环形加热炉设计浅析

２ Ｓ Ｍ 、１ Ｃ ｌ Ｖ Ｐ１ ０ ７ ｉ ｎ ２ ｒ Ｍｏ Ｇ、 １
（）炉顶 。炉 顶砌 筑从 炉 内向炉外 依 次为 ：低 ２
水 泥浇 注 料 （ 度 ２ ０ ｍｍ） 厚 ３ ，轻 质浇 注 料 （ 度 ７ 厚 ０ ａ ，磷 酸盐珍 珠岩 砖 （ ｒｍ） 厚度 ６ ｍ） ０ｒ 。 ａ
Ｄｅ ａ ｌ ｄ ｉ ｈ ｒ ｉ ｌ ｓｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｔ ｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｉ ｖ ｌ ｉ ｇ ｔ ｕ ｎ ｃ ｏ ｙ ｔ ｅ ｃ ｍｂ ｓ ｉ ｎ ｓ ｓ ｅ ， ｔ ｅ ｍｅ ｔ ｉｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｔ ｅ ｉ ｈ ｅ ｉ ｎ ｏ ｕ ｎ ｃ ， ｎ ｏ ｖ ｎ ｈｅｆ ｒ ａ ｅ ｂ ｄ ， ｈ ｏ ｕ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｃ ｈ ｈ — ｃ ａ ｉ ａ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｔ ｍａ ｉ ｎ ｒ ｌ ｔ ｄ ｔ ｈ ｌ ｃ ｒｃ ｌａ ｄ ｉ ｓｒ ｍｅ ｔ ｌｓ ｓ ｅ ．Ｔ ｅ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｈ ｎ ｃ ｌｅ ｕ ｐ ｎ ， ｎ ｈ ｕ ｏ ｔｏ ｅ ａ ｅ ｏ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔｉ ａ ｎ ｎ ｔ ｕ ｎ ａ ｙ ｔ ｍｓ ｈ ｐ ｒ ｔ ｆｔ ｅ ｏ
４ ７
烧 嘴 的加热 一段 、加热二 段 和均 热段 几部 分组 成 。 平 均 直径 １ 的管 坯 环形 加 热 炉 的供 热 能 力 ｍ ８ 和各段 热 量分 配情 况 见 表 １ ，加 热炉 的平焰 烧 嘴 的 设 置见 表 ２ 。
１ ）天然气平焰烧嘴分配 该环 形加 热炉 的供 热 由不设烧 嘴 的预 热段 ，设
１０ ） ．５
最大烟气量
空气 预热 温度
２ ４ ／（ 气 过 量 系 数 ５４ ０ｍ３ 空 ｈ
ｏ １ ５ ｔ ． ） ＝ ０
４ ～５０ ５０ ０

环形加热炉炉底机械设计易炳生 ① 夏 天(中冶南方工程技术有限公司 湖北武汉 430223 )摘要 新型环形加热炉炉底机械支撑 、定位 、传动系统是一种全新结构 ,它优化了之前的支撑轮支撑结 构和齿轮齿条传动结构 ,使炉子朝着重型 、大型化方向发展 ,并大大提高了炉子的生产能力和成材率 。

关键词 环形加热炉 炉底机械 设计M ach i ne D esign on the New 2style Annular Hea ti ng Furnace Botto mYi B i ngsheng X i a Tian(W I SDR I Engi nee r i ng & R e s ea r ch I nco r po r a t i o n L i m ited, W uhan 430223 )A B STRAC T The new 2style annu l a r hea t ing fu r nace b o t tom equ i pp e d w i th a comp le t e l y mode r n struc t u r e, wh ich can su ppo r t and o r ien t a t e the system of g ea r ing m e ch an i ca l ly, op ti m izs ea r lie r struc t u r e w i th su ppo r ting whee l s and gea r whee l 2an d 2rack g ea r in g la r ge l y . Thu s the hea t ing fu r nace is deve l op ing towa r d s to be mo r e heavily and la r g e 2 ly, wh i ch i m p rove s the cap a c i ty and yie l d of fu r nace .KE YW O RD S A n nu l a r hea t ing fu r nace M ach i ne of fu r nace b o t tom D e s ig n环形加热炉是用来加热供轧制的钢坯 、钢锭和供锻造或热处理的坯料 。

X X学院毕业设计说明书课题加热炉推料机构设计子课题同课题学生专业姓名班级学号指导教师完成日期摘要加热炉种类的繁多而又复杂，想要全部分析、设计、研究有些困难，所以本文为大家简单的介绍下加热炉的各种结构与性能，选择性的选取步进式加热炉进行研究，设计出一套简单的转底环形加热炉推料机构，从而代替人工加料，减少可能因为工人的失误而造成的危险。

减小因为工业的生产而造成人员的伤亡！我们将对转底环形加热炉推料机构进行系统的研究，（因为它是代替人工加料的核心部分！）转底环形加热炉燃烧系统的工作原理，论述转底环形加热炉燃烧控制系统的构成与功能设计贯穿钢铁生产的全部工序。

