高线加热炉技术规格书.doc

目 录1.概述32.加热炉主要尺寸、技术数据和工艺流程32.1.炉子主要尺寸32.2.炉子技术性能32.3.公辅介质43.加热炉本体结构53.1.炉壳钢结构53.2.平台梯子和栏杆53.3.炉门及升降机构53.4.炉子砌筑53.5.主要筑炉材料技术要求63.6.燃烧系统84.加热炉机械设备134.1.炉内装料悬臂辊道134.2.对齐推钢机134.3.炉内固定挡板134.4.炉内出料悬臂辊道134.5.步进梁和步进机械144.6.水封槽及清渣机构154.7.液压系统164.8.润滑系统175.炉外机械设备185.1.上料台架185.2.炉外固定挡板185.3.炉外上料辊道185.4.装料废坯剔除装置185.5.称重装置186.加热炉汽化冷却196.1.概述196.2.设计条件196.3.汽化冷却系统描述196.4.设计原则与安全措施206.5.汽化冷却系统主要性能216.6.主要设备的选择216.7.主要设备布置216.8.自动化控制227.电气传动控制系统237.1.概述237.2.技术条件237.3.供配电系统237.4.传动控制247.5.主要电气设备247.6.计算机系统257.7.电气工程278.炉子热工仪表自动化控制288.1.概述288.2.加热炉主要检测与控制项目288.3.加热炉主要控制项目说明298.4.操作站主要画面设置清单308.5.仪控系统过程控制参数精度308.6.汽化冷却控制系统309.电信系统339.1.概述339.2.电信系统3310.二级控制系统3410.1.概述3410.2.主要控制功能3410.3.HMI画面示例4010.4.系统调试4210.5.二级自动化系统设备表4311.环保及安全措施4412.土建4412.1.概述4412.2.建筑结构设计4413.附图441. 概述Xx集团有限公司1#4#连铸机延伸改造工程高速线材生产线年生产能力为60万吨，设置一座燃高炉煤气的高效蓄热步进梁式加热炉。现依据相关招标文件要求，提出加热炉工程总承包技术方案。本方案依据“成熟、可靠、先进、经济、实用、合理”的原则进行编制，以保证本加热炉具有国内一流的先进水平。2. 加热炉主要尺寸、技术数据和工艺流程2.1. 炉子主要尺寸侧进侧出蓄热式步进梁式加热炉主要尺寸为： 炉子装出料辊道中心距：26500mm 炉子内长： 26980mm 炉子全长： 27988mm 炉子内宽： 12800mm 炉子外宽： 13808mm 出料辊道顶面标高： +6010mm 有效炉底面积： 26.512.8=339.6m22.2. 炉子技术性能 炉型 上下加热蓄热步进梁式加热炉 炉子用途 钢坯轧制前加热 加热钢种 优质碳素钢、冷镦钢、弹簧钢等 钢坯规格m；1501506000mm 装炉温度 冷装20;热装 出炉温度 9501150 额定产量 冷装160t/h 炉底强度 冷装500kg/m2h 燃料种类 纯高炉煤气 燃料热值 700kcal/Nm3 额定单耗 冷装1.17GJ/t 额定燃料消耗量 64000 Nm3/h 最大燃料消耗量 80000 Nm3/h 额定空气量（=1.1） 48000 Nm3/h 额定烟气量（=1.1） 93000 Nm3/h 空气预热温度 蓄热式烧咀950-1050 煤气预热温度 蓄热式烧咀950-1050 炉前空气压力 7000Pa 炉前煤气压力 7000Pa 冷却水压力 0.3MPa 冷却水耗量 净环水100t/h 浊环水30t/h 步进机械型式 双层框架斜坡双滚轮式 步进梁升降行程 200mm（上、下各100mm） 步进梁步距 280mm 步进周期 40秒2.3. 公辅介质2.3.1. 燃料 燃料名称 纯高炉煤气 煤气热值 7004.18 接点压力 89kPa 接点流量 80000Nm3/h 点火燃料 焦炉煤气2.3.2. 电源 三相交流 50HZ 电压 AC380V 装机容量 2070 KW 2.3.3. 冷却水A净环水：用于装出料辊道、装出料炉门、水梁、工业电视等。 水温 进水32 回水45 接点压力 0.3MPa 接点流量 100t/h 事故水 按两路电源切换0.5h，耗量50t/hB浊环水：用于水封槽补充。 接点压力 0.2MPa 接点流量 30t/hC软水：汽化冷却用水。 接点压力 0.2MPa 接点流量 15t/h2.3.4. 氮气用于煤气管道吹扫。 