环形加热炉.doc

第4节 环形加热炉1、 环形加热炉特点环形加热炉具有以下特点:(1) 可以加热圆形或异形钢坯;(2) 根据需要可以改变钢坯在炉内的分布,从而改变加热制度,在生产中有较大的灵活性;(3) 钢坯在整个加热过程中,随炉底的转动没有相对摩擦和振动,氧化铁皮不易脱落;(4) 钢坯在炉底上相互间隔放置,三面受热,加热时间短,温度均匀,没有水冷黑印,加热质量较好(温度差10);(5) 与推钢式连续加热炉比较,炉子容易排空,可避免钢坯在炉内长时间停留,同时便于更换钢坯规格;(6) 环形炉的机械化与自动化程度较高,装出料与钢坯在炉内运送均可自动运行.另外,燃烧及管理可自控;(7) 环形炉的转动炉底与固定的内外环墙之间的环缝,由环状水封槽进行水封.由于环状炉底钢结构高温时向外热膨胀,冷态的内外环缝大小是不同的,一般根据炉子的中径大小不同相差约4070mm,故活动的炉底中心与固定的炉膛中心在冷态是不一致的,而热态则趋向一致.环形炉尺寸是以炉膛的平均直径(中径)和炉膛的内宽来表示的.环形加热路属特殊工艺所要求的加热设备,与长形连续加热炉相比有其自身缺点:1) 炉子是圆环形的,特别是大直径的环形炉,占用厂房面积较大;2) 环形炉一经建成,改建或扩建都比较困难,因此发展的余地、潜力都较小;3) 钢坯在炉内呈辐射状间隔分布,炉底面积利用较差.特别是炉膛较宽的炉子,炉底外半环利用更低.环形加热炉的炉子有效长度内的利用率(根据装出料机夹钳夹钢所要求的不了间距与料长等有关)仅为30%50%.二、钢坯的加热与加热时间环形加热炉相当于一座头尾相接的长形连续加热炉,所以炉子的热工制度及分段(预热段、加热段、均热段)原则,均与推钢式连续加热炉等类似.但环形炉内的钢坯加热有其自身特点.(1) 间隔布料的影响由于装出料机夹钳操作的需要,炉底上钢坯与钢坯之间必须留有一定间隙,其大小视夹钳操作所必需的空间而定.钢坯三面加热,加热时间较单纯上加热可大大缩短,钢坯内外温差较少.但炉内的单位炉底过钢面积的产量却很低,一般管坯在300kg/m2h左右.(2) 热炉底的影响环形炉炉底由高温的均热段过度到预热段时,由于他积蓄的热量只散失很少一部分,所以它的温度仍高于预热段炉膛的温度约200左右,对刚入炉的冷坯有明显的加热作用.(3) 加热时间据有关文献统计,环形加热炉内管坯的加热由于间隔布料和热炉底影响,加热速度约5.56.5min/cm,普通钢取5.55.7min/cm,合金钢取6.06.5min/cm,.低碳钢管坯的加热时间可按有关计算手册进行计算,也可按式3.5-3的经验公式计算: =(5.1+0.034d)d (3.5-3)式中-加热时间,min; D-管坯直径,cm.3、 炉子产量和装载量的确定环形炉的装载量按式3.5-4确定: P=G1 (3.5-4) 式中 P-炉子装载量,t; G-炉子产量,t/h; 1-加热时间,h.炉子生产能力(G)应与轧机的产量相配合.由于环形炉一经建成,改建或扩建都很困难,因此炉子产量要充分满足轧机的需要.但也不能过大,一面炉子长期在低负荷下工作.4、 炉膛尺寸的确定环形炉炉内钢坯是呈辐射状布置,钢坯在环形炉炉底上的布料,见图3.5-13所示.(1) 炉子直径的确定根据小时产量、钢坯单重、钢坯的布料间距与排放及相应的加热时间,以及装出料夹角来确定.单排布料按公式3.5-5,双排布料按公式3.5-6和公式3.5-7计算. D= Pd (3.5-5) gk(-0.5)式中 D-炉底平均直径,m; P-炉子装钢量,t; d-钢坯直径,m; g-钢坯单重,t; -圆周率; -装料机与出料机轴线的中心角,rad(弧度).1=180=0.0174533rad(或1rad=57.2958)中心角的大小与环形炉的直径D均大小有光,一般大中型环形炉为0.170.26rad(1015),而小型环形炉可达0.44rad(25); k-炉子有效长度内的填充系数,k=d/S2; S2-相邻钢坯的布料间距,m. D1= Pd (3.5-6) ngk(-0.5)式中D1-双排布料时,那排钢坯中心在炉底所占平均直径,m; n-钢坯在炉底径向上的排数. D=D1+S1 (3.5-7) 式中S1-双排钢坯中心的径向间距,m.由公式3.5-5或公式3.5-6和公式3.5-7计算所得D,是环形炉炉底的平均直径,初定时可视为环形炉炉膛的平均直径(D均).(2) 环形炉的炉膛高度环形炉的炉膛高度一般为1.52m,而非供热段炉膛高度有时降到0.80.9m.(3) 环形炉有效炉底长度有效炉底长度是使钢坯沿着炉底总长度移动的那一部分,即装了口和出料口中心外侧轴线之间的炉底长度.有效长度L(m)有式3.5-8确定: L=D(-0.5) (3.5-8) (4) 环形炉布料角为了把沿炉直径方向排列的钢坯从环形炉炉底上一次轮流取出,环形炉每次转过的角度(rad,弧度)等于相邻钢坯的布料角,由式3.5