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精品文档 加热炉培训教材加热炉培训教材 第一章第一章 加热原理加热原理 一 钢加热的目的 1 提高钢的塑性 以降低钢在热加工时的变形抗力 从而减少轧制 中轧辊的磨损盒断辊等机械设备事故 2 使坯料内外温度均匀 以避免由于温度应力过大造成成品的严重 缺陷或废品 3 改善金属的结晶组织或消除加工时所形成的内应力 总之 钢的加热对于钢材的质量 产量 能耗以及机械寿命等 都有直接关系 二 钢的加热工艺 1 钢的加热工艺包括 1 加热温度 2 加热速度 3 加热时间 4 炉温制度 5 炉内气氛 1 1 钢的加热速度 加热时间内 钢在加热时的温度变化叫钢的加 热速度 单位 h 或 min mm min 1 2 钢的加热制度 钢在加热炉内加热升温的温度变化过程叫钢的加 热制度 精品文档 1 加热制度考虑的因素 钢种 坯料尺寸 装炉方式 冷装 热装 炉膛结构 坯料在炉内的布置方式 单 双排 推钢 步进梁式 辊 底式等 2 加热制度从炉型分为 一段式 二段式 三段式 多段式 三 钢的加热缺陷 1 钢的加热缺陷包括 钢的氧化 脱碳 过热 过烧 加热温度不均匀 2 预防加热缺陷的措施 2 1 钢的氧化 1 定义 钢在加热炉内加热时 钢的表面同炉气中的 CO2 H2O O2 SO2发生反应 生成氧化铁皮的过程叫钢的 精品文档 氧化 2 生成的氧化铁皮即所说烧损 通常为 0 5 3 氧化铁皮结构 示意图如下 3 影响氧化的因素 加热温度 加热时间 炉气成分 钢的成 分等 加热温度的影响 在 850 900 以下时 钢的氧化速度很 小 当达 1000 以上时 钢的氧化速度急剧增加 加热时间的影响 在相同条件下 加热时间愈长则钢的氧 化层愈厚 炉气成分的影响 火焰中的炉气成分决定与燃料成分 空 气消耗系数 完全燃烧成都等 炉气成分对氧化的影响很 大 按照对钢氧化的效应把炉气分为 氧化性气氛 中性 气氛和还原性气氛 钢的成分的影响 对于碳钢随其含炭量的增加钢的烧损量 有所下降 合金元素如 Cr Si Mn Al 等本身即已被氧 化成相应的氧化物 但由于这些氧化物组织结构十分致密 稳定 可进一步阻止钢的氧化 4 减少氧化的措施 快速加热 减少钢在高温取得停留时间 加热能力与轧钢 能力相匹配 Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe 精品文档 控制炉内气氛 保证煤气完全燃烧的前提下 减少过剩空 气量 保持微正压操作 减少燃料中的水分 含 S 量 2 2 钢的脱碳 1 定义 钢在加热时除表面被部分氧化烧损外 炉气中的氧化 性气体还要和钢中的碳 即 Fe3C 发生反应而使钢中 的碳含量降低 这种现象称为钢的脱碳 2 脱碳的危害 脱碳后钢的机械强度 尤其是硬度 大为降低 严重时其疲劳强度也降低 如弹簧钢 3 影响脱碳的因素 加热温度 1100 左右是峰值 加热时 间 炉气成分 钢的成分等 4 预防措施 快速加热 减少钢在高温段的停留时间 正确选择加热温度 避开易脱碳的峰值范围 适当调节和控制炉内气氛 2 3 钢的过热 过烧 1 钢的过热 当钢的加热温度超过临界点后 钢的晶粒开始长 大 温度愈高 加热时间愈长 晶粒长大愈显 晶粒长大后使 其机械性能变坏 这种现象叫钢的过热 防止钢过热的措施 掌握好加热温度 精品文档 减少钢在高温段的停留时间 适当缩短加热时间 2 钢的过烧 当钢的加热温度比过热更高 时间更长 不仅钢 的晶粒长大 而且晶粒之间的边界开始融化 氧进入晶粒间隙 使金属发生氧化并促使融化 导致晶粒间的结合力被破坏 是钢 失去本身的强度和塑性 这种现象叫钢的过烧 防止钢过烧的措施 避免加热温度过高 减少钢在高温段的停留时间 减少过剩空气量 2 4 钢的加热温度不均 1 原因 加热时间不足 均热时间不足 燃料分配不当 2 内容 心表温度不均 上下表面温度不均 长度和宽度方 向上温度不均 3 预防措施 钢的加热温度应严格按照钢种的温度制度 供热制度和炉 压制度进行操作 适当延长钢的加热时间和均热时间 提高下加热炉堂温度 适当延长钢在均热段的停留时间 适当调整烧嘴的开启度 及时开启的个数 来调整燃料在 长度和宽度上的分配 3 精品文档 第二章第二章 加热炉工艺描述加热炉工艺描述 一 了解和掌握有关的术语 缓冲时间 轧机停止期间 在运行情况下 没有影响铸机 在轧机入口两块板坯的间隔时间 间隙时间 在 F1 机架上一块 板坯轧制终了到下一块板坯轧制开始的时间 纯轧时间 在正常的铸坯温度和拉坯轧制速度情况下 无换辊和 其它耽搁的运行 在稳定状态 下面板坯数量在加热炉是允许的 厚度52 mm60 mm68 mm 板坯数4 54 85 恢复时间 在一次停轧之后 炉子需要一段时间恢复到再次正常 轧制情况下的状态 因为炉内空余的区域储存在轧机停轧时由铸 机送来的板坯 这个恢复时间的长短将依据铸造速度 板坯的输 入温度 板坯厚度 轧制速度 轧机停机时间的长短来确定 加速辊 当被加热到目标温度的板坯尾部到达这组辊道后 板坯 将被加速运行 板坯的平均温度 关于板坯在炉子输入 输出端的平均温度描述如 下 利用加热炉入口处的理论温度曲线 SMS 送来的每块板坯 的厚度 模型通过在加热炉热入口处由高温计测得板坯的表 精品文档 面温度 