接点压力 0.6MPa 接点流量 700Nm3/h 吹扫时间 每次30分钟，间断使用2.3.5. 压缩空气仪表、换向阀、炉门升降动力用气。 质量 无油无水压缩空气 接点压力 0.4MPa 接点流量 5Nm3/min3. 加热炉本体结构3.1. 炉壳钢结构炉壳钢结构由型钢和钢板焊接组成,用于安装和支撑炉衬耐火材料、固定梁、燃烧系统的各种管道、操作及检修平台和安装炉门、烧咀等设备。炉壳钢结构的设计应考虑便于制造和安装，最大限度地减少现场的安装工作量，以缩短施工周期。炉底钢结构在设计上要充分考虑与水封槽、步进梁框架以及步进梁立柱之间的配合关系。3.2. 平台梯子和栏杆在炉子周围和各段烧咀、控制阀、热工检测元件等操作区域，设有操作平台。各平台之间由过道、梯子连接。平台、过道和梯子均设有安全防护栏杆。平台、过道根据不同部位分别由型钢和花纹钢板或钢格板组成。本工程炉侧平台用钢格板，栏杆用DN50钢管和100mm宽扁钢制作。在厂房外设置煤气总管钢平台。3.3. 炉门及升降机构3.3.1. 装出料炉门及升降机构炉子设装料炉门、出料炉门及其升降机构各一套，共两套。其结构和尺寸规格基本相同。炉门为铸铁炉门，内衬轻质耐火浇注料。炉门框用钢板焊接结构的水冷炉门框，以保护炉子钢结构和改善操作环境。炉门经滑轮导向，由气缸驱动炉门升降。主要技术参数： 炉门规格 460X450mm 炉门重量 100Kg 升降行程 500mm 升降速度 100mm/s3.3.2. 检修人孔门在炉子出料端端墙上和装料端侧墙上各设一个检修人孔门，共2个检修人孔门。用于炉子检修时人员出入以及运送物料、炉底清渣等。炉门为钢板焊接结构，内衬轻质耐火浇注料。为减少炉体散热，该炉门在平时生产时用耐火砖干砌死。检修、人孔门规格5801050mm。3.3.3. 窥视孔在炉子出料端墙过钢标高处安设有两个窥视孔，用于日常生产操作时观察炉况。窥视孔为铸铁件，带玻璃视窗。窥视孔规格 7070mm。3.4. 炉子砌筑加热炉内衬由耐火浇注料整体浇注，并与隔热砖、纤维板等组成复合砌体，以提高炉子整体性、严密性和隔热性，从而获得最小的散热损失和最高的炉衬使用寿命。高温段炉顶外表面温度控制在120以下，高温段炉墙外表面温度控制在80以下。炉子主要部位砌筑厚度如下： 炉顶低水泥浇注料 230mm高铝纤维毯 40mm轻质浇注料 （r0.6） 80mm 总厚度 350mm 炉墙低水泥浇注料 290mm轻质粘土砖（r0.8） 114mm硅酸铝纤维板 50mm硅酸铝纤维毡 50mm 总厚度 504mm 炉底高铝砖 116mm粘土砖 136mm轻质粘土砖（r1.0） 136mm硅酸铝纤维板 120mm耐火纤维毡 40mm总厚度 548mm 步进梁 自流浇注料 60mm硅酸铝纤维毯 20mm 总厚度 80mm3.5. 主要筑炉材料技术要求耐火砖的形状及尺寸必须符合GB2992通用耐火砖形状尺寸不定形耐火材料包装标志、运输和储存符合GB/T15545 N-3a是粘土质耐火砖，性能等必须符合GB4415 项 目指标耐火度 1710常温耐压强度MPa20体积密度g/cm32.1导热系数W/mk1.0项 目指标Al2O3的含量%55最高使用温度1450耐火度1770荷重软化点1470常温耐压强度MPa44体积密度g/cm32.3导热系数W/mk1.0 LZ-55是高铝质锚固砖及耐火砖，性能等必须符合GB2988 NG1.0 、NG0.8是粘土质隔热耐火砖，性能指标必须符合GB3994项 目NG-1.0NG-0.8最高使用温度12501250常温耐压强度Mpa3.02.5体积密度g/cm31.00.8导热系数W/mk0.30.2 硅酸铝纤维毡性能等必须符合GB3003项 目PXZ-1000高铝纤维毡 AL2O3含量 %44484860长期使用温度10001200高温收缩率%4 4 体积密度g/cm30.150.15导热系数W/mk0.1280.128 低水泥浇注料理化性能等必须符合YB/T 50831997项 目单 位参 数用途炉墙、炉顶工作层工作环境温度最高1350化学成分Al2O360，CaO2.0最高使用温度1500体积密度t/m32.50（110x24h），2.45（1350x3h）抗折强度MPa110x24h，5；1350x3h，10耐压强度MPa110x24h，35；1350x3h，60线变化率110x24h：-0.10；1350x3h：0+0.8 陶瓷纤维机制板项 