步进式加热炉自动控制系统的设计
2009-5-7 9:47:00 来源：作者： 网友评论 0 条 点击查看
摘 要：目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。本文通过对步进式加热炉 系统的设计，从而反映出当今自动化技术的发展方向。同时，介绍了软件设计思想和脉冲式燃烧控制技 术原理特点及在本系统的应用。 1 引言 加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该 配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生 产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。 我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、 产量低，烧损大，操作不当时会粘钢造成生产上的问题，难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难 以克服的缺点，而步进梁式炉是靠专用的步进机构，在炉内做矩形运动来移送钢管，钢管之间可以留出 空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦，出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，钢管加热断面 温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活等特点，其生产符合高产、优质、低耗、节 能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。 全连续、全自动化步进式加热炉。这种生产线都具有以下特点: ①生产能耗大幅度降低。 ②产量大幅度提高。 ③生产自动化水平非常高，原加热炉的控制系统大多是单回路仪表和继电逻 辑控制系统，传动系统也大多是模拟量控制式的供电装置，现在的加热炉的控制 系统都是 PLC 或 DCS 系统，而且大多还具有二级过程控制系统和三级生产管理系 统。传动系统都是全数字化的直流或交流供电装置。 本工程是某钢铁集团新建的 φ180 小口径无缝连轧钢管生产线中的热处理线部分的步进式加热炉设 备。 2 工艺描述 本系统的工艺流程图见图 1
图 1 步进式加热炉工艺流程图 淬火炉和回火炉均为步进梁式加热炉。装出料方式：侧进，侧出;炉子布料：单排。活动梁和固定梁 均为耐热铸钢，顶面带齿形面，直径小于 141.3mm 钢管，每个齿槽内放一根钢管。直径大于 153.7mm 的 钢管每隔一齿放一根钢管。活动梁升程 180mm，上、下各 90mm，齿距为 190mm，步距为 145mm。因此 每次步进时，钢管都能转动一角度，使钢管加热均匀，并防止在炉内弯曲变形。步进梁能进行正循环， 送循环、单动、点动各种动作，升降时对钢管轻托轻放，前进时缓起缓停，无振动冲击和失控现象。同 时，具有踏步功能，踏步时向后步距为 45mm，使钢管在原齿槽内不断转动。 固定梁用带保温支柱支撑其顶面高出炉底 520mm。使炉气能围绕钢管形成良好的循环，保证均匀加 热。 淬火炉沿炉长方向分为装料段、加热段和保温段。装料段炉顶压低，不装排烟予热钢管（三个测量 温度点），以免钢管突然受到强大热流冲击产生弯曲变形。 加热段沿炉宽方向分为四个区段进行比例燃烧和温度控制。保温段沿炉宽方向分 4 区段进行脉冲燃 烧和温度控制（用二套控制器），以确保保温区炉温± 5℃和保温后钢管全长温度均匀性在 10℃以内的要 求。同时更方便用户控制钢管端温度，满足淬火需要。 淬火炉最高控制炉温 960℃，允许 max1050℃。 回火炉沿炉长方向分为装料段，加热段，均温段和保温段。同样装料段不设烧嘴。加热段沿炉宽方 向分二个温区，中间 8 个烧嘴为一个温区，两边各 4 个烧嘴合起来为一温区，用一个脉冲控制器控制。 均温段、保温段沿炉宽方向各分为四区（每二个温区一个控制器），均采用脉冲燃烧温度控制。 确保炉温控制± 5℃，保温后钢管全长温度均匀性 10℃的要求。 回火炉最高控制炉温 750℃，允许 max800℃（为生产高压锅炉管作储备）。 淬火炉、回火炉炉内烟气均经装料段下方的八个分烟管引出，进入集烟管，由集烟管中部引至总烟 管，通过空气予热器回收烟气余热，再经烟道由烟囱排入大气。这种方式可有效防止炉内烟气的偏流。 淬、回火炉进出料均采用侧进，侧出方式。淬火炉装出料悬臂辊采用斜 80 角安装，使钢管在入炉和 出炉时产生自转并靠向装出料端墙一侧靠齐，其目的是防止钢管入炉时弯曲并有利装出料定位。 3 步进式加热炉生产中的关键控制技术
3.1 生产节奏的控制 步进式加热炉生产中的生产节奏的控制是非常重要的，在管材线全自动、全连续工作时，加热炉区 的机械设备如进料辊道、步进梁、出料辊道、液压站及其它公辅设施，设备运行节奏必须高度统一，才 能实现管材物流全过程准确定位，以实现全自动、全连续工作。 依据生产调度计划而需要装炉时，通过上料台架输送至装料辊道，经光电开关及金属探测器而自动 输送到炉外辊道上。待炉内装料端空出位置时，自动开启炉门，由其及炉内辊道托入炉内放置到固定梁 上，并由此开始进行炉内的管材物流跟踪。管材通过炉子步进梁自装料端一步步地移送到炉子的出料端。 由装在出料端的光电开关检测到管材边缘并在步进梁完成此时的步距运行后，暂停步进梁的移送动作， PLC 同时测算等待出炉管材的位置。在加热炉接到出钢信号后，再自动开启出料炉门，由出料辊道运至 炉外出料辊道上。当金属检测器探测到管材时，在由出料辊道输送至其他设备，进行下一道工艺。 管材输送、测量、装出料、物流跟踪以及管材的数据信息交换通过 PLC 和二 级计算机系统进行顺序、定时、联锁与逻辑控制，实现操作自动化和计算机管理。 3.2 加热炉燃烧控制 工业炉的燃烧控制水平直接影响到生产的各项指标，例如：产品质量、能源消耗等。目前国内的工 业炉一般都采用连续燃烧控制的形式，即通过控制燃料、助燃空气流量的大小来使炉内的温度、燃烧气 氛达到工艺要求。由于这种连续燃烧控制的方式往往受到燃料流量的调节和测量等环节的制约，所以目 前大多数工业炉的控制效果不佳。随着工业炉工业的迅猛发展，脉冲式燃烧控制技术也应运而生，并在 国内外得到一定程度的应用，取得了良好的使用效果。 目前高档工业产品对炉内温度场的均匀性要求较高，对燃烧气氛的稳定可控性要求较高，使用传统 的连续燃烧控制无法实现。随着宽断面、大容量的工业炉的出现，必须采用脉冲燃烧控制技术才能控制 炉内温度场的均匀性。 本系统主要采用脉冲燃烧系统。