CN103934270A - 连铸连轧生产线轧辊离线预热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，包括空气预热器和轧辊预热器，空气预热器具有由中隔板分隔开来的上部空气通腔和下部烟气通腔，中隔板上还设置有重力式热管，重力式热管的放热段伸入至上部空气通腔中，吸热段伸入至下部烟气通腔中；下部烟气通腔一侧的烟气入口与连铸连轧生产线中辊底式加热炉的尾部烟道相连，另一侧的烟气出口与烟囱相连；上部空气通腔一侧的空气入口与鼓风机的排风口相连，上部空气通腔另一侧的空气出口与热风总管的输入端相连。该装置吊装方便，不额外占用场地，而且加热温度可控可调，节能环保，且投资成本低，不影响现行的生产工作流程，提高了CSP产线轧制效率，能减少或避免轧辊断裂事故发生。

Description

连铸连轧生产线轧辊离线预热系统

技术领域

本发明涉及轧辊离线加热技术领域，具体的是指一种连铸连轧生产线轧辊离线预热系统。

背景技术

紧凑式带钢生产线，简称CSP(Compact Strip Production)，是指50～80mm厚的连铸薄板坯，出连铸机后剪切，进入辊底式加热炉，连轧机组上轧制成形。从辊底式加热炉出来，进入热连轧机组的连铸坯温度≥900℃，而连轧机组换辊装机时工作辊表面温度为环境温度，辊子芯部温度甚至更低。在冬季，这一现象尤为突出。铸坯热连轧过程中，为避免较低温度的工作辊初期接触高温钢坯时，工作辊内外温差过大导致其内应力过大而引起轧辊断裂事故，工艺上通常安排轧制一定量的烫辊材，待辊温上升后，调整工艺参数转轧成品材。采用烫辊方式提升工作辊表面温度，在一定程度上影响了CSP产线成材率和生产效率。

因此，设计一种连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，对上机轧制前的工作辊进行预热，适当提高工作辊表面及芯部温度，不仅能减少轧制烫辊材数量，提高成材率和生产效率，而且可以避免轧辊因内外温差过大而引起轧辊损坏甚至断裂事故。目前，国内外，尚未发现对CSP轧线轧机工作辊进行离线预热的装置。

发明内容

针对CSP轧线轧机工作辊上线使用前需进行离线预热的要求，本发明的目的是提供一种结构紧凑、经济环保、吊装方便、不额外占用场地、不增额外定员、不增劳动强度，而且加热温度可控可调的连铸连轧生产线轧辊离线预热系统。

为实现上述目的，本发明提供的一种连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，包括空气预热器和轧辊预热器，其特征在于：

所述空气预热器具有由中隔板分隔开来的上部空气通腔和下部烟气通腔，所述中隔板上还设置有重力式热管，所述重力式热管的放热段伸入至上部空气通腔中，所述重力式热管的吸热段伸入至下部烟气通腔中；所述下部烟气通腔一侧的烟气入口与连铸连轧生产线中辊底式加热炉的尾部烟道相连，热源取自CSP产线辊底式加热炉排出的余热废气，避免了采用电力、蒸汽等常规能源的消耗，确保了装置的节能环保；所述下部烟气通腔另一侧的烟气出口与烟囱相连；所述上部空气通腔一侧的空气入口与鼓风机的排风口相连，所述上部空气通腔另一侧的空气出口与热风总管的输入端相连；

所述轧辊预热器具有轧辊保温罩，所述轧辊保温罩顶部设置有吊耳，轧辊保温罩吊装时，天车无需更换其他吊具，可直接使用吊装轧机工作辊的专用吊具，节约保温罩的吊运时间，不影响CSP厂磨辊间现行的生产流程，不增加劳动强度；所述轧辊保温罩底部在工作时坐落在地面电木垫板上，用于罩住其内的轧机工作辊，所述轧机工作辊下方地面上铺设有热风支管，所述热风支管上分布有热风喷嘴，所述热风支管的输入端通过热风支阀与热风总管的输出端相连。