目LYGX-234AL2O3含量 %4448长期使用温度1000高温收缩率%4 体积密度g/cm30.22导热系数W/mk0.12 水管包扎耐火浇注料 项 目单 位参 数用途炉内水梁和立柱包扎层工作环境温度最高1350化学成分Al2O365，CaO2.0最高使用温度1500体积密度t/m3施工后2.40（110x24h），2.35（1500x3h）抗折强度MPa110x24h，8；1500x3h，9耐压强度MPa110x24h，50；1500x3h，65线变化率110x24h：-0.10；1500x3h：0+1.0 硅酸铝纤维毯 项 目单 位参 数用途热风管包扎、炉顶隔热工作环境状况非工作层，不直接与火焰接触。主要作用是保温隔热。牌号待定，化学成分Al2O3+ SiO96，Al2O345注：不定形耐火材料、特异形耐火砖、隔热砖等为影响步进炉性能的关键材料，由生产厂家提供并得到买方认可的相应的检验参数，参数应达到或超过相应的国标，选用的生产厂家应得到买方认可，选用的轻质砖、粘土砖和高铝砖应达到国家一级品的规定。3.6. 燃烧系统本设计采用蓄热式高温燃烧技术。燃烧系统主要包括： 蓄热式烧咀 换向阀、换向系统及安全控制单元 空气供给系统 煤气供给系统 放散系统 排烟系统 点火系统3.6.1. 蓄热式烧咀蓄热式烧咀供热系统采用四段供热，四段炉温制度。每个供热段均设有上下加热。各段供热分配比为均热段15%，第一、第二加热段各32%，预热段21%。考虑到水梁吸热，上加热供热比为45%，下加热供热比为55%。蓄热式烧咀都成对布置在两侧墙上，采用两侧换向。每个蓄热式烧咀配置一个煤气蓄热室和一个空气蓄热室。全炉共80套蓄热式烧咀，配置40套煤气蓄热室和40套空气蓄热室。蓄热室是放置蓄热体的设备，也是热交换的区域。其外壳由型钢和钢板密封焊接而成，内部四壁由耐火材料砌而成，中间放置蓄热体。要求密封性能好，绝不允许窜火或泄露气体。蓄热体采用六角形蜂窝体。本设计蓄热式烧嘴的蓄热室一部分嵌在炉墙内。可将空气、煤气同时预热到950-1050，出蓄热室废气温度可降至150以下。3.6.2. 换向阀、换向程序及安全控制单元空气换向阀选用二位小三通换向阀，煤气换向阀由两套快速气动切断阀组成，全分散切断换向。快切阀通过内部阀板的运动使空气(煤气)与烟气在阀内定时更换流动方向的。换向阀阀板位置移动，气体流动方向正好与上一个周期相反，原来排烟气的蓄热室更换为接空气(煤气)，而原来接空气(煤气)的蓄热室更换为排烟气。换向阀阀板密封部位采用1Cr18Ni9Ti密封材料为耐高温的硅橡胶，阀体设有观察检修孔，密封圈可视使用情况定期(一般一年)更换。换向阀换向可采用定时换向、定温换向，烘炉时以定温换向为主，正常生产时以定时换向为主。换向采用PLC程序控制，换向阀的换向时间可人工设定(3060秒)，换向阀换向的时序间隔为3秒(可设定)，当蓄热室的排烟温度过高时设有超温报警，控制系统自动进行强制换向，以保护换向阀和引风机。 换向阀寿命： 长久 阀板密封件寿命：100万次 换向阀所须气源要求无油、无水 氮气压力： 0.4Mpa本工程上下烧嘴合用一套三通阀，全炉共配置40套三通换向阀。3.6.3. 空气供给系统空气供给系统由助燃风机、空气管道、空气换向阀等组成。空气压力应考虑蓄热室、换向阀、空气管道及其调节测量装置在内的整个系统阻力损失。3.6.3.1. 助燃风机加热炉选用9-2614D节能型离心风机供风，风机性能为： 风量： 5890270682m/h 风压： 1183011099Pa 配用电机：Y355L2-4 (AC380V) 电机功率：315KW 电机转数：1450rpm 数 量：两台（一用一备）风机入口设有调节阀，用以调节风量，降低电耗，并防止风机在小流量时发生喘震。风机前设有消声器，以降低风机的噪声。风机采用整体底座形式。轴承采用SKF轴承，轴承座、电机设有温度远传。风机入口配有气动调节阀。3.6.3.2. 空气管道由助燃风机供给的冷空气经冷风总管分成四段后分别进入空气、烟气换向阀。经蓄热式烧嘴完成热交换后喷入炉内助燃。在每路段管上设有流量孔板和调节阀以及必要的压力检测装置，在段管末端设有安全防爆阀。在空气蓄热式烧咀前空气管道上设有手动蝶阀。在冷空气总管上设有压力检测装置，并设有低压报警和自动停风机控制系统。3.6.4. 煤气供给系统由工厂煤气管网供给的热值为700kcal/Nm3的高炉煤气接至炉前煤气总管交接点处，接点流量80000Nm/h。