------------------------------------------10 3.5加熱爐的緩沖時間-------------------------------------------------11 3.6 爐區(qū)的加熱能力--------------

7、-------------------------------------11 4.爐型及結構----------------------------------------------------------------12 4.1軸向反向燒嘴供熱的優(yōu)缺點--------------------------------------12 4.2側部調(diào)焰燒嘴供熱優(yōu)缺點-----------------------------------------12 5.加熱爐的工藝特點-----------------------------------------------------

8、--14 5.1運作方式------------------------------------------------------------15 5.2加熱方式------------------------------------------------------------15 6.步進式加熱爐生產(chǎn)中的關鍵控制技術-------------------------------17 6.1 生產(chǎn)節(jié)奏的控制--------------------------------------------------17 6.2 加熱爐燃燒控制-------------------

9、--------------------------------17 7.加熱爐的供熱--------------------------------------------------------------20 7.1燒嘴形式------------------------------------------------------------20 7.2燒嘴的供熱能力--------------------------------------------------20 8.加熱爐鋼結構-----------------------------------------------

10、------------21 8.1爐底鋼結構--------------------------------------------------------21 8.3加熱爐上部鋼結構-----------------------------------------------21 8.2加熱爐兩端和兩側鋼結構--------------------------------------21 9.現(xiàn)代步進梁式板坯加熱爐的新進展--------------------------------------21 9. 1爐型結構------------------------

11、-----------------------------------22 9.2爐子長度與熱耗---------------------------------------------------22 9.3采用低氧化氮燒嘴------------------------------------------------23 結語---------------------------------------------------------------------------23 參考文獻----------------------------------------

12、----------------------------24 致 謝-------------------------------------------------------------------------24 1.加熱爐概述 這個加熱爐是由總設計院設計的，在一條全是德馬克設備的工藝線上顯得格外特別，我能在這里工作感到十分自豪。 熱軋項目主要生產(chǎn)普碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金鋼、API-5L管線鋼等品種帶鋼卷。 其生產(chǎn)規(guī)模：第一步為200萬t/a； 第二步達到400萬t/a。 加熱爐在熱軋過程中所處位置如圖1所示：

13、 圖1帶鋼熱軋工藝流程示意圖 如圖2為流程簡圖（以鞍鋼為例）： 2. 加熱爐的爐區(qū)設備 2.1裝料輥道： 步進加熱爐長行程裝料機 以梅山加熱爐為例，如圖3所示： 2.1.1主要功能： ??采用長行程裝料機，裝鋼臂行程可滿足不同板坯的4～6個空位的要求，確保板坯直接熱裝操作，使加熱爐具有一定的生產(chǎn)緩沖能力,起到匹配連鑄——軋機生產(chǎn)能力的作用。 2.1.2主要結構： 設有六支長達22米的重型箱形結構裝鋼臂，行程可達8000mm，可滿足4～6塊鋼坯空位。 裝鋼臂進退傳動由電機—減速機—齒輪—齒條—電磁離合器—潤滑—冷卻系統(tǒng)等組成。 機架為重

14、型鍛鋼焊接結構，與裝鋼臂進退傳動為浮動連接。 設有副輪壓浮動平衡機構。 設有裝鋼臂升降及扭矩平衡機構。 設有冷卻水隨行供給及排出機構。 裝鋼臂最大行程：8000mm 裝鋼臂進退速度：0.3～0.8m/s 裝鋼臂提升行程：h=200mm（以輥面做基準正負100mm） 裝鋼臂數(shù)量：6套 裝鋼臂進退傳動（兩套） 2.2加熱爐的爐底步進機構 步進爐的爐底機械是用來支撐加熱爐平移框架和框架上的水梁立柱及爐內(nèi)的板坯,并使板坯在爐內(nèi)沿爐長方向做步進移動的設備. 步進爐的爐底機械為斜坡輥輪、雙層框架、大輪距結構。步進機械采用液壓傳動方式，提升裝置采用斜坡輥輪，輥輪直徑1000mm,斜