它是一种间断燃烧的方式，使用脉宽调制技术，通过调节燃烧时间 的占空比（通断比）实现窑炉的温度控制。燃烧状态下的燃料流量可通过主燃料控制阀门在线调节，燃 烧器一旦燃烧，就处于其设计的最佳燃烧状态，保证燃烧器燃烧时的燃气出口速度不变。控制系统使炉 内燃烧器交替燃烧，通过燃气在炉内的不断搅拌，使炉内温度场均匀分布。当需要升温时，燃烧器燃烧 时间加长，间断时间减小;需要降温时，燃烧器燃烧时间减小，间断时间加长。并根据炉内的设定温度来 控制燃烧时的燃料流量，当设定温度较低时，将主燃料控制阀门关小，当设定温度较高时，将主燃料控 制阀门开大，避免炉内处于低温状态时，燃气与炉内的温度差过大，对炉内制品造成的直接热冲击。 脉冲燃烧系统的主要优点为： 1） 系统简单可靠，造价低。 2） 可提高炉内温度场的均匀性。 3） 传热效率高，大大降低能耗。 4） 燃烧器的负荷调节比大。 5） 无需在线调整，即可实现空燃比的精确控制。 与传统的比例燃烧控制相比，脉冲燃烧控制系统中参与控制的仪表大大减少，仅有温度传感器、控 制器和执行器，省略了大量价格昂贵的流量、压力检测控制机构。并且，由于只需两位式开关控制，执 行器也由原来的气动（电动）控制阀门变为电磁阀门，增加了系统的可靠性，大大降低了系统造价。
步进式加热炉加热质量控制系统的设计 摘要：目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。本文通过对步进式加热炉加热质量控制系统的设计，从而反映出当今自动化技术的发展方向。同时,介绍了软件设计思想和脉冲式燃烧控制技术原理特点及在本系统的应用。 一、引言 加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。 我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大,操作不当时会粘钢造成生产上的问题,难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点,而步进梁式炉是靠专用的步进机构,在炉内做矩形运动来移送钢管,钢管之间可以 留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦,出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕,钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高,生产操作灵活等特点,其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。 全连续、全自动化步进式加热炉。这种生产线都具有以下特点：
①生产能耗大幅度降低。②产量大幅度提高。③生产自动化水平非常高,原加热炉的控制系统大多是单回路仪表和继电逻辑控制系统,传动系统也大多是模拟量控制式的供电装置，现在的加热炉的控制系统都是PＬC或DCＳ系统，而且大多还具有二级过程控制系统和三级生产管理系统。传动系统都是全数字化的直流或交流供电装置。 本工程是某钢铁集团新建的φ1８0小口径无缝连轧钢管生产线中的热处理线部分的步进式加热炉设备。 二、工艺描述 本系统的工艺流程图见图1 ?图1 步进式加热 炉工艺流程图 淬火炉和回火炉均为步进梁式加热炉。装出料方式：侧进，侧出;炉子布料：单排。活动梁和固定梁均为耐热铸钢，顶面带齿形面，直径小于１41.3mm钢管，每个齿槽内放一根钢管。直径大15 ３.7mm的钢管每隔一齿放一根钢管。活动梁升程180mm，上、下各90mm，齿距为１90mm，步距为145mm。因此每次步进时，
二 步进式加热炉设计计算 2.1 热工计算原始数据 (1)炉子生产率：p=245t/h (2)被加热金属： 1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t 始=20℃ 4)金属加热终了(出炉)表面温度：t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t ≤15℃ (3)燃料 1)种类：焦炉煤气 2)焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3)煤气不预热：t 煤气=20℃ 表1-1 焦炉煤气干成分(%) 废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃ 2.2 热工计算 2.2.1 焦炉煤气干湿成分换算 查燃料燃烧附表5，3/9.18m g g = 10000124.0100124.0222?+= 干 干 湿O H O H g g O H 100 100%%2湿 干 湿 O H X X -?= 由上式得 %2899.22=湿O H
00 00 25741.56100 2899.21009.57%H =-? =湿 00 00 48184.24100 2899.21004.25%CH =-? =湿 0000 7939.8100 2899.21009%CO =-=湿 0000428336.2100 2899.21009.2%H C =-?=湿 000022702.1100 2899.21003.1%N =-?=湿 000023909.0100 2899.21004.0%O =-?=湿 000020290.3100 2899.21001.3%CO =-?=湿 代入表2—1中，得 表2-1 焦炉煤气湿成分(%) 2.2.2 计算焦炉煤气低发热值 ） （低 +?+?+?+??=424214100%8550%2580%3046187.4H C CH H CO Q = ()0 00 000 8336 .2141008184 .2485505741.5625807939 .83046187.4?+?+?+?? =17094.6830 KJ/m 3 误差%557.0%10017000 17000 6830.17094%=?-= 计算值与设计值相差很小，可忽略不计。 2.2.3 计算理论空气需要量L 0 )3322220/(1023)4(212176.4m m O S H H C m n H CO L m n -??? ? ???-++++=∑ 把表2-1中焦炉煤气湿成分代入
钛棒步进式加热炉使用说明书
目录 1 产品概况 2 结构与工作原理 3 安装 4 调试 5 维护与修理 6 随机文件 一．产品概述 1.1用途 主要用于钛棒锻前的补充加热。
