1前言步进梁式加热炉是靠专用步进机构使钢坯在炉内移动的一种机械化炉子,要求炉子在强化加热 条件下具有加热速度快、生产能力大、温度均匀、钢坯烧损少和加热质量好,因此炉子热工性能的 好坏,在很大程度上就取决于加热炉炉型、供热装置及最佳燃烧控制。2加热炉技术性能步进梁式 加热炉(以下简称加热炉)是板坯轧制前所需主要加热设备,也是轧钢工艺生产流水线的重要组成 部分。热轧卷板生产工艺要求采用上下供热的板坯步进梁式加热炉,该炉分为预热段、加热1段、 加热2段及均热段四段式炉型结构,其技术性能数据见表1。3加热炉供热装置加热炉优化了燃烧 系统,其供热区段有1加热段、2加热段和均热段,在装料端适当延长了不供热的预热段长度,此 外还有一个不供热的热回收段,或称装料前室。热回收段采用压下结构,设置热回收段的目的是进 一步降低烟气出炉温度,充分预热钢坯以提高炉子热效率,从而降低炉子燃耗。供热装置采用低N OX轴向烧嘴及炉顶平焰烧嘴,燃料为高炉半字线焦炉混合煤气,发热值7524kJ/m3。为 保证炉宽方向的温度均匀性,在上均热段采用炉顶平焰烧嘴,下均热段采用轴向反向直焰烧嘴;2 段上、下加热段采用轴向直焰烧嘴,保证加热段的板坯温度差在最小范围;1段上加热段采用轴向 直焰烧嘴,1段下加热段采用侧向调焰烧嘴。供热装置及其配置方式见图1、图2及图3。表1上 下供热板坯步进梁式加热炉热工性能数据项目技术数据炉子用途板坯轧前加热炉子有效尺寸/mm 41050×11700加热钢种全连铸坯标准板坯/mm230×1150×10000板坯装 炉温度/℃冷装(40%);600(50%);800(10%)板坯出炉温度/℃1250板 坯加热时间/min152～162出炉板坯表面与中心温差/℃35小时产量/t额定250( 标准坯),最大270(板坯长11m)燃料种类及低发热值/kJ·m-37524(高炉、焦 炉混合煤气)煤气消耗量/m3·h-1额定5×104;最大6×104炉前煤气压力/kPa 10助燃空气预热温度/℃450煤气预热温度/℃300炉底强度/kg·(m2·h)-16 36单位热耗/kJ·kg-11505(冷装额定产量时)炉子控制段数6烧嘴型式上均热段: 平焰烧嘴下均热段:轴向反向直焰烧嘴2上加热段:轴向直焰烧嘴2下加热段:轴向直焰烧嘴1上 加热段:轴向直焰烧嘴1下加热段:轴向直焰烧嘴《工业加热》2003年第4期图1供热装置配 置示意图1.上均热段平焰烧嘴2.2上加热段轴向直焰烧嘴3.1上加热段轴向直焰烧嘴4.下 均热段反向(轴向)直焰烧嘴5.2下加热段轴向直焰烧嘴6.下加热段侧向(轴向)调焰烧嘴图 2上加热烧嘴配置图3下加热烧嘴配置烧嘴类型及容量见表2,烧嘴配置能力见表3。全炉供热按 1加热段、2加热段、均热段3个区段供热。而每个区段又分为上部和下部两个供热段,构成上下 供热并分成6个控制段。通过不同的烧嘴配置方式及炉顶曲线的改变使燃烧交叉进行,板坯沿长度 方向温度均匀性得到改善,下加热反向烧嘴火焰可调,从而可改善板坯加热质量,减少板坯温差。 均热段炉顶平焰烧嘴均匀分布,火焰沿径向敞开,炉温分布均匀,均热效果良好,炉压也易于控制 。4余热利用为适应加热要求,对由高到低不同温度梯度的烟气热量进行回收,采用空煤气双预热 。在高架烟道内沿炉宽方向安装4组、2行程、高温侧设保护管组的对流式高效空气和煤气换热器 ,换热器采用悬吊式结构。空气预热温度450℃,煤气预热温度300℃,大大降低了烟气出炉 温度,从而降低了炉子燃料消耗。5热工性能测试热工系统由计算机按人工定值进行自动控制,监 控系统准确可靠地对炉况、炉压、风温、风量、燃烧量、烟气残氧量等参数进行有效监控,确保加 热炉始终处于受控状态,使炉子根据坯料条件、加热要求等参数按加热曲线进行操作。5.1测试 内容测试内容包括加热炉产量和能耗;板坯加热温度及其均匀性;装炉温度:常温～800℃;出 炉温度:1250℃;出炉板坯温度均匀性;水梁处板坯断面温差及板坯氧化烧损等数据。5.2 测试方法测试采用230mm×1150mm×10000mm的标准坯。冷装料标准坯110块 ,分三批装入炉内。第1批按顺序1、2、3、…装入炉内32块板坯;第2批板坯亦按顺序33 ,34,35,…,70装入炉内,第2批板坯中的第33块装入炉内的时间作为测试开始时间, 测试时间为6h,取其中3h计算炉子产量;第3批按顺序71,72,73,…,110装入炉 内,在装第71块板坯时,装入带黑匣子的试验板坯,以黑匣子前后各15块考核板坯的水印温度 。板坯黑印温差在No.2(RT2)粗轧机出口侧最终道次之后测定。