CN104561515B - 连续式板坯加热炉及其加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于钢坯加热的板坯加热炉，具体是一种连续式板坯加热炉及其加热方法。加热炉包括炉体、炉膛、炉底传动承载辊、换热器，炉膛内自进口炉门至出口炉门的贯通长度内依次划分为预热区、低温区、高温区和均热区；炉底传动承载辊的主体部分为重结晶碳化硅空心棒管；换热器设置于炉膛下方呈卧式结构，换热器的空气换热排管与换热器风道组成空气循环往复运动通道；炉体的炉墙及炉弦由莫莱石砖砌成，进口炉门、出口炉门为自动控制炉门，炉体通过进口炉门、出口炉门形成全封闭结构。本发明实现了分区均匀加热，能确保板坯缓慢均匀透烧，板坯各面温度差不大于10℃，提高了产品质量和成材率，避免了水蒸汽产生，解决了板坯响裂的质量问题。

Description

连续式板坯加热炉及其加热方法

技术领域

本发明涉及用于钢坯加热的板坯加热炉，具体是一种连续式板坯加热炉及其加热方法。

背景技术

普通辊底式板坯加热炉炉长24米左右，采用单区连续均热的加热方式对板坯加热。在加热过程中，燃料供入炉内燃烧供给炉内热量，有燃料不完全燃烧热损失、烟气带走热损失和炉膛散热热损失三种，且热量散失比例高达70%—80%。传统的板坯加热炉炉辊通常采用空心钢辊并采用通水降温冷却的方式，通水带走大量热量，并有水蒸汽产生，影响钢板质量。加热炉换热器一般采用立式结构，净化空气不是很理想，而加热炉炉墙采用粘土保温砖，加热炉在燃烧时，有红烟产生，因此烟尘量大，排放烟尘时带走大量热量，占热损失比高达30%-40%左右。因此传统加热炉存在着能耗大、燃烧粉尘大、热效率低等问题，而且传统加热炉板坯从低温进入高温时间短，并且炉膛内存在水蒸汽，因此容易造成板坯表面响裂、氧化、过烧等影响钢板质量的问题。

发明内容

本发明旨在解决现有普通辊底式板坯加热炉存在的上述问题，而提供一种能够实现分区均匀加热，确保钢坯质量，避免水蒸汽产生，减小烟尘热损，提高热效率的连续式板坯加热炉及其加热方法。

本发明解决所述问题采用的技术方案是：

一种连续式板坯加热炉，包括炉体、炉膛、炉底传动承载辊、换热器，所述炉膛内自进口炉门至出口炉门的贯通长度内依次划分为预热区、低温区、高温区和均热区；所述炉底传动承载辊的主体部分为重结晶碳化硅空心棒管；所述换热器设置于炉膛下方呈卧式结构，换热器的空气换热排管与换热器风道组成空气循环往复运动通道；构成所述炉体的炉墙及炉弦由莫莱石砖砌成，进口炉门、出口炉门为自动控制炉门，炉体通过进口炉门、出口炉门形成全封闭结构。

上述连续式板坯加热炉的加热方法，按下述步骤进行：

（1）退火钢锭轧制前，通过加热炉数控系统的控制，首先进口炉门打开，板坯通过炉底传动承载辊的滚动传动至加热炉的预热区预热，预热温度根据钢种的不同在300℃以设定，加热速度不大于100℃/h，预热时间3—5小时；

（2）经过预热区预热的板坯通过炉底传动承载辊的传动，由预热区输送到低温区进一步加热，低温区加热温度控制在300℃-800℃，加热速度不大于100℃/h，加热时间5—8小时；

（3）经过低温区加热的板坯通过炉底传动承载辊的传动，由低温区输送到高温区继续加热，高温区加热温度控制在800℃-1200℃，加热速度不大于100℃/h，加热时间4—6小时；

（4）经过前三个加热区加热的板坯，在达到工艺要求温度后，通过炉底传动承载辊的传动，进入均热区保温，以使板坯透烧，均热区保温时间根据钢种和轧制工艺要求设定在1—4小时；

（5）板坯经过四个加热区加热到工艺温度后，根据轧钢机轧制工艺安排速度，输送至轧钢机轧制。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：

（1）加热炉实现了分区均匀加热，确保了板坯缓慢均匀透烧，板坯各面温度差不大于10℃，解决了板坯响裂的质量问题，提高了产品质量和成材率；

（2）采用重结晶碳化硅空心炉辊，该棒管材料具有耐高温、硬度强、载荷量大的特点，中心区域1200mm范围内可承受3000N的均布载荷，因此无需通水降温，解决了钢辊需通水易产生水蒸汽的问题，有效防止了水蒸汽造成的板坯脱碳、氧化和过烧问题，而且避免了炉内通水产生热损失，提高了加热炉热效率；

