步进梁式加热炉炉压问题分析及处理方法 发表时间：2018-12-26T11:02:57.330Z 来源：《建筑模拟》2018年第28期作者：王新龙 [导读] 加热炉作为钢铁工业轧钢生产线的关键设备和能耗设备，其自动化控制水平直接影响到能耗、烧损率、废钢率、产量、质量等指标。 王新龙 莱芜钢铁集团银山型钢有限公司宽厚板事业部山东莱芜 271104 摘要：加热炉作为钢铁工业轧钢生产线的关键设备和能耗设备，其自动化控制水平直接影响到能耗、烧损率、废钢率、产量、质量等指标。 关键词：步进梁式；加热炉；关键技术 1加热炉发展和现状 现代化的高产量热轧带钢轧机，由于对轧制带钢的厚度、尺寸、公差带、钢表面质量和板型控制的要求日益严格，因而对板坯加热温度均匀性和热板坯表面的质量要求也不断提高。加热炉是热轧带钢轧机必须配备的加热设备，随着工业自动化技术的不断发展，现代化的热连轧机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，钢坯断面温差较大，板坯背面滑轨擦痕多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板坯，可以留出空隙，板坯和步进梁之间没有摩擦，通过托出装置出炉完全消除了滑轨擦痕，又有适合加热断面较大的坯料钢坯，加热断面温差小、加热均匀，以及可出空炉料炉长不受限制、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。 2步进式加热炉工艺流程 步进式加热炉炉型为三段供热端进端出步进梁加热炉。加热炉自装料端至出料端沿炉长上分为预热段、加热一段、加热二段及均热段。为了便于灵活调节各段炉温，在加热二段与均热段之间设有无水冷隔墙。用无水冷隔墙隔开，可以精确控制两段炉温和炉压，减少两段之间的辐射干扰。各段均为上下加热，采用分布在炉子侧墙上的烧嘴进行供热。通过每对烧嘴的切换燃烧，加强了炉气在炉内的扰动，增强了炉气对钢坯的传热。空气预热温度600℃以上，排烟温度250℃以下。加热工艺的操作包括正常生产时的加热温度、加热速度、加热时间等工艺参数的控制，以及对炉内气氛和炉压控制等项。计算机还有适应轧机计划和非计划停轧的功能。炉内钢坯通过步进梁的步进动作，自装料端一步一步经过加热一段、加热二段和均热段传送到炉子的出料端。在接到轧机要钢信号后，步进梁就将固定梁上最终料位处的钢坯托出到出料辊道上面，然后送出进入轧线轧制。全炉采用多台烧嘴，最大限度的保证了生产的连续稳定运行。通过控制烧嘴的开闭，可以适应多品种、小批量生产的需要。在加热特殊钢种时，可以根据实际情况关闭一加热段靠近炉尾的部分烧嘴，延长预热段长度，方便的实现低温入炉。在不需要低温入炉同时又有较大产量要求时，可以将全部烧嘴打开，延长加热段长度，提高产量，最大限度的实现操作的灵活性。加热炉采用端进料、端出料，可以减少冷风吸入和高温炉气外溢，必要时可出空炉。确保钢坯初始位定位准确，保证钢坯在炉内运行后准确达到出炉辊上面，顺利出炉。 2运行中存在的主要问题 2.1炉衬维修率高 步进炉炉衬目前国内大部分采用高铝混凝土浇注料复合保温结构，从内到外依次为：高铝混凝土浇注料、轻质耐火砖和硅钙板（也有用硅酸铝纤维板的），炉顶采用预制块吊挂，炉墙采用浇注料整体浇注。在使用过程中发现，由于高温浇注料的抗热震型较差，经常出现由于浇注料开裂而引起跑火现象，炉顶预制块碎裂掉落也时有发生。 2.2料坯跑偏 步进梁式加热炉料坯跑偏，是指料坯在步进梁加热炉内从输入辊道运行至出辊道时与理想工作位置的偏差。理想的工作状况是料坯的上述运行过程在加热炉长度和宽度方向上都不应有偏移。若料坯在长度方向上跑偏会造成炉墙擦伤，严重时会刮伤侧墙保温层，料坯相互碰撞造成划伤，影响工件质量；宽度方向的跑偏会造成无法将料坯两端都放在出料辊道上，从而导致出料故障，造成无法出坯。 2.3水梁黑印 在步进梁式加热炉内，料坯升温缓慢，与水梁上的垫块接触时间长，尤其是为了保证梁的高温强度而中间通冷水冷却，造成梁表面温度比炉温低很多，与梁接触的料坯部位温度比其它部位低20～30℃，导致料坯与垫块的接触处不能被很好地加热，形成黑印，影响钢坯轧制，对锻造极为不利。