5.3测试过程与结果表 2烧嘴型式及容量区段类型一个烧嘴容量×个数=各段容量/MJ·h-11上加热段1下加热段 2上加热段2下加热段上均热段下均热段轴向烧嘴侧向烧嘴轴向烧嘴轴向烧嘴平焰烧嘴轴向反向烧 嘴1250×8=100001410×8=11280990×8=79201090×8=8 720105×24=2520470×8=3760共计44200表3烧嘴配置能力名称平焰 烧嘴直焰烧嘴直焰烧嘴直焰烧嘴调焰烧嘴代号煤气量/m3·h-1空气量/m3·h-1P20 0370Z1400740Z28001480Z315002775T17503238⑴水印 温度差与炉子产量当第1块板坯在炉时间达到151min时(经计算加热10000mm长板坯 ,炉子产量为270t/h,板坯在炉时间为151min;炉子产量为250t/h,板坯在炉 时间为163min)开始出炉。板坯进入初轧时,轧机显示板坯温度不够。然后延长在炉时间到 161min再出三块板坯时,在第3块板坯进入精轧机时轧机报警,轧机电流超标。继续延长在 炉时间到170min后,轧制趋于稳定。此后在炉时间均按175min操作,通过板坯加热记 录及RT2(粗轧机出口侧)的钢水印温度记录,测试结果如下:①板坯在与梁接触处的水印温度 差较大,同一块板坯上中间三个接触点的温度差达到30～45℃(在炉时间175min),严 重的达到60℃(在炉时间151min或165min),均高于设计保证值。②在炉时间17 5min,测试(带黑匣子)出炉前后各1.5h的实际板坯数和重量,计算出的炉子产量为23 1.5～251.7t/h,此3h的平均产量为238.8t/h。⑵炉温制度测试(带黑匣子 )板坯在炉前后各1.5h的整个加热过程中,炉内温度及空、煤气预热温度的实际状况见表4。 ⑶板坯在炉、出炉温度带黑匣子的测试板坯装入炉内以前和以后的近1.5h时间内,板坯在炉时 间均为175min,板坯各测试点状况:①板坯表面温度达到1244℃,符合设计要求125 0±10℃;板坯出炉时,各测试点温度差最大不超过14℃均低于设计要求≤30℃。②对测试 板坯及其前后共57块板坯同时用光学高温计进行测试,测试板坯温度为1233℃,比黑匣子测 试的温度低11℃;其它用光学高温计测出的57块板坯温度,有38块板坯在1220～124 0℃,有19块板在1240～1255℃。5.4板坯氧化烧损在热工性能测试的同时,对4块 板坯进行了氧化表4炉内温度及空、煤气预热温度的控制状况℃部位均热段2加热段1加热段炉尾 空气预热器前煤气预热器后空气预热温度实测平均煤气预热温度实测平均上部下部1300129 01340132012201225920970预热器系统827463456～52049 0307～317312烧损的试验,测试时炉内为氧化气氛,实测板坯在炉内的氧化烧损情况见 表5。钢坯氧化烧损与炉内气氛有关,如果炉内燃料燃烧时的空燃比控制得好,可以降低板坯的氧 化烧损率。当今世界发达国家先进步进梁式加热炉的板坯氧化烧损率为0.6%～0.8%。本次 测试结果除1块板坯氧化烧损率为1.09%,其余3块板坯氧化烧损率为0.667%～0.7 16%,符合钢坯氧化烧损率的范围。5.5单位热耗钢坯在炉内时间175min中,5h平均 产量238.8t/h时的单位热耗为1.55GJ/kg,高于保证值1.33GJ/kg,主 要原因是板坯在炉时间延长使产量降低引起的。6小结综上所述,炉子投产迅速达标,且稳产增产 ,经过热工性能测试,说明炉子设计是成功的。无论炉型结构、设备装备水平、热工控制水平、炉 子热工性能、热回收效益,还是加热质量及能耗指标均属国内领先水平。炉子可望实现高产、长寿 、优质、低耗、节能、环保达标的目标。表5钢坯在炉内氧化烧损数据板坯编号板坯在炉时间/m in板坯重量/kg板坯去氧化层后重量/kg氧化失重/kg氧化烧损率(%)0600700 8009017517517517520930210102098020930207902 078020840207801402301401500.6681.090.6670.7 16步进梁式加热炉热工性能测试@唐兴智$鞍钢集团修建公司!辽宁鞍山114005步进梁式 加热炉;;热工性能;;测试步进梁式加热炉是板坯轧制前所需主要加热设备,炉子热工性能的好 坏,在很大程度上主要取决于加热炉炉型、供热装置及最佳燃烧控制。介绍了鞍钢1780热连轧 机组上下供热板坯步进梁式加热炉热工性能的测试方法及其应用技术。161min再出三块板坯 时,在第3块板坯进入精轧机时轧机报警,轧机电流超标。继续延长在炉时间到170min后, 轧制趋于稳定。此后在炉时间均按175min操作,通过板坯加热记录及RT2(粗轧机出口侧 )的钢水印温度记录,测试结果如下:①板坯在与梁接触处的水印温度差较大,同一块板坯上中间三个接触点的温度差达到30～45℃(在炉时间175min),严重的达到60℃(在炉时间151min或165min),均高于设计保证值。②在炉时间175min,测试(带黑匣子)出炉前后各1.5h的实际板坯数和重量,计算出的炉子产量为231.5～251.7t/h
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