軋鋼廠步進式加熱爐機械設(shè)備的保溫分析

喬賀超+趙超華

（天鐵軋二制鋼有限公司 300400）

摘 要：加熱爐是軋鋼生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，加熱爐加熱和保溫是軋鋼重要的工序，加熱溫度控制的好壞直接影響到軋制產(chǎn)品的質(zhì)量。加熱爐一般包括加熱爐本體、冷卻系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、進出料、排煙系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)等7部分組成。從出料方式上分析，可以將加熱爐分為推鋼式和步進式兩種。本文主要對步進式加熱爐機械設(shè)備的保溫性能進行分析。

關(guān)鍵詞：軋鋼廠；步進式加熱爐機械設(shè)備；保溫；分析

引言：根據(jù)軋機的軋制節(jié)奏合理控制各段溫度是軋鋼工藝中十分重要的內(nèi)容。正常生產(chǎn)時按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整加熱段、均熱端溫度，保證出爐溫度控制在1150到1250℃之間，排煙溫度控制在90到170℃之間。當爐子停扎保溫時，應(yīng)該減少煤氣及空氣流量，并保持空燃比為0.8：1，將爐溫控制在1000到1100℃之間，防止爐子超出溫度而出現(xiàn)粘鋼現(xiàn)象。因此，為了提升軋鋼質(zhì)量，加強對加熱爐保溫性能的研究是十分必要的。

一、步進式加熱爐概述

（一）步進式加熱爐爐內(nèi)的熱交換過程分析

步進式加熱爐爐內(nèi)熱交換過程主要包括三種，分別是對流傳熱、傳導(dǎo)傳熱和輻射傳熱。對流傳熱是爐內(nèi)氣體與鋼材表面接觸時的熱交換過程，包括爐內(nèi)氣體各部分發(fā)生位移所產(chǎn)生的對流作用及爐內(nèi)氣體分子之間的導(dǎo)熱作用。傳導(dǎo)傳熱是溫度不同的物體直接接觸，由于自由電子的運動或分子的運動而發(fā)生的熱交換現(xiàn)象，此種傳熱發(fā)生在鋼材表面以及內(nèi)部和鋼材及爐底之間。輻射傳熱是物體熱射線的傳播過程，溫度越高，輻射能量越大，此種傳熱存在于爐內(nèi)氣體對爐壁、爐內(nèi)氣體和爐壁對鋼胚表面[1]。

（二）步進式加熱爐的構(gòu)造和優(yōu)點

步進式加熱爐是機械化爐底連續(xù)加熱爐的主要爐型，其應(yīng)用優(yōu)勢在于克服了推鋼比對推鋼連續(xù)加熱爐的影響，對于提升加熱質(zhì)量以及鋼坯質(zhì)量具有重要的作用與價值。鑒于，步進式加熱爐的特點，其被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代大型熱帶鋼連軋機中。

與推鋼式加熱爐相比，步進式加熱爐的基本特征是增加了可動的步進梁，通過步進梁作矩形軌跡往復(fù)運動帶動鋼坯在爐底上的移動，從而將其慢慢的從進料端送入到出料端。如圖1所示，其為步進式加熱爐工作原理示意圖[2]。

圖1 步進式加熱爐工作原理示意圖

如圖1所示，步進式加熱爐的爐底主要由固定梁和移動粱組成，其中移動粱又叫做步進梁。在鋼坯處于固定梁的位置上時，步進梁處于圖示中1的位置，開始作用以后，步進梁從1的位置上升到2點將鋼坯在到達固定梁平面之前托起，然后步進梁會帶著鋼坯沿著水平方向從2點移動到3點，并下降到4點的最低位置上。當這樣的過程循環(huán)往復(fù)一定的次數(shù)以后，將鋼坯輸送到出料端。步進梁在帶動鋼坯的過程中其可以實現(xiàn)可逆的往復(fù)運動，直到將鋼坯運送到出料端以后，這種往復(fù)性運動便會停止[3]。