1.2主要技术参数 a.额定功率：100KW b.额定温度：1050℃ c.炉温均匀性：±10℃（炉子进出口250㎜除外） d.控温精度：±1℃ e.控温区数：2区 f.炉膛有效尺寸：1500×1400×400㎜ g.装炉量：12根 h.规格：ф60—ф115—1000/600mm i.装料间距：130mm j.提升高度：60㎜ k.送料行程：70--100㎜ l.外型尺寸：～2500×2000×2000㎜ m.重量：～4.5t 1.3工作环境条件 1.3.1海拔不超过1000m； 1.3.2环境温度在5～40℃范围内; 1.3.3使用地区最湿月每日最大相对湿度的月平均值不大于90%，同时该月 每日最低温度的月平均值不高于25℃； 1.3.4周围没有导电尘埃，爆炸性气体及能严重损坏金属和绝缘的腐蚀性气 体； 1.3.5没有明显的振动和颠簸。 二．结构与工作原理 步进加热炉主要由炉体、电热元件、步进梁机构及电控系统组成。 2.1炉体 炉体由炉壳、炉衬等组成。 ·炉壳由型钢与钢板焊接而成，外侧板为普碳钢，厚5㎜，筋为角钢63×63×5。炉壳支撑为可调节支撑座，便于炉体水平和高度的调整。 ·炉衬为复合结构，侧墙为轻质粘土砖+硅酸铝纤维结构，厚度均为300㎜。
炉底采用保温砖和轻质粘土砖砌筑，厚度为320㎜。 ·炉顶为轻质硅酸铝纤维模块吊挂结构，厚度均为300㎜,炉盖为可拆式。 ·炉头进料口应安装有装料板，与感应加热炉衔接，棒料出来后自行滚落到出口轧机槽中。 ·炉前后装有炉门，气缸驱动（气源由甲方提供）。 2.2电热元件 采用性能良好的铁铬铝电阻丝制造，长寿命设计，表面负菏～1.2W/㎝2，电热元件布置炉膛两侧墙，充分考虑炉温均匀性，对电热元件进行合理布置，全部功率分2区布置，每区功率约50KW，电阻丝绕成螺旋状，安放在炉墙搁丝砖上。 2.3步进机构 步进梁机构由步进梁、固定梁、提升机构、步进机构组成。 ·步进梁和固定梁为耐热钢铸造加工而成，梁上有锯齿形料槽，用于棒料的定位，锯齿间距为130㎜。 步进梁（2根）和固定梁（2根）材质为Cr25Ni20Si2。厚度20mm。 ·步进梁通过梁上焊制的立柱穿过炉底固定在移动小车上，炉底上开有4个长孔，以便立柱能够自由移动。 ·固定梁支座砌筑在炉底衬内，固定梁固定在支座上，固定梁与步进梁之间留有20㎜宽间隙，每个梁间留有膨胀缝，可减少梁变形。 ·斜块式提升机构与移动机构配合运动使小车实现上升、前移、下降、后移矩形运动，完成棒料的输出。 ·小车的移动均由炉体下部的气缸驱动。 2.4控制系统 2.4.1主要控制任务 （1）炉内温度的精密控制 （2）各动作部分工作状态手动控制 （3）温度参数的显示 （4）故障报警 2.4.2技术特点 （1）温度控制：主要由高精度日本进口控温仪表SR3与大功率风冷可控硅模块
文章编号:1004-9762(1999)01-0025-04 液压比例技术在钢管步进梁式再加热炉的应用 李建国1, 方桂花2 (1.包头钢铁设计院,内蒙古包头 014010;2.包头钢铁学院机械工程系,内蒙古包头 014010) 关键词:再加热炉;液压技术;设计 中图分类号:T H137 文献标识码:A 摘 要:对钢管步进梁式再加热炉运动速度采用比例方向阀控制,可实现控制步进机械的运动速度和方向,获得最优控制.介绍了采用比例方向阀再加热炉液压系统的设计要点、控制方式和使用效果,分析了比例技术的应用特点. Application of hydraulic proportional technology in the reheating furnace LI Jian-guo1,FANG Gui-hua2 (1.Bao to u Eng ineer ing and Research Co rper atio n of Ir on and Steel Industr y,Baot ou014010,China; 2.Depar tment o f M e-chanical Engineer ing,U IST Bao tou,Bao tou014010,China) Key words:reheating furnace;hy dr aulic;designing Abstract:It is possible to use pr o po rtional directio nal v alve to adjust speed a nd direction of r eheating fur nace and the optimal contr ol can be obtained.T he desig n m ain po ints,contr ols pa tter and applicatio n results o f hy dr aulic sy stem of r ehea ting fur-na ce using pr opo rtional dir ect ional v alve are pr esented and the applicatio n character istic of pro po rt ional techno lo gy is anal-ysed. 随着轧钢工业自动化程度的不断提高,步进式再加热炉的应用越来越广泛.步进式再加热炉具有加热周期短,温度均匀等优点〔1〕,是钢管加热的理想选择.本文结合某钢管厂 100热轧机组步进梁式再加热炉液压系统,阐述了液压比例技术的应用. 荒管再加热炉为连轧机与定径机或张力减径机之间的中间环节〔2〕.在加热过程中,荒管边步进边旋转,在动梁与定梁上停留的时间相同,以避免烧出黑印而轧出螺旋线.由于荒管壁薄且长,高温时刚度和强度都很低,且已接近成品,因此,炉底机械必须保证连续生产,安全可靠,对荒管“轻托轻放”,没有跑偏,没有冲击,采用液压比例技术可以很好地保证上述工况的实现. 1 工艺要求〔1〕 (1)动作状态.根据生产工艺要求,步进机械动作状态应为3种. A.自动工作制,动作循环连续进行. B.半自动工作制,动作完成一个循环即停止. C.手动工作制,各项动作手动操作. (2)步进梁动作时应平稳,不应对荒管产生冲击. (3)钢管在动梁与定梁上停留的时间须相等. 1999年3月第18卷第1期 包头钢铁学院学报M arch,1999 Jour nal o f Bao tou U niv ersit y o f Iro n and Steel T echnolog y Vo l.18,No.1 收稿日期:1998-12-16 作者简介:李建国(1960-),男,内蒙古包头人,包头钢铁设计院工程师.
首钢迁钢2#热轧工程 步进梁式加热炉汽化冷却系统设计说明 1、汽化冷却系统的设计概述 1.1汽化冷却系统的冷却效果取决于汽化水的热量吸收。对于步进梁式加热炉，汽化冷却系统设计为强制循环系统。系统产生的饱和蒸汽进入车间蒸汽管网，或者在紧急情况下排入大气。 1.2循环系统的主要设备如下： ——炉底水梁及立柱 ——汽包 ——循环水泵（共3台） ——旋转接头组 给水供应系统主要设备如下： ——电动给水泵 ——除氧器 16
