CN107931553B - 一种辊底式隧道加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种辊底式隧道加热炉，包括：炉本体、多个烧嘴、密封装置、第一自动火焰切割枪及第二自动火焰切割枪；炉本体包括：炉顶、炉底辊及两侧炉墙；多个烧嘴间隔设置在炉墙的内壁上；密封装置设置在炉本体内；密封装置的一侧端设置有切割枪炉门；第一自动火焰切割枪对应切割枪炉门设置在炉墙外；第一自动火焰切割枪相对炉本体的纵截面倾斜设置；第二自动火焰切割枪设置在炉本体的出口位置；第二自动火焰切割枪相对炉本体的纵截面倾斜设置，且倾斜方向与第一自动火焰切割枪的相反。该辊底式隧道加热炉在保证加热效果的前提下显著缩短加热炉的长度，大幅降低板坯在炉内跑偏机率，显著降低设备成本。

Description

一种辊底式隧道加热炉

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种辊底式隧道加热炉。

背景技术

加热炉是薄板坯连铸连轧生产线中衔接连铸连轧生产线的关键设备，主要作用有两点：可以对连铸坯补热，使铸坯温度均匀达到轧制需要的温度；还可以作为连铸机与轧机之间的缓冲区，来衔接和协调二者的生产。

因为轧机与铸机的工作制度不同，轧机在轧制一定量的带钢后要更换轧辊；另外，一些偶然因素会造成轧制中断。为了避免上述因素导致连铸停浇，加热炉应该具有一定的缓冲能力，容纳或者是消化连铸送来的板坯。缓冲能力是指轧机停轧换辊或者偶然性事故停轧时，加热炉允许连铸机不停浇，连续出坯的最长时间。目前，配置有加热炉的薄板坯连铸连轧生产线都配置有200米左右长的辊底式隧道加热炉。

现有技术中加热炉较长，建筑占地面积大、投资高，铸坯在炉内运行时，存在跑偏甚至撞出炉墙的风险。

发明内容

本发明提供了一种辊底式隧道加热炉，解决了或部分解决了现有技术中加热炉较长，存在铸坯跑偏甚至撞出炉墙风险的技术问题，实现了在保证加热效果的前提下显著缩短加热炉的长度，大幅降低铸坯在炉内跑偏机率，显著降低设备成本的技术效果。

本申请提供了一种辊底式隧道加热炉，包括：

炉本体，包括：顶部的炉顶、底部的炉底辊及设置在所述炉顶与所述炉底辊两侧的炉墙；所述炉本体分为靠近连铸机的固定段及靠近连轧机的横移段；所述连铸机送出的铸坯在所述炉底辊上传输；

多个烧嘴，间隔设置在所述炉墙的内壁上；

密封装置，设置在所述炉本体内，位于所述固定段与所述横移段之间；所述密封装置开设有供所述铸坯穿过的通过孔；所述密封装置的一侧端设置有切割枪炉门；所述炉墙对应所述切割枪炉门设置有操作孔；

第一自动火焰切割枪，对应所述切割枪炉门设置在所述炉墙外，能穿过所述操作孔及所述切割枪炉门进入所述炉本体内，继而对所述铸坯进行切割作业；所述第一自动火焰切割枪相对所述炉本体的纵截面倾斜设置；

第二自动火焰切割枪，设置在所述炉本体的出口位置；所述第二自动火焰切割枪相对所述炉本体的纵截面倾斜设置，且倾斜方向与所述第一自动火焰切割枪的相反。

作为优选，所述炉墙及所述炉顶的材质为内衬有耐火材料的钢板；

所述耐火材料采用复合纤维结构；

所述固定段的长度为53m；

所述横移段的长度为27m。

作为优选，所述烧嘴为低NOx烧嘴；

所述烧嘴采用脉冲燃烧控制方式。

作为优选，所述炉本体的内部炉膛从进口到出口分为第一区域、第二区域、第三区域及第四区域；

所述第一区域的所述烧嘴产生的热负荷与所述第二区域的所述烧嘴产生的热负荷相等，且为7800～7900Mcal/h；

所述第三区域的所述烧嘴产生的热负荷为6100～6200Mcal/h；

所述第四区域的所述烧嘴产生的热负荷为6050～6150Mcal/h。

作为优选，所述第一区域的所述烧嘴产生的热负荷为7840Mcal/h；

所述第三区域的所述烧嘴产生的热负荷为6160Mcal/h；

所述第四区域的所述烧嘴产生的热负荷为6090Mcal/h。

作为优选，所述第三区域及所述第四区域设置有激光式气体分析仪。

作为优选，所述密封装置的材质为内衬有耐火材料的钢板；

所述密封装置平行所述炉本体的纵截面设置；

所述切割枪炉门与所述第一自动火焰切割枪为连锁控制，当所述第一自动火焰切割枪进入所述切割枪炉门之前，所述切割枪炉门自动打开；当所述第一自动火焰切割枪退出后，所述切割枪炉门自动关闭。

