CN86102037A - 将钢料加热至热成型温度的设备 - Google Patents

Abstract

本发明设备包括一预热炉(1)和一与其配套的加热炉(2)。在加热炉(2)的进料口与预热炉(1)的出料口之间，安装一传送装置(5)和一个将废气从加热炉(2)传送到预热炉(1)中的废气排出管(23)。传送装置(5、6)可将料从预热炉(1)或外部传送过来。预热炉中装有多个高速烧嘴(7)。废气导管(23)在高速烧嘴(7)的靠近出口处〔火焰(22)的周边部分〕与高速烧嘴(7)连接。

Description

将钢料加热至热成型温度的设备

本发明涉及一种将钢料加热至热成型温度的设备，它包括一个预热炉和一个与它配套的加热炉。一送料装置位于加热炉的进料口和预热炉的出料口之间。在这两个炉子之间还安装有一个将废气从加热炉送到预热炉中的废气排出管道。

这种类型的设备已在DE-A-2706345中提出过。由于顺次装置了预热炉和加热炉，因而提高了炉子加热钢料的生产能力和经济效果。其原因主要是由于将加热炉中产生的废气输送到了预热炉中。

根据DE-A-2706345，在将废气从加热炉中输送到预热炉中的废气管道上，安装一通风机以驱动废气。废气温度不允许超过一定值，否则易于损坏通风机。DE-A-2706345提出的设备仅用于加热冷的钢料。

在现代钢厂中，人们试图将待热成型的钢料，在生产出来之后能够不经过冷却，直接进行热成型加工。为了节省能源，特别是对由连续铸锭设备生产的扁坯，圆坯或大钢坯来说，可利用在浇注过程中钢料中存储的热量进行热成型加工。

由于条件的限制，直接进行上述轧制经常是不可能的，因而钢料的温度时常低于热成型加工所需的温度，但仍然比冷钢料的温度高很多。到目前为止，几乎可以说，加热这种温度不高不低的钢料仍是困难的，因为传统的加热炉（步进式的或连续式的加热炉）的基本参数仅适合于将冷钢料加热到热成型温度，而不适合于将热钢料的温度提高少许。因为这将使钢料过热。还存在另外的缺点，即在热炉中装入高温钢料时，负荷是不足的。

这在冶金工业中是众所周知的（《冶金，炼铁工人手册》，第5版，425，806页），即采用均热炉以使钢锭的温度均匀，均热炉中分成多个炉室，以使其中的每一个能装入一个钢锭。均热炉中安装有许多个烧嘴，这将导致加热是不均匀的，也不易调节。还具有产生局部过热的危险。

还有，在钢厂中经常需要对那些放置于支座上变冷的钢料进行加热，为此，一般常采用的是通常构造形式的加热炉，或DE-A-2706345提出的加热设备。上面已叙及，这种设备用于加热热钢料是不经济的。

本发明的目的是消除上述的缺点和困难，并提出于本文开始处说明过的一种设备，可在此设备中处理冷钢料或高温（但是低于热成型温度）钢料。此设备可充分利用在加热炉中产生的废气。

本发明提出的方案实现了这些目的，即传送装置可以从预热炉中将料送来，也可以从其它处将料送来。预热炉中装有许多高速烧嘴。废气管在一个高速烧嘴出口处的火焰的外缘表面处与烧嘴连通。借助高速烧嘴的抽吸作用，将热废气从加热炉中抽进来。

可通过一优选的实施方案以充分地利用废气的含热量，其特征为：预热炉的炉内膛分隔为二部分，且都安装有高速烧嘴。从废气的流动方向看，在炉内膛的第二个部分中安装有一废气排出管，它通向炉内膛第一个部分的高速烧嘴，並在高速烧嘴中火焰的外缘表面处与高速烧嘴连通。在炉内膛第二个部分中的靠近料门处，安装有另一个废气排出管，通过后一措施，可确保使钢料能极其均匀地加热起来。