提起一个修正因数 然后预算板坯的平均温度 通过加热炉数学模型计算的板坯的表面温度被用来核对在出 口处用高温计测得的温度 在这种情况下 相符 通过 高温计测得的板坯的表面温度被认为是板坯在那个段的平均 温度 二 CSP 加热炉概述 1 CSP 加热炉布置形式 CSP 加热炉将被设计为双线运行的模 式 炉子的 A 线与轧制线保持一致 2 CSP 加热炉的形式 CSP 加热炉的形式是蓄热式隧道炉 3 炉子的主要功能 均匀加热薄板坯到轧制所需的轧制温度 将各线铸造的板坯运送到轧机的输入侧 4 加热炉的燃料 混合煤气 5 燃烧控制方式 自动的控制模式 手动操作只是在有故障或 检 修维护的情况下被选用 三 加热炉的组成 1 钢结构 2 耐火隔热层 3 加热系统 助燃气和混合煤气 4 炉辊 包括 水冷设备 精品文档 5 机械设备 6 管路 燃气 水冷 助燃空气 氮气管路等 7 电气设备 包括 1 2 级控制 8 辅助设备 四 加热炉的有关技术特点 1 加热炉配备了一可旋转的摆渡段 摆渡段的作用是将 B 线的板 坯运送到布置在轧机前方的 A 线 2 辊底式隧道炉接收来自铸机 速度与拉速一致 的定尺薄板坯 两座炉子在接收板坯的速度方面将与各线的铸机保持一致 加热 过程将依据薄板坯的输入温度来确定 对输入的板坯将进行炉内 跟踪并且在炉子的输出端将与轧机的速度保持一致 3 由于加热 均热保温 缓冲的原因 炉子有一个足够长的总长度 所以在轧机换辊时不会影响到铸机的正常生产 4 炉子的最小缓冲时间是 10 分钟 5 铸机在正常稳定的生产条件下 炉子能够保证板坯加热的输出温 度 板坯在断面上温度的均匀性和一定的缓冲时间 为满足轧制 要求板坯的输出温度是 1050 1150 之间 具体数值依据钢种 和轧制工艺制度 6 由加热炉送来进入轧机的铸坯在铸坯长度方向 厚度方向 宽度 方向上的温度偏差是 10 板坯温度良好均匀性对确保轧制过 程的稳定 热轧产品良好的板型和平直度起到至关重要的作用 五 加热炉工艺流程描述五 加热炉工艺流程描述 精品文档 从铸机拉出的已经铸好的热坯会由布置于加热炉输入端头的剪 子剪切到所需的定尺 当完成一次剪切后 这块被切下的板坯会加 速运行一小段时间在剪切端面处与 母坯 形成 1 5 2 0m 的间距 这一操作所需的控制信号由铸机发出 这些由铸机生产出来的板坯保持与连铸相同的速度进入加热炉 并且会一直保持这个速度直到板坯尾部通过加速辊道为止 在这个 区域板坯会被加热到所需的温度 然后板坯加速向前朝着轧机的方 向运行 在这个过程中板坯将保持一个适宜的速度穿过二加 均热 区域 并且板坯在长度 宽度 厚度方向上温度的均匀性也是在这 段运行中完成的 最后板坯离开均热区保持与 F1 同步的速度进入轧 机 这一操作所需的控制信号由轧机发出 板坯是在单独传动水冷的辊子上运行穿过加热炉的 水冷辊由 支撑空心辊 耐火材料和耐热合金辊环组成 辊环支撑板坯 耐火 隔热层的作用是为了减少热损失 合金辊环和绝热层的设计参考了 各种隧道炉的使用情况 为了保证炉子的操作功能 每个辊子各自有一台齿轮电机与之 相连并且由各自的 VVVF 变频器进行调速 在缓冲期间辊可以正反转 板坯震荡 在等待轧机要钢或有故 障发生时这一功能是必须的 详细介绍请看附件 2 中的自动动能描 述 震荡的行程与辊子旋转一周相等 大约 1m 震荡速度大约是 4 5m min 为整座炉子提供了一套闭循环冷却水动力系统 精品文档 在正常的运行情况下炉子内的板坯会被掌控在笔直的传送方向 上 并且会始终保持着这种状态穿过炉子下游到达均热段然后离开 炉区进入轧机 F1 受控于加热炉自动功能下的跟踪系统计算每块板坯的位置 炉 中的空位和板坯的运行时间 六 加热钢种 碳钢 优质碳素结构钢 高强度低合金钢 汽车刚 管线钢 耐候钢 低碳钢 超低碳钢 六 加热系统简介 1 影响板坯输入温度的因素是 连铸速度 板坯厚度 质量 2 加热系统将完成由输入温度到输出温度的升温过程 这个过程是 由计算机控制的 为实现这个目的 这里 布置了 8 个单独的温度区域 设计的 适合于在烧嘴内使用 500 助燃空气的烧嘴布置在所有的区域内 精品文档 烧嘴安装在加热炉两侧的炉墙上位于板坯输送线的上方 嵌入两侧 炉墙内的烧嘴是错列布置的 在板坯横穿加热炉期间这些烧嘴是连 续工作的 在各条烟道中的废气流向换热器然后由烟囱排出 废气不会倒 流入炉腔内 换热器安装在与助燃空气流向相反的位置 通过热交 换达到储存能量预热助燃空气的目的 助燃空气将会经过热风管路送入烧嘴 在炉内生成的氧化铁皮会落到炉子底部并且被定期运走 炉底 下面设计有漏斗形料坑和卸料门 氧化铁皮 通过由压缩空气控制 的汽缸机构可以将这个门打开 炉底下面的氧化铁皮用一台叉车或 前斗车清除 七 修理区及特殊工具 这里提供了一个 C 形钩 用来更换那些需要处理或修补的 炉辊 C 形钩的使用是通过天车来完成的 在炉膛以外的区域有一个修理区域 用来修复炉辊 八 自动控制系统 用于加热炉控制的自控系统由基础自动化级 1 级 和计算机 级 2 级 组成 在 1 级上有两个独立的系统用于过程控制 一个系统将用来控 制所有机械设备的功能 操作系统 第二个系统用于燃烧控制 在 HMI 中将会提供这两个系统的操作画面 为了保证所需的加热温度和沿板坯长度方向上温度的均匀性 精品文档 同时考虑到了炉内板坯每一时刻速度的变量 