作为优选，所述第一自动火焰切割枪的设置方向与所述炉本体的纵截面的夹角为2°；

所述第二自动火焰切割枪的设置方向与所述炉本体的纵截面的夹角为2°。

作为优选，所述辊底式隧道加热炉在所述炉本体的出口两侧分别设置有所述第二自动火焰切割枪。

作为优选，还包括：

剔坯辊道，与所述炉底辊平行设置；

板坯堆垛机，对应所述剔坯辊道设置，将所述剔坯辊道上的所述铸坯推出并进行堆垛；

所述横移段底部设置有车轮，所述车轮滚动设置在轨道上；所述横移段能将所述第一自动火焰切割枪切下的所述铸坯从所述炉底辊运移到所述剔坯辊道上。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了由炉本体、多个烧嘴、密封装置、第一自动火焰切割枪及第二自动火焰切割枪组成的辊底式隧道加热炉，炉顶、炉底辊及两侧炉墙构成的炉本体保障炉子的密封性，间隔设置在炉墙内壁上的多个烧嘴对炉内的铸坯进行有效的加热保温，密封装置增强炉内的保温性能，第一自动火焰切割枪对应切割枪炉门设置，第二自动火焰切割枪设置在炉本体的出口位置，有效缩短剔坯时间，提高剔坯效率。这样，有效解决了现有技术中加热炉较长，存在铸坯跑偏甚至撞出炉墙风险的技术问题，实现了在保证加热效果的前提下显著缩短加热炉的长度，大幅降低铸坯在炉内跑偏机率，显著降低设备成本的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的辊底式隧道加热炉中第一自动火焰切割枪及第二自动火焰切割枪的位置示意图；

图2为本发明实施例提供的辊底式隧道加热炉中密封装置的结构示意图。

(图示中各标号代表的部件依次为：1铸坯、2炉底辊、3第一自动火焰切割枪、4第二自动火焰切割枪、5轨道、6剔坯辊道、7密封装置、8切割枪炉门、9通过孔)

具体实施方式

本申请实施例提供了一种辊底式隧道加热炉，解决了或部分解决了现有技术中加热炉较长，存在铸坯跑偏甚至撞出炉墙风险的技术问题，通过设置由炉本体、多个烧嘴、密封装置、第一自动火焰切割枪及第二自动火焰切割枪组成的辊底式隧道加热炉，实现了在保证加热效果的前提下显著缩短加热炉的长度，大幅降低铸坯在炉内跑偏机率，显著降低设备成本的技术效果。

参见附图1和2，本申请提供了一种辊底式隧道加热炉，包括：炉本体、多个烧嘴、密封装置7、第一自动火焰切割枪3及第二自动火焰切割枪4。

炉本体包括：顶部的炉顶、底部的炉底辊2及设置在炉顶与炉底辊2两侧的炉墙；炉本体分为靠近连铸机的固定段及靠近连轧机的横移段；连铸机送出的铸坯1在炉底辊2上传输；多个烧嘴间隔设置在炉墙的内壁上；密封装置7设置在炉本体内，位于固定段与横移段之间；参见附图2，密封装置7开设有供铸坯1穿过的通过孔9；密封装置7的一侧端设置有切割枪炉门8；炉墙对应切割枪炉门8设置有操作孔；第一自动火焰切割枪3对应切割枪炉门8设置在炉墙外，能穿过操作孔及切割枪炉门8进入炉本体内，继而对铸坯1进行切割作业；第一自动火焰切割枪3相对炉本体的纵截面倾斜设置；第二自动火焰切割枪4设置在炉本体的出口位置；第二自动火焰切割枪4相对炉本体的纵截面倾斜设置，且倾斜方向与第一自动火焰切割枪的相反。