15、坡傾角為11.5度，設有糾偏裝置。 爐底框架分段組裝而成，上面安裝有活動梁、水封等，下面安裝有軌道、糾偏裝置并與水平液壓缸相連，爐底機械上有控制升降和水平行程的位移傳感器，爐底機械采用集中干油潤滑，爐底機械升降行程200mm，上升15s，下降15s，前進后退行程550mm，前進7.5s，后退7.5s，步進周期45s。 板坯在爐內(nèi)正常運送情況下，步進機械采用“正循環(huán)”操作，即板坯向出料端移動。為了保溫或處理短時間事故，防止板坯彎曲和出現(xiàn)黑印，步進機械采用“踏步”操作，板坯只作上、下運動，但這種操作過多會使板坯在爐內(nèi)橫移量增加，因此，應控制這種操作方式的時間和次數(shù)，一般采用步進機械“上升等待

16、”操作。當軋機出現(xiàn)事故和長時間停爐時，需要將板坯由出料端側退到裝料端爐外時，步進機械采用“逆循環(huán)”操作。 板坯在加熱爐的步進梁上前進并被加熱，當加熱至規(guī)定溫度的板坯在受到激光射線（LS）檢測時，步進機械走完水平行程后停止，此時由板坯出鋼機將板坯托出放到出料輥道上即完成一個出鋼周期。步進機械操作方式有正循環(huán)、逆循環(huán)、踏步和上位等待四種基本操作，控制方法具有手動（單獨動作）和自動操作。 2.3步進梁的升降、平移裝置 通過驅(qū)動擱置在斜坡臺面上的提升框架，使裝在提升框架下部的提升輥輪沿斜坡臺面滾動，實現(xiàn)步進梁的升降動作。步進梁升降時，平移液壓缸處于靜止狀態(tài)。 通過平移液壓缸來驅(qū)動支撐步進梁的平

17、移框架，使它在提升框架上部的兩排平移輥輪上做平移運動。步進梁平移時，提升液壓缸處于靜止狀態(tài)。 平移液壓缸：280/180-650 工作壓力：13Mpa 1臺 提升液壓缸：320/200-1150 工作壓力：13Mpa 4臺 2.4 附屬裝置 步進機構運行的附屬設備包括行程檢測裝置、激光裝置和ITV裝置。 2.4.1行程檢測裝置：3個 加熱爐步進機械平移缸內(nèi)置1個位移傳感器，提升缸設置2個位移傳感器，步進機械機械按照矩形軌跡運動的位移通過位移傳感器傳送到PLC,通過PLC計算控制步進機械按照矩形軌跡運行時加速、勻速、減速的運動特性。 2.4.2激光裝置：每爐4臺 在裝料

18、端設置了1臺,為板坯在入爐前定位；步進梁分段處2臺，用于步進機械分動時檢測坯料；在出料端設置了1臺,為板坯在出料前定位 2.4.3ITV裝置：每爐共3臺 為了監(jiān)視板坯的在爐狀況和手動操作出鋼機，在加熱爐的出料端側墻、加熱爐裝料端側墻、步進梁分段處安裝有ITV。 3. 加熱爐主要工藝條件： 3.1用途：軋制前板坯加熱和生產(chǎn)緩沖。 3.2爐型：端進、端出步進梁式連續(xù)加熱爐。 板坯數(shù)量：年加熱連鑄坯412萬t。 3.3主要生產(chǎn)鋼種: 低碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼、高強低合金鋼、深沖鋼、汽車用鋼、鍋爐和壓力容器用鋼、船板、管線鋼、Welten800