作为一种优选方案，所述热风总管上分别设置有压力计、流量计和温度计；温度计用于测量预热后的空气温度。

作为又一种优选方案，所述重力式热管的放热段和吸热段上分别设置有若干传热翅片，以增加传热面积。

作为又一种优选方案，所述下部烟气通腔另一侧的烟气出口处设置有烟气调节阀。

作为又一种优选方案，所述尾部烟道与烟囱之间设置有总烟气伺服调节阀。

进一步地，所述轧辊保温罩上设置有数显温度传感器，数显温度传感器安装在轧辊保温罩罩体上￠30mm的孔内，实时检测并显示保温罩内气体温度；所述轧辊保温罩底部设置有与地面电木垫板柔性接触的橡胶垫，橡胶垫在轧辊保温罩棱角位置包覆，防止保温罩起吊过程中划伤轧辊表面。

更进一步地，所述橡胶垫的厚度为10～12mm。

更进一步地，所述轧辊保温罩具有由板材弯曲成倒U型结构的外壳和内壳，所述外壳和内壳的两侧设置有与U型结构相对应的弧形侧封板，所述外壳与内壳之间通过间隔布置的加强筋相连，所述外壳与内壳之间设置有保温材料填充层。

更进一步地，所述外壳和内壳为1Cr18Ni9Ti不锈钢壳体，其与弧形侧封板和加强筋焊接为一体，所述保温材料填充层为石棉或陶瓷纤维填充层。

更进一步地，所述轧辊预热器设置有四个，每个轧辊预热器中的热风支管设置有两排，每排热支风管上设置有八个热风喷嘴，每个热风喷嘴的出口均呈扁平结构。

本发明的优点如下：

其一，节能环保，且投资成本低。本发明采用均热炉高温废气对轧辊进行加热，避免了采用电力、蒸汽等常规能源的消耗，实现了节能环保。此外，给轧辊加热的热风管道及风嘴直接铺设在磨辊间已组装好的工作辊的下方，故无需额外提供轧辊离线加热场地，投资成本低。

其二，不影响现行的生产工作流程。磨辊间作业区，因轧辊吊运频繁，故轧辊专用吊具常挂天车上。本发明的轧辊保温罩顶部设置了与现场轧辊专用吊具相匹配的圆环吊耳，故轧辊保温罩吊装时，可直接使用常挂天车上的轧辊专用吊具，从而既不影响磨辊间现行的生产工作流程，又不额外增加劳动强度。

其三，提高CSP产线轧制效率。本发明对轧辊进行加热后能缩短CSP产线轧制烫辊材的时间，加快轧机段的生产节奏，有效提高机组的产量，彻底解决机组在冬季连铸段和轧制段节奏不匹配的问题。

其四，本发明可将轧辊加热到设定温度并进行保温，使辊体表面与辊芯的温差≤5～10℃，避免了轧制过程中，轧辊内外温差过大而引起轧辊断裂事故的发生。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明轧辊预热器的结构示意图。

图中：鼓风机1、空气预热器2、上部空气通腔2.1、下部烟气通腔2.2、中隔板2.3、重力式热管2.4、传热翅片2.5、烟气调节阀3、总烟气伺服调节阀4、压力计5、流量计6、温度计7、热风总管8、轧辊预热器9、轧辊保温罩9.0，外壳9.1、内壳9.2、弧形侧封板9.3、加强筋9.4、保温材料填充层9.5、吊耳9.6，橡胶垫9.7、地面电木垫板9.8、热风支管9.9、热风喷嘴9.10、数显温度传感器9.11、热风支阀11、尾部烟道12、烟囱13、轧机工作辊14、15。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示的连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，包括空气预热器2和轧辊预热器9，空气预热器2具有由中隔板2.3分隔开来的上部空气通腔2.1和下部烟气通腔2.2，中隔板2.3上还设置有重力式热管2.4，重力式热管2.4的放热段伸入至上部空气通腔2.1中，重力式热管2.4的吸热段伸入至下部烟气通腔2.2中；下部烟气通腔2.2一侧的烟气入口与连铸连轧生产线中辊底式加热炉的尾部烟道12相连，下部烟气通腔2.2另一侧的烟气出口与烟囱13相连；上部空气通腔2.1一侧的空气入口与鼓风机1的排风口相连，上部空气通腔2.1另一侧的空气出口与热风总管8的输入端相连；