特别是400系不锈钢，高温时强度非常低，钢坯受自重力的影响，与水梁接触的部位易形成压痕，造成钢坯缺陷，影响产品品质。 2.4炉压波动 在步进梁加热炉布置中如果排烟口位置设置不合理、排烟不通畅，都容易引起炉压较大波动。炉压过大，会造成两端炉门烟气溢出，对炉门及附近设备造成损伤，影响设备使用寿命，不利于节能。同时，高温烟气会沿保温层缝隙游走到炉体钢结构并对其造成破坏。炉压过低，会造成炉外冷风吸入炉膛，降低炉温均匀性及加热效率。分析表明，步进梁加热炉在使用过程中出现的这些故障，造成维修时间长、费用高、生成效率低、产品质量下降，有时故障同时出现，严重影响了生产的正常进行。 3步进梁加热炉关键技术先进优化 3.1炉温控制 炉温控制器是炉温控制的核心。仅靠常规PID来控制炉温这个具有大惯性、大滞后的对象，会造成炉温控制系统的超调量大、响应速度慢。为此，提出了采用模糊PID控制策略，一方面通过能量需求分析建立煤气的消耗量与加热炉生产能力之间的基本函数关系，另一方面根据现场操作经验将加热炉生产分为几种典型工况，制定相应的模糊决策规则。在此基础上，建立了炉温模糊控制器。该模糊控制器采用前馈控制结构实现，这样既实现了模糊决策规则对煤气/空气流量控制的作用，又兼顾了PID的控制作用，两者作用的大小依生产情况决定。当生产比较平稳时，炉温模糊控制器的输出基本上没有变化，PID控制起主要作用；当生产变化大时，特别是在炉温发生波动前，模糊控制
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。
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
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.
内蒙古科技大学 过程控制课程设计论文 题目：钢坯加热炉温度控制系统 学生姓名： 学号： 专业： 班级： 指导教师：
目录 钢坯加热炉温度控制系统设计摘要 (1) 第一章引言 (2) 1.1加热炉温度控制技术的发展 (2) 1.2 加热炉一般结构与控制原理 (3) 1.3加热炉生产工艺 (4) 第二章加热炉温度控制系统 (5) 2.1串级系统控制概述 (5) 2.2 温度控制系统概述 (6) 2.3 加热炉炉温基本控制方案 (6) 2.3.1 炉温基本控制方案一 (6) 2.3.2 炉温基本控制方案二 (7) 2.3.1 炉温控制改进方案 (8) 2.4调节器正反作用的确定 (9) 2.4.1副调节器作用方式的确定 (9) 2.4.2主调节器作用方式的确定 (9) 第三章仪器选型 (10) 3.1温度传感器的选择 (10) 3.2流量变送器的选择 (10) 3.3执行器选择 (11) 3.4调节器的选择 (11) 第四章总结 (13) 参考文献 (14)
钢坯加热炉温度控制系统设计 摘要 加热炉是冶金行业生产环节中重要的热工设备。加热的目的之一是提高钢的塑性。钢在冷态下可塑性很低，为了改善钢的热加工条件，必须提高钢的塑性。一般来说，钢的热加工温度越高，钢的可塑性越好。钢的加热温度越低，加工所消耗的能量越大，轧机的磨损也越快，而且温度过低时还容易发生断辊事故。加热的另外一个目的是使钢的内外温度均匀。由于板坯内外的温差，使得金属内部产生应力，这样经过轧制过程后容易造成质量缺陷和废品。通过加热炉的均热使断面上温差缩小，避免出现危险的温度应力。板坯的加热质量直接影响到钢材的质量、产量、能源消耗以及轧机寿命。正确的加热工艺可以提高钢的塑性，降低热加工时的变形抗力，及时为轧机提供加热质量优良的板坯，保证轧机生产顺利进行。反之，如加热工艺不当，例如加热温度过高，会发生板坯过热、过烧，轧制时就要造成废品。 加热炉的燃烧过程是受随机因素干扰的，具有大惯性、纯滞后的非线性分布参量的随机过程。对于这种复杂的控制对象，即使是经验丰富的操作人员，也很难全面考虑各种因素的影响，准确地控制燃烧过程，造成炉温经常偏高或偏低，这些都严重影响了加热炉加热质量和燃耗，甚至影响正常生产。 加热炉的生产任务是按轧机的轧制节奏将钢材加热到工艺要求的温度水平和加热质量，并在优质高产的前提下，尽可能地降低燃料消耗，减少氧化烧损。连续加热炉的操作水平直接影响产品的质量、产量和生产消耗指标，钢坯的出炉温度要求在 1 150～1 250℃，靠操作工人调节阀门来控制炉温的效果很差，粘钢和硬断轧辊的事故时有发生，而且能源消耗特别大，所以国内外关于加热炉自动控制的研究一直受到重视，发展得比较快，也取得了较为丰硕的成果。 关键字：加热炉、温度控制、过程控制