19、、雙向鋼、Trip鋼（相變誘導塑性鋼）、IF鋼 （Interstitial-Free Steel：無間隙原子深沖薄板鋼 ）。 3.4影響因素：影響加熱爐加熱能力的因素較多，除了加熱爐本身的結構性能外，入爐板坯的鋼種、尺寸以及加熱爐的作業(yè)率也都影響加熱爐的實際加熱能力。根據(jù)軋機產(chǎn)量的要求需建四座步進梁式加熱爐（現(xiàn)已建成三座，第四座正在建設中），每座加熱爐的額定產(chǎn)量為250t/h（冷裝）。 3.5加熱爐的緩沖時間 直接熱裝軋制工藝要求加熱爐具有一定的緩沖能力,起到匹配連鑄——軋機生產(chǎn)能力的作用。 由于采用長行程裝鋼機裝料，加熱爐可緩沖4～6塊板坯，對于標準坯可緩沖6塊。 一臺加熱爐具有

20、22.9min的緩沖時間，四臺用于直接熱裝的加熱爐可具有91min的緩沖時間，基本上可以滿足常規(guī)性維修和一般性的軋機換輥，高溫連鑄坯不必下線。 3.6 爐區(qū)的加熱能力 共設置四座步進梁式加熱爐，每座加熱爐的額定加熱能力為250t/h(冷坯)。其中1#、2#、3#爐爐用于直接熱裝坯和間接熱裝加熱，4#爐用于冷裝坯加熱。爐區(qū)的加熱能力計算不僅要考慮單座加熱爐的加熱能力，還必須考慮在多臺加熱爐生產(chǎn)時不同操作方式、加熱不同品種鋼坯時與軋機的能力平衡，與連鑄機的能力平衡。不但要滿足軋機的生產(chǎn)能力，還要最大限度地適應熱送熱裝，提高熱裝率，緩沖軋機和連鑄機的生產(chǎn)節(jié)奏。 考慮到熱裝溫度的波動,實際生產(chǎn)時

21、,冷、熱裝爐制度有可能是: 冷裝率20%，板坯溫度20℃； 間接熱裝率10%，板坯溫度為500～700℃，平均溫度600℃； 直接熱裝率70%，板坯溫度800℃。 在這種情況下，1#、2#爐可用于直接熱裝并用于生產(chǎn)緩沖，3#爐用于熱裝，4#爐用于冷裝。，此時考慮到干擾系數(shù)0.85后,爐區(qū)3臺加熱爐加熱鋼坯的產(chǎn)量可達到808t/h , 折合軋制成品產(chǎn)量為784t/h。 通過多種裝爐加熱方案的計算可以看出，新建1#、2#、3#加熱爐后，爐區(qū)的加熱能力可達到400萬t/a的計劃。預留4＃加熱爐投產(chǎn)后，爐區(qū)加熱能力可超過520萬t/a?？紤]到其它影響因素,3臺加熱爐在高效熱裝熱送時可以滿足4

22、00萬t/a的生產(chǎn)要求。 4. 爐型及結構 4.1爐型 加熱爐是用于軋前加熱的全燒混合煤氣的、帶有汽化冷卻裝置、具有大調(diào)節(jié)比、低NOX燒嘴、高效預熱裝置的步進梁式板坯連續(xù)加熱爐。 加熱爐為端部裝、出料，均熱段上采用全平焰爐頂，其余供熱段采用兩側調(diào)焰燒嘴的爐形結構。 加熱爐供熱分第二加熱段、第一加熱段和均熱段，每段分上部和下部供熱，共六個爐溫自動控制段。此外，在裝料端還有一個不供熱的預熱段，在預熱段和第二加熱段之間設有爐頂壓下和底部隔墻，對爐內(nèi)煙氣進行扼流，以改善預熱段的傳熱。 第二加熱段、第一加熱段和均熱段之間設底部和頂部隔墻，以便于分段調(diào)節(jié)爐溫及爐壓，并保證板坯上下加