（3）卧式换热器使空气经过多次净化干燥升温，成为有效的助燃风，能够使天然气充分燃烧，减少了烟尘的产生和烟尘热损失；

（4）炉墙炉弦采用环保、轻质、保温的优质莫莱石砖砌成，炉体全封闭，进、出口炉门电脑自动控制，防止了粘土砖的红烟和空气中粉尘造成的抽烟热损失及炉体关闭不严造成的热损失。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是：

所述炉底传动承载辊的重结晶碳化硅空心棒管两端分别套装有内锥套，所述内锥套外部套装有外锥套，所述重结晶碳化硅空心棒管与所述内锥套、外锥套三者夹紧连接在一起，外锥套上设置有与传动系统连接的驱动销。所述炉底传动承载辊结构合理，安装、拆卸方便。

所述外锥套与所述内锥套之间设置有加紧螺钉，通过加紧螺钉可以起到调节外锥套对内锥套的加紧力。

所述换热器风道包括沿加热炉长度方向分别布置在加热炉炉膛下方两侧的侧风道；所述空气换热排管横向排列设置在两个侧风道之间，空气换热排管两端与侧风道连通，两个侧风道上分别间隔设置有空气流通隔板，所述空气流通隔板使空气自一个侧风道上的冷空气进口至另一个侧风道上的热空气出口形成空气循环往复运动通道；两个侧风道上部设置有上风道，上风道的热空气进口与侧风道上的热空气出口连通，上风道的风道出口与燃烧喷嘴的净热空气管道进口连接。所述换热器风道能够增加烟道热空气的换热面积，提高换热效率。

所述侧风道和所述上风道的长度与炉身长度相同，以此最大限度的提高烟道热空气的换热面积，提高换热效率。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为换热器的俯视结构示意图；

图3为图1的侧视结构图；

图4为炉底传动承载辊结构示意图；

图5为板坯分区加热温度上升控制示意图；

图中：炉膛1，均热区2，高温区3，低温区4，预热区5，天然气管道6，风道出口7，进口炉门8，上风道9，空气换热排管10，炉底传动承载辊11，空气天然气混合气控制阀12，出口炉门13，冷空气进口14，侧风道15，空气流通隔板16，热空气出口17，板坯18、炉墙19，炉弦20，净热空气管道21，燃烧喷嘴22；重结晶碳化硅空心棒管111，内锥套112，外锥套113，驱动销114，加紧螺钉115。

具体实施方式

下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步阐述，但实施例不对本发明构成任何限制。

参见图1至图4，本实施例给出的连续式板坯加热炉，在炉膛1内自进口炉门8至出口炉门13的贯通长度内依次划分为预热区5、低温区4、高温区3和均热区2，承载传动板坯18的炉底传动承载辊11沿 炉膛1长度方向排列布置贯穿炉膛1，换热器设置于炉膛1下方呈卧式结构。

炉底传动承载辊11的主体部分为重结晶碳化硅空心棒管111，重结晶碳化硅空心棒管111两端分别套装有内锥套112，内锥套112外部套装有外锥套113，重结晶碳化硅空心棒管111与内锥套112、外锥套113三者夹紧连接在一起，外锥套113与内锥套112之间设置有起到调节外锥套113对内锥套112加紧力的加紧螺钉115，外锥套113上设置有与加热炉的传动系统连接的驱动销114。

换热器由空气换热排管10及换热器风道组成，换热器风道由上风道9、侧风道15组成，侧风道15沿加热炉长度方向分别布置在炉膛1下方两侧，空气换热排管10横向排列设置在两个侧风道15之间，空气换热排管10两端与侧风道15连通，两个侧风道15上分别间隔设置有空气流通隔板16，空气流通隔板16使空气自一个侧风道15上的冷空气进口14至另一个侧风道15上的热空气出口17形成空气循环往复运动通道；上风道9设置在两个侧风道15上部，上风道9的热空气进口与侧风道15上的热空气出口17连通，上风道9的风道出口7与燃烧喷嘴22的净热空气管道21的进口连接。

侧风道15和上风道9的长度与炉身长度相同，最大限度的提高了烟道热空气的换热面积。

炉体的炉墙19及炉弦20由莫莱石砖砌成，进口炉门8、出口炉门13为自动控制炉门，炉体通过进口炉门8、出口炉门13形成全封闭结构。

外界空气通过风机的输送，从换热器的冷空气进口14进入换热器，通过左右两侧的侧风道15和空气换热排管10加热并净化后，进入换热器的上风道9并从风道出口7进入净热空气管道21，净热空气管道21设置支管道和空气天然气混合气控制阀12，净热空气通过支管道和空气天然气混合气控制阀12至燃烧喷嘴22，与通过天然气管道6送入的天然气混合，在加热炉数控系统的控制下，点火燃烧对加热炉进行加热，待加热炉达到工艺要求的温度环境时，按下述步骤对板坯18进行加热：