充分地利用加热炉废气热量是有优点的，这是由于，从加热炉通向预热炉的废气排出管上安装了一个热交换器。燃烧用空气将流过此热交换器。当此空气在其中被加热之后，即流向加热炉中的烧嘴处。

在预热炉的废气排出管中安装一热交换器，如此充分利用从预热室中排出的废气热量是有利的。冷空气可从其中通过，此后，一部分空气由燃烧用空气送气管通至预热炉中的高速烧嘴处，另一部分将通过安装在加热炉废气排出管上的热交换器，再流至加热炉中的烧嘴处。

在燃烧用空气进气管的某段管路上，即在通向预热炉高速烧嘴的分管与在加热炉的废气排气管上安装的热交换器之间的管路上，还安装有另一个燃烧用空气进气管。借助这种管路设计，无论待加热的钢料是冷的，或是高温的，此设备都可以进行处理。

为了能获得良好的调节效果，自通向加热炉烧嘴的燃烧用空气进气管上分出一燃烧用空气排出管，它与来自热交换器的、自加热炉通向预热炉的废气排出管相连接。借助一个吹风喷嘴，使燃烧用空气进气管与废气排出管连接起来，这样做是有利的，这样，燃烧用空气即能促进废气流动。废气将充入到预热炉中。

本发明将以下示图中的实施方案做一详细的说明。图1示意地示出了用于加热钢料的设备。图2所示为一通过轴线的高速烧嘴的断面图。图3所示为一通过图1中预热炉的Ⅲ-Ⅲ线的垂直断面图。图4所示为一用于预热、加热和再加热的扩大了的设备。

图1所示的设备基本上是由一预热炉1和一加热炉2组成的。一送料装置3可将需要装入预热炉1中的钢料4送至预热炉1的进料口一侧。在预热炉1和加热炉2之间装有另一送料装置5，它可将已预热过的钢料4送入到加热炉2之中。另一送料装置6与送料装置5连接，它可将放在预热炉至加热炉的送料装置5上的高温钢料4，送至加热炉2的进料口处。也可直接将料送至此处。这样，便可将预热炉1中的高温钢料4直接传送到加热室2中。

根据下述情况：如钢材是冷的;或钢材的温度虽较高，但仍然低于热成型的温度，并需要加热等，而使钢料或先经过预热炉1，再经过加热炉2，或只经过加热炉2进行加热。

预热炉用高速烧嘴7，即所谓的脉冲烧嘴进行加热。图2所示为一高速烧嘴的断面图。一烧嘴砖9穿过炉盖8或炉壁（根据高速烧嘴7的布置而定），该砖中有一通孔10，此孔自炉内腔处向外看呈缩径状。在烧嘴砖9的外侧装有一专用的烧嘴11，它与一燃气送气管12和一燃烧用空气进气管13连接。与烧嘴砖同处炉内一侧并与之连接的为一风眼砖14，其中心与通孔10及与其同心的通孔16的中心重合，它在烧嘴砖一侧的部位有一侧面进气孔17。通孔16在与侧面进气孔17的连接部位，及与通孔10的连接处，有一沿径向的扩展孔18。顺燃气的流动方向看，在此径向扩展孔18的后方为一圆滑的缩径部位19，再后为一圆锥形的通孔16的扩展部分21，此部分与炉内腔20相通。在通孔10中进行燃烧，直至到通孔16中仍然有足够量的火焰22，这将形成一股高速排出的燃气。根据喷射原理，高速排出的燃气将从侧面进气口17处，把气体抽吸上来，并携带这些气体高速地冲入到炉内腔20中。

侧面进气管17连接于一将废气从加热炉2引至预热炉1的烟气排出管23上。借助送风机24，并通过燃烧用空气进气管13，将空气送至高速烧嘴7处。送气管13通过一热交换器25。此交换器与一废气排出管26（将废气从预热炉1中排出）连接。烟气排出管与一未详细表示的烟囱连接。