23、熱的均勻性及爐寬方向爐溫的均勻性。加熱爐采用下排煙。 4.2 爐型結構 提高爐氣對爐內(nèi)板坯的傳熱效率和保證爐寬方向上溫度分布的均勻性是爐型和燒嘴選擇與合理配置的前提。 一般以煤氣為燃料的大型板坯加熱爐上部供熱有三種方式，即頂部平焰燒嘴供熱、軸向直焰燒嘴供熱和側部燒嘴供熱。 2160mm熱帶軋機步進爐加熱段上部供熱采用側向供熱，均熱段上部供熱全部采用平焰燒嘴。 下加熱、下均熱段有兩種供熱方式，即軸向反向燒嘴供熱與側部調(diào)焰燒嘴供熱，兩種方式各有其優(yōu)缺點。 4.2.1軸向反向燒嘴供熱的優(yōu)缺點： 采用軸向反向燒嘴供熱，優(yōu)點是： 加熱板坯長度方向溫度均勻較好；在加熱爐寬度方向上供熱

24、分布受燒嘴前供風和燃料的條件影響較?。豢蓽p少板坯下部滑軌黑印。 與側部燒嘴供熱相比，軸向反向燒嘴供熱缺點是： 下加熱由于下燒嘴通道，爐底上部突出，使爐壓不均勻；爐底上突出部分減少了加熱爐供熱有效長度；爐底上突出部分易堆積氧化鐵皮，需經(jīng)常清理；下部采用軸向反向燒嘴，爐型結構復雜，下加熱高，致使造價高；下部軸向反向燒嘴通廊（俗稱狗洞）環(huán)境溫度高， 操作維修困難。 4.2.2下部供熱采用側部調(diào)焰燒嘴供熱優(yōu)缺點 優(yōu)點是： 爐子下部結構簡單；環(huán)境溫度好?；加熱爐下加熱深度較淺?；燒嘴操作檢修方便。 缺點是： 在爐寬方向上溫度均勻性不如端部軸向燒嘴。 但是隨著調(diào)焰燒嘴技術的發(fā)展，尤其是中心

25、風技術運用，即使加熱爐在低產(chǎn)是也能保證火焰的長度和剛度。本設計決定下部供熱采用側部調(diào)焰燒嘴 加熱爐自裝料端至出料端沿爐長方向上分為不供熱的預熱段、第二加熱段、第一加熱段和均熱段。 加熱爐設置4根固定梁和4根活動梁，為了消除水管黑印和適應雙排裝料，在均熱段增加1根固定梁。水梁和立柱是爐內(nèi)主要承重構件，由20g厚壁無縫鋼管制成。水梁由兩根圓形無縫鋼管組成；立柱為無縫鋼管制成的雙層套管。水梁與立柱通過三通接頭連接在一起，并使立柱在加熱爐工作狀況下保持與水梁的垂直。加熱爐采取裝料端側下排煙的方式排煙。 5. 加熱爐工藝特點 全連續(xù)、全自動化步進式加熱爐。這種生產(chǎn)線都具有以下特點: 　 生產(chǎn)

26、能耗大幅度降低；產(chǎn)量大幅度提高；生產(chǎn)自動化水平非常高，而且大多還具有二級過程控制系統(tǒng)和三級生產(chǎn)管理系統(tǒng)。傳動系統(tǒng)都是全數(shù)字化的直流或交流供電裝置。 以某鋼管廠為例： 　　 淬火爐和回火爐均為步進梁式加熱爐。 裝出料方式：側進，側出; 爐子布料：單排。 活動梁和固定梁均為耐熱鑄鋼，頂面帶齒形面， 工藝流程如圖4所示 圖 4 5.1運作方式： 直徑小于141.3mm鋼管，每個齒槽內(nèi)放一根鋼管。直徑大于153.7mm的鋼管每隔一齒放一根鋼管?；顒恿荷?80mm，上、下各90mm，齒距為190mm，步距為145mm。因此每次步進時，

