CN114214500A - 一种三道次加热炉的加热工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢坯加热技术领域，具体公开了一种三道次加热炉的加热工艺，该加热工艺包括：预先调节以下参数：助燃风机出口压力为4～7kPa，炉膛压力为20～30MPa，煤气热值为2000～4100kJ/m3，煤气总管压力为6～11kPa，压缩空气为0.4～0.6Mpa；在三道次加热炉内，板坯由入炉端向出炉端输送，在输送过程中通过预热段、加热段一、加热段二和均热段，通过控制预热段的炉压和温度，并控制加热段一、加热段二和均热段的上煤气流量、下煤气流量、空气与煤气的体积比以及各段的温度，实现加热炉内三道布料道上板坯的均匀加热，从而使得位于中间布料道上的板坯受热均匀，进而获得加热质量合格的板坯，提高生产产量。
Description
技术领域
本发明涉及钢坯加热技术领域，特别是涉及一种三道次加热炉的加热工艺。
背景技术
在冶金工业中，加热炉是将物料(如钢坯等板坯)加热到轧制温度的设备。现加热炉领域中有两道推钢式加热炉和两道步进式加热炉，由于加热炉内装炉道次(布料道)只有两道因此，板坯的装炉块数(进炉的板坯数量)受到了限制，产量有限。而如果为了提高产量，在加热炉内设计三道布料道，则中间布料道上的板坯，其受热较为困难，导致中间布料道上的板坯受热不均匀，无法获得加热质量合格的板坯，这也是制约三道步进式加热炉发展的重要原因之一。因此，有必要设计一种三道次加热炉的加热工艺，使得三道次加热炉内位于中间布料道上的板坯受热均匀，获得加热质量合格的板坯，达到提高产量的目的。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种三道次加热炉的加热工艺，用于解决现有技术中由于加热炉内布料道数量增加而导致位于中间布料道的板坯受热不均匀的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种三道次加热炉的加热工艺，包括：预先调节以下参数：助燃风机出口压力为4～7kPa，炉膛压力为20～30MPa，煤气热值为2000～4100kJ/m3，煤气总管压力为6～11kPa，压缩空气为0.4～0.6MPa；
在三道次加热炉内，板坯由入炉端向出炉端输送，在输送过程中通过预热段、加热段一加热段二和均热段，
在预热段，炉内压力为20～25kPa，炉温为1000～1050℃；
在加热段一，加热段一的下煤气流量为1450～2000Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1000～1500Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5～5.5:1，炉温为1150～1200℃；
在加热段二，加热段二的下煤气流量为1500～2500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1000～1600Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5～5.5:1，炉温为1250～1300℃；
在均热段，均热段的下煤气流量为1450～1600Nm3/h，均热段的上煤气流量为950～1100Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5～5.5:1，炉温为1250～1300℃。
可选地，监测煤气热值H，当2000≤H＜2500kJ/m3时，加热段一、加热段二和均热段中，空气与煤气的体积比为2.5～3.5:1；当2500≤H＜3000kJ/m3时，加热段一、加热段二和均热段中，空气与煤气的体积比为3.5～4.0:1；当3000≤H≤4100kJ/m3时，加热段一、加热段二和均热段中，空气与煤气的体积比为4.0～5.5:1。
可选地，在加热段一，加热段一的下煤气流量为1500～2000Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1100～1500Nm3/h。
可选地，在加热段二，加热段二的下煤气流量为1900～2500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1500～1600Nm3/h。
可选地，在均热段，均热段的下煤气流量为1500～1600Nm3/h，均热段的上煤气流量为1000～1050Nm3/h。
可选地，预热段的长度为L1，加热段一的长度为L2，加热段二的长度为L3，均热段的长度为L4，L1＞L3＞L2＞L4。
可选地，L1为11.5～12.5m，L2为5.5～6.5m，L3为7.5～8.5m，L4为4.5～5.5m。
本发明还提供一种上述加热工艺制得的板坯。
如上所述，本发明的一种三道次加热炉的加热工艺，具有以下有益效果：
1、本发明能够有效解决三道次加热炉内位于中间布料道上的板坯受热不均匀的问题，填补了三道次加热炉加热工艺领域的空白，保证三道次加热炉加热板坯的质量，使得经三道次加热炉加热后的板坯，其心表温差、黑印温差和板坯长度方向温差均不大于30℃，氧化烧损率不大于2％，提高了单批次生产的产量。
2、本发明中，控制L1＞L3＞L2＞L4，以及控制炉内压力为20～25kPa，使得板坯在预热段充分预热，从而节约能耗、降低成本。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明提供一种三道次加热炉的加热工艺，预先调节以下参数：助燃风机出口压力为4～7kPa，炉膛压力为20～30MPa，煤气热值为2000～4100kJ/m3，煤气总管压力为6～11kPa，压缩空气为0.4～0.6MPa；