燃烧用空气进气管13也用于向加热炉2中安装的烧嘴27中供给部分空气。烧嘴27的构造可采用常用的构造。在通向预热炉1的高速烧嘴7的支管28，与通向加热炉2的烧嘴27之间的一段燃烧用空气供气管13中，安装有另一个热交换器29，其中通过一将加热炉2中的废气输送至预热炉1中的废气排出管23（见图4）。

在通向预热炉1的高速烧嘴7的支管28;和废气热交换器29（它与将废气从加热炉2导向预热炉1的废气排出管23连接）之间的一段燃烧用空气送气管13上，还连接另一个与送风机30相通的燃烧用空气送气管31。如果装入的钢料是冷的，则通过此送气管可额外地供给一些料烧用空气，因为在这种情况下，全部或大部分通过送风机24及燃烧用空气送气管13送入高速烧嘴7中的空气，已被消耗掉。在与加热炉2的废气排出管23连通的热交换器29的后方，从燃烧用空气送气管13上分出一燃烧用空气排气管32，此管根据燃烧用空气的温度（由一温度敏感元件进行测定）可以用一调节阀来进行调整。排气管32连接一吹风喷嘴33，它还与废气排出管23连接。燃烧用空气可推动供给预热炉1的废气流动。

在冷料装炉的情况下，从加热炉2送出的废气大约有1100℃，到达高速烧嘴处时大约为700-800℃。

根据图3所示的预热炉1的实施方案，炉内腔20，被一个延伸至钢料4附近的分隔壁34分隔成二部分。借助于一未详细示出的送料机构，（例如，步进式送料机构），钢料4可连续地通过预热炉1内腔20的二个部分20′和20″。

从送料的方向看，在靠近炉内腔第二个部分20″的进料端35的炉底部位，有一废气排出管36，它并未与一烟囱相连接，而是将废气按送气方向送进炉内膛20第一部分20′中的高速烧嘴7处，烧嘴7已在图2中示出。废气将流入被火焰包围的高速烧嘴内，在该处，从气流方向看，由于高速烧嘴7的抽吸作用，废气将被抽进炉内膛的第二部分20″之中。在图3所示的实施方案中，上述情况即可快速而又有效地预热钢料4。这样，预热炉1即可承受大有装炉量，其炉膛长度也可很短。

图4所示为另一用于将钢料4加热至热成型温度的设备。这是一种通用型设备，可以满足各种要求。除了上述的加热炉2和预热炉1之外，还有两个再加热炉37。它们的进料孔38靠近将高温钢料送至加热炉中的传送装置6处。再加热炉的出料口47靠近一将加热后的钢料从加热炉传送至热成型设备（例如，轧机）中的传送装置39。

从再加热炉37中流出的废气，通常经过废气管40和热交换器41，再流至将废气从加热炉2输送至预热炉1的废气排出管23中。再加热炉37的热交换器41，用于预热由送风机42送至烧嘴43处的燃烧用空气。根据需要的废气量，可将从再加热炉37中流出的部分或全部的废气，通入一废热锅炉（它可产生蒸气）44中，然后再流入到安装有送风机45的烟囱46中。

在图4所示的设备中，可以装入冷的、温的或热的钢料。当钢料的温度很高，已接近热成型温度时，仅将它送入到再加热炉中即可。加热炉2和预热炉1，可将钢料加热到轧制温度。这些钢料，由于工艺或其他方面的原因而没有直接送到再加热炉37中。在生产过程中，当没有足够的热钢料送到再加热炉37中，因而无法供应可供轧制的钢料时，则可使钢料在加热炉2和预热炉1中加热，再传送到轧钢机组中。