其中，炉顶、炉底辊2及两侧炉墙构成的炉本体保障炉子的密封性，间隔设置在炉墙内壁上的多个烧嘴对炉内的铸坯1进行有效的加热保温，密封装置增强炉内的保温性能，第一自动火焰切割枪3对应切割枪炉门8设置，第二自动火焰切割枪4设置在炉本体的出口位置，铸坯1被切断以后，无需等待第一自动火焰切割枪3及第二自动火焰切割枪4归位，铸坯1直接与横移段共同移动，可以有效缩短剔坯时间，提高剔坯效率。通过第一自动火焰切割枪3及第二自动火焰切割枪4采用倾斜切割，实现当轧制机故障或换辊时，连铸机不停浇，降低铸速，连铸飞剪运行3分钟，铸坯1可以快速剔除到剔坯辊道6上，较短的加热炉即可提供整个生产线充足的缓冲时间。

进一步的，炉墙及炉顶的材质为内衬有耐火材料的钢板；耐火材料采用复合纤维结构，保证炉本体具有优良的保温性能。炉内工作温度1300℃时，炉外壳温度低于95℃。固定段的长度为53m；横移段的长度为27m，使该加热炉的长度相对现有加热炉的长度大大缩短，进而缩小了厂房建筑占地面积和设备投资，解决了薄板坯连铸连轧生产线的辊底式隧道加热炉存在的建筑占地面积大、投资高的问题。

进一步的，烧嘴为低NOx烧嘴；烧嘴采用脉冲燃烧控制方式。通过对烧嘴的负荷分配进行合理的设计，可以实现对铸坯补热，使铸坯温度均匀达到轧制需要的温度。整个加热炉按照加热功能分为4个区，炉本体的内部炉膛从进口到出口分为第一区域、第二区域、第三区域及第四区域；第一区域的烧嘴产生的热负荷与第二区域的烧嘴产生的热负荷相等，且为7800～7900Mcal/h；第三区域的烧嘴产生的热负荷为6100～6200Mcal/h；第四区域的烧嘴产生的热负荷为6050～6150Mcal/h。

作为一种优选的实施例，第一区域的烧嘴产生的热负荷为7840Mcal/h；第三区域的烧嘴产生的热负荷为6160Mcal/h；第四区域的烧嘴产生的热负荷为6090Mcal/h。通过热负荷计算，加热炉长80米就可以满足板坯的加热和均热需要。

进一步的，第三区域及第四区域设置有激光式气体分析仪；通过激光透射整个炉膛，可以对整个炉膛气氛实时监控，不仅可以监控燃料的燃烧情况，提高燃烧效率，还对部分高附加值合金钢的产品质量控制起到关键作用。

进一步的，密封装置7的材质为内衬有耐火材料的钢板；以减少加热炉的热损失。密封装置7平行炉本体的纵截面设置；切割枪炉门8与第一自动火焰切割枪3为连锁控制，当第一自动火焰切割枪3进入切割枪炉门8之前，切割枪炉门8自动打开；当第一自动火焰切割枪3退出后，切割枪炉门8自动关闭。

进一步的，第一自动火焰切割枪3的设置方向与炉本体的纵截面的夹角为2°；第二自动火焰切割枪4的设置方向与炉本体的纵截面的夹角为2°。一般，火焰切割技术可以控制的铸坯切割缝宽度为3mm～5mm，铸坯1切割完成后，有以下两个不可控因素：切割边部可能会出现3mm左右的切割偏离；铸坯1本身可能会出现轻微的滑动，而导致铸坯1在割缝处贴合。如果铸坯1采用垂直切割，即自动火焰切割枪的设置方向与炉本体的纵截面平行设置；当上述两个因素发生后，铸坯1移除过程中就会引起刮蹭，把炉内剩余铸坯1刮斜，造成铸坯1跑偏撞炉墙事故。因此，现有加热炉会在垂直切割完成后，人工调整切割铸坯1的位置，确认铸坯1无刮蹭后才移出炉内。本申请的加热炉采用2度角斜切割，即使发生了上述的2个不可控因素，铸坯1在移出过程中也不会发生刮蹭。

进一步的，还包括：剔坯辊道6及板坯堆垛机；剔坯辊道6与炉底辊2平行设置；板坯堆垛机对应剔坯辊道6设置，将剔坯辊道6上的铸坯1推出并进行堆垛；横移段底部设置有车轮，车轮滚动设置在轨道5上，轨道5垂直于炉底辊2或剔坯辊道6；横移段能将第一自动火焰切割枪3切下的铸坯1从炉底辊2运移到剔坯辊道6上。在剔坯辊道6旁配置板坯堆垛机和全方位工业电视监控系统。第一自动火焰切割枪3及第二自动火焰切割枪4都采用PLC可编程序控制，收到切割指令后，自动完成如下功能：铸坯1边缘检测、切割枪靠近铸坯1自动点火预热铸坯1、开始切割铸坯1、切断后关闭相应的能源介质电磁阀、割枪返回并停在原位上，等待下一次切割。