27、鋼管都能轉動一角度，使鋼管加熱均勻，并防止在爐內(nèi)彎曲變形。步進梁能進行正循環(huán)，送循環(huán)、單動、點動各種動作，升降時對鋼管輕托輕放，前進時緩起緩停，無振動沖擊和失控現(xiàn)象。同時，具有踏步功能，踏步時向后步距為45mm，使鋼管在原齒槽內(nèi)不斷轉動。 5.2加熱方式： 　　固定梁用帶保溫支柱支撐其頂面高出爐底520mm。使爐氣能圍繞鋼管形成良好的循環(huán)，保證均勻加熱。 　　淬火爐沿爐長方向分為裝料段、加熱段和保溫段。裝料段爐頂壓低，不裝排煙予熱鋼管（三個測量溫度點），以免鋼管突然受到強大熱流沖擊產(chǎn)生彎曲變形。 　　加熱段沿爐寬方向分為四個區(qū)段進行比例燃燒和溫度控制。保溫段沿爐寬方向分4區(qū)段進行

28、脈沖燃燒和溫度控制（用二套控制器），以確保保溫區(qū)爐溫±5℃和保溫后鋼管全長溫度均勻性在10℃以內(nèi)的要求。同時更方便用戶控制鋼管端溫度，滿足淬火需要。 淬火爐最高控制爐溫960℃，允許max1050℃。 　　回火爐沿爐長方向分為裝料段，加熱段，均溫段和保溫段。同樣裝料段不設燒嘴。加熱段沿爐寬方向分二個溫區(qū)，中間8個燒嘴為一個溫區(qū)，兩邊各4個燒嘴合起來為一溫區(qū)，用一個脈沖控制器控制。均溫段、保溫段沿爐寬方向各分為四區(qū)（每二個溫區(qū)一個采用脈沖燃燒溫度控制。確保爐溫控制±5℃，保溫后鋼管全長溫度均勻性10℃的要求?；鼗馉t最高控制爐溫750℃，允許max800℃（為生產(chǎn)高壓備）。 　　淬火爐

29、、回火爐爐內(nèi)煙氣均經(jīng)裝料段下方的八個分煙管引出，進入集煙管，由集煙管中部引至總煙管，通過空氣予熱器回收煙氣余熱，再經(jīng)煙道由煙囪排入大氣。這種方式可有效防止爐內(nèi)煙氣流。 　　淬、回火爐進出料均采用側進，側出方式。淬火爐裝出料懸臂輥采用斜80角安裝，使鋼管在入爐和出爐時產(chǎn)生自轉并靠向裝出料端墻一側靠齊，其目的是防止鋼管入爐時彎曲并有利裝出料定位。 6.步進式加熱爐生產(chǎn)中的關鍵控制技術 6.1 生產(chǎn)節(jié)奏的控制 　　步進式加熱爐生產(chǎn)中的生產(chǎn)節(jié)奏的控制是非常重要的，在管材線全自動、全連續(xù)工作時，加熱爐區(qū)的機械設備如進料輥道、步進梁、出料輥道、液壓站及其它公輔設施，設備運

30、行節(jié)奏必須高度統(tǒng)一，才能實現(xiàn)管材物流全過程準確定位，以實現(xiàn)全自動、全連續(xù)工作。 　　依據(jù)生產(chǎn)調(diào)度計劃而需要裝爐時，通過上料臺架輸送至裝料輥道，經(jīng)光電開關及金屬探測器而自動輸送到爐外輥道上。待爐內(nèi)裝料端空出位置時，自動開啟爐門，由其及爐內(nèi)輥道托入爐內(nèi)放置到固定梁上，并由此開始進行爐內(nèi)的管材物流跟蹤。管材通過爐子步進梁自裝料端一步步地移送到爐子的出料端。由裝在出料端的光電開關檢測到管材邊緣并在步進梁完成此時的步距運行后，暫停步進梁的移送動作，PLC同時測算等待出爐管材的位置。在加熱爐接到出鋼信號后，再自動開啟出料爐門，由出料輥道運至爐外出料輥道上。當金屬檢測器探測到管材時，在由出料輥道輸送至其

