寬厚板步進(jìn)式加熱爐為滿足寬厚板軋鋼車間對(duì)加熱后板坯的規(guī)格和質(zhì)量要求,不僅產(chǎn)量要大,加熱鋼種要多,而且加熱板坯溫度要均勻,要求板坯全長(zhǎng)上的溫差、內(nèi)外溫差以及接觸水梁處黑印溫差都要小。同時(shí),該爐采用上下多段供熱,要求使用情況和各種性能指標(biāo)均要達(dá)到國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平。
1.爐型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
寬厚板步進(jìn)式加熱爐將向著優(yōu)質(zhì)、低耗和自動(dòng)化方向發(fā)展,而爐型結(jié)構(gòu)則朝多段式的箱式爐方向演變。目前國(guó)外對(duì)于大型板坯步進(jìn)梁式加熱爐設(shè)計(jì)己發(fā)展到第三代爐型。第一代爐型為上下加熱全側(cè)向燒嘴供熱爐型;第二代爐型是上加熱為曲線全軸向加熱爐頂,下加熱為全側(cè)向加熱;第三代爐型則是上加熱全輻射爐頂,下加熱為全軸向加熱的爐型。實(shí)踐證明,各代爐型各有利弊。第一代爐型投資較少,但鋼坯加熱質(zhì)量較差;第二代爐型雖然在鋼坯加熱質(zhì)量上有很大的好轉(zhuǎn),但不太適合爐寬大于8 m的爐子;第三代爐型造價(jià)太高。
2.燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)
爐子自裝料端至出料端沿爐長(zhǎng)上分為不供熱的預(yù)熱段、第一加熱段、第二加熱段和均熱段,各供熱段又分為上下兩段分別進(jìn)行溫度控制。全爐共有6個(gè)溫度控制段。爐子產(chǎn)量降低或停爐待軋,爐子的熱負(fù)荷降低,某些燃燒段上的燒嘴便會(huì)出現(xiàn)燃燒能力下降,火焰長(zhǎng)度縮短等,致使?fàn)t內(nèi)鋼坯受熱不均勻,甚至?xí)霈F(xiàn)局部過(guò)熱或過(guò)燒現(xiàn)象。供熱段大部分采用火焰長(zhǎng)度可調(diào)的側(cè)部調(diào)焰燒嘴,該燒嘴可以調(diào)節(jié)火焰的長(zhǎng)度并在低流量的情況下保持火焰的剛性,這樣可以很好地避免上述情況。
3.步進(jìn)式加熱爐爐底步進(jìn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
爐底步進(jìn)機(jī)構(gòu)主要由斜軌、升降框架、水平框架、水封槽及刮渣板、步進(jìn)梁、上定心裝置、水平缸、行程檢測(cè)器等部分組成。步進(jìn)機(jī)構(gòu)采用節(jié)能型的液壓系統(tǒng),以降低裝機(jī)容量并節(jié)約電耗,分為水平運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng),原始位置設(shè)置在后下方。步進(jìn)梁在上升過(guò)程中,將板坯從固定梁上托起至后上位,然后步進(jìn)梁前進(jìn)至前上位,板坯在爐內(nèi)向前移動(dòng)一個(gè)步距,步進(jìn)梁下降至前下位,將板坯放于固定梁上,而后步進(jìn)梁返回原始位置,完成一次步進(jìn)正循環(huán)動(dòng)作。經(jīng)如此多次循環(huán),板坯從爐子裝料端一步步地向出料端移動(dòng),致使到達(dá)出料端的板坯已被加熱到預(yù)定的溫度等待出爐進(jìn)行軋制。
步進(jìn)梁以矩形軌跡運(yùn)行,即分別進(jìn)行升、進(jìn)、降、退的連貫動(dòng)作。并且在水平運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,運(yùn)行速度是變化的。其目的在于保證水平運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)的緩起緩?fù)?,以及在升降過(guò)程中,步進(jìn)梁從固定梁上托起或向固定梁上放下板坯時(shí)能輕托輕放,防止步進(jìn)機(jī)械產(chǎn)生沖擊和振動(dòng),避免損傷梁上的絕熱材料和爐內(nèi)板坯表面氧化鐵皮的脫落,延長(zhǎng)維修周期和使用壽命。
4.步進(jìn)式加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
汽化冷卻系統(tǒng)比水冷卻的投資要高,但高出的投資可以在1~2年內(nèi)從回收的蒸汽效益和節(jié)水效益中全部收回。由于支撐梁采用下進(jìn)、下出的冷卻水進(jìn)、出方式,自然循環(huán)已經(jīng)無(wú)法克服冷卻系統(tǒng)的阻力。為對(duì)支撐梁的有效冷卻、防止超溫,汽化冷卻系統(tǒng)采用強(qiáng)制循環(huán)方式。汽化冷卻系統(tǒng)由除氧給水系統(tǒng)、汽包及蒸汽系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、水梁冷卻回路、排污系統(tǒng)及取樣系統(tǒng)等組成。
步進(jìn)梁式加熱爐采用汽化冷卻的關(guān)鍵設(shè)備是旋轉(zhuǎn)接頭,旋轉(zhuǎn)接頭是專利技術(shù),雙道密封,旋轉(zhuǎn)幾萬(wàn)次不泄漏,運(yùn)行十分可靠。通過(guò)“設(shè)計(jì)一改進(jìn)一再設(shè)計(jì)一再改進(jìn)”的不斷循環(huán),充分考慮能源、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)境四方面因素,并利用計(jì)算機(jī)對(duì)加熱爐的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行智能、模糊控制,從而設(shè)計(jì)出真正低成本、高效率、環(huán)保型的綠色加熱爐系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)寬厚板復(fù)雜的緊湊式生產(chǎn)節(jié)奏。
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