基于以上因素加热设 备运行在一过程控制机的操控之下 炉内的热传导是以一个物理数 学模型为基础 检测板坯在输入和输出侧的温度 并将测量结果完 整地输入加热控制系统以便于进行前馈 预计算 和反馈 校正动 作 控制 这样就可使板坯加热到所需的温度范围 板坯输送的速度范围设计为 2 5m 60 0m min 在炉子入料侧用于板坯运输的传动机构的输送速度将与铸机的 拉坯速度保持同步 而且在炉子的出料侧这个速度与轧机保持同步 由铸机和轧机的一级系统向加热炉的物料运输操控系统发的这个速 度信号用于改变炉辊转速的控制 1 操作控制系统 配备在此的可编程逻辑控制器 PLC 将控制 本区域 所有 的机械设备的功能 可编程逻辑控制器 PLC 安装在电气室中 PLC 利用 DP 总线上的信息通过变压变频器 VVVF 控制炉辊 的转速 这个变频器将会安装在电器室中或炉子附近 安装位置 取决于变频器到单传电机的最小距离 通过直接的数据传输炉子系统将得到有关铸速和剪切的信息 通过安装在炉子入料侧的第一个光电管进行板坯输入的确认和识别 已经输入炉中的板坯会在拉坯的速度下运行 直到板坯尾部通过加 速点 然后 板坯以一个合理的速度加速运行直到到达炉子的末端 精品文档 板坯一离开炉子的均热段就将进行下面的轧制工序 板坯的出炉速 度等于第一架轧机的转速 炉区的 PLC 将通过硬线 I O 接口接收由 轧机 PLC 来的这个 要钢的 信息 然后在出炉开始的时候 炉区 的 PLC 会将板坯的有关信息发给轧机的 PLC 炉区的 PLC 跟踪板坯横穿加热炉的全过程 输入到板坯跟踪系 统里的数据包括 辊子的转动速度值 由光电管来的信号和计算的 板坯下面的辊子的数量 只要板坯的运送被终止 辊道正反转的震荡功能会被自动触发 板坯将在一定的区域内保持摆动的状态 炉子的旋转摆渡段由 PLC 进行控制 一台 PLC 控制炉子的 A 线和 A 线上的摆渡段 另一台 PLC 控制炉子的 B 线和 B 线上的摆 渡段 摆渡段的动作将由板坯的交付需求和缓冲时间来确定 摆渡 段的旋转定位通过绝对值编码器和接近开关进行控制 通过对 AC 电机进行闭环矢量控制实现摆渡段的旋转动作 并列布置的这两个旋转段通过局域网进行数据交换 例如 DP 总线 这些数据用于实现两座炉子的控制 两个炉子的控制参数 究竟采用哪一个 可以二选一 详细说明在初步设计是给出 操作 系统 PLC 中两个通过 MPI 连接起来的 CPU 之间可进行数据交换 安装在炉子的输入端和输出端的工业电器监督入料和出料的过 程 在旋转区域还添加了一台监视器用于旋转动作的控制 PLC 控制这个区域所有的门 炉况和板坯跟踪的重要显示画面 精品文档 板坯跟踪 辊子的状况 速度和冷却水温 炉门管理 开 关 板坯温度管理 2 级 报警显示 报告的内容 入炉板坯的数据 板坯身份 钢种 宽度 长度 铸速 出炉板坯的数据 板坯身份 炉内停留时间 温度 报警报告 故障报告 报告 班报 日报 月报 趋势简图 2 燃烧控制系统 安装在电气室中的第二个 PLC 用于燃烧控制 炉子的加热系统 将会被分配到各个单独的温度控制区域 在每个控制区内安装有三 个热电偶 每个区域经热电偶测得的数据输入到用于燃烧控制的 PLC 中 PID proportion integral differential 比例积分微分调节规律 闭环控制和双交叉限幅控制根据这个温度值进行燃烧控制 流量和 热值 空燃比是自动控制的 对于每个区域 PLC 通过计算燃气的输出量完成设定点的温度 控制 依据这个计算值 PLC 系统会控制安装在每个区域燃气和助 燃气供应线上的控制阀的打开和闭合 以此来控制输送到各个区域 精品文档 的气量 这里安装有一个 Wobbe 仪 其作用是监控混合煤气的热值 PLC 根据由 Wobbe 仪传来信号调整输出值到一个合理的数值 这台用于温度控制的 PLC 具备下列功能 输入数据的处理 温度监控 控制模型运算 与操作 PLC 的连接接口 显示的内容 炉子概况 温度的设定点和当前值 报警状况 历史趋势显示画面 流量 风机状况 通过控制安装在烟道系统中的废气流量闸板阀进行炉压控制 下列是附加的控制回路 炉压 将冷风 稀释风 吹入到烟道中 只是在烟气温度过高的情 况下使用 出于对换热器安全保护的原因对已预热的助燃气进行放散 高温助燃气 助燃空气的压力控制回路 精品文档 第三章 加热炉设备结构和技术说明第三章 加热炉设备结构和技术说明 一 一 车间概述车间概述 车间布局 一流连接连续铸机 line A 和轧线 一流连接连续铸机 line B 两流炉子流间距 26 米 中心线之间的距离 厂房跨度 39 米 炉子上方有两台天车用于检修维护 二 加热炉概述二 加热炉概述 加热炉是辊底式遂道炉 烧嘴布置在加热和均热区域的侧墙上 位于板坯的上方 A 线被分成 3 个区域 精品文档 I 区 是加热炉的固定部分 用于板坯的再加热 在轧机停 止期间用于均衡和储存板坯 在正常生产情况下 板坯以 铸机速度运行 直到其尾部到达加速辊位置 加速辊位置 时板坯加热完成的位置 加速辊位置由 2 级决定 或由操 作者根据说明书进行输入 然后加速辊以最大速度运载板 坯向轧机方向运动 II 区 旋转区域 这个部分用来运送板坯从 line B 到 line A 然后运到轧机 或者把板坯输送到两座炉子之间的剔废 滚道 III 