31、他設備，進行下一道工藝。 　　管材輸送、測量、裝出料、物流跟蹤以及管材的數(shù)據(jù)信息交換通過PLC和二級計算機系統(tǒng)進行順序、定時、聯(lián)鎖與邏輯控制，實現(xiàn)操作自動化和計算機管理。 　6.2 加熱爐燃燒控制 　　工業(yè)爐的燃燒控制水平直接影響到生產(chǎn)的各項指標，例如：產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗等。目前國內(nèi)的工業(yè)爐一般都采用連續(xù)燃燒控制的形式，即通過控制燃料、助燃空氣流量的大小來使爐內(nèi)的溫度、燃燒氣氛達到工藝要求。由于這種連續(xù)燃燒控制的方式往往受到燃料流量的調(diào)節(jié)和測量等環(huán)節(jié)的制約，所以目前大多數(shù)工業(yè)爐的控制效果不佳。隨著工業(yè)爐工業(yè)的迅猛發(fā)展，脈沖式燃燒控制技術也應運而生，并在國內(nèi)外得到一定程度的應用，取得

32、了良好的使用效果。 　　目前高檔工業(yè)產(chǎn)品對爐內(nèi)溫度場的均勻性要求較高，對燃燒氣氛的穩(wěn)定可控性要求較高，使用傳統(tǒng)的連續(xù)燃燒控制無法實現(xiàn)。隨著寬斷面、大容量的工業(yè)爐的出現(xiàn)，必須采用脈沖燃燒控制技術才能控制爐內(nèi)溫度場的均勻性。 　　本系統(tǒng)主要采用脈沖燃燒系統(tǒng)。它是一種間斷燃燒的方式，使用脈寬調(diào)制技術，通過調(diào)節(jié)燃燒時間的占空比（通斷比）實現(xiàn)窯爐的溫度控制。燃燒狀態(tài)下的燃料流量可通過主燃料控制閥門在線調(diào)節(jié)，燃燒器一旦燃燒，就處于其設計的最佳燃燒狀態(tài)，保證燃燒器燃燒時的燃氣出口速度不變。控制系統(tǒng)使爐內(nèi)燃燒器交替燃燒，通過燃氣在爐內(nèi)的不斷攪拌，使爐內(nèi)溫度場均勻分布。當需要升溫時，燃燒器燃燒時間加長，

33、間斷時間減小;需要降溫時，燃燒器燃燒時間減小，間斷時間加長。并根據(jù)爐內(nèi)的設定溫度來控制燃燒時的燃料流量，當設定溫度較低時，將主燃料控制閥門關小，當設定溫度較高時，將主燃料控制閥門開大，避免爐內(nèi)處于低溫狀態(tài)時，燃氣與爐內(nèi)的溫度差過大，對爐內(nèi)制品造成的直接熱沖擊。 　　脈沖燃燒系統(tǒng)的主要優(yōu)點為： 　　系統(tǒng)簡單可靠，造價低;可提高爐內(nèi)溫度場的均勻性;傳熱效率高，大大降低能耗;燃燒器的負荷調(diào)節(jié)比大；無需在線調(diào)整，即可實現(xiàn)空燃比的精確控制。 　　與傳統(tǒng)的比例燃燒控制相比，脈沖燃燒控制系統(tǒng)中參與控制的儀表大大減少，僅有溫度傳感器、控制器和執(zhí)行器，省略了大量價格昂貴的流量、壓力檢測控制機構。并且

34、，由于只需兩位式開關控制，執(zhí)行器也由原來的氣動（電動）控制閥門變?yōu)殡姶砰y門，增加了系統(tǒng)的可靠性，大大降低了系統(tǒng)造價。 　　普通燒嘴的空燃比一般為1：4左右，當燒嘴在滿負荷工作時，燃氣流速、火焰形狀、熱效率均可達到最佳狀態(tài)，但當燒嘴流量接近其最小流量時，熱負荷最小，燃氣流速大大降低，火焰形狀達不到要求，熱效率急劇下降，高速燒嘴工作在滿負荷流量50%以下時，上述各項指標距設計要求就有了較大的差距。脈沖燃燒則不然，無論在何種情況下，燒嘴只有兩種工作狀態(tài)，一種是滿負荷工作，另一種是不工作，只是通過調(diào)整兩種狀態(tài)的時間比進行溫度調(diào)節(jié)，所以采用脈沖燃燒可彌補燒嘴調(diào)節(jié)比低的缺陷，需要低溫控制時仍能保證燒嘴