转底环形加热炉是连续式燃烧炉，在轧钢生产线中广泛应用，是轧钢工艺的前部工序。

钢坯从入炉侧装入，经过预热、加热、均热等燃烧区域达到控制温度后，从出炉侧出炉。

我们将要对各个环节展开认真，积极的研究与探讨，加深对加热炉推料机构的认识，从而达到对加热炉推料系统的研究与完善。

- 2 -毕业设计论文目录绪论： .............................................................................................................................. - 4 -一、加热炉的简述 ........................................................................................................ - 5 -1. 加热炉的概念........................................................................................................ - 5 -2. 加热炉的种类及特点 ............................................................................................ - 5 -3. 加热炉的一般结构 ................................................................................................ - 5 -4. 加热炉的结构特点 ............................................................................................... - 6 -二、加热炉的结构与设计.......................................................................................... - 8 -1. 加热炉推料机的结构 ......................................................................................... - 8 -2. 加热炉的运行参数.............................................................................................. - 9 -3. 加热炉的炉子改进............................................................................................ - 10 -三、加热炉推料机构的设计.................................................................................... - 10 -1. 加热炉推料机结构的设计方案与比较 .......................................................... - 10 -2. 机构运动方案设计的一半原则 ........................................................................ - 11 -3. 机械运动方案的评价 ........................................................................................ - 11 -5. 推料及的工作原理与技术改进 ........................................................................ - 11 -四、加热炉推料机构的安装.................................................................................... - 13 -1. 加热炉推料机构整体的发展方向 .................................................................... - 13 -2. 推料及的主要构件............................................................................................ - 13 -3. 装配的基础知识 ............................................................................................. - 14 -4. 推料机装配的工艺原则 ................................................................................... - 14 -5. 推料及的装配过程： ....................................................................................... - 15 -6. 加热炉推料机构的工作原理 ........................................................................... - 15 -五、加热炉的工作原理与主要技术参数......................................................... - 17 -1. 加热炉工作原理.................................................................................................. - 17 -2. 加热炉的运行参数................................................................................................ - 17 - 结束语：........................................................................................................... - 19 -致谢 .......................................................................................................................... - 20 - 参考文献： .................................................................................................................... - 21 -- 3 -绪论加热炉是利用燃料燃烧时所产生的热能对被加热体进行加热的设备。

《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，温度控制系统的设计与应用在工业生产中显得尤为重要。

环形炉作为许多工业生产过程中的关键设备，其温度控制系统的稳定性和精确性直接影响到产品的质量和生产效率。

因此，基于PLC的环形炉温度控制系统应运而生，本文将介绍其设计思路和应用效果。

二、系统设计1. 系统构成基于PLC的环形炉温度控制系统主要由PLC控制器、温度传感器、执行机构、人机界面等部分组成。

其中，PLC控制器作为系统的核心，负责接收温度传感器的信号，根据设定的控制算法输出控制信号，驱动执行机构进行温度调节。

2. PLC控制器设计PLC控制器是整个系统的“大脑”，其设计应考虑到系统的实时性、稳定性和可扩展性。

首先，应选择合适的PLC型号，根据环形炉的规模和工艺要求，确定I/O点的数量和类型。

其次，编写控制程序，实现温度的实时监测、报警、自动调节等功能。

此外，还应考虑到系统的故障诊断和保护功能，确保系统的稳定运行。

3. 温度传感器和执行机构的选择温度传感器是测量环形炉温度的关键部件，应选择具有高精度、高稳定性的传感器。

执行机构则是根据PLC控制器的指令进行温度调节的部件，常见的有电动调节阀、电动执行器等。

在选择时，应考虑到其响应速度、调节精度和可靠性等因素。

4. 人机界面设计人机界面是操作人员与系统进行交互的界面，应设计得简洁、直观、易操作。

通过人机界面，操作人员可以实时监测环形炉的温度、设定温度目标值、查看报警信息等。

此外，还应具备历史数据查询、报表生成等功能，方便操作人员进行生产管理和数据分析。

三、系统应用基于PLC的环形炉温度控制系统在实际应用中取得了显著的效果。

首先，该系统具有较高的控制精度和稳定性，能够实时监测环形炉的温度，并根据设定的控制算法自动调节执行机构，使温度保持在设定范围内。

其次，该系统具有丰富的功能，如温度报警、历史数据查询、报表生成等，方便操作人员进行生产管理和数据分析。

环形加热炉工艺要求
1.环形加热炉一座
用于管坯轧制前加热
管坯外径：∅155、∅215、∅230 mm
管坯定尺长度：1200~4200 mm
定尺管坯重量：max. 1350kg
生产能力：最大150 t/h（最大出钢节奏：150 p/h）；平均140t/h。

布料形式：单排布料和双排布料
出炉温度：1280︒C
管坯断面温差：±10℃
燃料：混合煤气（高炉煤气+焦炉煤气+转炉煤气）；发热值：1400kcal/ Nm3
注：（1）该生产线设计能力为40万吨/年，投产后实际生产能力可达60万吨/年，年需加热管坯量约70万t。