下面通过具体实施例来详细介绍本申请提供的辊底式隧道加热炉的结构特征和运行原理：

该加热炉包括：炉本体、多个烧嘴、密封装置7、第一自动火焰切割枪3及2个第二自动火焰切割枪4。炉本体包括：顶部的炉顶、底部的炉底辊2及设置在炉顶与炉底辊2两侧的炉墙；炉本体分为靠近连铸机的固定段及靠近连轧机的横移段；连铸机送出的铸坯1在炉底辊2上传输；多个烧嘴间隔设置在炉墙的内壁上；密封装置7设置在炉本体内，位于固定段与横移段之间；密封装置7开设有供铸坯1穿过的通过孔9；密封装置7的一侧端设置有切割枪炉门8；炉墙对应切割枪炉门8设置有操作孔；第一自动火焰切割枪3对应切割枪炉门8设置在炉墙外，能穿过操作孔及切割枪炉门8进入炉本体内，继而对铸坯1进行切割作业；第一自动火焰切割枪3相对炉本体的纵截面倾斜2°角。

辊底式隧道加热炉在炉本体的出口两侧分别设置有第二自动火焰切割枪4；第二自动火焰切割枪4相对炉本体的纵截面倾斜2°角，且倾斜方向与第一自动火焰切割枪3的相反。炉本体出口的两个第二自动火焰切割枪采用两边对切的方式，提高切割效率。

烧嘴为低NOx烧嘴；烧嘴采用脉冲燃烧控制方式。通过对烧嘴的负荷分配进行合理的设计，可以实现对铸坯1补热，使铸坯1温度均匀达到轧制需要的温度。整个加热炉按照加热功能分为4个区，炉本体的内部炉膛从进口到出口分为第一区域、第二区域、第三区域及第四区域；第三区域及第四区域设置有激光式气体分析仪。第一区域的烧嘴产生的热负荷与第二区域的烧嘴产生的热负荷，且为7840Mcal/h；第三区域的烧嘴产生的热负荷为6160Mcal/h；第四区域的烧嘴产生的热负荷为6090Mcal/h。通过热负荷计算，加热炉长80米就可以满足板坯的加热和均热需要。

在剔坯辊道6旁配置板坯堆垛机和全方位工业电视监控系统。铸坯1定位完成，火焰切割枪开始自动切割。切割完成后，板坯堆垛机自动执行板坯推出和堆垛功能。整个剔坯系统可以快速高效地自动剔坯，从启动火焰切割枪切割炉内铸坯1，到横移段移出铸坯1归位，无需人工干涉，实现全部自动化控制。

第一自动火焰切割枪3及第二自动火焰切割枪4都采用PLC可编程序控制，收到切割指令后，自动完成如下功能：铸坯1边缘检测、切割枪靠近铸坯1自动点火预热铸坯、开始切割铸坯1、切断后关闭相应的能源介质电磁阀、割枪返回并停在原位上，等待下一次切割。

本实施例的加热炉处理的铸坯1的加热温度均匀性好，宽度和厚度方向温差在10℃以内。在无头模式下，连铸拉速6m/min时，板坯宽度1600mm，厚度110mm，加热炉的吨钢能耗为15+5％kcal/kg，折合0.06+5％GJ/t。

通过设计高效的剔坯系统，80米长的加热炉即可衔接和协调连铸机与连轧机生产，保证提供12分钟的缓冲时间。同时，短流程的加热炉大幅降低了铸坯1在炉内跑偏的机率。在炉本体安装激光式气体分析仪，不仅可以监控燃料的燃烧情况，提高燃烧效率，还对部分高附加值合金钢的产品质量控制起到关键作用。短流程加热炉缩小了厂房建筑占地面积和设备投资，解决了现有薄板坯连铸连轧生产线的辊底式隧道加热炉存在的建筑占地面积大、投资高等问题。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了由炉本体、多个烧嘴、密封装置7、第一自动火焰切割枪3及第二自动火焰切割枪4组成的辊底式隧道加热炉，炉顶、炉底辊2及两侧炉墙构成的炉本体保障炉子的密封性，间隔设置在炉墙内壁上的多个烧嘴对炉内的铸坯1进行有效的加热保温，密封装置7增强炉内的保温性能，第一自动火焰切割枪3对应切割枪炉门8设置，第二自动火焰切割枪4设置在炉本体的出口位置，有效缩短剔坯时间，提高剔坯效率。这样，有效解决了现有技术中加热炉较长，存在铸坯1跑偏甚至撞出炉墙风险的技术问题，实现了在保证加热效果的前提下显著缩短加热炉的长度，大幅降低铸坯1在炉内跑偏机率，显著降低设备成本的技术效果。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种辊底式隧道加热炉，其特征在于，包括：