35、工作在最佳燃燒狀態(tài)。在使用高速燒嘴時，燃氣噴出速度快，使周圍形成負壓，將大量爐內(nèi)煙氣吸人主燃氣內(nèi)，進行充分攪拌混合，延長了煙氣在爐內(nèi)的滯留時間，增加了煙氣與制品的接觸時間，從而提高了對流傳熱效率。 7. 加熱爐的供熱 7.1燒嘴形式 7.1.2混合煤氣平火焰燒嘴——使用在均熱段爐頂。 采用煤氣平火焰燒嘴可使爐內(nèi)的溫度場、熱流場、壓力場分布均勻，爐氣和爐頂?shù)妮椛淠芰?，鋼坯加熱質(zhì)量好，減少氧化燒損，而且可降低爐膛空間，減少爐體投資，減少爐體熱損失。 7.1.2混合煤氣側向調(diào)焰燒嘴，帶中心風，低NOx型——使用在下均熱段

36、、上、下加熱段側向供熱。 帶中心風、低NOx型調(diào)焰燒嘴按分段燃燒法原理進行設計，是為了延長燃燒過程，降低火焰溫度的高峰，以便減少NOx的生成量。其中心風約占3～5％，一次風約占20～30％，二次風約占70～80％，通過調(diào)節(jié)調(diào)焰燒嘴火焰調(diào)節(jié)閥改變一次風與二次風比例來調(diào)節(jié)火焰長度。由于中心風技術的應用，燒嘴在低負荷工作時，即可以保證火焰長度和剛度，也可以得到最低的NOx生產(chǎn)量。 7.2燒嘴的供熱能力 加熱爐分為6個供熱與溫度控制段, 即: 第二加熱段上加熱： 配置10個側向調(diào)焰燒嘴; 第二加熱段下加熱： 配置10個側向調(diào)焰燒嘴; 第一加熱段上加熱： 配置10個側向

37、調(diào)焰燒嘴; 第一加熱段下加熱： 配置10個側向調(diào)焰燒嘴; 均熱段上加熱: 配置24個平火焰燒嘴; 均熱段下加熱： 配置8個側向調(diào)焰燒嘴。 8.加熱爐鋼結構 加熱爐鋼結構是普碳鋼板和型鋼焊接件，它分為三個主要部分： 8.1爐底鋼結構： 它由8 mm厚的爐底鋪板和大型工槽鋼的橫梁和立柱所組成，用以安裝和支撐加熱爐支承梁和加熱爐砌體 8.2加熱爐兩端和兩側鋼結構：它是由6 mm厚的爐墻鋼板與工槽鋼立柱焊接而成，下部用地腳螺栓與基礎或爐底鋼結構固定，上部用槽鋼圈梁聯(lián)成矩形框架。 8.3加熱爐上部鋼結構：由中小型工字鋼和大型寬邊工字梁及其

38、支撐立柱焊接而成，用以吊掛爐頂?shù)腻^固磚，鋪設平焰燒嘴的操作平臺和支撐加熱爐上部管道，以及安裝與檢修計器用的走臺。 9.現(xiàn)代步進梁式板坯加熱爐的新進展 上下供熱的步進粱式加熱爐．是美國“表面燃燒”公司首創(chuàng)的，它計的第1批爐子，于1967年4月在美國格三尼特市熱軋帶鋼 廠及日本新EI鐵廣蛔廠開始運行同年EI本 “中外爐”公司設計的爐子在名古屋熱軋帶鋼廠投人了生產(chǎn)，從那以后．步進粱式爐很快得到了推廣，并成為70年代日本和歐洲新建帶鋼軋機和原板軋機的主要爐。 70年代，我國從日本引進的武鋼1700 熱軋帶鋼廠設置3座步進粱式爐于1978年投產(chǎn)，80年代寶鋼2050熱軋帶鋼廠從“斯太因”公司引