（2）同时考虑余热锅炉一座与溴化锂制冷设备联合，为车间操作室、办公室、设备等提供冷气，作为余热综合利用。

（3）利用烟气对空（煤气）预热。

入炉温度：500～900︒C
出炉温度：920～1050︒C
在线常化工艺：入炉600︒C,加热至要求温度后保温～5分钟
燃料：混合煤气（高炉煤气+焦炉煤气+转炉煤气），发热值：1400kcal/ Nm3
2.140项目产品大纲
140项目产品大纲（初步）。

根据坯 料 规 格， 炉 子 的 供 热 制 度 分 为 预 热
Vol. 30 Nபைடு நூலகம். 2
冶金能源
Mar. 2011
ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY
37
段、加热段和均热段。一般各段温度控制为预热 段 800 ～ 950℃ ，加 热 段 1100 ～ 1260℃ ，均 热 段 1280℃ ，排烟温度为 800 ～ 850℃ 。 1. 3 机械设备
（ 2） 烧嘴的布置 一般环形加热炉的烧嘴均安装在炉子的内外 墙和炉顶上，且都垂直于炉墙表面布置，其目的 是保证炉膛各段温度均匀。顶燃烧嘴对炉顶整体 性产生一定的影响。尤其当燃气压力波动时，在 烧嘴附近产生局部高温，严重影响炉顶寿命。 通过多年从事环形加热炉调试的实践，提出 燃烧器布置及供热负荷分配的原则。即烧嘴的单 个供热能力不要过大，应采用小烧嘴多点布置， 这样可使炉内各段的温度场均匀，钢坯断面温差 小，有利于提高钢坯的加热质量； 切忌烧嘴能力 过大、安装集中，造成预热段过长、温度较低而 起不到很好的预热作用； 而且钢坯到了加热带集 中加热，不但容易造成钢坯内外温度不均匀，还 容易使钢坯表面产生过热或过烧，产生较多的烧 损。在设置烧嘴的数量上，既要考虑到炉内温度 场均匀性，又要考虑清理和检修方便。对于炉膛 宽度小于 4m 的炉子，顶燃烧嘴的作用就比较小
2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创15环形加热炉的设计优化36金能源energyformetallurgicalindustryvol30no2mar2011环形加热炉的设计优化辽宁科技大学2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创15多年从事环形炉的设计监造施工调试对原有环形加热炉存在的设计缺陷及使用中的不足之处有了深入了解并对其进行了探讨和研究

《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，温度控制系统的设计与应用在工业生产中显得尤为重要。

环形炉作为许多工业生产过程中的关键设备，其温度控制系统的稳定性和精确性直接影响到产品的质量和生产效率。

本文将介绍一种基于PLC的环形炉温度控制系统，探讨其设计原理、系统架构和应用实例，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、系统设计1. 设计原理基于PLC的环形炉温度控制系统采用先进的控制算法和传感器技术，实现对环形炉内温度的实时监测和精确控制。

系统通过PLC控制器采集温度传感器的数据，根据预设的控制策略调整加热元件的功率，从而实现对环形炉内温度的精确控制。

2. 系统架构系统架构主要包括PLC控制器、温度传感器、加热元件、执行机构和人机界面等部分。

其中，PLC控制器作为核心部件，负责采集温度传感器的数据、执行控制策略、输出控制信号等工作。

温度传感器用于实时监测环形炉内的温度，将温度信号转换为电信号传输给PLC控制器。

加热元件根据PLC控制器的指令调整功率，以实现对环形炉内温度的调节。

执行机构包括电机、阀门等，用于实现系统的自动化控制。

人机界面用于显示系统的工作状态、温度值、控制参数等，方便操作人员进行监控和调整。

三、控制策略系统的控制策略采用先进的PID控制算法，通过对温度传感器的实时数据进行采集和处理，计算出实际的温度值与设定值之间的偏差，然后根据偏差大小调整加热元件的功率，以实现对环形炉内温度的精确控制。