同空气管道一样，煤气由炉前煤气总管分成四段分别进入煤气、烟气换向阀，从换向阀出来后经蓄热式烧嘴完成热交换后喷入炉内燃烧。在煤气总管上设有盲板阀、无泄露双偏心蝶阀、煤气低压快速切断。设有压力检测装置。在每路段管上设有流量孔板、调节阀。管子末端设排水装置。在煤气蓄热式烧咀前设有手动调节蝶阀。在本工程中采用煤气总管伴热、保温及增加排水系统等措施以保证煤气系统在冬季安全运行。3.6.5. 放散系统为了在开炉、停炉以及煤气低压自动切断时吹扫煤气管道，设有吹扫煤气管道用的氮气管道和沿煤气管道铺设的煤气放散管道。工厂提供的氮气管道接点应接至煤气总管盲板阀和偏心蝶阀附近。吹扫用氮气纯度为99.9%。从煤气各支管接出的放散管，一般沿煤气段管铺设，放散总管接出厂房外，并应高出周围10m内最高建筑物通风口4m。煤气放散采用手动操作。3.6.6. 排烟系统排烟系统包括排烟机、排烟管道和烟囱。从蓄热室出来的烟气温度已降至150以下，流经换向阀、烟管和排烟机，进入烟囱排入大气。空煤气排烟系统单独设置排烟机和烟囱。在烧嘴冷端和换向阀之间的管道设有烟温检测装置，在引风机入口前设电动调节装置，以实现炉压的自动控制。空气、煤气的排烟管道亦分段设置，设有烟温检测装置和电动调节装置，以实现各段的炉压自动控制。3.6.6.1. 引风机空气/烟气引风机性能： 型号： Y8-3912.5D 数量： 一台 流量： 86369-104816m/h 全压： 50704570Pa 最高使用温度： 250 配用电机： 型号： Y355M2-4 功率： 250kW(AC380V)电机转数：1450 rpm煤气/烟气引风机性能： 型号：Y6-4814.5D 数量：1台。 全压：4500Pa 流量：75000-140000m/h 配套电机：型号：Y355L2-4功率：315kw，电压：380V电机转数：1450 rpm3.6.6.2. 烟囱煤气蓄热式烧嘴排烟机和空气蓄热式烧嘴排烟机排出的烟气，分别经煤气排烟管道和空气排烟管道接入各自的金属烟囱，排入大气。煤气、空气蓄热室排出的烟气各设一座烟囱。烟囱尺寸如下： 煤气蓄热室烟囱：高度 25m直径 DN1700mm 空气蓄热室烟囱：高度 25m直径 DN1500mm3.6.7. 点火系统高炉煤气蓄热式燃烧方式，只有在炉温达到750以上才能稳定燃烧。故蓄热式加热炉需设点火烘炉系统。本设计拟在出料端端墙上设置6个DW-I-8型低压涡流烧咀。空、煤气由空、煤气总管单独接一管线供给，烧咀前设有手动阀。采用人工手动完成炉子的点火烘炉操作。4. 加热炉机械设备4.1. 炉内装料悬臂辊道根据钢坯重量和长度，设9个装料悬臂辊道，每个辊道均为单独传动，变频调速。其中一个辊道设有编码器，辊子采用ZGCr25Ni20Si2耐热合金钢铸造成形，辊形为V形。采用轴芯水冷，旋转接头供水。正常生产情况下，辊子低速空转，以消除热应力，从而延长辊子使用寿命。当输送钢坯入炉时，由PLC控制辊道运行速度，钢坯入炉定位时辊子停转，当钢坯被推到固定梁上后，辊子又转入低速空转。 炉内装料悬臂辊道技术参数如下： 辊数和辊形 9个V形辊 辊子负荷 max400Kg 辊子规格 辊径300mm，辊身长350mm 辊子速度 0.2-1.5m/s 电机功率 4 kw VVVF调速 冷却水耗量 1.5m/h4.2. 对齐推钢机当钢坯入炉定位后，对齐推钢机将炉内装料辊道上的钢坯推齐，并将钢坯从炉内装料辊道上推到固定梁设定位置上，随即对齐推钢机返回原位。对齐推钢机有四个矩形推杆、推杆连杆及驱动连杆和液压缸组成，由液压缸带动同步连杆驱动连杆作平移运动。对齐推钢机主要技术参数；缸径 ：80/56mm数量：2个 水平行程：max500mm 水平速度：前进0.2m/s，返回0.4m/s4.3. 炉内固定挡板在炉子装料辊道末端的炉子侧墙上（即装料炉门对侧墙上），安装一个固定挡板，以防止钢坯失控时撞击炉墙，损坏炉衬耐火材料。其结构为：焊接结构的挡头水冷，材质为耐热合金钢。采用弹簧装置缓冲。4.4. 炉内出料悬臂辊道根据钢坯重量和长度，设9个出料悬臂辊道，每个辊道均为单独传动，变频调速。辊子采用Cr25Ni35耐热合金钢铸造成形，辊形为V形。采用轴芯水冷，旋转接头供水。正常生产情况下，辊子低速空转，以消除热应力，从而延长辊子使用寿命。