区 公共区域 这个区域实际上属于 line A 它接收来 自 line A 和 line B 的板坯 在向轧机输出坯子的期间用来 维持板坯温度 B 线被分成 2 个区域 I 区 是加热炉的固定部分 功能同 A 线 I 区 II 区 旋转区域 这个部分用来运送板坯到 line A 然后 运到轧机 在特殊情况下 板坯可以在手动模式下从 line A 到 line B 在炉子入口最初的 2 2 5 m 处没有烧嘴 避免火焰窜出损坏摆剪 加热炉的耐火层组成 炉底和轧制线以下的炉墙是高温浇注料 轧制线以上的炉墙和炉顶是陶瓷纤维块 在加热炉的底部是设计成 精品文档 一体化的纵深漏斗 用来堆积氧化铁皮 纵深漏斗拥有一个大的开 口 用气动操纵的耐火衬闸门封闭 方便氧化铁皮的处理 炉顶制成可移动 通过天车 的板块 这样 在检修是可以进 热加热炉内部 1 运行参数运行参数 1 1 板坯外形尺寸和重量板坯外形尺寸和重量 宽度 850 950 1680mm 厚度52 60 68 50 70 mm 最大长度47 4 47 4m 52 mm 厚 41 1m 60 mm 厚 36 3m 68 mm 厚 47 4m 50 mm 厚 35 2m 70 mm 厚 单位质量重量7500kg m3 1 2 来自铸机的板坯速度来自铸机的板坯速度 最小铸机速度 稳定状态 2 5m min 最大铸机速度 稳定状态 6 m min 最大铸机速度 将来趋势 7m min 最大速度变化 1m min2 1 3 板坯在加热炉内的速度板坯在加热炉内的速度 速度范围 稳定状态 2 5 60m min 1 4 轧制条件轧制条件 板坯进入轧机 F1 的最小速度 52 mm 11 4m min 精品文档 60 mm 10 8m min 68 mm 10 2m min 50 mm 17 4 m min 70 mm 12 0 m min 最大速度 17 4 m min 在 F1 两块板坯之间的间隙 用 2 台卷取机 15 s 精品文档 1 5 装料温度装料温度 加热炉的工作条件在下表中给定 先决温度条件 固态温度 1 430 1 510 C 铸机拉速 m min 在 CSP 加热炉入口处薄板坯的温度 C 50 mm 52 mm 60 mm 68 mm 70 mm 2 5865880 事故状态下的速度2 8840890905 3 0860910930 3 25885935955 3 5855905960980 3 758608759259801005 4 087589094510051025 4 2589090596010251045 4 590592098010451065 正常铸机拉速 4 75920935995 速度范围5 09359501010 5 259459601025 5 59559701040 5 759709851050 6 09809951070 将来可能达到的速度6 2599010051080 理论速度6 510001015 6 7510051025 7 010101030 精品文档 2 加热炉的特性加热炉的特性 2 1 加热炉的外形尺寸加热炉的外形尺寸 Line A 从第一个到最后一个外部辊之间的长度237 5m Line A 钢结构长度236 25 m Line B 从第一个外部辊到加热炉尾部的长度 233 12 m Line B 钢结构长度232 5m 内部耐火材料之间的宽度 2200mm 外部宽度 包括齿轮马达 4700mm approx 炉辊轴线到耐火炉顶 930mm approx 炉辊间距 1250mm 轧制线水平面 915mm 轧制线到外部上燃烧管道2500mm approx 轧制线到耐火炉底1500mm approx 轧制线到炉子基础面450mm approx 2 2 加热炉细分加热炉细分 加热炉 A 线分成 3 个区域 第一个区域如下 第一个区域用来加热和均热 它以铸机速度接受坯子 并在坯子之间产生一个间隙 区域长度131 25 m 炉辊数量105水冷 1外部自由辊 加热段烧嘴数量 33 保温段烧嘴数量 30 I 区烧嘴总数63 精品文档 第二个区域是用作热坯的传动系统 这个区域被作为均 热段 但他的真正作用是运送来自 B 线的板坯 基于 这个原因 这个区域有一个旋转车架 区域长度52 5 m 炉辊数量42水冷 烧嘴数量 22 第三区域 和 B 线共有 被当作 均热炉 当以轧 机速度出料时 均热炉 保持板坯的温度 区域长度52 5 m 炉辊数量42水冷 1外部自由辊 烧嘴数量22 加热炉加热炉 B 线分成线分成 2 个区 个区 第一个区域用来加热和均热 它以铸机速度接受坯子 并在坯子之间产生一个间隙 区域长度180 0 m 炉辊数量 144水冷 1外部自由辊 加热段烧嘴数量 33 保温段烧嘴数量49 I 区烧嘴总数82 精品文档 第二个区域是用作热坯的传动系统 这个区域被作为均 热段 但他的真正作用是运送板坯从 B 线到 A 线 基 于这个原因 这个区域有一个旋转车架 区域长度 52 5m 炉辊数量 42水冷 烧嘴总数 22 炉子主要设备总情况 辊子数量 包括 3 个外部自由辊 378 水冷 Line A 包括 2 个外部自由辊 191 Line B 包括 1 个外部自由辊 187 烧嘴数量 211 Line A 加热区33 Line A 保温去74 Line A 