此外，系统还具有自动调节、手动调节和故障诊断等功能，以满足不同生产需求和应对突发情况的能力。

四、应用实例以某钢铁企业的环形炉为例，该企业采用基于PLC的环形炉温度控制系统对环形炉进行温度控制。

系统通过实时监测环形炉内的温度，根据预设的控制策略调整加热元件的功率，以实现对环形炉内温度的精确控制。

在应用过程中，系统表现出了良好的稳定性和精确性，有效提高了产品的质量和生产效率。

形炉 内一共有 ３ ３ ２个 料槽 。另外 ，此环 形加 热炉
采用基 于 Ｐ Ｉ Ｄ算法 的双 交叉 限 幅控制 系统 ，空燃
比控制 精确 ，空气 和燃 料 的跟 随作用 迅速 ，具有
良 好的系统动态性能 ，降低 了燃料消耗量 ，达到 了节 能 的 目的 。
２ 主要 结构特 点
好 、生产节奏快 、产量高、资源消耗低、环境污 染小的理念设计 、制造的。为公司其他轧管厂后 续环形炉 的建造和使用提供 了宝贵 的经验。
摘 要 重点介绍了公司 １ ８ ０ ｔ ／ ｈ环形加热炉结 构特点和技术特点 ，以及新 技术 和新方法 的应 环形炉 结构 技术 节能
用。
关键词
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ １ ８ ０ ｔ ／ ｈ ａ ｎ ｎ ｕ ｌ ａ ｒ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ
冶
金
能
源
Ｖ０ １ ． ３ ２ Ｎｏ ． ２ Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ３
Ｅ ＮＥ ＲＧＹ Ｆ ＯＲ ＭＥ Ｔ Ａ ＬＵＪ Ｒ ＧＩ Ｃ ＡＬ Ｉ ＮＤ ＵＳ Ｔ Ｒ Ｙ
１ ８ ０ ｔ ／ ｈ环 形 加 热 炉 的特 点及 应 用
刘国诗 白 涛
（ 天津 钢管集 团股 份有 限公 司）
流向与炉底的运动方向相反。物料依次经过预热
段、加热段 、均热段达到轧制温度和要求 ，由出
料夹钳夹出。为了节能降耗 ， 在炉尾设置 了空气 预热器 、余热锅炉等设备进行热量回收利用。管
坯在炉内以辐射状单排或交错布料 ，每根管坯对 应一个料槽 ，有效地防止了粘钢的情况发生 ，环
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ９—１ ０ 刘 国诗（ １ ９ ８ ６一 ） ， 助理工程师 ； ３ ０ ０ ３ ０ １ 天津市 东丽区。

ห้องสมุดไป่ตู้
７ ９
驱动 。某 钢 管厂 环形 加 热炉 炉底 旋转 由液 压驱 动 系统 控制 ， 生产 过 程 中不断 出现 各种 问题 ， 重影 响 了生 在 严
产 的正 常进行 。因此 ， 加 热 炉大 修 期 间对 此 液 压 系 在 统进 行 了改造 设 计 和安装 调试 。 １ 原 炉底 液 压 系统存 在 的问题
可 靠性得 到 了较 大的加 强 ， 实现 了节 能降耗 的 目的 ， 得 了较 好 的经 济和社 会 效益 。 取 关键 词 ： 环形 加 热炉 ； 液压驱 动 系统 ； 电气控 制 系统 ； 钢现 象 ； 卡 改造设 计
中图分类 号 ： Ｈ１７ ７ 文 献标志 码 ： 文章编 号 ：０ ０４ ５ （ ０ ２ ０ －０ ８０ Ｔ ３． Ｂ １０ －８ ８ ２ １ ） ８０ ７ －３ 前言
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液 压 与 气动
２１ ０ ２年 第 ８期
环 形 加 热 炉 炉 底 驱 动 系 统 问 题 分 析 及 改 造 设 计
刘 捷 ， 士博 蒋
Ａｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ Ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｎ ｔ ｎ ｌｒ Ｆ ｒ ａ ｅ Ｂｏｔ ｍ ｉｖ ｙ ｔ ｍ ａ ｙ ｉ ｎ ｄ ｆ ａｉ ｏ Ａｎ ｕ ａ ｕ ｎ ｃ ｔｏ Ｄｒ ｅ Ｓ ｓｅ ｉ ｏ
１ １ 原 液 压 系统 原 理 图 ．
作， 加热 炉 在 工 作 间 歇 期 间 ， 泵 仍 在 调 定 压 力 （ 油 ８
ＭＰ ） ａ 下全 流量溢 流 。这 时系统 的液 压 能转 换 为热 能 ， 使 油 液温度 升 高 ， 油 液粘度 显 著下 降 ， 而加剧 了 引起 进 系统 的泄 漏 。同时 因 电机 总在 满 负 荷 下运 行 ， 成 不 造

环形加热炉的设计Ξ蔺俐枝1,孙明亮2,王吉平1(1.内蒙古包钢钢联股份有限公司无缝钢管厂,内蒙古包头市014010;2.包钢(集团)公司炼铁厂,内蒙古包头市014010)摘　要:文章分析了环形加热炉的现状,从炉子结构、供热分配、烧嘴选择、耐火材料选择和环缝的确定等方面探讨了大型环形加热炉的最优设计方案。

关键词:环形加热炉结构;供热分配;烧嘴;耐火材料;环缝中图分类号:TF062 文献标识码:B 文章编号:1009-5438(2008)02-0053-03Design of Annular H eating FurnaceLIN Li-zhi1,SUN Ming-liang2,WANG Ji-ping1(1.Seamless Tube Plant o f Steel Union Co.Ltd.o f Baotou Steel(Group)Corp.,Baotou014010,Nei Monggol,China;2.Iron-making Plant o f Baotou Steel(Group)Corp.,Baotou014010,Nei Monggol,China) Abstract:The paper analyzes the present situation of annular furnace,discusses the optimum design scheme of large scale an2 nular furnace from construction of furnace,distribution of heat,selection of burner and refractory,ascertainment of annular gap,and s o on. K ey w ords:structure of annular furnace;distribution of heat;burner;refractory;annular gap 包钢无缝厂Φ400mm机组是在上世纪70年代从前苏联引进的自动轧管机组。