——除盐水箱 ——电动除盐水泵 ——柴油机给水泵 ——加药装置 加热炉炉底水梁，其外表面包扎有耐高温的保温层。 活动梁：4根； 固定梁：4根； 每根固定梁分为3段；每根活动梁分为3段； 另外，在均热段设两根单独固定梁，各自并联进相邻的固定梁；梁的编号为： 活动梁（串联结构）：2#、4#、5#、7#； 固定梁（串联结构）：1#、8#； 固定梁（串并联结构）：3#、6#。 16
每段梁均由一根双水平管和若干立柱组成，其中一根立柱为双管立柱，是支撑梁冷却水进水和出水的接管；其它为采用带有芯管的单管立柱。 1.3主要运行参数 汽包设计工作压力：0.8—1.3MPa（g） 工作温度：对应压力下的饱和温度 蒸发量： 13.0t/h（保温完好，10%排污率时） 对应给水量： 14.3 m3/h 蒸发量： 16t/h（10%保温脱落，10%排污率时） 对应给水量： 17.6 m3/h 蒸发量： 25t/h（40%保温脱落，10%排污率时） 对应给水量： 27.5m3/h 给水温度： 102~104℃ 系统总循环水量： 700—600 m3/h 16
. . . . 开题报告 题目热轧1400t步进加热炉液压系 统设计 学院机械自动化学院 专业机械电子工程 学号8 学生王杰 指导教师新元 日期2013年3月
开题报告 一、步进式加热炉的起源与发展 步进式加热炉是机械化炉底加热炉中使用较为广泛的一种，是取代推钢式加热炉的主要炉型。步进式加热炉始建于20世纪60年代中期，这种炉子已存在多年，因受耐热钢使用温度的限制，开始只用在温度较低的地方，适用围有一定的局限性。 随着轧钢工业的发展，对加热产品质量、产量、自动化和机械化操作计算机控制等方面的日益提高，在生产中要求在产量和加热时间上有更大的灵活性，这就要求与之相适应的炉子机构也应具有很大的灵活性，以适应生产的需要，基于上述原因，传统的推钢式加热炉已难于满足要求。而与传统的推钢式加热炉相比，步进式加热炉具有加热质量好、热工控制与操作灵活、劳动环境好等优点，特别是炉长不受推钢长度的限制，可以提高炉子的容量和产量，更适应当代轧机向大型化、高速化与现代化发展的需要。 经过改造后的步进炉结构，采用了步进床耐火材料炉底或水冷步进梁的措施，已能应用于高温加热。目前，合金钢的板坯、方坯、管坯甚至钢锭等轧制前的加热已有不少采用步进炉加热，使用效果较好。它的炉长不受推钢比的限制，大型步进炉生产率高达420万吨/年。 70年代以来，国外新建的许多大型加热炉大都采用了步进式加热炉，不少中小型加热炉也常采用这种炉型。现在新建的具有经济规模的各类轧钢厂基本上都选用了步进式加热炉；一些老厂如美国底特律钢厂热轧车间、法国索拉克和恩西俄厂
的热轧车间、日本和歌山热连轧厂与鹿岛厚板厂以及加拿大汉密尔顿的多发斯科厂等，在改建或扩建中都选用了步进式加热炉替代原有的推钢式加热炉。但当前轧钢加热炉，特别是中小型轧钢厂推钢式加热炉仍较多，这与中国的原燃料条件等多种因素有关。 步进式加热炉的炉底基本由活动部分和固定部分构成。按其构造不同又有步进梁式、步进底式和步进梁、底组合式加热炉之分。一般坯料断面大于(120×120)mm2多采用步进梁式加热炉，钢坯断面小于(100×100)mm2多采用步进底式加热炉。 二、步进式加热炉的前景 近十多年来，随着轧钢技术向着连续化，大型化、自动化，多品种、高精度的发展，步进式加热炉为适应工艺的要求，也朝着大型化，多功能，优质，高产，低消耗，无公害和操作自动化的方向迈进。 （1）大型化 目前，步进式加热炉的发展最显著的一个特点就是为了适应轧机小时产量的提高向着大型化方向发展。原联契列波维茨钢铁厂热带车间用步进梁式加热炉，炉子产量A．20T／'h，炉宽11．25m，炉有效长49．59m ，采用汽化冷却，压力为18kg／cm。，步进梁水平行程480mm，垂直行程200mm ，步进周期为6O秒。 德国克勒克纳公司不来梅厂热轧用步进梁式炉产量为400T／h。法国索拉克热轧带钢厂步进式加热炉，炉子有效长53．9m，炉子最大产量达525t／h。 我国80年代从法国斯太因引进的2050热轧厂用步进炉，炉子有效长50m ，炉由宽12．6m，炉子额定产量350t／h，最大产量400t／h，步进行程为500mm，
序言 毕业设计，它是一次深入的综合性的总复习，也是一种理论联系实际的训练踏实我们完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是我们综合运用所学过的基本理论基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。这对学生即将从事的有关技术工作和未来事业的开拓有一定意义。
毕业设计的主要目的： 1 培养我们综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学过的知识。 2培养我们树立正确的设计思想，设计构思和创新思维。掌握工程设计的一般程序，规范和方法。 3 培养我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书进行设计计算，数据处理。编写技术文件等方面的工作能力。 4 培养我们进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。 5 就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行 一次适应性训练。丛中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处。恳切各位老师给予指导。
课题简介 摘要： 步进梁式再加热炉是为连轧生产线提供钢管再加热在线常化（一种热处理方式）所用。它是依靠专用的步进机械使工件在炉内移动的一种机械化炉。 步进炉底的结构和传动方式要根据出料的频率和炉子的生产能力决定，它不仅要考虑炉内的温度、还要考虑被加工工件的尺寸参数和工地方面的实用性。所以必须严格计算其内部参数，保证炉子的生产和安全。 炉底机械采用双轮斜轨式机构。步进梁的升降和平移动作采用液压缸驱动。步进梁支柱穿炉底的孔洞采用干式“拖板”密封。装出料端设有拨料机，固定梁最末一个料位检测有料后，出料拨料机上升将钢管拖起后，出料拨杆立即下降将钢管拨送到出料悬臂轨道上，使钢管能够马上出炉，出料周期最快20s,可以满足125根/h的操作频率。 关键词：步进梁式再加热炉步进梁双轮斜轨式机构有效炉底长度梁距齿距 在生产中，利用燃料产生的热量，或者将电能转化成热量对工件或物料进行加热的设备，称为工业炉。锅炉也是工业炉的一种，机械工业应用的工业炉有多种类型，在铸造车间有熔炼金属的平炉、冲天炉、感应炉、电阻炉、真空炉等；在锻压车间有对钢锭或钢坯进行煅前加热的各种加热炉和消除应力的热处理炉；在热处理车间，有改善工件力学性能的各种退火、正火、淬火和回火的热处理炉；在焊接车间有压制前的钢板加热炉和焊后热处理炉；在粉末冶金车间还有烧结金属的加热炉等。 步进梁式再加热炉是为连轧生产线提供钢管再加热在线常化（一种热处理方式）所用。它是依靠专用的步进机械使工件在炉内移动的一种机械化炉。 参数：