总烧嘴数 107 Line B 加热区33 Line B 保温去71 Line B 总烧嘴数 104 精品文档 2 3 加热炉加热能力加热炉加热能力 每个加热炉分成几个主要区域 每个区域又被分成几个温度控 制区段 LINE A 加热炉加热炉 I 区区 加热 I 区 11 个烧嘴790kW 680 000 kcal h 每个 加热 II 区 11 个烧嘴790kW 680 000 kcal h 每个 加热 III 区 11 个烧嘴790kW 680 000 kcal h 每个 保温 I 区 10 个烧嘴350kW 300 000 kcal h 每个 保温 II 区 10 个烧嘴350kW 300 000 kcal h 每个 保温 III 区 10 个烧嘴350kW 300 000 kcal h 每个 I 区的总安装功率 36 570 kW 31 440 000 kcal h 加热炉加热炉 II 区区 保温 IV 区 22 个烧嘴350kW 300 000 kcal h each II 区的总安装功率 7 700kW 6 600 000 kcal h 加热炉加热炉 III 区区 保温 V 区 22 个烧嘴350kW 300 000 kcal h each III 区的总安装功率 7 700kW 6 600 000 kcal h A 线的总安装功率 51 970kW 44 640 000 kcal h 精品文档 LINE B 加热炉加热炉 I 区区 加热 I 区 11 个烧嘴790kW 680 000 kcal h 每个 加热炉 II 区 11 个烧嘴790kW 680 000 kcal h 每个 加热 III 区 11 个烧嘴790kW 680 000 kcal h 每个 保温 I 区 13 个烧嘴350kW 300 000 kcal h 每个 保温 II 区 12 个烧嘴350kW 300 000 kcal h 每个 保温 III 区 12 个烧嘴350kW 300 000 kcal h 每个 保温 IV 区 12 个烧嘴350kW 300 000 kcal h 每个 I 区的总安装功率 43 220kW 37 140 000 kcal h 加热炉加热炉 II 区区 保温 V 区 22 个烧嘴350kW 300 000 kcal h 每个 II 区的总安装功率 7 700kW 6 600 000 kcal h B 线的总安装功率 50 920kW 43 740 000 kcal h 区域的总安装加热能力高于炉子所必需的加热能力 这个过剩 的加热能力 可以使工厂在生产变化时 使加热炉的操作更具灵活 性 精品文档 3 加热炉性能加热炉性能 3 1 详细的消耗量详细的消耗量 混合煤气 7 的空气过剩量 的详细消耗量和不同的铸机速 度 入口温度相对应 见表 1 薄板坯厚度 52 mm 薄板坯厚度在 CSP 加热炉出口处的温度 1150 C 铸机速 度 入口温 度 板坯宽度 mm m min C850 900 1000 1100 1200 1250 1300 1400 1500 1600 1680 2 8795 18281754162815251440140213671305125112041170 3815 17071638152114251344130912771219116811241093 3 25835 15811517140913201246121411841130108410431014 3 5855 146814091308122611571127109910501007969942 3 75875 1365130912161139107510461020974934898873 4890 1270121811301058998972947904866833809 4 25905 119911501067999943918895854819788765 4 5920 112510791000936883859838799766736715 4 75935 10681025951890839817797760728700680 5950 1004962892834786765745711680654635 5 25960 955916849794748728709676647622604 5 5970 910872808756712693675644616592575 5 75985 868832770720679660643613587564547 6995 828793735687646629613584558536521 6 251005 790757701654616599583556531510495 6 51015 754722668624587571556529506485471 6 751025 720689637594559543529503481461447 71030 687658608566532517503478457438424 精品文档 薄板坯厚度 60 mm 薄板坯厚度在 CSP 加热炉出口处的温度 1150 C 铸机速 度 入口温 度 板坯宽度 mm m min C850 900 1000 1100 1200 1250 1300 1400 1500 1600 1680 2 8840 