（1）通过加热炉数控系统的控制，首先进口炉门8打开，板坯18通过炉底传动承载辊11的滚动传动至加热炉的预热区5预热，预热温度根据钢种的不同在300℃以内设定，加热速度不大于100℃/h，预热时间3—5小时；

（2）经过预热区5预热的板坯18通过炉底传动承载辊11的传动，由预热区5输送到低温区4进一步加热，低温区4加热温度控制在300℃-800℃，加热速度不大于100℃/h，加热时间5—8小时；

（3）经过低温区4加热的板坯18通过炉底传动承载辊11的传动，由低温区4输送到高温区3继续加热，高温区3加热温度控制在800℃-1200℃，加热速度不大于100℃/h，加热时间4—6小时；

（4）经过前三个加热区加热的板坯18，在达到工艺要求温度后，通过炉底传动承载辊11的传动，进入均热区2保温，使板坯18透烧，均热区2保温时间根据钢种和轧制工艺要求设定在1—4小时；

（5）板坯18经过四个加热区加热到工艺温度后，根据轧钢机轧制工艺安排速度，输送至轧钢机轧制。

在数控系统控制下，板坯18分区加热温度上升情况参见图5。图中，A段为预热区预热温度，B段为低温区加热温度，C段为高温区加热温度，D段为均热区均热保温温度。

本实施例所述的连续式板坯加热炉，采用经济的天然气加热，将原来传统式板坯加热炉延长了一倍，达到48米左右，由于采用分区加热，每个区域的温度检测控制、天然气与热净化空气的喷放燃烧均由电脑系统控制，因此能够确保钢坯缓慢均匀透烧，板坯各面温度差不大于10℃，解决了钢坯响裂的质量问题，提高了产品质量和成材率。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。。

Claims (4)

1.一种连续式板坯加热炉，包括炉体、炉膛、炉底传动承载辊、换热器，换热器的空气换热排管与换热器风道组成空气循环往复运动通道；其特征在于：

所述炉膛内自进口炉门至出口炉门的贯通长度内依次划分为预热区、低温区、高温区和均热区；所述炉底传动承载辊的主体部分为重结晶碳化硅空心棒管；所述换热器设置于炉膛下方呈卧式结构，构成所述炉体的炉墙及炉弦由莫来石砖砌成，进口炉门、出口炉门为自动控制炉门，炉体通过进口炉门、出口炉门形成全封闭结构；

所述换热器风道包括沿加热炉长度方向分别布置在加热炉炉膛下方两侧的侧风道；所述空气换热排管横向排列设置在两个侧风道之间，空气换热排管两端与侧风道连通，两个侧风道上分别间隔设置有空气流通隔板，所述空气流通隔板使空气自一个侧风道上的冷空气进口至另一个侧风道上的热空气出口形成空气循环往复运动通道；两个侧风道上部设置有上风道，上风道的热空气进口与侧风道上的热空气出口连通，上风道的风道出口与加热炉燃烧嘴的助燃风进口连接；

所述侧风道和所述上风道的长度与炉身长度相同。

2.根据权利要求1所述的连续式板坯加热炉，其特征在于，所述炉底传动承载辊的重结晶碳化硅空心棒管两端分别套装有内锥套，所述内锥套外部套装有外锥套，所述重结晶碳化硅空心棒管与所述内锥套、外锥套三者夹紧连接在一起，外锥套上设置有与传动系统连接的驱动销。

3.根据权利要求2所述的连续式板坯加热炉，其特征在于，所述外锥套与所述内锥套之间设置有加紧螺钉。

4.一种如权利要求1所述连续式板坯加热炉的加热方法，其特征在于，按下述步骤进行：

（1）退火钢锭轧制前，通过加热炉数控系统的控制，首先进口炉门打开，板坯通过炉底传动承载辊的滚动传动至加热炉的预热区预热，预热温度根据钢种的不同在300℃以内设定，加热速度不大于100℃/h，预热时间3—5小时；

（2）经过预热区预热的板坯通过炉底传动承载辊的传动，由预热区输送到低温区进一步加热，低温区加热温度控制在300℃-800℃，加热速度不大于100℃/h，加热时间5—8小时；

（3）经过低温区加热的板坯通过炉底传动承载辊的传动，由低温区输送到高温区继续加热，高温区加热温度控制在800℃-1200℃，加热速度不大于100℃/h，加热时间4—6小时；

（4）经过前三个加热区加热的板坯，在达到工艺要求温度后，通过炉底传动承载辊的传动，进入均热区保温，以使板坯透烧，均热区保温时间根据钢种和轧制工艺要求设定在1—4小时；

（5）板坯经过四个加热区加热到工艺温度后，根据轧钢机轧制工艺安排速度，输送至轧钢机轧制。