1 introduction 1.1 Step into the furnace 1.1.1 Step into the furnace overview As western capitalist society in the 18 th century since the industrial revolution, the development of the society entered a new speed. According to the statistics in the industrial revolution in the world before the usage of the per capita steel is less than 5 kg. However, now of the social development to the ownership for 418 kg per capita steel. More and more steel structure appear in socialist construction. So steel has been now the main material of social development. And even once the shortage of supply. This prompted the steel industry is growing rapidly. To the year 2007, the world GangTieLiang has reached nearly nine hundred million tons. But because technology Co., LTD, add people to use more widely, steel emergence of steel more demand. So the steel and iron the smelting technology constantly improved. The first step in 1967 a beam furnace put into production. China 1979 years of production walking beam furnace is 32.5 meters long, production capacity of 270 tons per hour. Walking beam furnace stove than push steel have many advantages, thus become the first choice of rolling mills new furnace type. The scale of the steel rolling broadband is large development, walking beam furnace is one of the characteristics of furnace long from push steel, and can adapt to limit the length of mill production growth hour of the situation. Beijing steel design research institute nearly 20 years design of production more than 40 buildings stepping furnace, already pervaded strip, finances, great wire, strip steel, seamless tube, KaiPi, forging and other steel and steel belt factory, in 1994 have put in taigang, meishan strip factory of walking beam furnace rated output, respectively for 180 t/h and 280 t/h, chongqing iron and steel institute of design for pangang during the 1450 factory design walking beam furnace, rated output for 150 t/h, also put into production in 1992. Early heating furnace interior is a continuous type push with steel machine, it is the role of ingot or billet in turn push in charging. In the end the material, the furnace of steel machine can push will heating good from the other end of the billet reheating furnace out. In side out of the furnace of material, push the steel billet machine will be launched to the material position, again by the steel ingot machine will be out; Now most use is stepping type mobile device. Step into the furnace heating temperature even, heating time fast, high output, and big production flexibility and may, when necessary, will furnace empty blank. Heated, the blank of the surface of the water pipes under small black imprint, blank temperature even, heating efficiency is high. Heating special steel is, can be met on the surface quality of the blank (oxidation, decarburization, scratch, etc) height requirements; Heating large panel, as the slab temperature even, to reduce the thickness different rolling. So now stepping type