15721508139913101236120311731119107210311002 3860 14641404130212191150111910911041997959932 3 25885 1348129311991122105810301004958917882857 3 5905 1245119411061035976949925882845812789 3 75925 115811101029962906882859819784754732 4945 10791034957895843820799761728700679 4 25960 1005963891833784762742707676649630 4 5980 937897830774728708689655626601582 4 75995 887849785732688669651619592568550 51010 827791730680638620603573547524507 5 251025 783749691643604586570541516495479 5 51040 729697641596558541526499475454439 5 751050 691660607563527511496470447428413 61070 642612561519485469455430408389376 6 251080 607579530490457442428404383365352 薄板坯厚度 68 mm 薄板坯厚度在 CSP 加热炉出口处的温度 1150 C 铸机速 度 入口温 度 板坯宽度 mm m min C850 900 1000 1100 1200 1250 1300 1400 1500 1600 1680 2 5865 152714641356126811951162113210791033992964 2 8890 1356130012031125105910301004956915879853 3910 1259120711171043982955930886847814790 3 25935 116111121029961905880857816780749727 3 5960 10601014938875822799778740707678657 3 75980 980937866807758736716681650623604 41005 906867799744698678660626597572554 4 251025 839801738686643624606575548524507 4 51045 776740680632591573556527501478462 4 751065 716683626580541524509481456435420 精品文档 3 2 消耗量消耗量 在无负荷情况下燃料的消耗量预计 炉温900 C1100 C1150 C1200 C Line A 消耗量Nm3 h 6 850 8 940 9 500 10 000 Line B 消耗量Nm3 h 6 630 8 6509 1909 680 3 3 加热炉出口温度加热炉出口温度 额定出口温度为 1050 到 1150 C 10 C 3 4 温度均匀性温度均匀性 在正常条件下 加热炉控制系统保证板坯在纵向和横向的加热 温度的均匀性为额定出口温度为 10 C 除了边部的 40 mm 这 里的温度稍高于额定温度 3 5 缓冲时间缓冲时间 在最坏的工作条件下模拟加热炉的缓冲时间 模拟的基础条件 如下 加热炉长度 238 0 m 两块板坯在轧机入口处的时间间隔 15 s 两个卷 取机工作 模拟时间2 hours 精品文档 在所有的情况下 缓冲时间超过 10 min 在不同情况下的缓 冲时间如下 板坯厚度板坯长度VccVmill板坯温度加热时间缓冲时间 mmmm minm min Cminutesminutes 15247 4411 489012 422 2512 595010 614 3614 59959 311 4717 410307 910 56041 1410 894512 622 6512 5101010 115 7614 510707 112 86836 33 510 29601427 9410 510051222 104 511 510459 718 4 加热炉的设备结构和技术数据加热炉的设备结构和技术数据 4 1 炉子钢结构炉子钢结构 4 1 1 炉子外壳和相关钢结构炉子外壳和相关钢结构 炉子外壳有若干个模块制成 每个模块配有 2 根炉辊和 2 个烧 嘴 标准模块长 5 米 一些专用的模块根据需要有不同的长度 两 块模块之间的缝隙充分考虑膨胀因素 缝隙之间填充陶瓷纤维 外 部用焊接在建筑物侧面的钢板密封 一侧焊接固定 允许热膨胀 另外 模块在炉顶通过 顶桥 连接 可以使整个结构更坚固 顶 桥 用螺栓固定在两块模块的侧壁上 这样允许模块自身的热膨 胀 顶桥 部分用不锈钢材料制成 在两个 顶桥 之间的加热炉 外壳的顶部 用一个可移动 用天车 的顶罩密封 精品文档 每个加热炉模块用三个铆钉固定在混凝土地基上 端部各一个 中间一个 中间作为固定点 而两端位置允许热膨胀 加热炉外壳板全长 5 米 加热炉外壳底板用槽钢和宽的工字钢 制成 主炉顶梁是承重区域 用宽工字钢 