CN112944904B - 一种新型非对称型双蓄热式加热炉及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种新型非对称型双蓄热式加热炉，包括：炉膛、设置于炉膛两端的近轧机侧进气烧嘴以及远轧机侧进气烧嘴，所述近轧机侧进气烧嘴与第一蓄热室管路连接，所述远轧机侧进气烧嘴与第二蓄热室管路连接，所述第一蓄热室和第二蓄热室与第三蓄热室管路连接。本发明的优点在于：通过增加备用蓄热室的方式，可以灵活地调整炉膛宽度方向上的温度分布，有效克服了蓄热式加热炉只能两侧均匀供热的问题，可灵活应用于不同长度的坯料。通过提高长坯料尾部的温度，有效抑制了长坯料在轧制过程中产生的头尾温差问题，保证了轧制过程的稳定，提高了轧制效率和产品质量。

Description

一种新型非对称型双蓄热式加热炉及其运行方法

技术领域

本申请涉及一种非对称型双蓄热式加热炉设备及其运行方法，属于加热炉设备和蓄热式燃烧技术领域。

背景技术

蓄热式燃烧方式是当前热轧工艺普遍采用的燃烧方式，通过扩散燃烧和炉膛两侧交替供热和排烟，炉膛内具有较高的温度均匀性。然而实际生产中，对于长度较大坯料，如热轧卷板坯和线材坯等，出炉后，由于轧制时间较长，尾部在空气中暴露的时间相对于头部更长，容易造成尾部温降过大，导致尾部温度偏低。热轧卷板头尾部的温差过大，容易造成轧制过程的不稳定，发生甩尾现象，对轧辊造成损伤，影响产品质量。

目前热轧工艺中，普遍采用增加辊道保温罩的方法来降低坯料尾部的温降，但根据经验，增加保温罩以后，仍需不断调整加热工艺或降低轧制速度，以保证终轧温度，一方面设备成本较高，另一方面对生产效率也会产生影响。

专利CN209763048U所述的技术方案解决的是蓄热室的使用寿命问题和燃料的利用率问题，但采用该技术，铸坯在炉内加热过程中，头尾两侧为均匀加热，而对于长度较长的线材坯和卷板坯出炉后在轧制过程中出现的尾部温降过大问题，并不能得到有效地解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型非对称型双蓄热式加热炉，能够使钢坯在炉内加热过程中，灵活控制坯料长度方向上的温度分布，提高坯料在轧制过程中的温度均匀性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型非对称型双蓄热式加热炉，其特征在于：包括：炉膛、设置于炉膛两端的近轧机侧进气烧嘴以及远轧机侧进气烧嘴，所述近轧机侧进气烧嘴与第一蓄热室管路连接，所述远轧机侧进气烧嘴与第二蓄热室管路连接，所述第一蓄热室和第二蓄热室与第三蓄热室管路连接。

在该技术方案中，因本加热炉系统，煤气\烟气系统的布置和运行方式与空气\烟气系统的布置和运行方式完全相同，以下以“进气”中的气指代煤气和空气。同时，以下用加热炉近轧机侧和加热炉远轧机侧代称炉膛的两侧。

优选的，所述第一蓄热室与近轧机侧进气烧嘴通过第一供气支管和第一烟气支管相连，所述第二蓄热室与远轧机侧进气烧嘴通过第二供气支管和第二烟气支管相连，所述第三蓄热室通过第三供气支管和第三烟气支管与第一蓄热室和第二蓄热室相连，所述第三供气支管与第二供气支管相连，所述第三烟气支管与第一烟气支管相连。

进一步地，所述第一供气支管、第二供气支管、第三供气支管、第一烟气支管、第二烟气支管和第三烟气支管上均设置有阀体。

进一步地，所述第二供气支管与第三供气支管连接处两侧均设置有阀体，所述第一烟气支管与第三烟气支管连接处两侧均设置有阀体。

优选的，所述第一蓄热室、第二蓄热室和第三蓄热室分别与供气总管和烟气总管相连。

进一步地，所述供气总管与气源相连，所述烟气总管与烟囱相连。

为实现上述目的，本发明另外提供一种新型非对称型双蓄热式加热炉的运行方法，所述加热炉远轧机侧供热换向周期时长大于近轧机侧供热换向周期，所述远轧机侧供热换向周期包括换向前期和换向后期。所述换向前期，烟气经近轧机侧烧嘴排出炉外，经第一烟气支管和第三烟气支管进入第三蓄热室，放出热量后经烟气总管排出；同时，来自气源的煤气和空气在所述第二蓄热室中被预热后，通过第二供气支管进入炉膛进行燃烧。所述换向后期，烟气经近轧机侧烧嘴排出炉外，经第一烟气支管进入第一蓄热室，放出热量后，经烟气总管排出；同时，来自气源的煤气和空气在所述第三蓄热室中被预热后，通过第三供气支管和第二供气支管进入炉膛进行燃烧。