环形加热炉炉温控制系统的研究与设计摘要：钢铁工业的发展，无缝钢管的应用越来越广泛。

环形炉加热炉的应用也得到了很好的发展。

无缝钢管的热轧生产线上重要的热工设备就是环形加热炉，其加热质量直接关系到钢管的质量，其氧化结烧和能耗直接关系到钢管的成本，其设备状况与操作水平直接关系到钢管的产量，所以无缝钢管生产的关键就是保证环形炉处在最佳生产状况。

然而，环形加热炉中的重中之重则是加热炉炉温的自动控制。

关键词：环形加热炉；PLC；模糊PID控制；环形加热炉作为轧钢生产线的关键能耗设备，炉温控制水平直接影响能耗、烧损率、废钢率、产量、质量等指标。

其燃烧控制系统是通过控制煤气和空气的流动来调节燃烧过程，以确保炉内温度稳定在设定值，并且波动不超过允许偏差，以确保管被均匀加热到满足要求的温度。

本设计是对环形加热炉炉温的控制，通过制采用串级双交叉限幅控制方式实现。

串级双交叉限幅控制系统中，燃料、空气流量值相互设定，从而保证了空燃比最优，达到了炉温恒定的目的。

在串级双交叉限幅控制系统基础上，加入PLC及PID控制算法，可基本实现对加热炉炉温的平稳控制，同时依靠组态界面实现对加热炉实时监控。

一、环形炉工艺流程环形炉总体为圆环形，环形炉由可以转动的炉底部分．固定的炉顶和内、外炉墙部分构成的环形隧道所组成。

环形炉借助炉底的旋转，使放置在炉底上的坯料由装料口沿环形隧道移出到出料口，并在移动过程中分段连续加热管坯。

环形炉装炉和出炉使用各自专门的夹钳，每装、出一次坯料(一根)炉底转动1个角度，然后又装、出下一次坯料，装炉和出炉同时进行，通过与炉底转动装置的联锁，可实现自动装、出料。

环形炉结构上没有明显的分段，主要靠烧嘴的配置和供热强度调整来控制温度，各段的供热长度也并不固定，为了使形型炉温度的控制与调整有较大的灵活性，环形炉可以分为几个供热段，具体段数依环形炉大小和加热要求而定。