在炉底的氧化铁皮漏斗 可以把氧化铁皮泄出 4 1 2 炉辊支撑钢结构炉辊支撑钢结构 辊子通过一个钢结构支撑架直接支撑在地基上 钢结构支撑架 用大的工字钢制成 钢结构支撑架被分成若干个框架 每个框架支 撑 2 4 个辊 框架用铆钉固定在混凝土地基上 辊子轴承座用螺栓 固定在支撑加上 在安装期间 两个远侧的螺栓允许棍子精确定位 两个中的一个螺栓焊接固定 这样 如果换滚 可以保证精确的辊 子位置 4 1 3 废气废气烟道和换热器外壳烟道和换热器外壳 燃烧产生的废气通过位于轧机下面的开口 down take 离开加热 炉 在 down take 下面部分的氧化铁皮漏斗用来泄出氧化铁皮 漏斗 用一个通过气缸移动的耐火衬滑动闸门密封 烟道用 5mm 后的弯曲 钢板制成 用来预热助燃空气的换热器和加热炉压力控制阀位于烟道内部 换热器外壳用碳钢板 5mm 厚 和坚固的外罩制成 每线加热炉配有 3 个废气出口 精品文档 3 个换热器用来预热助燃空气 3 个压力控制阀 4 1 4 烟囱烟囱 废气通过烟囱 碳钢 的自然抽力排出 Line A 2 个用于加热炉 I 区 1 个用于加热炉 III 区 Line B 2 个用于加热炉 I 区 1 个用于加热炉 II 区 烟囱内衬用耐火砖 初设高度和内径 1 烟囱 2 烟囱 3 烟囱 Line A 60 m 1 9 m60 m 1 5 m 60 m 1 25 m Line B 60 m 1 9 m60 m 1 5 m 60 m 1 05 m 4 1 5 抗热低合金钢结构抗热低合金钢结构 抗热低合金钢配件为 AISI 304 或 AISI 310 主要永在 炉门保护板 顶桥 加固 辊子密封塞外壳 5 耐火和绝热材料耐火和绝热材料 不同的耐火材料被用到加热炉的建筑结构上 目的是减少热量 损失 为加热炉提供完整的壳体 同时保证人身安全 选择耐火材料时下列标准被考虑 运行条件 精品文档 工作温度 寿命状况 绝缘质量 耐用性 可维护性 安装方法 5 1 加热炉侧墙和炉床 附图加热炉侧墙和炉床 附图 RR4 炉底 炉底 150mm 以上以上 不包括锚钉 炉墙的外壳温度极限温度是 95 C 加热炉内部 温度大约是 1180 C 周围环境温度 20 C 加热炉炉衬层 155 mm 耐火绝热浇铸料 100 mm 绝热浇铸料 或绝热砖 基本设计时决定 75 mm 绝热板 这些材料通过金属锚钉固定在加热炉框上 这些材料技术特性如下 40 42 氧化铝浇注料 AL2O340 min SiO2 42 Fe2O3 6 CaO 8 烘烤后比重1350kg m3 精品文档 服役温度 1350 C 热传导性 0 59W m K at 1000 C average 绝热浇注料 AL2O333 min Fe2O3 6 CaO 12 烘烤后比重900kg m3 服役温度 1200 C 热传导性 0 24W m K at 800 C average 绝热板 钙硅酸盐块 服役温度 1100 C 密度 240 kg m3 AL2O3 20 min SiO2 40 热传导性 0 08 W m K at 400 C average 5 2 氧化铁皮泄料口氧化铁皮泄料口 卸料口衬层 85 mm耐火绝热浇注料 25 mm绝热板 材料见加热炉炉墙和炉底 目录 5 1 5 3 轧制线以上的炉墙轧制线以上的炉墙 annex RR1 精品文档 炉辊中心线以上 150 mm 到炉顶 不包括锚钉 炉墙的外壳温度极限温度是 95 C 加热炉内部 温度大约是 1200 C 周围环境温度 20 C 加热炉炉墙衬层是后面覆盖 一层薄铝板外壳的陶瓷纤维块 铝 外壳可防止加热炉外壳氧化 270mm 厚的陶瓷纤维块 20 mm 厚的 铝覆盖层 共 290 mm 厚 这些模块通过特殊的不锈钢锚钉固定在 加热炉炉墙上 这些轮廓结构提供了较高的性能 稳定安全 稳定的高热量 同时容易和快速维修 单独模块容易维修 外壳和模块所用的陶瓷纤维具有下列典型特性 服役温度 1350 C AL2O3 45 min SiO2 55 密度 180kg m3 热量损失 500 W m2 在 1150 C 加热面 5 4 炉辊密封炉辊密封 annex RR3 用定型的陶瓷纤维外壳制成的预制模块来进行辊子密封 纤维块分成两部分作为辊子单独置换时的密封 纤维块被不锈钢框架包括 并用贯穿整个模块的不锈钢铆钉锁定 最后模块被安装在一个用碳钢制成的型钢边沿 并且固定在加热 炉钢结构上 这些材料的特性见加热炉炉墙上面部分 目录 5 3 精品文档 5 5 旋转部分和固定部分的密封旋转部分和固定部分的密封 加热炉可旋转部分和加热炉固定部分的密封是可知的 A 线 通过陶瓷纤维覆盖和紧固进行的密封 保持框架的凉爽 见参考图 1974 11 DAC 016 5 6 炉门炉门 炉门衬是 100 mm 的陶瓷纤维模块 材质见加热炉炉墙和炉床 目录 5 2 5 7 炉顶桥炉顶桥 炉顶桥衬层 125 mm耐火绝热浇注料 75 mm绝热浇注料 75 mm绝热板 材质见加热炉炉墙和炉床 目录 5 2 5 8 炉顶炉顶 附图附图 RR1 不包括锚钉 炉墙的外壳最大温度是 100 C 加热炉内部温度 大约是 1200 C 周围环境温度 20 C 加热炉炉墙衬层是后面覆盖 一层薄铝板外壳的陶瓷纤维块 铝 外壳可防止加热炉外壳氧化 270mm 厚的陶瓷纤维块 20 