在三道次加热炉内，板坯通过步进梁由入炉端向出炉端输送，在输送过程中通过预热段加热段一、加热段二和均热段，
在预热段，控制预热段的炉内压力为20～25kPa，控制预热段的炉温为1000～1050℃；
在加热段一，加热段一的下煤气流量为1450～2000Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1000～1500Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5～5.5:1，控制加热段一的炉温为1150～1200℃；
在加热段二，加热段二的下煤气流量为1500～2500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1000～1600Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5～5.5:1，控制加热段二的炉温为1250～1300℃；
在均热段，均热段的下煤气流量为1450～1600Nm3/h，均热段的上煤气流量为950～1100Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5～5.5:1，控制均热段的炉温为1250～1300℃。
预热段的长度为L1，加热段一的长度为L2，加热段二的长度为L3，均热段的长度为L4，L1＞L3＞L2＞L4，L1为11.5～12.5m，L2为5.5～6.5m，L3为7.5～8.5m，L4为4.5～5.5m。
板坯在三道次加热炉中进行加热的过程中，监测煤气热值H，当2000≤H＜2500kJ/m3时，加热段一、加热段二和均热段中，空气与煤气的体积比为2.5～3.5:1；当2500≤H＜3000kJ/m3时，加热段一、加热段二和均热段中，空气与煤气的体积比为3.5～4.0:1；当3000≤H≤4100kJ/m3时，加热段一、加热段二和均热段中，空气与煤气的体积比为4.0～5.5:1。
本发明还提供一种上述加热工艺制得的板坯。
下面具体的例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行具体的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
一种三道次加热炉的加热工艺，包括：预先调节以下参数：助燃风机出口压力为4～7kPa，炉膛压力为20～30MPa，煤气热值为2000～4100kJ/m3，煤气总管压力为6～11kPa，压缩空气为0.4～0.6Mpa。调节好后，在三道次加热炉内，钢坯由入炉端向出炉端输送，在输送过程中通过预热段、加热段一、加热段二和均热段。
预热段的长度为L1，加热段一的长度为L2，加热段二的长度为L3，均热段的长度为L4，L1＞L3＞L2＞L4。本实施例中，L1为12m，L2为6m，L3为8m，L4为5m。
在预热段，通过调节烟道调节阀的位置使得炉内压力为20～25kPa，控制预热段的炉温为1000～1050℃。
在钢坯加热过程中，监测煤气热值H，当2000≤H＜2500kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的上、下煤气流量以及空气与煤气的体积比：
在加热段一，加热段一的下煤气流量为2000Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1500Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5:1，控制加热段一的炉温为1150～1200℃。
在加热段二，加热段二的下煤气流量为2500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1500Nm3/h，空气与煤气的体积比为3:1，控制加热段二的炉温为1250～1300℃。
在均热段，均热段的下煤气流量为1500Nm3/h，均热段的上煤气流量为1000Nm3/h，空气与煤气的体积比为3.5:1，控制均热段的炉温为1250～1300℃。
当2500≤H＜3000kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的空气与煤气的体积比：
在加热段一，空气与煤气的体积比为3.8:1，上、下煤气流量不变。
在加热段二，空气与煤气的体积比为4:1，上、下煤气流量不变。
在均热段，空气与煤气的体积比为3.8:1，上、下煤气流量不变。
当3000≤H≤4100kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的空气与煤气的体积比：
在加热段一，空气与煤气的体积比为4:1，上、下煤气流量不变。
在加热段二，空气与煤气的体积比为4.5:1，上、下煤气流量不变。
在均热段，空气与煤气的体积比为5.5:1，上、下煤气流量不变。
钢坯出炉温度为1150～1250℃。本实施例中，经三道次加热炉加热后得到的钢坯，分别称之为左侧布料道钢坯、中间布料道钢坯和右侧布料道钢坯。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处仅在于：本实施例中，监测煤气热值H，当2000≤H＜2500kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的上、下煤气流量以及空气与煤气的体积比：