. . . . 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：
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
这个设备的工作原理其实也不是特别的复杂，主要是钢坯不断由炉温较低的一端（连续式加热炉炉尾）装入，以一定的速度向炉温较高的一端（加热炉炉头）移动，在炉内与炉气反向而行，当被加热钢坯达到所需温度时，便不断从炉内排出。在炉子稳定工作的条件下，一般炉气沿着炉膛长度方向由炉头向炉尾流动，沿流动方向炉膛温度和炉气温度逐渐降低，但炉内各点的温度基本上不随时间而变化。 加热炉中的热工过程将直接影响到整个热加工生产过程，直至影响到产品的质量，所以对加热炉的产量、加热质量和燃耗等技术经济指标都有一定的要求，为实现炉子的技术经济指标，要求炉窑有合理的结构、合理的加热工艺和合理的操作制度。炉子结构，炉子高产量、优质量、低燃耗。由于炉体结构缺陷，造成炉窑先天不足，但会直接影响炉窑热工过程、制约炉窑的生产技术指标。 当然，这个设备的种类也不少，具体有这些可供消费者选择：1、从结构、热工制度等方面看，加热炉可按下列特征进行分类。如推钢式炉加热炉、步进式炉加热炉、链带式、环形加热炉等
2、按温度制度可分为：两段式、三段式和强化加热式加热炉。 3、按所用燃料种类加热炉可分为：使用固体燃料的、使用重油的、使用气体燃料的、使用混合燃料的。 4、按空气和煤气的预热方式可分为：换热式的、蓄热式的、不预热加热炉。 5、按出料方式可分为：端出料的和侧出料的。 6、按钢料在炉内运动的方式可分为：推钢式加热炉、步进式加热炉等。 7、此外连续式加热炉还可以按其他特征进行分类，加热制度是确定炉子结构、供热方式及布置的主要依据。 以上就是河南恒睿热能科技有限公司分享的全部内容，希望对大家的生活和工作有所帮助。
热轧加热炉步进梁液压系统设计 摘要 步进梁式加热炉具有加热速度快、温度均匀、操作灵活等优点，因而广泛的运用于现代冶金行业，它对提高钢材的产品质量，钢坯的成材率以及轧机设备的寿命由很大影响。 步进式连续加热炉靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。本次设计主要是设计步进梁加热炉的液压比例系统，采用比例控制，对速度的要求较高，由于在以一个运动周期中，负载的变化以及对钢坯运动速度的不同要求，要通过控制系统的流量来满足这些要求。为了实现对跑偏钢坯的校正，本系统加入对中液压缸来提前校正。为了实现钢坯在出现故障的时候能够在任意位置停止，系统加入了液压锁紧装置，以免出现系统失控。 通过对系统的校核和验算，本系统满足工艺要求。 关键词：步进梁式加热炉；比例控制；液压系统
Abstract Walking beam type furnace have many advantages, such as rupid speed of heating , homogeneity of heating temperature, flexibility of operation, so it has been used abroad in modern Metallurgy industry.It can improve the quality of steel products, the yield of billet, the life-span of rolling mill equipment. Walking beam type