优选的，当工艺要求坯料头部与尾部温度均匀时，所述第三蓄热室不参与加热炉运作；当工艺要求坯料尾部温度高于头部时，所述加热炉近轧机侧供换向周期内，所述第三蓄热室不参与加热炉运作。

优选的，所述换向前期和换向后期的时间比例，可通过实际工艺要求灵活地进行调整。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)通过增加备用蓄热室的方式，可以灵活地调整炉膛宽度方向上的温度分布，有效克服了蓄热式加热炉只能两侧均匀供热的问题，可灵活应用于不同长度的坯料。

(2)通过提高长坯料尾部的温度，有效抑制了长坯料在轧制过程中产生的头尾温差问题，保证了轧制过程的问题，提高了轧制效率和产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例新型非对称型双蓄热式加热炉的结构示意图；

其中：1-炉膛，2、3-进气烧嘴，4、5-蓄热室，6-备用蓄热室，

7-烟囱，8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21-阀体，

22-煤气总管，23、24-煤气支管，25-备用煤气支管，26、27-烧嘴前煤气管，

28-烟气总管，29、30-烟气支管，31-备用烟气支管，32、33-烧嘴前烟气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种新型非对称型双蓄热式加热炉，坯料在炉内的前进方向为炉膛长度方向，坯料所在水平面上，与炉膛长度方向垂直的方向为炉膛宽度方向。所述新型非对称型双蓄热式加热炉炉膛宽度方向上，两侧烧嘴布置完全对称。

结合图1所示，本申请的一种新型非对称型双蓄热式加热炉宽度方向上，一组对称布置的煤气烧嘴所在的截面，炉膛两侧分别对应坯料的头部和尾部，因此以头部和尾部代称炉膛的两侧。煤气烧嘴2安装在尾部的炉墙上，煤气烧嘴3安装在头部的炉墙上。

烧嘴2经烧嘴前煤气管26、阀体13和12连接至蓄热室4的煤气出口；烧嘴2经烧嘴前烟气管32和阀体15连接至蓄热室4的烟气入口。

烧嘴3经烧嘴前煤气管27和14连接至蓄热室5的煤气出口；烧嘴3经烧嘴前烟气管33、阀体16和17连接至蓄热室5的烟气入口。

蓄热室4的煤气入口经煤气支管23和阀体8连接至煤气总管22。

蓄热室4的烟气出口经烟气支管29和阀体19连接至烟气总管28。

蓄热室5的煤气入口经煤气支管24和阀体9连接至煤气总管22。

蓄热室5的烟气出口经烟气支管30和阀体20连接至烟气总管28。

备用煤气支管25的入口端连接至煤气总管22；备用煤气支管25中，从煤气入口端起，依次串联了阀体10、备用蓄热室6的煤气入口、备用蓄热室6的煤气出口和阀体11。备用煤气支管25的出口端连接至烧嘴前煤气管26，连接点位于阀体12和阀体13之间。

备用烟气支管31的入口端连接至烧嘴前烟气管33，连接点位于阀体16和阀体17之间；备用烟气支管31中，从烟气入口端起，依次串联了阀体18、备用蓄热室6的烟气入口、备用蓄热室6的烟气出口、和阀体21。备用烟气支管31的烟气出口端连接至烟气总管28。

上述煤气烧嘴、煤气蓄热室以及相应管道的连接方式，同样适用于空气烧嘴、空气蓄热室以及相应管道的连接方式。

以下对本发明专利的具体实施方式进行阐述：

当工艺要求头部和尾部温度均匀时，阀体10、11、18、21全部关闭。以下以燃烧进行至某一换向周期——炉膛头部供热、尾部排烟时为例进行阐述，此时，阀体8、12、13、16、17、20关闭，阀体9、14、15和19打开。