步進式加熱爐的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1.適用于不同尺寸和形狀的鋼坯；2.爐底強度大，生產(chǎn)能力強，爐子長度較短；3.一般不會產(chǎn)生粘鋼和拱鋼的問題，工作過程中靈活性較強；4.在步進梁的帶動下，鋼坯的下部不會出出現(xiàn)影響其外觀的劃痕。

二、步進式加熱爐保溫性能的分析

（一）影響步進式加熱爐保溫性能的因素

正常生產(chǎn)時按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整加熱段、均熱端溫度，保證出爐溫度控制在1150到1250℃之間，排煙溫度控制在90到170℃之間。當爐子停扎保溫時，應(yīng)該減少煤氣及空氣流量，并保持空燃比為0.8：1，將爐溫控制在1000到1100℃之間，防止爐子超出溫度而出現(xiàn)粘鋼現(xiàn)象。因此，影響步進式加熱爐保溫性能的重要因素包括煤氣流量空氣流量以及空燃比和相關(guān)材料等。因此，為了保證步進式加熱爐的保溫性能，要嚴格控制加熱爐的加熱過程。

步進式加熱爐在加熱控制過程中由于涉及到多個溫度控制段，且不同控制段的溫度具有較大的差異。因此，在加熱控制過程中要提高爐子裝料端溫度，使預(yù)熱溫度端內(nèi)的高溫區(qū)接近于加熱段的溫度，并充分利用一般鋼坯在低溫時的導(dǎo)熱系數(shù)特點，使冷板裝入爐內(nèi)后受到高溫輻射熱，從而對其溫度進行調(diào)節(jié)和控制，使其處于最佳的溫度狀態(tài)下[4]。

（二）提高步進式加熱爐保溫性能的策略

為了提高步進式加熱爐的保溫性能，對步進式加熱爐進行保溫改造是十分必要的。通過引入步進式加熱爐保溫改造臺車爐對其保溫性能進行調(diào)節(jié)，可以起到一定的優(yōu)化效果。步進式加熱爐保溫改造臺車爐采用復(fù)合纖維保溫，超輕質(zhì)高強度微珠真空球節(jié)能磚，可以起到優(yōu)化加熱爐保溫性能的效果[5]。

因此，綜上所述對步進式加熱爐保溫性能的改造主要通過以下幾個方面：1.引入特殊的耐火材料，通過材料控制的方式，改善加熱爐的保溫性能；2.加大對空燃比的控制，即在加熱控制過程中，通過維持其空燃比，改善加熱爐的保溫性能。3.通過引入特殊裝置，例如步進式加熱爐保溫改造臺車爐。

結(jié)論：綜上所述，本文主要分為兩部分，分別論述了步進式加熱爐的基本特點和工作原理，并在其基礎(chǔ)上分析了步進式加熱爐機械設(shè)備的保溫性能特點和優(yōu)化策略。

參考文獻

[1]劉烽.軋鋼加熱爐計算機控制系統(tǒng)的研究[D].遼寧科技大學(xué)，2012.

[2]張清東，孫彥廣，尹忠俊，秦勤，曹建國，劉國勇，陽建宏，閆曉強，蘇蘭海.冶金機械及自動化分學(xué)科發(fā)展[A]..2008-2009冶金工程技術(shù)學(xué)科發(fā)展報[C].：，2009：32.

[3]李芳.硅鋼步進梁式加熱爐速度控制系統(tǒng)研究[D].武漢科技大學(xué)，2005.

[4]符衛(wèi)東.蓄熱式加熱爐在榆鋼高線工程的研究與應(yīng)用[D].蘭州理工大學(xué)，2006.

[5]潘剛.帶鋼廠步進加熱爐控制系統(tǒng)的改造[D].內(nèi)蒙古科技大學(xué)，2009.