furnace use the beam at the bottom of the furnace or the cool steel beam to rise , to go ahead , to come down , to go back . So in this circle, the billet will be translated to the furnace for heating . In my graduation thesis, I will design the hydraulic proportioning system for the walking beam type furnace. As this system require strict movement of the beam, so proportional control will be used . As we know the speed of the beam will change at the reason of the change of the load in a circle, so we must change the flow of hydraulic actuating cylinder . In order to revise pass-line deflection of the billet, we use two horizontal cylinder to adjust thecentering of the billet ahead of the circle. At the same time, we use locking aquipement to fasting the beam at any location in case of malfunction. As the checking calculation of this system, it will meet process requirements. Key words:Walking beam type furnace; Proportional control; Pass-line deflection revise.
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。
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V ol.42N o.32013 INDUSTRIAL HEATING 3 4 75mm ～ 3 单重/kg 需要量/t ?a 400 max 60007.7 5806 连铸圆坯 2 min 4 500 600 max 6 0007.713063 连铸圆坯 合计 846080 2.2 加热炉小时产量及座数的确定加热炉年加热坯料量846080t ，年工作时间6800h ，则加热炉的年平均小时产量为155.5t 。 加热炉的实际产量受到加热钢种、轧制品种、轧制 节奏等多种因素的影响，在实际生产过程中不可能一直以平均产量进行生产。并且加热炉生产能力应具有一定的富余，因此在配备加热炉的实际产量时要考虑一定的富裕系数，该系数是一个经验数据，也跟整条轧线的操作管理水平、加热炉的总座数等很多因素有关。 结合产品大纲及车间工艺平面布置，最终确定车间布置2座加热炉，两座炉子产量不同，1座最大产量为180t/h ，1座最大产量为90t/h 。配套2座加热炉，是考虑该大棒生产线主要生产优特钢种，在生产优特钢种时加热炉产量较低，节奏较慢，加热炉产量成为影响轧线产能的瓶颈，配套2座加热炉能够满足生产的灵活性。