在加热段一，加热段一的下煤气流量为2000Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1500Nm3/h，空气与煤气的体积比为3.5:1。
在加热段二，加热段二的下煤气流量为2500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1600Nm3/h，空气与煤气的体积比为3.5:1。
在均热段，均热段的下煤气流量为1600Nm3/h，均热段的上煤气流量为1100Nm3/h，空气与煤气的体积比为3.5:1。
当2500≤H＜3000kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的空气与煤气的体积比：
在加热段一，空气与煤气的体积比为4:1，上、下煤气流量不变。
在加热段二，空气与煤气的体积比为4:1，上、下煤气流量不变。
在均热段，空气与煤气的体积比为4:1，上、下煤气流量不变。
当3000≤H≤4100kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的空气与煤气的体积比：
在加热段一，空气与煤气的体积比为5.5:1，加热段一的下煤气流量为1500Nm3/h，加热段一的上煤气流量1000Nm3/h。
在加热段二，空气与煤气的体积比为5.5:1，加热段二的下煤气流量为1500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1000Nm3/h。
在均热段，空气与煤气的体积比为5.5:1，上、下煤气流量不变。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处仅在于：本实施例中，监测煤气热值H，当2000≤H＜2500kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的上、下煤气流量以及空气与煤气的体积比：
在加热段一，加热段一的下煤气流量为2000Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1500Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5:1。
在加热段二，加热段二的下煤气流量为2500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1500Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5:1。
在均热段，均热段的下煤气流量为1450Nm3/h，均热段的上煤气流量为950Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5:1。
当2500≤H＜3000kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的空气与煤气的体积比：
在加热段一，空气与煤气的体积比为3.5:1，上、下煤气流量不变。
在加热段二，空气与煤气的体积比为3.5:1，上、下煤气流量不变。
在均热段，空气与煤气的体积比为3.5:1，上、下煤气流量不变。
当3000≤H≤4100kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的空气与煤气的体积比：
在加热段一，空气与煤气的体积比为5.5:1，加热段一的下煤气流量为1500Nm3/h，加热段一的上煤气流量1000Nm3/h。
在加热段二，空气与煤气的体积比为5:1，加热段二的下煤气流量为1500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1000Nm3/h。
在均热段，空气与煤气的体积比为5:1，上、下煤气流量不变。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处仅在于：本实施例中，监测煤气热值H，当2000≤H＜2500kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的上、下煤气流量以及空气与煤气的体积比：
在加热段一，加热段一的下煤气流量为2000Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1500Nm3/h，空气与煤气的体积比为3:1。
在加热段二，加热段二的下煤气流量为2500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1500Nm3/h，空气与煤气的体积比为3.5:1。
在均热段，均热段的下煤气流量为1550Nm3/h，均热段的上煤气流量为1050Nm3/h，空气与煤气的体积比为3:1。
当2500≤H＜3000kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的空气与煤气的体积比：
在加热段一，空气与煤气的体积比为3.6:1，上、下煤气流量不变。
在加热段二，空气与煤气的体积比为3.8:1，上、下煤气流量不变。
在均热段，空气与煤气的体积比为4:1，上、下煤气流量不变。
当3000≤H≤4100kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的空气与煤气的体积比：
在加热段一，空气与煤气的体积比为4:1，上、下煤气流量不变。
