轧钢厂步进式加热炉机械设备的保温分析

乔贺超+赵超华

（天铁轧二制钢有限公司 300400）

摘 要：加热炉是轧钢生产線的关键设备，加热炉加热和保温是轧钢重要的工序，加热温度控制的好坏直接影响到轧制产品的质量。加热炉一般包括加热炉本体、冷却系统、燃烧系统、进出料、排烟系统、余热回收系统、自动控制系统等7部分组成。从出料方式上分析，可以将加热炉分为推钢式和步进式两种。本文主要对步进式加热炉机械设备的保温性能进行分析。

关键词：轧钢厂；步进式加热炉机械设备；保温；分析

引言：根据轧机的轧制节奏合理控制各段温度是轧钢工艺中十分重要的内容。正常生产时按照生产工艺要求调整加热段、均热端温度，保证出炉温度控制在1150到1250℃之间，排烟温度控制在90到170℃之间。当炉子停扎保温时，应该减少煤气及空气流量，并保持空燃比为0.8：1，将炉温控制在1000到1100℃之间，防止炉子超出温度而出现粘钢现象。因此，为了提升轧钢质量，加强对加热炉保温性能的研究是十分必要的。

一、步进式加热炉概述

（一）步进式加热炉炉内的热交换过程分析

步进式加热炉炉内热交换过程主要包括三种，分别是对流传热、传导传热和辐射传热。对流传热是炉内气体与钢材表面接触时的热交换过程，包括炉内气体各部分发生位移所产生的对流作用及炉内气体分子之间的导热作用。传导传热是温度不同的物体直接接触，由于自由电子的运动或分子的运动而发生的热交换现象，此种传热发生在钢材表面以及内部和钢材及炉底之间。辐射传热是物体热射线的传播过程，温度越高，辐射能量越大，此种传热存在于炉内气体对炉壁、炉内气体和炉壁对钢胚表面[1]。

（二）步进式加热炉的构造和优点

步进式加热炉是机械化炉底连续加热炉的主要炉型，其应用优势在于克服了推钢比对推钢连续加热炉的影响，对于提升加热质量以及钢坯质量具有重要的作用与价值。鉴于，步进式加热炉的特点，其被广泛的应用于现代大型热带钢连轧机中。

与推钢式加热炉相比，步进式加热炉的基本特征是增加了可动的步进梁，通过步进梁作矩形轨迹往复运动带动钢坯在炉底上的移动，从而将其慢慢的从进料端送入到出料端。如图1所示，其为步进式加热炉工作原理示意图[2]。

图1 步进式加热炉工作原理示意图

如图1所示，步进式加热炉的炉底主要由固定梁和移动粱组成，其中移动粱又叫做步进梁。在钢坯处于固定梁的位置上时，步进梁处于图示中1的位置，开始作用以后，步进梁从1的位置上升到2点将钢坯在到达固定梁平面之前托起，然后步进梁会带着钢坯沿着水平方向从2点移动到3点，并下降到4点的最低位置上。当这样的过程循环往复一定的次数以后，将钢坯输送到出料端。步进梁在带动钢坯的过程中其可以实现可逆的往复运动，直到将钢坯运送到出料端以后，这种往复性运动便会停止[3]。

步进式加热炉的优势主要表现在以下几个方面：1.适用于不同尺寸和形状的钢坯；2.炉底强度大，生产能力强，炉子长度较短；3.一般不会产生粘钢和拱钢的问题，工作过程中灵活性较强；4.在步进梁的带动下，钢坯的下部不会出出现影响其外观的划痕。

二、步进式加热炉保温性能的分析

（一）影响步进式加热炉保温性能的因素

正常生产时按照生产工艺要求调整加热段、均热端温度，保证出炉温度控制在1150到1250℃之间，排烟温度控制在90到170℃之间。当炉子停扎保温时，应该减少煤气及空气流量，并保持空燃比为0.8：1，将炉温控制在1000到1100℃之间，防止炉子超出温度而出现粘钢现象。因此，影响步进式加热炉保温性能的重要因素包括煤气流量空气流量以及空燃比和相关材料等。因此，为了保证步进式加热炉的保温性能，要严格控制加热炉的加热过程。

步进式加热炉在加热控制过程中由于涉及到多个温度控制段，且不同控制段的温度具有较大的差异。因此，在加热控制过程中要提高炉子装料端温度，使预热温度端内的高温区接近于加热段的温度，并充分利用一般钢坯在低温时的导热系数特点，使冷板装入炉内后受到高温辐射热，从而对其温度进行调节和控制，使其处于最佳的温度状态下[4]。

（二）提高步进式加热炉保温性能的策略

为了提高步进式加热炉的保温性能，对步进式加热炉进行保温改造是十分必要的。通过引入步进式加热炉保温改造台车炉对其保温性能进行调节，可以起到一定的优化效果。步进式加热炉保温改造台车炉采用复合纤维保温，超轻质高强度微珠真空球节能砖，可以起到优化加热炉保温性能的效果[5]。

因此，综上所述对步进式加热炉保温性能的改造主要通过以下几个方面：1.引入特殊的耐火材料，通过材料控制的方式，改善加热炉的保温性能；2.加大对空燃比的控制，即在加热控制过程中，通过维持其空燃比，改善加热炉的保温性能。3.通过引入特殊装置，例如步进式加热炉保温改造台车炉。

结论：综上所述，本文主要分为两部分，分别论述了步进式加热炉的基本特点和工作原理，并在其基础上分析了步进式加热炉机械设备的保温性能特点和优化策略。

参考文献

[1]刘烽.轧钢加热炉计算机控制系统的研究[D].辽宁科技大学，2012.

[2]张清东，孙彦广，尹忠俊，秦勤，曹建国，刘国勇，阳建宏，闫晓强，苏兰海.冶金机械及自动化分学科发展[A]..2008-2009冶金工程技术学科发展报[C].：，2009：32.

[3]李芳.硅钢步进梁式加热炉速度控制系统研究[D].武汉科技大学，2005.

[4]符卫东.蓄热式加热炉在榆钢高线工程的研究与应用[D].兰州理工大学，2006.

[5]潘刚.带钢厂步进加热炉控制系统的改造[D].内蒙古科技大学，2009.