600×6 000 400× 6 000 500× 6 000 1180165150143196178 根据坯料情况，在相同的布料间距情况下，加热炉小时产量将按照坯料规格由大至小逐级递减。而在变步距情况，则根据布料间距，加热炉小时产量按照坯料规格由大至小呈现先增大后减小。两种不同步距产量比较柱状图如图7 所示。 图7两种步距布料产量比较图 加热炉步距的最终确定需要根据轧机能力及轧制表，以及原料规格所占比例情况，综合比较，选择合适的步距。 2.4特定步距情况下的垫块形式 圆坯的特殊形状对加热和输送都有特殊要求，尤其是钢坯的输送过程，输送过程的稳定是保证圆坯能够满足加热需求的前提。需加热的圆坯规格较多时，炉内布料很难像方坯那样能满足各种规格最理想的间距要求。 由于本步进梁式加热炉所加热的坯料为大圆坯，且有三种直径的坯料，因此采用双斜面槽形垫块，将耐热滑块制成“V”槽形状，横截面接触为双根线接触（实际为双条面接触），与弧形槽垫块的单根线（单条面接触）相比，由于接触面积大，钢坯输送的稳定性和钢坯接触面受压变形都会好很多。弧形槽垫块与“V”槽垫块布置见图8 。 图8弧形槽与“V”槽垫块布置图 由于钢坯与滑块之间的接触为线接触，加大了耐热垫块单位面积上所承受的压力。因此在选择耐热垫块时一定要高强度，一是考虑垫块材质，二是考虑垫块高度及单位面积。 2.5系统供热方案及炉型选择的确定 对于步进梁式加热炉，其炉型选择及供热方案的选 （下转第23页）
?步进式加热炉 ? ?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。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。?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。 ?与推钢式加热炉相比，步进式加热炉有下列优点： ? 1)加热的坯料不受断面形状和尺寸的限制，可以加热推钢式加热炉难以加热的大型板坯、异形坯以及细小和较薄的钢坯。 ?2)加热制度灵活，适应性较大。在炉长一定的情况下，可以通过改变钢料之间的距离即可改变炉内装料的数目，以适应轧机产量和钢种变化的需要。而调整步进周期，即可变化钢料在炉内的加热时间，从而适应不同钢种不同加热速度的需要。 ? ?步进式加热炉 产品特点
本公司步进式加热炉的优点： 1.炉形：分为预热段、加热段和均热段三段连续式。具有生产效率高、控温精确、工艺适用面广、高效节 能等特点。 2.炉衬：选用我公司自产的耐火材料，寿命长，结实耐用。 3.供热方式：炉子供热制度两侧墙多点、小火供热，炉压稳定；炉温均匀：根据不同的状况可选用单蓄热 或双蓄热等节能加热方式。 4.能耗： 1.1～1.2GJ/t 5.产量: 30t/h~220t/h 6.炉底水管冷却方式：水冷或汽化冷却 7.二、三级自动控件系统 ?步进式加热炉 ? ?步进式加热炉 ?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。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。 ?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。 ?与推钢式加热炉相比，步进式加热炉有下列优点：
YF-ED-J7780 可按资料类型定义编号 加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
加热炉步进梁运动啸叫原因及处 理责任实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 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
钢坯加热工艺 加热工艺制度包括加热温度、加热速度、加热时间、加热制度等。 一、 加热温度 钢的加热温度是指钢料在炉内加热完毕出炉时的表面温度。确定钢的加热温度不仅要根据钢种的性质，而且还要考虑到加工的要求，以获得最佳的塑性，最小的变形抗力，从而有利于提高轧制的产量、质量，降低能耗和设备磨损。实际生产中加热温度主要由以下几方面来确定。 A 加热温度的上限和下限 碳钢和低合金钢加热温度的选择主要是借助于铁碳平衡相图（图1-1）。当钢处于奥氏 图1-1 Fe-C 合金状态图（其中指出了加热温度界限） 1—锻造的加热温度极限；2—常化的加热温度极限； 3—淬火时的温度极限； 4—退火的温度极限 表1-1 碳钢的最高加热温度和理论过烧温度 含碳量（%） 最高加热温度（℃） 理论过烧温度（℃） 0.1 0.2 0.5 0.7 0.9 1.1 1.5 1350 1320 1250 1180 1120 1080 1050 1490 1470 1350 1280 1220 1180 1140