环形炉每一段有单独的燃气管和空气管，可以单独调节燃料和空气供应量，总体供热能力按120％配置。

第四节环形加热炉一、环形加热炉特点环形加热炉具有以下特点:(1)可以加热圆形或异形钢坯;(2)根据需要可以改变钢坯在炉内的分布,从而改变加热制度,在生产中有较大的灵活性;(3)钢坯在整个加热过程中,随炉底的转动没有相对摩擦和振动,氧化铁皮不易脱落;(4)钢坯在炉底上相互间隔放置,三面受热,加热时间短,温度均匀,没有水冷"黑印",加热质量较好(温度差≤±10℃);(5)与推钢式连续加热炉比较,炉子容易排空,可避免钢坯在炉内长时间停留,同时便于更换钢坯规格;(6)环形炉的机械化与自动化程度较高,装出料与钢坯在炉内运送均可自动运行.另外,燃烧及管理可自控;(7)环形炉的转动炉底与固定的内外环墙之间的环缝,由环状水封槽进行水封.由于环状炉底钢结构高温时向外热膨胀,冷态的内外环缝大小是不同的,一般根据炉子的中径大小不同相差约40~70mm,故活动的炉底中心与固定的炉膛中心在冷态是不一致的,而热态则趋向一致.环形炉尺寸是以炉膛的平均直径(中径)和炉膛的内宽来表示的.环形加热路属特殊工艺所要求的加热设备,与长形连续加热炉相比有其自身缺点:1)炉子是圆环形的,特别是大直径的环形炉,占用厂房面积较大;2)环形炉一经建成,改建或扩建都比较困难,因此发展的余地、潜力都较小;3)钢坯在炉内呈辐射状间隔分布,炉底面积利用较差.特别是炉膛较宽的炉子,炉底外半环利用更低.环形加热炉的炉子有效长度内的利用率(根据装出料机夹钳夹钢所要求的不了间距与料长等有关)仅为30%~50%.二、钢坯的加热与加热时间环形加热炉相当于一座头尾相接的长形连续加热炉,所以炉子的热工制度及分段(预热段、加热段、均热段)原则,均与推钢式连续加热炉等类似.但环形炉内的钢坯加热有其自身特点. (一)间隔布料的影响由于装出料机夹钳操作的需要,炉底上钢坯与钢坯之间必须留有一定间隙,其大小视夹钳操作所必需的空间而定.钢坯三面加热,加热时间较单纯上加热可大大缩短,钢坯内外温差较少.但炉内的单位炉底过钢面积的产量却很低,一般管坯在300kg/m2²h左右.(二)热炉底的影响环形炉炉底由高温的均热段过度到预热段时,由于他积蓄的热量只散失很少一部分,所以它的温度仍高于预热段炉膛的温度约200℃左右,对刚入炉的冷坯有明显的加热作用.(三)加热时间据有关文献统计,环形加热炉内管坯的加热由于间隔布料和热炉底影响,加热速度约5.5~6.5min/cm,普通钢取5.5~5.7min/cm,合金钢取6.0~6.5min/cm,.低碳钢管坯的加热时间可按有关计算手册进行计算,也可按式3.5-3的经验公式计算:τ=(5.1+0.034d)d (3.5-3) 式中τ-加热时间,min;D-管坯直径,cm.三、炉子产量和装载量的确定环形炉的装载量按式3.5-4确定:P=Gτ 1 (3.5-4)式中 P-炉子装载量,t;G-炉子产量,t/h;τ1-加热时间,h.炉子生产能力(G)应与轧机的产量相配合.由于环形炉一经建成,改建或扩建都很困难,因此炉子产量要充分满足轧机的需要.但也不能过大,一面炉子长期在低负荷下工作.四、炉膛尺寸的确定环形炉炉内钢坯是呈辐射状布置,钢坯在环形炉炉底上的布料,见图3.5-13所示.(一)炉子直径的确定根据小时产量、钢坯单重、钢坯的布料间距与排放及相应的加热时间,以及装出料夹角来确定.单排布料按公式3.5-5,双排布料按公式3.5-6和公式3.5-7计算.D= Pd (3.5-5)gk(π-0.5α)式中 D-炉底平均直径,m;P-炉子装钢量,t;d-钢坯直径,m;g-钢坯单重,t;π-圆周率;α-装料机与出料机轴线的中心角,rad(弧度).1°=π÷180=0.0174533rad(或1rad=57.2958°)中心角的大小与环形炉的直径D均大小有光,一般大中型环形炉为0.17~0.26rad(10°~15°),而小型环形炉可达0.44rad(25°);k-炉子有效长度内的填充系数,k=d/S2;S2-相邻钢坯的布料间距,m.D1= Pd (3.5-6)ngk(π-0.5α)式中D1-双排布料时,那排钢坯中心在炉底所占平均直径,m;n-钢坯在炉底径向上的排数.D=D1+S1 (3.5-7)式中S1-双排钢坯中心的径向间距,m.由公式3.5-5或公式3.5-6和公式3.5-7计算所得D,是环形炉炉底的平均直径,初定时可视为环形炉炉膛的平均直径(D均).(二)环形炉的炉膛高度环形炉的炉膛高度一般为1.5~2m,而非供热段炉膛高度有时降到0.8～0.9m.(三)环形炉有效炉底长度有效炉底长度是使钢坯沿着炉底总长度移动的那一部分,即装了口和出料口中心外侧轴线之间的炉底长度.有效长度L(m)有式3.5-8确定:L=D(π-0.5α) (3.5-8) (四)环形炉布料角为了把沿炉直径方向排列的钢坯从环形炉炉底上一次轮流取出,环形炉每次转过的角度β(rad,弧度)等于相邻钢坯的布料角,由式3.5-9确定:2S2β= πD (3.5-9) 式中β-每次取料转过的角度,rad(弧度).(五)炉底转一圈的平均时间τ周(h)炉底转一圈的平均时间τ周(h)按式3.5-10确定:τ周=βτ 12(π-0.5α) (3.5-10)。

5烘 炉
环形加热炉烘炉时需要转动炉底， 使炉底耐火 材料和炉盘框架被均匀加热。 合理的烘炉设计方案 对环形加热炉砌筑结构的烘烤效果和使用寿命至关 重要。
如果烘炉时用天然气作燃料， 烘炉管比较细而 且短， 常规的烘炉方法是将几段烘炉管架在内、 外 环炉墙的凸台上， 烘炉时就不会影响炉底转动。 需 要指出的是， 有些设计将烘炉管布置在侧墙烧嘴开 孔上， 笔者认为这种做法不可取。 因为高温时烧嘴 的高温火焰会直接冲刷炉顶， 而此时的炉底温度却 偏低， 炉墙、 炉顶、 炉底耐火材料温度很不均匀。
1 — 抗渣浇注料 2 — 绝热材料 3 — 炉底钢板 4 — 上层框架 图 2 环形加热炉非对称炉底砌筑结构示意
值得一提的是， 该环形加热炉使用 8 个月后， 内环局部的炉底表层浇注料出现了开裂拱起现象。 用户单位技术人员经过对其他生产厂的几座环形加 热炉考察后发现， 使用一段时间后， 在内环或外环 炉底表层浇注料开裂拱起的现象普遍存在。 分析认 为， 这种现象与炉底的膨胀结构设计不合理有关， 期待有新的炉底设计结构， 解决炉底耐火材料开裂 拱起问题， 提高炉底耐火材料的使用寿命。
关键词： 环形加热炉； 设计； 布料角； 炉底砌筑； 烘炉 中图分类号： TG155.1 %%文献标志码： B %文章编号： 1001-2311（2011）03-0031-04
A Brief Analysis of Designing of Rotary Hearth Heating Furnace
α — 布料角 β — 装出料炉门夹角 D — 环形炉平均直径 1 — 装料炉门中心线 2 — 出料炉门中心线
图 1 环形加热炉布料示意
（1） 炉底没有布料槽或支架。 在这种情况下，
环形加热炉的布料角通常要求满足：