mm 厚 的铝覆盖层 共 290 mm 厚 这些模块通过特殊的不锈钢锚钉 固定在加热炉炉墙上 材质见轧制线以上的炉墙 annex RR1 5 3 精品文档 5 9 换热器上游烟道换热器上游烟道 annex RR6b 不包括铆钉 换热器上游烟道外壳的极限温度是 约 100 C approx 再演到内部的温度是 950 C 环境温度是 20 C 烟道衬层 200 mm 耐火绝热浇注料 50 mm 绝热板 这些材料用金属锚钉固定在烟道外壳上 这些材料的技术特性如下 40 氧化铝浇注料 烘烤后单重 1400 kg m3 服役温度 1350 C 热传导性 0 4 W m K 平均 800 C 绝热板 钙硅酸盐块 技术数据见加热炉炉墙和炉床 5 3 5 10换热器外壳换热器外壳 换热器外壳是 200 mm 耐火绝热浇注料衬层 40 氧化铝家浇注料 技术数据见换热器上游烟道 item 5 9 5 11换热器下游烟道和调节板换热器下游烟道和调节板 annex RR7 不包括铆钉 换热器上游烟道外壳的极限温度是 约 100 C approx 在烟道内部的温度是 600 C 环境温度是 20 C 烟道衬是 150 mm 绝热浇注料 用金属锚钉固定在烟道外壳上 精品文档 相同的材料将会用在调节板的衬层中 这些材料的技术特征如下 33 氧化铝浇注料 烘烤后单重 900kg m3 服役温度 1100 C 热传导率 0 20W m K 在 500 C 平均温度 5 12 烟囱烟囱 烟囱衬是 100 mm 耐火绝热浇注料 这些材料用金属锚钉固定在烟囱外壳上 33 氧化铝浇注料 技术数据见换热器下游烟道 item 5 11 5 13热风管绝热热风管绝热 Annex RZ6 热助燃空气管道用 100 150 mm 厚的矿渣棉进行绝热保护 管道外壳的最大极限温度大约是 70 C 内部温度是 540 C 周围环境温度 20 C 6 加热系统 加热系统 每线加热炉被分成 8 段燃烧控制区 A 线加热炉的 I 段和 III 段 以及 B 线加热炉的 I 段和 II 段配 备一个高功率换热器 换热器保护系统 加热炉压力调节板 风机 和自然通风烟囱 A 线旋转段 II 段 的再加热助燃空气由 I 短的 换热器提供 精品文档 温度控制区被分成如下的几个区 A 线 I 段6 温度控制区 II 段1 温度控制区 III 段 1 温度控制区 B 线 I 段7 温度控制区 II 段1 温度控制区 燃烧系统被设计为使用混合煤气 加热炉温度为 1200 C 最 大连续允许温度 1220 C 而不损坏加热炉 一个典型的助燃空气 混合煤气 氮气单独区域的不同地段分 配图说明见附图 RS1E 这个典型的分配图描述如下 助燃空气系统 一个离心泵向系统提供助燃空气 空气通过逆流 换热器 重新利用加热炉废气的能量进行预热 预热的助燃空 气被送到总管 然后分配到几个燃烧区域 主管上有一个放散阀 维持助燃空气的温度低于最大设计温度 540 C 这是通过换 热器逐渐增加空气流量来实现的 对于每个区域分配的空气流量 由孔板流量器进行测量 同时由自动控制阀进行控制 然后空气 通过总集管分配到几个区域的烧嘴 到烧嘴的每个支管上配有一 个手动切断蝶形阀 一个单独的稀释空气风机提供冷空气 冷却换热器上游的废气 一个自动控制阀控制稀释空气流量 用来维持所需的废气温度 而且 如果稀释空气风机出现故障 另外一个自动控制阀将允许 稀释空气从助燃风机流进 精品文档 燃料系统 在 T O P 点 每线加热炉有一个手动阀和一个自动 阀来切断混合煤气 每线有一个安全盲板安装在手动关闭阀的下 游 总煤气流量由孔板流量器进行测量 然后被送到主集管 再分配到几个燃烧区域 每个煤气分管都有一个手动和自动切 断阀 区域流量由孔板流量器进行测量 同时由自动控制阀进 行控制 一个手动的切断阀安装在每个烧嘴的上游 氮气系统 在氮气 T O P 点有一个手动切断阀 然后氮气被分 配连接到混合煤气管线 以便进行管道吹扫 氮气被送到每个 区域混合煤气切断阀的下游 如果加热炉的温度高于 700 C 混合煤气的自身着火点 用氮气向上吹扫管道直至烧嘴 如 果加热炉温度低于这个界限温度 吹扫过程将仅仅在主集管进行 在这种情况下 倘若煤气到烧嘴的每个手动阀都关闭 氮气和混 合煤气的混合物将会通过混合煤气主集管区域设置的排泄阀排泄 到空气里 另外一路氮气连接到主混合煤气切断阀的下游 通 过一个手动阀 向上吹扫混合煤气管道至主集管 在这种情况下 吹扫过程中煤气将从设置在主集管处的手动阀排出 6 1 助燃空气风机助燃空气风机 见附图见附图 RZ2 and RZ3 离心式风机直接连接到电机上 一个整体支撑框架支撑着助燃风机 A 线 精品文档 加热炉 I II 有两个风机供给助燃空气 加热炉 III 有一个风机供给助燃空气 B 线 加热炉 I 有两个风机供给助燃空气 加热炉 II 有一个风机供给助燃空气 所有风机的助燃空气流量由一个 VVVF 变频器进行控制 I 段的叶轮轴式的助燃风机通过自动找正辊子轴承支撑 安装在单独 的轴承座枕垫块上 轴承用甘油润滑 其他风机的叶轮直接由电极连接 风机配备有消音器以减少噪音的产生 风机的主要特征如下 Line AFan 1Fan 2Fan 3 助燃空气设 备流量比 Nm h 19 80013 7005 900 压力Pa1250012500125