摘要 加热炉是将物料或者工件加热的设备。在冶金工业中加热炉习惯上指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉。步进梁式再加热炉是连轧生产线提供钢管再加热所有。它是依靠专用的步进机械使工件在炉内移动的一种机械化炉子。 步进梁式加热炉设计一种连续式加热炉它是靠专用的步进机构，按照一定的轨迹运动，使炉内钢料一步一步地向前推进。 步进梁式加热炉炉底的结构和传动方式要根据出料的频率和炉子的生产能力决定，它要考虑被加工工件的尺寸参数和工地方面的尺寸大小。所以必须严格计算其内部参数，保证炉子的生产和安全。 炉底机械采用双轮斜轨机构。步进梁的升降和平移动作采用液压缸驱动。加热炉炉床由固定梁和步进梁两部分组成，步进梁由双重轮对的多轴框架支撑，其外侧走轮由液压缸驱动，可以在倾斜轨道上滚动，使步进梁作上升或者下降运动。上层托轮直接拖住步进梁，而步进梁则由另两个液压缸带动，实现平移运动。 关键词：步进梁式加热炉；步进梁；双轮斜轨式机构；液压传动
Abstract Heating furnace is the material or workpiece heating equipment. In the metallurgical industry in the metal to heating habits heated to rolled into the industrial furnace temperature forging. Walking beam type furnace is provided to steel rolling line heating all again. It depend on special stepping machinery to make the work in the furnace stove a mechanized moving. Stepping beam furnace design a continuous reheating furnace of it is to rely on special stepping institutions, according to certain trajectory, making furnace of steel material within step forward. Step reheating furnace bottom structure and driving mode according to the material of the frequency and the production capacity of the stove, it should consider decision by the size of the machining parameters and the site of size. So must strictly calculation its internal parameters, guarantee the production and the stove safety. Furnace bottom machine adopts double inclined rail agencies. The rise and fall of walking beam by hydraulic cylinder for peace movement driven. Heating furnace bed by fixed girders and walking beam two parts, walking beam of by double round multiaxial framework, the lateral go round supported by hydraulic cylinder drive, can tilt orbit in rolling make walking beam rise or fall as sport. The upper roller direct tugged walking beam, and walking beam is driven by two other hydraulic cylinder, realize the shift movement. KeyWords：stepping beam furnace，walking beam，double inclined rail https://www.doczj.com/doc/5017670455.html,mon rail agencies，hydraulic transmission
论文（设计）题目：热轧带钢步进式加热炉特点及分析 系别：建筑工程与环保系 班级：材料071 姓名： 指导教师： 2012年6 月2日
热轧带钢步进式加热炉特点及分析 (建筑工程与环保系材料071) 摘要 本论文一迁钢2160加热炉为例介绍了步进式加热炉的特点及分析。加热炉是轧钢生产线上的重要设备之一,也是钢铁工业中的耗能大户,因此提高加热炉的加热效率,降低能耗,对整个钢铁工业的节能具有重要的意义。加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。 关键词：步进梁式加热炉特点工艺流程发展 绪论 我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大，操作不当时会粘钢造成生产上的问题，难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点，而步进梁式炉是靠专用的步进机构，在炉内做矩形运动来移送钢管，钢管之间可以留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦，出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活等特点，其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。