当钢料4具有较高温度（约在400～700℃之间）时，它们不再需要预热，但需要加热至热成型温度，则可按上述的方法，将钢料绕过预热炉1，而直接送入到加热炉2中，方法是将钢料4放置于传送装置5上。该装置可将钢料从预热炉传送到加热炉处。在这种情况下，需停止使用与燃烧用空气送气管13连接的燃烧用空气送气管31。所需的燃烧用空气可由两个安装在燃烧用空气送气管13上的热交换器25和29供给，并被加热到约550℃。在这种情况下，预热炉1的高速烧嘴7是不起作用的，即不供给燃气和燃烧用空气。从加热炉2中流出的废气可以绕过预热炉，即经过废气管40，废热锅炉44，抽吸送风机45，到达烟囱46处。或者将废气经过烧嘴7的混合区后，借助于抽吸送风机的作用，使废气再经过预热炉1、废气管26、换热器25到达烟囱处。用这种方法可以不使预热炉冷却下来，这样，在装入冷钢料之后，便可以在任何时候，或者不需要很长时间，即可重新进行处理。

Claims (8)

1、用于将钢料(4)加热到热成型温度的设备，包括有一预热炉(1)和与其配套的加热炉(2)，在加热炉(2)的进料侧和预热炉(1)的出料侧之间安装有一传送装置(5)，在该处还安装有一将废气从加热炉(2)传送至预热炉(1)的废气排出管(23)，其特征为：根据需要，装炉的钢料(4)可以是冷的，或是高温的，传送装置(5、6)可以将料从预热炉(1)处送来，也可将料从其它处送来，在预热炉(1)中安装许多个高速烧嘴(7)，废气管(23)设在靠近高速烧嘴(7)的出口处，并在位于火焰(22)外周的部位(18)处与高速烧嘴连接，通过高速烧嘴(7)的抽吸作用，即可将加热炉(2)中的热废气抽吸到此处。

2、根据权利要求1提出的设备，其特征为：预热炉（1）的内膛（20）分成二部分，炉内膛（20）的二部分（20′、20″）安装有高速烧嘴（7），从钢料的传送方向看，第二个部分（20″）装有一废气排出管（36），它通向炉内膛（20）的第一个部分（20′），并与高速烧嘴（7）中的位于火焰（22）四周的部位（18）连接。

3、根据权利要求2提出的设备，其特征为：炉内膛（20）第二个部分（20″）的废气排出管（36）靠近该部分的进料端（35）。

4、根据权利要求1～3中的一个或多个要求提出的设备，其特征为：在将废气从加热炉（2）送入到预热炉（1）中的废气排出管（23）上安装一热交换器（29），在该热交换器中将通过从燃烧用空气进气管（13）中流入的燃烧用空气，这些空气在热交换器（29）中加热之后，将流至加热炉（20）中的烧嘴（27）处。

5、根据权利要求1～4中的一个或多个要求提出的设备，其特征为：在预热炉（1）的废气排出管（26）上装有一热交换器（25），其中有冷空气流过，冷空气通过燃烧用空气进气管（13），一部分流至预热室（1）中的高速烧嘴（7）中，另一部分将流过在加热炉（2）的废气排出管（23）上安装的热交换器（29），到达加热炉（2）的烧嘴（27）处。

6、根据权利要求5提出的设备，其特征为：在燃烧用空气进气管（13）的一个部位处，即通向预热炉（1）高速烧嘴（7）的支管（28）与加热炉（2）的废气排出管（23）之间的部位处，装有一热交换器（29），它与另外一个可供给燃烧用空气的进气管（31）连通。

7、根据权利要求5或6提出的设备，其特征为：一燃烧用空气排出管（32），从通向加热炉烧嘴处的燃烧用空气进气管（13）处引出，将与通过热交换器（29）之后的废气排出管（23）连接，后者从加热炉（2）通向预热炉（1）。

8、根据权利要求7提出的设备，其特征为：燃烧用空气排出管（32），通过一吹风喷嘴（33）与废气排出管（23）连接。

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