轧辊预热器9具有轧辊保温罩9.0，轧辊保温罩9.0顶部设置有吊耳9.6，轧辊保温罩9.0底部在工作时坐落在地面电木垫板9.8上，用于罩住其内的轧机工作辊14、15，轧机工作辊14、15下方地面上铺设有热风支管9.9，热风支管9.9上分布有热风喷嘴9.10，热风支管9.9的输入端通过热风支阀11与热风总管8的输出端相连。

热风总管8上分别设置有压力计5、流量计6和温度计7；重力式热管2.4的放热段和吸热段上分别设置有若干传热翅片2.5；下部烟气通腔2.2另一侧的烟气出口处设置有烟气调节阀3；尾部烟道12与烟囱13之间设置有总烟气伺服调节阀4。

轧辊保温罩9.0上设置有数显温度传感器9.11，轧辊保温罩9.0底部设置有与地面电木垫板9.8柔性接触的橡胶垫9.7；橡胶垫9.7的厚度为10～12mm。

如图2所示的轧辊保温罩9.0具有由板材弯曲成倒U型结构的外壳9.1和内壳9.2，外壳9.1和内壳9.2的两侧设置有与U型结构相对应的弧形侧封板9.3，外壳9.1与内壳9.2之间通过间隔布置的加强筋9.4相连，外壳9.1与内壳9.2之间设置有保温材料填充层9.5。

外壳9.1和内壳9.2为1Cr18Ni9Ti不锈钢壳体，其与弧形侧封板9.3和加强筋9.4焊接为一体，保温材料填充层9.5为石棉或陶瓷纤维填充层。

轧辊预热器9设置有四个，每个轧辊预热器9中的热风支管9.9设置有两排，每排热支风管9.9上设置有八个热风喷嘴9.10，每个热风喷嘴9.10的出口均呈扁平结构。

本发明的工作过程如下：本发明中空气预热器2的工作原理是利用重力式热管2.4中传热介质的气液相变，将CSP厂辊底式加热炉尾部高温烟气余热，传递给鼓风机1吹入的冷空气，使其温度升高，并可控、可调。

工作时，CSP辊底式加热炉排出的高温烟气部分经过总烟气伺服调节阀4进入烟囱13，直接排入空气中(现有流程)。部分高温烟气经烟气入口进入下部烟气通腔2.2，流经重力式热管2.4，进行热交换，交换完毕后的低温烟气经过烟气出口、烟气调节阀3后，进入烟囱13，直接排入空气中。重力式热管2.4在高温烟气的冲刷下，吸热段开始吸收热量，管内液态传热介质吸收热量变成气态，上升到放热段。此时，由鼓风机1吹往上部空气通腔2.1的冷空气吸收热管放热段释放的热量，变成热空气，热空气经过热风支管9.9，从热风喷嘴9.10排出，对轧辊进行加热。排出的热空气经过流量计6、压力计5和温度计7进行检测。重力式热管2.4中放热段的传热介质释放热量后，由气态冷凝成液态，沿热管管壁内侧在重力的作用下，返回到吸热段，传热介质在整个工作过程中形成自循环。

轧辊保温罩9.0置放在固定在地面的地面电木垫板9.8上，与轧机工作辊14、15保留一定间隙，通过铺设在轧机工作辊下方的热风支管9.9中的热风对工作辊进行加热、保温。轧辊保温罩9.0内的数显温度传感器9.11可实时检测温度，如果温度低于程序设定值，则烟气管道中的总烟气伺服调节阀4阀门开口度减小，即让流经空气预热器2的烟气量增加，从而提高预热空气的温度。反之，如果实际温度高于程序设定值，则总烟气伺服调节阀4阀门开度增大，保证轧辊按照设定的温度曲线进行升温、保温。