当要出钢且出钢时，辊子停转；当活动梁将钢坯料运送到出料辊道上时，出料辊道启动，将钢坯输出炉外送往轧制。当钢坯离开辊道时，辊子又转入低速空转。炉内出料悬臂辊道技术参数如下： 辊数和辊形 9个V形辊 辊子负荷 max400 Kg 辊子规格 辊径300mm，辊身长350mm 辊子速度 0.2-1.5m/s VVVF调速 电机功率 4 KW 冷却水耗量 3m/h4.5. 步进梁和步进机械当对齐推钢机将钢坯在辊道上推正后，由活动梁托起钢坯并向前输送。通过与固定梁的相对运动一步一步将钢坯向出料端输送。活动梁的运动是由升降框架和平移框架的联合运动来完成的。活动梁的运动轨迹为矩形，即上升前进下降后退四个基本动作组成一个循环，将钢坯向前输送一个步距。步进机械采用全液压驱动。活动梁的水平及升降运动都是变速运动，从而实现钢坯与步进梁的“软接触”，即 “轻拿轻放”，以减小梁的震动，从而避免梁及立柱的包扎材料和钢坯表面氧化铁皮脱落，并防止划伤钢坯表面。4.5.1. 步进梁步进梁由活动梁和固定梁及其立柱组成。根据所加热坯料的断面和长度，支撑梁的布置应保证被加热坯料在两个支点之间和支点外的悬垂度不超出安全范围，同时也要考虑坯料冷装时的挠度；而且由于采用了步进梁交错技术，还必须保证交错后所有的坯料都能够支撑且仍在安全范围之内。本炉子设计设5根固定梁，4根活动梁。活动梁规格：纵梁，双管11416；单立柱，16816；双立柱，11416。固定梁规格：纵梁，双管11416；单立柱，14018；双立柱，11416。水平支撑梁由双根厚壁无缝钢管组成，其断面系数大、刚度好、对钢坯遮蔽小。支撑梁立柱采用无缝钢管套管式结构，外管采用厚壁无缝钢管，内管采用普通无缝管。水平支撑梁和立柱的绝热采用耐火纤维毯和自流浇注料双层包扎，以减少散热损失。活动梁立柱在靠近炉底处包扎层减薄，目的是为了减少氧化铁皮落入水封槽，而且还可以减小炉底开洞处的散热损失。为了减小钢坯与水冷梁接触处的“黑印”温差，在炉子纵向水平支撑梁上安装镶嵌式耐热垫块。采用交错步进梁布置技术，即将步进梁在加热段进入均热段时沿炉宽方向偏离一段距离，从而使钢坯由加热段进入均热段后与支撑梁的接触点位置改变。交错点的选取必须保证钢坯在出炉时既消除了在进入均热段之前已形成的“黑印”，又不使钢坯在进入均热段之后形成新的“黑印”。因而使钢坯在均热段的停留时间缩短，出炉时“黑印”温差降至15-20左右。本工程低温段采用ZGCr25Ni20Si2耐热合金垫块的半热滑道，垫块高度70mm；高温段采用ZGCr25Ni31WNbRe的高温合金垫块的全热滑道，垫块高度100mm。滑块全卡固式安装。4.5.2. 步进机械步进机械采用双层框架斜坡双滚轮式结构。框架设有提升和水平定心机构。步进机械的设计必须保证最大负荷时的刚度和强度，且要运行可靠，易于安装调整和检修。步进机械采用并联两支液压缸驱动提升框架沿13斜轨道运行。采用一个液压缸驱动水平框架沿水平方向运行。设有刮渣板和水封槽。步进机械由支撑活动梁的上部平移框架和带有上、下滚轮的下部升降框架以及平移定心装置、升降定心装置、平移液压缸、升降液压缸、升降斜轨座等设备组成。平移框架用于支撑水封槽、活动梁以及由活动梁支撑起的钢坯负荷。平移框架采用型钢焊接加工而成。升降框架用于支撑平移框架以及作用在平移框架上的负荷。升降框架采用H型钢焊接加工而成。框架设有定心装置，保证其运动方向与加热炉中心线始终保持平行，以减小钢坯在炉内的跑偏量，使钢坯准确地由进料端输送到出料端。水平移动液压缸（1个，带位移传感器）为中心耳轴式结构，用于驱动平移框架作水平运动。当液压缸活塞杆伸缩时，驱动平移框架在水平方向上前进或后退，在此过程中，升降液压缸被锁定。平移缸位于加热炉中部，平移缸为中间耳轴式固定在基础上，活塞杆端与驱动框架铰接,驱动框架与平移框架用螺栓连接。升降移动液压缸（2个，其中一个带位移传感器）为尾部耳轴铰接结构，用于驱动升降框架沿斜轨面运动。升降缸位于升降框架下部并沿加热炉中心线对称布置，尾部铰接架和斜轨座一体，活塞杆端与升降框架铰接。当液压缸活塞杆伸缩时，驱动升降框架沿斜轨面上升或下降，在此过程中，水平移动液压缸被锁定。炉底斜轨座安装在升降框架两侧主梁下面的混凝土基础上，沿加热炉中心线对称布置。轨道面倾斜角为13。斜轨座由钢结构焊接而成，在斜面上安装有高硬度耐磨钢板制成的支撑轨道，用来支撑升降框架及其作用在升降框架上的所有负荷，并使下部滚轮在其上滚动，完成升降运动。