前进 ，将管坯送到炉底的指定位置 ，夹钳下降将
Ｖ １ ３ Ｎｏ ４ ｏ． １ ．
冶
金
能
源
３ ９
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Ｅ ＲＧＹ ＯＲ Ｔ Ｌ Ｕ ＮＥ Ｆ ＭＥ Ａ Ｌ ＲＧＩ ＡＬ Ｉ Ｃ ＮＤＵ Ｔ Ｓ ＲＹ
管 坯放 在 炉底 上 ，夹钳 迅速 退 回原始 位置 完成装
料 。装料炉门关闭后 ，液压马达驱动炉底机械旋 转相应 的角度 ，使入炉管坯随炉底一起转动 ，每 装 （ 出）一根管坯 ，炉底转 动一个 角度。如此 间隔 布料 ，炉 底 一步 步转 动 ，直至将 入炉 管坯 转 到出料炉 门轴线上 ，而管坯在随炉底转动过程 中 亦 由常 温 加 热 到 １５ ２０—１８ ｃ 。此 时 出 料 炉 门 ２０Ｉ 二 打开 ，出料机 夹 钳行使 与装 料机 夹 钳相反 的动作 （ 同时） ，伸入炉内把加热好 的管坯从炉 内夹 出， 放到 出料 辊 道 上 ，然 后 送 往 穿 孔 机 进 行 穿 孔 轧 制。 在炉子的整个工艺流程中，装料炉门、装料
１ 环形 加热 炉
１热 温度 ：１３ ２０— １８ ￣ ２０ Ｃ。布料方式 ：单排／ 排。出料节奏 ：最 双 大 １０支／ 。出料 周 期 ：最 小 Ｐ （５ ５ ｈ Ａｓ １０支／ ） ｈ。 炉子产量 ：平均 １０／ ，最大 １０／ 。 ０ｔ ｈ ５ ｔｈ １４ 炉 子基本 尺寸 ． 炉底 中心 线平 均直 径 ： ６０ ｒ ３ ００ ｍ；炉 膛 宽 ａ 度 ： ２０ ｍ；炉底 宽度 ：４ ３ｍ ５８ ｍ ８０ ｍ；炉膛 高 度 ：
冶
３８
金
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Ｖ０ ． Ｎｏ ４ １３１ ．
ＥＮ ＧＹ Ｆ Ｔ Ｌ ＧＩ ＡＬ Ｉ ＵＳ Ｒ ＥＲ ＯＲ ＭＥ ＡＬ ＵＲ Ｃ ＮＤ Ｔ Ｙ

Φ26.408m环形加热炉的设计特点摘要从炉型结构、燃烧方式等方面简单介绍了Φ26.408m环形加热炉的设计特点。

关键词环形加热炉；炉型结构；设计特点1概述攀钢集团成都钢铁有限责任公司A-R轧管机组重建工程新建1座环形加热炉，主要生产品种有普碳钢、中低合金钢和不锈钢，年加热连铸圆管坯24.7万吨。

受工厂条件限制，该加热炉采用了高炉煤气和天然气两种燃料，采用了蓄热燃烧和常规燃烧两种燃烧方式。

2环形加热炉主要技术参数炉型：单面加热、多段供热的环形连续加热炉；炉子用途：管坯穿孔前加热；原料：连铸圆管坯；管坯规格：直径：Φ180mm，Φ220mm，Φ280mm，Φ310mm；长度：1 200mm~4 500mm；最大单重：2 666kg；管坯装炉温度：20℃；管坯加热温度：1240℃~1 280℃；出炉管坯温度均匀性：纵向±10℃，径向±5℃；炉子产量：最大135t/h；出料节奏：最快125支/h；燃料及发热值：天然气，热值8 300×4.18kJ/Nm3；高炉煤气，热值800×4.18 kJ/Nm3；单位热耗：1.46GJ/t(低合金钢、最大产量，出炉温度为1 250℃时) ；烧咀形式：预热段及加热段采用蓄热式烧嘴；均热段采用炉顶平焰烧嘴；炉底机械型式：双层框架梯形结构；炉内布料：单排：长度＞2 200mm；双排：长度≤2 200mm；并采用可变布料角；炉子尺寸：炉底中心线平均直径：26 408mm；炉底宽度：4 930mm；炉膛内宽：5 280mm；装出料炉门中心线夹角：15°。