体区其塑性最好，加热温度的理论上限应当是固相线AE（1400~1530℃），实际上由于钢中偏析及非金属夹杂物的存在，加热还不到固相线温度就可能在晶界出现熔化而后氧化，晶粒间失去塑性，形成过烧。所以钢的加热温度上限一般低于固相线温度100~150℃。碳钢的最高加热温度和理论过烧温度见表3-1。加热温度的下限应高于A c3线30~50℃。根据终轧温度再考虑到钢在出炉和加工过程中的热损失，便可确定钢的最低加热温度。终轧温度对钢的组织和性能影响很大，终轧温度越高，晶粒集聚长大的倾向越大，奥氏体的晶粒越粗大，钢的机械性能越低。所以终轧温度也不能太高，最好在850℃左右，不要超过900℃，也不要低于700℃。 B 加热温度与轧制工艺的关系 上面讨论的仅是确定加热温度的一般原则。实际生产中，钢的加热温度还需结合压力加工工艺的要求。如轧制薄钢带时为满足产品厚度均匀的要求，比轧制厚钢带时的加热温度要高一些；坯料大加工道次多要求加热温度高些，反之小坯料加工道次少则要求加热温度低些等。这些都是压力加工工艺特点决定的。 高合金钢的加热温度则必须考虑合金元素及生成碳化物的影响，要参考相图，根据塑性图、变形抗力曲线和金相组织来确定。 目前国内外有一种意见，认为应该在低温下轧制，因为低温轧制所消耗的电能，比提高加热温度所消耗的热能要少，在经济上更合理。 二、加热速度 钢的加热速度通常是指钢在加热时，单位时间内其表面温度升高的度数，单位为℃/h。有时也用加热单位厚度钢坯所需的时间（min/cm）；或单位时间内加热钢坯的厚度（cm/min）来表示。钢的加热速度和加热温度同样重要。在操作中常常由于加热速度控制不当，造成钢的内外温差过大，钢的内部产生较大的热应力，从而使钢出现裂纹或断裂。加热速度愈大，炉子的单位生产率愈高，钢坯的氧化、脱碳愈少，单位燃料消耗量也愈低。所以快速加热是提高炉子各项指标的重要措施。但是，提高加热速度受到一些因素的限制，对厚料来说，不仅受炉子给热能力的限制，而且还受到工艺上钢坯本身所允许的加热速度的限制，这种限制可归纳为在加热初期断面上温差的限制，在加热末期断面上烧透程度的限制和因炉温过高造成加热缺陷的限制。下面分述它们对加热速度的影响： A 在加热初期，钢坯表面与中心产生温度差。表面的温度高，热膨胀较大，中心的温度低，热膨胀较小。而表面与中心是一块不可分割的金属整体，所以膨胀较小的中心部分将限制表面的膨胀，使钢坯表面部分受到压应力；同时，膨胀较大的表面部分将强迫中心部分和它一起膨胀，使中心受到拉应力。这种应力叫做“温度应力”或“热应力”。显然，从断面上的应力分布来看，表面与中心处的温度应力都是最大的，而在表面与中心之间的某层金属则既不受到压应力也不受到拉应力。可以证明，钢坯加热时的温度应力曲线与温度曲线一样，也是呈抛物线分布。 加热速度愈大，内外温差愈大，产生的温度应力也愈大。当温度应力在钢的弹性极限以内时，对钢的质量没有影响，因为随着温度差的减小和消除，应力会自然消失。当温度应力超过钢的弹性极限时，则钢坯将发生塑性变形，在温度差消除后所产生的应力将不能完全消失，即生成所谓残存应力。如果温度应力再大，超过了钢的强度极限时，则在加热过程中就会破裂。这时温度应力对于钢坯中心的危害性更大，因为中心受的是拉应力，一般钢的抗拉强度远低于其抗压强度，所以中心的温度应力易造成内裂。 如果钢的塑性很好，即使在加热过程中形成很大的内外温差，也只能引起塑性变形，以任意速度加热，都不会因温度应力而引起钢坯断裂。如果钢的导热性好（或导热系数高），则在加热过程中形成的内外温差就小（因Δt=qS/2λ），因而加热时温度应力所引起的塑性变形或断裂的可能性较小。低碳钢的导热系数大，高碳钢和合金钢的导热系数小，因而高碳钢