在加热段二，空气与煤气的体积比为5:1，热段二的下煤气流量为1500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1000Nm3/h
在均热段，空气与煤气的体积比为5:1，上、下煤气流量不变。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处仅在于：本实施例中，监测煤气热值H，当2000≤H＜2500kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的上、下煤气流量以及空气与煤气的体积比：
在加热段一，加热段一的下煤气流量为1450Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1100Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.8:1。
在加热段二，加热段二的下煤气流量为1900Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1600Nm3/h，空气与煤气的体积比为3:1。
在均热段，均热段的下煤气流量为1450Nm3/h，均热段的上煤气流量为1100Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.8:1。
当2500≤H＜3000kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的空气与煤气的体积比：
在加热段一，空气与煤气的体积比为3.7:1，上、下煤气流量不变。
在加热段二，空气与煤气的体积比为3.8:1，上、下煤气流量不变。
在均热段，空气与煤气的体积比为3.7:1，上、下煤气流量不变。
当3000≤H≤4100kJ/m3时，调节加热段一、加热段二和均热段的空气与煤气的体积比：
在加热段一，空气与煤气的体积比为4.8:1，上、下煤气流量不变。
在加热段二，空气与煤气的体积比为5:1，上、下煤气流量不变。
在均热段，空气与煤气的体积比为5.2:1，上、下煤气流量不变。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处仅在于：本对比例中，煤气热值为2000～4100kJ/m3，未监测煤气热值H，也并未根据煤气热值H调节加热段一、加热段二和均热段的参数。本对比例中，加热段一、加热段二和均热段的参数如下：
在加热段一，加热段一的下煤气流量为1300Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1200Nm3/h，空气与煤气的体积比为3.5:1，控制加热段一的炉温为900～1000℃。
在加热段二，加热段二的下煤气流量为1800Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1700Nm3/h，空气与煤气的体积比为3:1，控制加热段二的炉温为1200～1250℃。
在均热段，均热段的下煤气流量为1300Nm3/h，均热段的上煤气流量为1200Nm3/h，空气与煤气的体积比为3.5:1，控制均热段的炉温为1150～1250℃。
钢坯出炉温度为1050～1100℃。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处仅在于：本对比例中，煤气热值为2000～4100kJ/m3，未监测煤气热值H，也并未根据煤气热值H调节加热段一、加热段二和均热段的参数。本对比例中，加热段一、加热段二和均热段的参数如下：
在加热段一，加热段一的下煤气流量为1700Nm3/h，加热段一的上煤气流量为850Nm3/h，空气与煤气的体积比为3.5:1，控制加热段一的炉温为1050～1100℃。
在加热段二，加热段二的下煤气流量为2200Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1300Nm3/h，空气与煤气的体积比为3:1，控制加热段二的炉温为1150～1250℃。
在均热段，均热段的下煤气流量为1700Nm3/h，均热段的上煤气流量为850Nm3/h，空气与煤气的体积比为3.5:1，控制均热段的炉温为1200～1250℃。
钢坯出炉温度为1050～1150℃。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处仅在于：本对比例中，煤气热值为2000～4100kJ/m3，未监测煤气热值H，也并未根据煤气热值H调节加热段一、加热段二和均热段的参数。本对比例中，加热段一、加热段二和均热段的参数如下：
在加热段一，加热段一的下煤气流量为1500Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1000Nm3/h，空气与煤气的体积比为2:1，控制加热段一的炉温为1050～1100℃。
在加热段二，加热段二的下煤气流量为2000Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1500Nm3/h，空气与煤气的体积比为2:1，控制加热段二的炉温为1100～1200℃。
在均热段，均热段的下煤气流量为1500Nm3/h，均热段的上煤气流量为1000Nm3/h，空气与煤气的体积比为2:1，控制均热段的炉温为1200～1250℃。
钢坯出炉温度为1050～1150℃。
对比例4