轧辊加热热源为经过空气预热器2预热后的管道热空气，热风支管9.9风口直接铺设在磨辊间已组装好的工作辊的下方，无需额外提供轧辊离线加热场地。正常状态下，连铸连轧生产线轧辊离线预热系统可对四组轧辊同时加热，加热温度为200～300℃，每组辊道下面布置两排热风支管9.9，每个热风支管9.9上设置八个热风喷嘴9.10，热风喷嘴9.10结构为扁平状。

组装好的轧机工作辊14、15轴承座置放在固定在地面的地面电木垫板9.8上，辊身置放在轧辊保温罩9.0腔体内，轧机工作辊14、15的轴承座位于轧辊保温罩9.0外，防止轴承座内润滑油因高温失效。

Claims (10)

1.一种连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，包括空气预热器(2)和轧辊预热器(9)，其特征在于：

所述空气预热器(2)具有由中隔板(2.3)分隔开来的上部空气通腔(2.1)和下部烟气通腔(2.2)，所述中隔板(2.3)上还设置有重力式热管(2.4)，所述重力式热管(2.4)的放热段伸入至上部空气通腔(2.1)中，所述重力式热管(2.4)的吸热段伸入至下部烟气通腔(2.2)中；所述下部烟气通腔(2.2)一侧的烟气入口与连铸连轧生产线中辊底式加热炉的尾部烟道(12)相连，所述下部烟气通腔(2.2)另一侧的烟气出口与烟囱(13)相连；所述上部空气通腔(2.1)一侧的空气入口与鼓风机(1)的排风口相连，所述上部空气通腔(2.1)另一侧的空气出口与热风总管(8)的输入端相连；

所述轧辊预热器(9)具有轧辊保温罩(9.0)，所述轧辊保温罩(9.0)顶部设置有吊耳(9.6)，所述轧辊保温罩(9.0)底部在工作时坐落在地面电木垫板(9.8)上，用于罩住其内的轧机工作辊(14、15)，所述轧机工作辊(14、15)下方地面上铺设有热风支管(9.9)，所述热风支管(9.9)上分布有热风喷嘴(9.10)，所述热风支管(9.9)的输入端通过热风支阀(11)与热风总管(8)的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，其特征在于：所述热风总管(8)上分别设置有压力计(5)、流量计(6)和温度计(7)。

3.根据权利要求1所述的连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，其特征在于：所述重力式热管(2.4)的放热段和吸热段上分别设置有若干传热翅片(2.5)。

4.根据权利要求1所述的连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，其特征在于：所述下部烟气通腔(2.2)另一侧的烟气出口处设置有烟气调节阀(3)。

5.根据权利要求1所述的连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，其特征在于：所述尾部烟道(12)与烟囱(13)之间设置有总烟气伺服调节阀(4)。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，其特征在于：所述轧辊保温罩(9.0)上设置有数显温度传感器(9.11)，所述轧辊保温罩(9.0)底部设置有与地面电木垫板(9.8)柔性接触的橡胶垫(9.7)。

7.根据权利要求6所述的连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，其特征在于：所述橡胶垫(9.7)的厚度为10～12mm。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，其特征在于：所述轧辊保温罩(9.0)具有由板材弯曲成倒U型结构的外壳(9.1)和内壳(9.2)，所述外壳(9.1)和内壳(9.2)的两侧设置有与U型结构相对应的弧形侧封板(9.3)，所述外壳(9.1)与内壳(9.2)之间通过间隔布置的加强筋(9.4)相连，所述外壳(9.1)与内壳(9.2)之间设置有保温材料填充层(9.5)。

9.根据权利要求8所述的连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，其特征在于：所述外壳(9.1)和内壳(9.2)为1Cr18Ni9Ti不锈钢壳体，其与弧形侧封板(9.3)和加强筋(9.4)焊接为一体，所述保温材料填充层(9.5)为石棉或陶瓷纤维填充层。

10.根据权利要求1～5中任一项所述的连铸连轧生产线轧辊离线预热系统，其特征在于：所述轧辊预热器(9)设置有四个，每个轧辊预热器(9)中的热风支管(9.9)设置有两排，每排热支风管(9.9)上设置有八个热风喷嘴(9.10)，每个热风喷嘴(9.10)的出口均呈扁平结构。