步进梁升降行程： 200mm（上下各100 mm）；步进机械功能： 正循环钢坯前进； 逆循环钢坯后退； 踏步钢坯只作升降运动； 中间保持活动梁和固定梁同时支撑钢坯；步进机械设备特点： 安装、调整容易，运行平稳、无噪音。 强度大、刚性好，承载能力高、寿命长。 机械导向，同步性能好，运行可靠。 大部分为钢结构件，机加工件少，制造容易，节省投资。 相同零、部件多，互换性好，备品备件少，易于管理。 结构简单，维护、检修方便。4.6. 水封槽及清渣机构4.6.1. 水封槽水封槽用于活动梁立柱穿过炉底开孔处的密封，防止炉外冷空气吸入炉内。水封槽位于炉底钢结构和平移框架之间，安装在平移框架上。在炉底开孔处的炉底钢结构下部，设有裙式水封刀及刮渣板，其浸于水封槽内实现水封。本工程水封槽采用船板钢（d=8mm），水封刀、刮渣板由不锈钢板制作。设置两套补水系统，每路单独由1个电磁阀进行控制，实现自动补水，并设有手动旁通管路。刮渣板设计为可拆卸结构，便于更换。水封槽底设有平底段，在检修时能够将水封槽内的水排空。密封罩采用分体结构，入水部分采用不锈钢材质。4.6.2. 清渣机构在活动梁立柱穿过炉底开孔处的周围，是由浇注料捣制成型的炉底孔砖砌筑而成，并且砖的砌筑高度高出炉底面200mm，以防止炉渣掉入水封槽内。尽管如此，仍会有少量氧化铁皮和炉子长时间运行后脱落的耐火材料从活动梁穿越炉底的开孔处掉入水封槽内，这样通过运动的水封槽和固定在炉底钢结构上的刮渣板的相对运动将炉渣刮向炉尾装料端。炉尾部分的水封槽和刮渣板是逐渐升高的，这样可以使刮上去的杂物处于干燥状态，继续由刮渣板不断刮入炉尾冲渣管，用水冲走。或由刮渣板刮入炉尾渣斗，定期由人工打开阀门将杂物排入渣斗，用渣车运走。在炉子出料端设有炉底排渣管，定期由人工打开阀门将杂物排入渣斗，用手推渣车运走。4.7. 液压系统炉区配置一套独立的液压系统，为加热炉（冷装）对齐推钢机、步进机械提供动力源，并满足步进梁的各种循环运动对步距、速度以及冲击负荷的要求，使其在预定的运动周期内完成各种设定的循环运动。液压系统主要设备包括： 主工作油泵5台，4用1备，采用Rexroth公司A10VSO140恒压变量柱塞泵，每台驱动电机功率75kW。 循环泵2台，用1备。驱动电机功率11kW。 用于过滤和冷却的过滤器和冷却器。 一个油箱及相应的液位检测器、温度检测器等附件。 阀台和控制阀组。用于液压缸动作的控制阀组及系统安全阀组均置于阀台上。 系统额定工作压力16MPa，油泵额定压力31.5MPa。 油箱及液压管路采用不锈钢。流体介质采用YBN46抗磨液压油。该系统在系统控制上由调速控制回路、方向控制回路、缓冲平衡控制回路、安全溢流和压力控制回路以及辅助系统控制回路等组成，使整个液压系统达到最佳控制状态。采用比例电磁换向阀，对整个系统工作流量实现无级控制，并完全满足工作油缸对系统输出流量的要求，最终使步进梁达到工艺要求的运动速度。方向控制回路采用电液换向阀，其特点是通过流量大，换向迅速而准确，工作压力高，密封性能好，换向无冲击和噪音，工作寿命长，性能可靠度高。缓冲平衡控制回路由平衡阀、溢流阀、单向阀等组成。其作用是使步进梁在升降和平移运动的起始和终止状态由于速度的改变而产生的冲击惯性降低到最小，实现运动速度的平稳过渡。安全溢流及压力控制回路由电磁溢流阀和压力控制开关等元件组成，其作用是实现整个系统的加载、卸荷和稳定系统的工作压力，并能在过压状态下溢流或控制电动机断电，以保护整个系统不致因事故而遭致破坏。辅助系统包括油过滤循环系统、油温自动控制系统、液位控制及报警、滤油器堵塞报警、安全联锁等。由于采用计算机参与液压系统的全部控制过程，采用恒压变量泵，使得本系统具有以下几个主要特点：响应速度快，控制精度高，控制灵活性大，能量损耗低，自动化程度高，系统工作性能稳定等。为响应招标文件及满足液压系统使用性能，液压系统关键元件选型如下：柱塞泵，比例阀，平衡阀，压力阀及压力补偿器选用Rexroth公司原装进口产品；高低胶管及检测元件选用STAUFF公司产品；压力继电器，液位控制器选用Barksdale公司产品； 温度继电器选用HYDAC公司ETS1701产品。4.8. 润滑系统炉区配置两套双线终端式集中润滑电动干油站，用于步进机械、推钢机、炉内装出料悬臂辊道等设备的轴承等的润滑。干油润滑系统采用型润滑泵二台。电机功率1.5kW。电动加油泵二台。电机功率0.37kW。