2010-6-2 目录 摘要---------------------------------------------------------------------------2 绪论---------------------------------------------------------------------------2 1.加热炉概述----------------------------------------------------------------5 2.炉区设备-------------------------------------------------------------------7 2.1装料辊道-------------------------------------------------------------7 2.2加热炉的炉底步进机构-------------------------------------------8 2.3步进梁的升降、平移装置----------------------------------------9 2.4附属装置-------------------------------------------------------------9 3.加热炉主要工艺条件-----------------------------------------------------10 3.1用途-------------------------------------------------------------------10 3.2炉型-------------------------------------------------------------------10 3.3主要生产钢种-------------------------------------------------------10 3.4影响因素-------------------------------------------------------------10 3.5加热炉的缓冲时间-------------------------------------------------11 3.6 炉区的加热能力---------------------------------------------------11 4.炉型及结构----------------------------------------------------------------12 4.1轴向反向烧嘴供热的优缺点--------------------------------------12 4.2侧部调焰烧嘴供热优缺点-----------------------------------------12 5.加热炉的工艺特点-------------------------------------------------------14
加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任宝钢1780热轧带钢生产线，采用步进梁式加热炉，步进动作靠液压驱动。自投产以来，三个加热炉的液压系统均出现了梁下降时管路振动和啸叫。每个加热炉配一套液压系统，完成步进梁的升降和平移动作。系统利用比例阀控制，使步进梁能按设定的速度曲线运行。升降缸的系统原理如图1，上升时，电磁阀1、3、6、7得电动作。下降时，电磁阀2、3、4、5、7得电动作。定差减压阀控制比例阀前后压差为恒定，使得速度线性可控。 一、故障现象 步进梁升降振动。下降过程中，在加速结束转为匀速运动时，出现啸叫现象。伴随着啸叫，压力瞬时降低，然后又慢慢恢复；负责上升和下降的电磁阀得电时，系统液压冲击大，振动剧烈。 二、故障分析
啸叫发生时，系统的压力降低，这是泵供油不足的表现。因此，啸叫是因为系统的流量供应不足引起的。但是，油缸上升时，泵给无杆腔供油，下降时，泵给有杆腔供油，油缸上升、下降的速度曲线基本一致，而无杆腔容积比有杆腔容积大得多，因此，上升所需流量比下降时大得多。既然下降时会发生系统流量供应不足的现象，为什么上升时没有发生泵供油不足的现象呢？啸叫发生时，油缸供油路和回油路的压力都下降了，但供油路压力降至极低点，因此啸叫产生在供油路上。现假设流量足够低，对供油路的两个阀进行分析，减压阀全开，不会有振动产生，当然也就不会啸叫。而5号插装阀在压力足够低的情况下，会因弹簧力作用使阀芯关闭，切断油路，而后，流量积蓄，压力上升，再顶开阀芯，泄掉压力，阀芯又关闭。这样周而复始，产生了振动，导致啸叫产生。因而得出，啸叫是因5号插装阀的快速频繁启闭而产生的。 仔细观察系统运行情况，发现油缸上升时，变量柱塞泵的斜盘很稳定，随速度变化而作相应变化。但油缸下降时，泵的斜盘倾角变化异常，下降开始时，泵的斜盘由最小打到最大，接着在接近最小时啸叫产生。然后倾角又增大，并稳定。接下来，随油缸的速度，倾角作相应变化。显然，啸叫产生时，泵处于倾角最小状态，这时的泵流量最低。啸叫的产生的确是系统供油不足，而供油不足是泵斜盘变化异常引起，进一步的原因是油缸下降时的加速度与泵的响应不能匹配的缘故。
步进式加热炉温度均匀性研究 摘要温度均匀性是步进式加热炉综合性能评定中最关键的一个要素，也是确定加热炉是否符合工艺要求的基本标准。钛合金棒材在锻造前要通过步进式加热炉进行加热，步进式加热炉温度均匀性的好坏直接影响着钛合金棒材的组织性能和产品质量。本文从步进式加热炉工作方式、温度控制系统、温度测试系统和测试结果分析等几个方面对温度均匀性进行了研究。 关键词步进式加热炉；温度控制系统；温度测试系统；温度均匀性 0 引言 钛合金棒材步进式加热炉的最大优点在于采用了步进式结构，由于此结构设计合理，棒料从入炉口进，经加热后从后炉口滚落到输送辊道进入到下一工序，实现了连续式作业。与传统箱式炉相比，提高了生产效率，节约了能源，缩短了产品加工周期。目前西部超导公司钛合金加热炉的加热方式全采用电阻式加热，此加热方式的优点在于无粉尘污染，温度控制系统技术成熟，温度均匀性易于控制。目前在温度控制系统中，利用控制热电偶、二次仪表和三相电力调整器的合理优化控制，以此来控制电阻炉的发热功率，最终实现温度均匀性的合理控制，从而达到稳定产品质量的目的。 1 钛合金步进式加热炉 1.1 工作方式及分区 钛合金步进式加热炉的工作方式：将摆放整齐的钛合金棒料置于上料台架上，PLC棒材控制系统根据程序指令，驱动液压翻转机构实现一根根进料，并自动落进固定梁上用耐火材料制作的V型槽内，依靠水冷金属梁的上升、前进、下降、后退，将钛合金棒料向前运送并滚落进入静止梁等一系列连贯的操作，来实现钛合金棒料连续性的运送，在棒材连续送进过程中逐渐将棒料加热，直至完成加热。 钛合金步进式加热炉沿炉膛长度方向分为四个独立加热区，分为预热段和均热段。钛合金棒料首先进入步进式加热炉第一区，即预热段进行预热，由于进入预热段的棒料，都是从常温下进入开始预热的，为快速弥补被棒料吸收的热量，避免第一区温度持续下降，一般在第一区的功率设计时，就稍微加大了发热功率，这样才能保证棒料预热后达到一定的温度，以此来提高炉子的效率。均热段是主要的加热段，这里炉子温度高，可以将预热过的棒料快速提高温度，以达到工艺要求的目标温度。均热段位于第二、三、四区，在这里炉子的温度和棒料的温度相近，从而确保经步进炉加热后的棒料温度满足工艺要求。 1.2 温度控制系统