3环形加热炉主要设计特点3.1燃烧方式的确定根据工厂所给定的燃料条件，结合本生产线无缝钢管生产的加热工艺特点，在预热段、加热I段、加热II段、加热III段选用空煤气蜂窝体双蓄热的蓄热式燃烧方式，以满足钢坯加热温度的要求。

在均热I段、均热II段选用天然气平焰烧嘴的常规燃烧技术以保证钢坯长度方向的温度均匀性。

摘要进入新世纪后随着工业的高速发展，钢铁企业的生产能力得到了不断地提升，环形加热炉技术也在不断的成熟，而传统的推钢式进出料机已经不适合在环形加热炉中使用，为了适应环形加热炉的进出料特点，在此专门为加热炉量身定做了环形加热炉装取料机。

此机型包括了整体机架，小车，钳杆这三部分。

运用夹紧气缸和升降气缸来实现钳杆对钢料的夹取和升降运动，同时钳杆装载在小车上，小车可以在机架的导轨上进退运动。

小车是用电动机驱动的，当电动机运行时，带动安装在电动机上的齿轮转动，我们在右横梁上装配了与小车齿轮可以啮合的齿条来实现小车在机架导轨上的运动。

在实际情况下充分根据环形加热炉的特点特地使用两台一样的装取料机分别安装在装料口和出料口。

两机同时进行装取料，极大地提高了加热钢料的效率，也更充分地发挥了环形加热炉的高效率的特性，提高了整个厂区的工作效率和经济效益，与当前我国提出的高产、优质、低耗的理念相吻合。

关键词：环形加热炉；装取料；有限元分析；高效ABSTRACTIn order to adapt to the rapid development in the new century, industrial steel enterprise production capacity has increased a lot then before, the annular heating furnace technology has been more mature, the traditional pushed steel type translation machine dose not suitable for using in the annular heating furnace any more. In order to adapt to the characteristics of the annular heating furnace a new type of feeding machine has been tailored specifically for the annular heating furnace is installed. The model of this machine includes the whole frame, car and clamp stem. Using clamping cylinder and the cylinder to lift the bar clamp on steel clip and lifting movement, and installed with the car pliers stem, can be translated on the rails in the frame. The car was droved by a electric motor, the electric motor was droved by the gears which installed in the motor. According to the characteristics of annular heating furnace, two feeding machines were installed respectively in the loading and discharging part. These two machines simultaneously outfit feeding, greatly improving the efficiency of heating steel, also improve the efficiency of the whole factory work efficiency and economic benefit and coincide with the current idea of high-yield, high-quality and low consumption.Keywords: annular heating furnace; Pack feeding; Finite element analysis; high Efficient目录摘要............................................................................................................. 错误！未定义书签。

浅析环形加热炉电气自动化控制系统王迪(首钢长治钢铁有限公司设计规划院，山西长治046031) I|商要】北方集厂环形加热炉于2008年投产，本文主要介绍环形加热炉的电气设计与控制。

崩罐词】环形加热炉；电气自动化；设计；控制环形加热炉用于管坯穿孔前加热，设计年加热曩25万吨，加热管坯主要规格为：0180、0220、中280m m、0310m m，管坯长度：1400—4500r am，最大根重：2200kg。

炉子最大加热能力110t／h，管坯出炉温度：1230—128a℃。

为了适应多钢种的加熟制度，炉子结构分为5个段，预热段、第一加热段、第二加热段、第三加热段、均热段。

其中第一加熟段将起重要调节作用，炉温制度的变化主要靠这—段来调节i刚氏第—加热段温度，相当于延长预热段，适应某些钢种缓慢加热的需要。

第一加热段炉温调高，相当于延长加热段，适用于可进行快速加热钢种的加热。

所以对于加热多钢种的加热炉，有必要设置二个以上加热段，以适应不同钢种的不同加热制度。

对均熟段炉温的精确控制，可使坯料加热温差控制在±1a℃以内。

主要工艺流程为：来自原料堆区的坯料经天车吊放到上科台架，经分孝斗们构将钢坯送往装料辊道，经辊道运往炉子装料口定位，已定位的管坯qb,t,,i上方正好是装料机夹钳的原始位置。

管坯定位后，根据轧制节奏，装料机夹钳下降，f-j-开夹钳夹住管坯，同时打开装料炉门，夹钳与管坯同时提升并前进，将管坯送到炉底的指定位置。

装料炉门关闭后，电机驱动炉底机械旋转相应的角度，使入炉管坯随炉底一起移动，每装(出)—根(或二根)管坯，炉底转动一个角度。

如此间隔布料，炉底—步步转动，直至将八炉管坯转到出料炉门轴线上，而管坯在随炉底转动过程中亦由常温加热到1230～1280℃。

此时出料炉门打开，出料机夹钳行使与装料机夹钳相反的动作(同时)，伸入炉内把加热好的管坯从炉内夹出，出料扭夹钳张开，出料栩．夹钳松开管坯料掉落到斜台上，随后管坯料从斜台上滚^链式运输初前的受料位置，链式运输机将管坯运输到端输出台上，经给丰斗机给料到输出辊道上，然后送往穿孔机进行轧制。