该系统还包括润滑管线、分配器、压力开关、换向阀等。5. 炉外机械设备5.1. 上料台架上料台架用来储存和提供准备入炉的钢坯，保证轧线正常连续生产。钢坯（多根）由天车吊到上料台架，上料台架的运动机构将钢坯一步一步地向装料辊道方向移送，到达上料台架端头时，第一根钢坯将滑落翻转到装料辊道上，实现钢坯由台架至上料辊道上的输送。上料台架有4根固定梁和4根活动梁组成，固定梁用来存放钢坯，活动梁用来横移钢坯，成排的钢坯磁盘吊或夹具直接放在上料台架上，上料台架的活动梁为液压驱动。由2个液压缸推动每个液压缸连接两活动梁的横梁，每根活动梁上纵向分布三组推头，活动梁推动一个钢坯距离，送走一根钢坯，依次送走固定数量钢坯后液压缸完成一个行程，液压缸带动活动梁收回，重复下一行程循环运送钢坯。5.2. 炉外固定挡板在炉外装料辊道末端安装一个固定挡板，以防止自控装置故障，钢坯定位失控时冲出上料辊道。其结构采用弹簧缓冲装置。5.3. 炉外上料辊道炉外设18个装料辊道，每个辊道均为单独传动，变频调速，分两组控制，每组中有一个辊道设有编码器。辊身为空腹辊，材质为ZG230-450。上料辊道技术参数如下：辊道传动方式：单独传动、变频调速辊子直径： 300mm辊身长度： 450mm辊距： 最大1400mm辊道速度： 0.251.5m/s电机： 变频齿轮箱电机 4KW其它： 有一个辊子电机带编码器润滑：全部轴承为干油集中润滑。5.4. 装料废坯剔除装置在装料辊道一侧设置一套废坯剔除装置。当装料坯经测长后，如长度值超出允许范围，则系统发出报警并停止自动装料程序，将不合格料退回到剔除装置辊道上剔除,待操作人员确认或手动控制剔除装置处理完毕后，装料系统再重新启动。剔除装置均采用远程手操控制。剔除装置拨抓旋转采用液压缸驱动。5.5. 称重装置称重装置为升降式,升降行程为200mm；分别高出辊道面100mm和底于辊道面100mm升将运动由液压缸完成。6. 加热炉汽化冷却6.1. 概述步进梁式加热炉的水梁和立柱采用汽化冷却的优点： 在水梁和立柱中循环流动的水是软水，能延长水梁和立柱的使用寿命，减少停炉维修时间，增加了轧制产量 。 由于在水梁和立柱中的循环水温度比较高，能减轻钢坯的黑印，提高了待轧坯料的加热质量。 汽化冷却装置能产蒸汽，回收热能，降低能耗，节能效益显著。 较之水冷却，布置紧凑，补充水量少，有效回收热能。 汽化冷却装置的一次性投资虽然比较大，但能回收蒸汽，节约用水，投资回收约需2年左右。6.2. 设计条件单排料，步进梁共4根，固定梁共5根 。汽化冷却所需软水，由厂方负责接进软水箱。最大用量14t/h 。对软水的水质要求:(应符合 GB1576-2001规定) 。 悬浮物 ： 5 mg/l 总硬度 ： 0.03 mmol/l (以1/2 Ca2+，1/2 Mg2+计 ) PH(25)：7 溶解氧：0.1 mg/l 含油量 ：2 mg/l 含铁量 ： 0.3 mg/l汽化冷却运行参数：锅筒工作压力: 1.27 Mpa ， 锅筒工作温度 194 (饱和温度)汽化冷却系统设计依据如下：全加热炉水梁和立柱的绝热层完好程度: 最大100%，最小90% 。6.3. 汽化冷却系统描述汽化冷却系统包括软水箱、锅筒、循环水泵、以及水梁的水循环回路等。6.3.1. 软水箱设置一台软水箱，容积20m3，布置在给水泵房中，由生产厂负责连续供应软水，经软水泵加压后，向除氧器补水。除氧水经给水泵加压后向锅筒补水。6.3.2. 锅筒各水循环回路的循环水在水梁中吸热，成为汽水混合物，经上升管回到锅筒，在锅筒中进行汽水分离，蒸汽经调压阀并入外网。在主蒸汽管上设有蒸汽流量计、蒸汽压力调节阀。在锅筒给水管上设有给水流量调节阀，以调节锅筒水位。锅筒有就地水位计和二次远方水位计、高低水位报警等。锅筒内经汽水分离的循环水进入循环泵进水集管，投入下一轮水循环。6.3.3. 循环水泵锅筒有一根下降管接至循环水泵的进水集管，循环泵房中共有3台循环泵。其中有两台电动循环泵，平时一台运行，一台备用。另有一台柴油机循环泵，作为停电或事故时备用。每台循环泵出水管均接至循环水泵出水集管，出水集管接至分配装置。从分配装置接至水梁进水口（对步进梁要经过进口步进装置）的下降管上，均设有手动调节阀和涡街流量计，以使每根水梁的循环水量做到基本均衡。6.3.4. 水循环回路加热炉汽化冷却共分5个回路。加热炉共有5根固定梁，每2根组成一个回路，共有3个回路。