步进式加热炉设计计算 2.1 热工计算原始数据 (1)炉子生产率：p=245t/h (2)被加热金属： 1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t 始=20℃ 4)金属加热终了(出炉)表面温度：t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t ≤15℃ (3)燃料 1)种类：焦炉煤气 2)焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3)煤气不预热：t 煤气=20℃ 表1-1 焦炉煤气干成分(%) 废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃ 2.2 燃烧计算 2.2.3 计算理论空气需要量L 0 )3322220/(1023)4(212176.4m m O S H H C m n H CO L m n -??? ? ???-++++=∑ 把表2-1中焦炉煤气湿成分代入 2 0103909.08336.238184.2425741.56217939.82176.4-??? ????-?+?+?+?=L =33/3045.4m m
2.2.4 计算实际空气需要量Ln 查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入 7317.43045.41.10=?==nL L n 标m 3/标m 3 实际湿空气消耗量 0)00124.01nL g L n ?+=（湿 =7317.4)9.1800124.01(??+ =6.0999 标m 3/标m 3 2.2.5 计算燃烧产物成分及生成量 100 1 )(22? ++=∑CO H nC CO V m n CO 标m 3/标m 3 100 1)0290.38336.227939.88184.24(?+?++= =0.4231 标m 3/标m 3 n m n O H gL O H S H H C m H V 00124.0100 1 )2(2222+? +++=∑ 标m 3/标m 3 7317 .49.1800124.01001)2899.28336.228184.2425741.56(??+?+?+?+= = 1.2526 标m 3/标m 3 n N L N V 100 79100122+? = 标m 3/标m 3 7317.4100 7910012702.1?+? = =3.7507 标m 3/标m 3 )(100 21 02L L V n O -= 标m 3/标m 3 ()3045.47317.4100 21 -= =0.0897标m 3/标m 3 燃烧产物生成总量 2222O N O H CO n V V V V V +++=
辽宁科技大学 实习论文 题目：浅析步进式加热炉 课程名称：实习 院系：材料与冶金学院 专业：热能与动力工程 班级：热能09·3 姓名：宫琛琛 学号: 120093206086 2012年 09月 19日
一、步进式加热炉的起源与发展 步进式加热炉是机械化炉底加热炉中使用较为广泛的一种，是取代推钢式加热炉的主要炉型。步进式加热炉始建于20世纪60年代中期，这种炉子已存在多年，因受耐热钢使用温度的限制，开始只用在温度较低的地方，适用范围有一定的局限性。随着轧钢工业的发展，对加热产品质量、产量、自动化和机械化操作计算机控制等方面的日益提高，在生产中要求在产量和加热时间上有更大的灵活性，这就要求与之相适应的炉子机构也应具有很大的灵活性，以适应生产的需要，基于上述原因，传统的推钢式加热炉已难于满足要求。而与传统的推钢式加热炉相比，步进式加热炉具有加热质量好、热工控制与操作灵活、劳动环境好等优点，特别是炉长不受推钢长度的限制，可以提高炉子的容量和产量，更适应当代轧机向大型化、高速化与现代化发展的需要。经过改造后的步进炉结构，采用了步进床耐火材料炉底或水冷步进梁的措施，已能应用于高温加热。目前，合金钢的板坯、方坯、管坯甚至钢锭等轧制前的加热已有不少采用步进炉加热，使用效果较好。它的炉长不受推钢比的限制，大型步进炉生产率高达420万吨/年。 70年代以来，国内外新建的许多大型加热炉大都采用了步进式加热炉，不少中小型加热炉也常采用这种炉型。现在新建的具有经济规模的各类轧钢厂基本上都选用了步进式加热炉；一些
老厂如美国底特律钢厂热轧车间、法国索拉克和恩西俄厂的热轧车间、日本和歌山热连轧厂与鹿岛厚板厂以及加拿大汉密尔顿的多发斯科厂等，在改建或扩建中都选用了步进式加热炉替代原有的推钢式加热炉。但当前轧钢加热炉，特别是中小型轧钢厂推钢式加热炉仍较多，这与中国的原燃料条件等多种因素有关。 步进式加热炉的炉底基本由活动部分和固定部分构成。按其构造不同又有步进梁式、步进底式和步进梁、底组合式加热炉之分。一般坯料断面大于(120×120)mm2多采用步进梁式加热炉，钢坯断面小于(100×100)mm2多采用步进底式加热炉。 二、步进式加热炉的工作原理 步进式加热炉是靠炉底或步进梁的升降进退来带动料坯前进的，其工作原理如下：起始位置，活动炉底在坯料下面最低位置，坯料两端架在炉内的固定炉底上，以后在活动炉底升起将坯料托起，接着活动炉底下降将坯料放在固定炉底上，最后活动炉底又回复到原来位置，由上可知，活动炉底运动的轨迹为一个矩形，它运动一个循环的时间叫“周期”，它运动一次使坯料前行的距离叫“行程”。 步进炉加热的特点是：步进炉可以采取坯料之间分开的加热方式，这样加热速度快而且内外温度均匀。除此之外，步进式加热炉的装出料装置也是加热炉的重要部分。鞍钢厚板厂的步进梁式加热炉板坯装出炉程序及PLC联锁条件在设计原则上有利于提高生产率，合理节能且安全可靠。