39、進了3座現(xiàn)代化的步進爐于1989 年投產(chǎn)。1992年在武鋼1700熱軋，由法國“斯太因”公司做基本設計，我院完成詳細設計。設計了加熱硅鋼液體出渣的步進粱式爐。 1993年我院參加了寶鋼三1580熱軋對外 技術交流和談判工作。國外1985年以來在步 進粱式爐能和改善加熱質(zhì)量等方面，又發(fā)展了一些新技術。 當前，日本 中外爐 公司及法國“斯太 因 公司．這兩家爐子公司所設計的步進粱式 爐均屬世界第一流的?！爸型鉅t 公司至今共 設計11 4座步進粱式爐，。斯太因 公共設 計108座步進粱式爐．分別居世界第1及第2 位。這兩家爐子公司，技術成熟，先進可靠， 經(jīng)驗豐富。無論是爐型結構，設備的裝備水平，控

40、制水平，還是產(chǎn)品的加熱質(zhì)量和能耗指 標，均屬世界上最先進的水平。 9. 1爐型結構 從上加熱全輻射的爐頂結構．改為均熱段采用平焰燒嘴，上加熱段采用軸向燒嘴，則52 3，爐 頂曲線的改變使燃燒交叉進行．板坯沿長 度方向上溫度均勻性得到改善。這種爐型與 全輻射爐頂比較，從加熱質(zhì)量看是一樣的，但 造價便宜。大大減少燒嘴個數(shù)．管道及闊門也 便于檢修。操作維護方便。 下加熱采用軸向燒嘴，可根據(jù)燃料量大小。調(diào)節(jié)一、二次風的進風量，火焰長度可達 4～5米。火焰最高熱點為1．5米，新的火焰 型式改善了加熱質(zhì)量，使板坯邊齠與中心溫 度均勻，火焰剛性好。 9.2爐子長度與熱耗 適當延長爐子不供熱段

41、的預熱段長度． 大大降低了出爐煙氣溫度，有效地減少燃料 消耗，爐底負荷在600公斤／米*時以下時 熱耗的減少率越來越小。所以一般認為按爐 底負荷600～650公斤／米*時來設計爐子的額定加熱能力．從燃料單耗和爐子造價兩方面考慮，經(jīng)濟的取值為650公斤／米’．時。 9.3采用低氧化氮燒嘴 燃料燃燒生成的氧化氮(N)，排放到大氣中，與碳氫化臺物(Hc)結合，成為光化學煙霧的誘發(fā)物。因此,Nq是一種需要加以控制的有害氣體，大型步進粱式加熱爐．廢氣排出量大，爐溫高。以及燃燒用的空氣預熱溫度高，又是促進大量生成NO的條件，因此,降低其NO=的生成物特別受到重視。 降低NO=的有效方法是二段燃燒法．先 以Ⅱ一0．4～0．5的一次空氣與燃料混臺燃燒．形成一個還原區(qū)．將NO還原成N 結 語 要適應國際新技術的發(fā)展，是我國的加熱爐水平與國際水平接軌，采用先進技術和裝備，使在軋鋼工藝技術上和裝備取在最短時間內(nèi)達到世界先進水平，就從設計開始．步進粱式爐爐型、爐村到設備選型，從設備加工制造到安裝，工到竣工投產(chǎn)，從靜態(tài)管理到動態(tài)管理過程都必須堅持技術先進、經(jīng)濟合理產(chǎn)長壽、優(yōu)質(zhì)低耗、節(jié)能環(huán)保的方針。鋼的經(jīng)濟效益大大提高，并且提高國際市場上的競爭能力，為我國由大國向鋼鐵強國邁進作貢獻。 第23頁