炉本体，包括：顶部的炉顶、底部的炉底辊及设置在所述炉顶与所述炉底辊两侧的炉墙；所述炉本体分为靠近连铸机的固定段及靠近连轧机的横移段；所述连铸机送出的铸坯在所述炉底辊上传输；

多个烧嘴，间隔设置在所述炉墙的内壁上；

密封装置，设置在所述炉本体内，位于所述固定段与所述横移段之间；所述密封装置开设有供所述铸坯穿过的通过孔；所述密封装置的一侧端设置有切割枪炉门；所述炉墙对应所述切割枪炉门设置有操作孔；

第一自动火焰切割枪，对应所述切割枪炉门设置在所述炉墙外，能穿过所述操作孔及所述切割枪炉门进入所述炉本体内，继而对所述铸坯进行切割作业；所述第一自动火焰切割枪相对所述炉本体的纵截面倾斜设置；

第二自动火焰切割枪，设置在所述炉本体的出口位置；所述第二自动火焰切割枪相对所述炉本体的纵截面倾斜设置，且倾斜方向与所述第一自动火焰切割枪的相反。

2.如权利要求1所述的辊底式隧道加热炉，其特征在于，

所述炉墙及所述炉顶的材质为内衬有耐火材料的钢板；

所述耐火材料采用复合纤维结构；

所述固定段的长度为53m；

所述横移段的长度为27m。

3.如权利要求1所述的辊底式隧道加热炉，其特征在于，

所述烧嘴为低NOx烧嘴；

所述烧嘴采用脉冲燃烧控制方式。

4.如权利要求1所述的辊底式隧道加热炉，其特征在于，

所述炉本体的内部炉膛从进口到出口分为第一区域、第二区域、第三区域及第四区域；

所述第一区域的所述烧嘴产生的热负荷与所述第二区域的所述烧嘴产生的热负荷相等，且为7800～7900Mcal/h；

所述第三区域的所述烧嘴产生的热负荷为6100～6200Mcal/h；

所述第四区域的所述烧嘴产生的热负荷为6050～6150Mcal/h。

5.如权利要求4所述的辊底式隧道加热炉，其特征在于，

所述第一区域的所述烧嘴产生的热负荷为7840Mcal/h；

所述第三区域的所述烧嘴产生的热负荷为6160Mcal/h；

所述第四区域的所述烧嘴产生的热负荷为6090Mcal/h。

6.如权利要求4所述的辊底式隧道加热炉，其特征在于，

所述第三区域及所述第四区域设置有激光式气体分析仪。

7.如权利要求1所述的辊底式隧道加热炉，其特征在于，

所述密封装置的材质为内衬有耐火材料的钢板；

所述密封装置平行所述炉本体的纵截面设置；

所述切割枪炉门与所述第一自动火焰切割枪为连锁控制，当所述第一自动火焰切割枪进入所述切割枪炉门之前，所述切割枪炉门自动打开；当所述第一自动火焰切割枪退出后，所述切割枪炉门自动关闭。

8.如权利要求1所述的辊底式隧道加热炉，其特征在于，

所述第一自动火焰切割枪的设置方向与所述炉本体的纵截面的夹角为2°；

所述第二自动火焰切割枪的设置方向与所述炉本体的纵截面的夹角为2°。

9.如权利要求8所述的辊底式隧道加热炉，其特征在于，

所述辊底式隧道加热炉在所述炉本体的出口两侧分别设置有所述第二自动火焰切割枪。

10.如权利要求1所述的辊底式隧道加热炉，其特征在于，还包括：

剔坯辊道，与所述炉底辊平行设置；

板坯堆垛机，对应所述剔坯辊道设置，将所述剔坯辊道上的所述铸坯推出并进行堆垛；

所述横移段底部设置有车轮，所述车轮滚动设置在轨道上；所述横移段能将所述第一自动火焰切割枪切下的所述铸坯从所述炉底辊运移到所述剔坯辊道上。