来自煤气源的煤气，经煤气总管22、煤气支管24、阀体9进入蓄热室5，在蓄热室5内被预热后，再经烧嘴前煤气管27和阀体14，由烧嘴3喷入进入炉膛进行燃烧。

炉膛内产生的烟气，依次经烧嘴2、烧嘴前烟气管32、阀体15进入蓄热室4，在蓄热室4内放出热量后，经烟气支管29、阀体19、烟气总管28和烟囱7排出。

当炉膛头部和尾部功能互换后，换向周期和工作过程均与上述过程一致。

当工艺要求尾部温度高于头部时，紧邻的两个换向周期的时间不一致；尾部供热时的换向周期时长要大于头部供热时的换向周期时长。

当燃烧进行至头部供热、尾部排烟所在的换向周期时，系统的运行过程与上述工艺要求头尾部两侧温度均匀的运行过程完全一致。

当燃烧进行至尾部供热、头部排烟所在的换向周期时，该周期分为换向前期和换向后期两部分。所述换向周期中，阀体9、14、15、19一直处于关闭状态。

换向前期，阀体8、12、13、16、18、21打开，阀体10、11、17、20关闭。来自气源的煤气经煤气总管22、煤气支管23、阀体8进入蓄热室4，在蓄热室4内被预热后，经烧嘴前煤气管26、阀体12、阀体13，由烧嘴2喷入炉内进行燃烧。

所述换向前期，在烧嘴2燃烧供热的同时，炉膛内燃烧产生的烟气，经烧嘴3，排出炉外；烟气经烧嘴前烟气管33、阀体16、备用烟气支管31、阀体18进入备用蓄热室6，在备用蓄热室6内放出热量后，经备用烟气支管31、阀体21、烟气总管28和烟囱7排出。

换向后期，阀体10、11、13、16、17、20打开，阀体8、12、18、21关闭。来自气源的煤气经煤气总管22、阀体10、备用煤气支管25进入备用蓄热室6，在备用蓄热室6内被预热后，经备用煤气支管25、阀体11，阀体13、烧嘴前煤气管26由烧嘴2喷入炉膛进行燃烧。

所述换向后期，在烧嘴2燃烧供热的同时，炉膛内燃烧产生的烟气，经烧嘴3，排出炉外；烟气经烧嘴前烟气管33、烟气支管30、阀体16、阀体17进入蓄热室5，在蓄热室5内放出热量后，经烟气支管30、阀体20、烟气总管28、烟囱7排出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种非对称型双蓄热式加热炉，其特征在于：包括：炉膛、设置于炉膛两端的近轧机侧进气烧嘴和远轧机侧进气烧嘴、第一蓄热室、第二蓄热室、第三蓄热室；所述第一蓄热室与近轧机侧进气烧嘴通过第一供气支管和第一烟气支管相连，所述第二蓄热室与远轧机侧进气烧嘴通过第二供气支管和第二烟气支管相连，所述第三蓄热室通过第三供气支管和第三烟气支管与第一蓄热室和第二蓄热室相连，所述第三供气支管通过第二供气支管与远轧机侧进气烧嘴相连，所述第三烟气支管通过第一烟气支管与近轧机侧进气烧嘴相连；所述第一供气支管、第二供气支管、第三供气支管、第一烟气支管、第二烟气支管和第三烟气支管上均设置有阀体；所述第二供气支管与第三供气支管连接处两侧均设置有阀体，所述第一烟气支管与第三烟气支管连接处两侧均设置有阀体。

2.根据权利要求1所述的一种非对称型双蓄热式加热炉，其特征在于：所述第一蓄热室、第二蓄热室和第三蓄热室分别与供气总管和烟气总管相连；所述供气总管与气源相连，所述烟气总管与烟囱相连。

3.根据权利要求1-2任一所述的一种非对称型双蓄热式加热炉的运行方法，其特征在于：当工艺要求坯料头部与尾部温度均匀时，所述第三蓄热室不参与加热炉运作；当工艺要求坯料尾部温度高于头部时，所述加热炉近轧机侧供热换向周期内，所述第三蓄热室不参与加热炉运作；所述加热炉远轧机侧供热换向周期内，所述第三蓄热室参与加热炉运作，所述加热炉远轧机侧供热换向周期分为换向前期和换向后期。

4.根据权利要求3所述的一种非对称型双蓄热式加热炉的运行方法，其特征在于：当工艺要求坯料尾部温度高于头部时，所述加热炉远轧机侧供热换向周期时长大于近轧机侧供热换向周期。

5.根据权利要求3所述的一种非对称型双蓄热式加热炉的运行方法，其特征在于：当工艺要求坯料尾部温度高于头部时，远轧机侧供热换向周期包括换向前期和换向后期；所述换向前期和换向后期的时间比例，可通过实际工艺要求灵活地进行调整；所述换向前期，烟气经近轧机侧烧嘴排出炉外，经第一烟气支管和第三烟气支管进入第三蓄热室，放出热量后，经烟气总管排出；同时，所述第二蓄热室中的煤气或空气经预热后，通过第二供气支管进入炉膛进行燃烧。

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