加热炉共有4根步进梁，每2根组成一个回路，共有2个回路。在每个回路的2根进水管上均设置有调节阀和流量计，调节每根水梁的循环水流量，以保证水梁中的循环水流速。当某一根水梁进水流量低于设定值时，即报警。经过调整，使其达到所设定的正常值。6.3.5. 其它汽化冷却设有一个出力为20t/h的全补给水除氧器和一个10m3有效容积的除氧水箱。在给水泵房中设有二台软水泵，平时一台运行，一台备用。软水箱中的软水经软水泵加压后送进除氧器，除氧后的除氧水(含氧量0.015mg/L)进入除氧水箱，再经给水泵加压后给锅筒补水。软水箱有一根出水管直接与给水泵的进水集管连通，以便在需要时用软水直接向锅筒补水。6.4. 设计原则与安全措施为汽化冷却系统能安全可靠地运行，设计中采取以下措施： 汽化冷却采用强制循环由于步进梁加热炉结构上的限制，汽化冷却只能采用强制循环，动压头依靠循环泵的扬程，由于设置柴油机循环泵，不怕停电，具有很高的安全可靠性。 提高循环倍率由于提高循环倍率，增大了水梁中的循环流速，避免循环水的汽水分层，降低了循环管路中含汽率，保证了冷却的可靠性。 在每根水梁的进水管上均设置了调节阀和流量计。直观的调节手段，使每根水梁得到需要的循环流量，保证了循环流速，循环流速1.4m/s以上。在循环泵出水总管上也设置流量计，用于与各水梁进水管上的流量印证、校核，保证安全性。 在进口步进装置和出口步进装置的结构中加强安全可靠性。 在进口步进装置和出口步进装置的结构中，都设置有备用柔性管道。当任一条柔性管道中的球体旋转接头出故障时，均可在不停炉的情况下加以维修，而汽化冷却系统可以照常运行。 由于炉底水梁的循环冷却水不能断，所以设置两台电动循环泵，一台运行，一台备用。另设有一台柴油机循环泵，供停电时用，加强安全性。 锅筒的水容积较大，有5m3，锅筒的存水可以维持汽化冷却系统运行，获得事故处理时间。锅筒内的水可以维持汽化系统正常运行2030min。 向锅筒补水，有3台给水泵，其中2台电动给水泵，平时一台运行，一台备用；另有一台柴油给水泵，停电事故时可正常补水。 软水箱容积有20m3，在厂方软水供应中断时，能维持一段时间，做到正常停炉。6.5. 汽化冷却系统主要性能6.5.1. 汽化冷却系统主要数据锅筒工作压力： 1.27 Mpa锅筒工作温度： 194水梁绝热层完好程度为100%时，产汽量约5 t/h。水梁绝热层完好程度为90%时，产汽量约11t/h。连续排污率 10%。锅筒补给水量最小5.5t/h，最大12.0t/h。6.5.2. 加热炉需汽化冷却的水梁加热炉共有5根固定梁， (双梁，有支撑梁)。加热炉共有4根步进梁， (双梁，有支撑梁)。6.6. 主要设备的选择 锅筒 16005000 PN=1.27 Mpa t=194 (一个) 电动循环泵 (2台，一台运行，一台备用)流量：300 m3/h 扬程：65 m 转速：1450 r/min 介质温度：180 . 柴油机循环泵(一台)流量：300 m3/h 扬程：65 m 转速：1450 r/min 介质温度：180 启动时间 1015sec 步进装置用的球体旋转接头步进梁用的进口步进装置和出口步进装置中，使用的球体旋转接头DN80，PN2.5Mpa，选用北京京球节能新技术开发公司产品。该公司产品已在多家生产厂中应用数年，质量可靠。 电动给水泵（二台, 一台运行，一台备用）流量：25 m3/h 扬程：175 m 柴油应急给水泵 (一台)流量：14-21 m3/h 压力：1.7 Mpa 软水箱 (一个)，容积：20 m3 除氧器及除氧水箱 出力 20 t/h 工作压力 0.02 Mpa 工作温度 104 软水泵（二台, 一台运行，一台备用）流量：25 m3/h 扬程：50 m本工程中的两套柴油泵共用一套1m3的柴油箱，并独立布置在柴油间内。循环总管上设置有进口过滤器。水冷回路上设置有国产过滤器。6.7. 主要设备布置汽化冷却锅筒布置在加热炉侧面，锅筒中心标高8.500m（暂定），锅筒平台面积15m6m。中层布置除氧器，软水箱,3台给水泵，底层为循环泵房，布置二台软水泵，3台循环泵和柴油泵。汽化冷却仪表控制室与加热炉仪表控制室合建。6.8. 自动化控制自动控制项目： 锅筒蒸汽压力自动调节，在主汽管上设调压阀，保证锅筒工作压力稳定 。 锅筒水位自动控制，在给水管上设调节阀，稳定锅筒水位. 软水箱水位控制. 除氧器蒸汽压力自动调节. 在进汽管上设调压阀，保证