本对比例与实施例1的不同之仅在于：本对比例中，煤气热值为2000～4100kJ/m3，未监测煤气热值H，也并未根据煤气热值H调节加热段一、加热段二和均热段的参数。本对比例中，加热段一、加热段二和均热段的参数如下：
在预热段，预热段的下煤气流量为1000Nm3/h，预热段的上煤气流量0，空气与煤气的体积比为2:1，控制预热段的炉温为900～1000℃。
在加热段一，加热段一的下煤气流量为1500Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1000Nm3/h，空气与煤气的体积比为2:1，控制加热段一的炉温为1050～1100℃
在加热段二，加热段二的下煤气流量为1500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1000Nm3/h，空气与煤气的体积比为2:1，控制加热段二的炉温为1130～1200℃
在均热段，均热段的下煤气流量为1500Nm3/h，均热段的上煤气流量为1000Nm3/h，空气与煤气的体积比为2:1，控制均热段的炉温为1150～1200℃。
钢坯出炉温度为1100～1150℃。
针对实施例1～实施例5以及对比例1～对比例4中的出炉后的钢坯进行心表温差δT1、黑印温差δT2和板坯长度方向温差δT3，以及氧化烧损率的测定，结果见表1。心表温差δT1、黑印温差δT2和板坯长度方向温差δT3的测定方法为：
测量工具：高温红外线检测枪。
当钢坯出炉后，通过高压水将表面的氧化铁去除后，用高温红外线检测枪测得表面温度长度方向的温度；当轧机完成轧制后检测钢坯内心温度、黑印温度，从而计算钢坯的心表温差、黑印温差和板坯长度方向温差。
氧化烧损率的测定计算公式：(毛坯总量-成品总量)/毛坯总量×100％。
表1板坯出炉后的温差和氧化烧损率
由表1可知，实施例1～实施例5中的δT1、δT2和δT3，均分别显著小于对比例1～对比例4中的δT1、δT2和δT3，通过本发明中的加热工艺制得的板坯，其心表温差、黑印温差和板坯长度方向温差均不大于30℃。其次，实施例1～实施例5中的氧化烧损率均小于对比例1～对比例4中的氧化烧损率，通过本发明中的加热工制得的板坯，其氧化烧损率不大于2％。因此，通过本发明中的加热工艺，能够制得加热质量合格的板坯，且提高单批次加热板坯的量，从而提高生产效率，填补三道次加热炉加热工艺领域的空白。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种三道次加热炉的加热工艺，其特征在于：包括：预先调节以下参数：助燃风机出口压力为4～7kPa，炉膛压力为20～30MPa，煤气热值为2000～4100kJ/m3，煤气总管压力为6～11kPa，压缩空气为0.4～0.6MPa；
在三道次加热炉内，板坯由入炉端向出炉端输送，在输送过程中通过预热段、加热段一加热段二和均热段，
在预热段，炉内压力为20～25kPa，炉温为900～1050℃；
在加热段一，加热段一的下煤气流量为1450～2000Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1000～1500Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5～5.5:1，炉温为1150～1200℃；
在加热段二，加热段二的下煤气流量为1500～2500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1000～1600Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5～5.5:1，炉温为1250～1300℃；
在均热段，均热段的下煤气流量为1450～1600Nm3/h，均热段的上煤气流量为950～1100Nm3/h，空气与煤气的体积比为2.5～5.5:1，炉温为1250～1300℃。
2.根据权利要求1所述的三道次加热炉的加热工艺，其特征在于：监测煤气热值H，当2000≤H＜2500kJ/m3时，加热段一、加热段二和均热段中，空气与煤气的体积比为2.5～3.5:1；当2500≤H＜3000kJ/m3时，加热段一、加热段二和均热段中，空气与煤气的体积比为3.5～4.0:1；当3000≤H≤4100kJ/m3时，加热段一、加热段二和均热段中，空气与煤气的体积比为4.0～5.5:1。
3.根据权利要求1所述的三道次加热炉的加热工艺，其特征在于：在加热段一，加热段一的下煤气流量为1500～2000Nm3/h，加热段一的上煤气流量为1100～1500Nm3/h。
4.根据权利要求1所述的三道次加热炉的加热工艺，其特征在于：在加热段二，加热段二的下煤气流量为1900～2500Nm3/h，加热段二的上煤气流量为1500～1600Nm3/h。
5.根据权利要求1所述的三道次加热炉的加热工艺，其特征在于：在均热段，均热段的下煤气流量为1500～1600Nm3/h，均热段的上煤气流量为1000～1050Nm3/h。
6.根据权利要求1所述的三道次加热炉的加热工艺，其特征在于：预热段的长度为L1，加热段一的长度为L2，加热段二的长度为L3，均热段的长度为L4，L1＞L3＞L2＞L4。
7.根据权利要求6所述的三道次加热炉的加热工艺，其特征在于：L1为11.5～12.5m，L2为5.5～6.5m，L3为7.5～8.5m，L4为4.5～5.5m。
8.一种如权利要求1至7中任一项所述的加热工艺制得的板坯。
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