步进式加热炉分析

中国科技期刊数据库 工业C2015年17期 63步进式加热炉跑偏原因分析及解决方法马 跃 杨 壮天津钢管集团股份有限公司，天津 300301摘要：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。

但是步进梁式加热炉炉内的钢坯在从装料端向出料端输送过程中，可能会发生跑偏，这将直接影响到步进梁式加热炉乃至整条生产线的正常生产。

因此，针对步进式加热炉跑偏原因进行了分析，同时也提出了相应的解决方法。

关键词：步进式加热炉；跑偏原因；解决方法 中图分类号：TG307 文献标识码：A 文章编号：1671-5810（2015）17-0063-0220世纪30年代以来，自动化控制技术获得了惊人的成就，已在工业生产和科学发展中起着关键作用。

当前，自动化控制装置已成为大型设备不可分割的重要组成部分，生产过程自动化的程度已成为衡量工业企业现代化水平的一个重要标志。

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热处理设备。

因此，对步进式加热炉跑偏原因分析及解决方法进行研究，具有非常重要的意义。

1 步进式加热炉的概述步进式加热炉是一种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。

炉子有固定炉底和步进炉底，或者有固定梁和步进梁。

前者叫做步进底式炉，后者叫做步进梁式炉。

轧钢用加热炉的步进梁通常由水冷管组成。

步进梁式炉可对料坯实现上下双面加热。

同推钢式炉相比，它的优点是：运料灵活，必要时可将炉料全部排出炉外；料坯在炉底或梁上有间隔地摆开，可较快地均匀加热；完全消除了推钢式炉的拱钢和粘钢故障，因而使炉的长度不受这些因素的限制。

步进式加热炉分析(总26页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除论文（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---------------------------------------------------------------------------21.加热炉概述----------------------------------------------------------------52.炉区设备-------------------------------------------------------------------7装料辊道-------------------------------------------------------------7加热炉的炉底步进机构-------------------------------------------8步进梁的升降、平移装置----------------------------------------9附属装置-------------------------------------------------------------93.加热炉主要工艺条件-----------------------------------------------------10用途-------------------------------------------------------------------10炉型-------------------------------------------------------------------10主要生产钢种-------------------------------------------------------10影响因素-------------------------------------------------------------10加热炉的缓冲时间-------------------------------------------------11炉区的加热能力---------------------------------------------------114.炉型及结构----------------------------------------------------------------12轴向反向烧嘴供热的优缺点--------------------------------------12侧部调焰烧嘴供热优缺点-----------------------------------------125.加热炉的工艺特点-------------------------------------------------------14运作方式------------------------------------------------------------15加热方式------------------------------------------------------------156.步进式加热炉生产中的关键控制技术-------------------------------17生产节奏的控制--------------------------------------------------17加热炉燃烧控制---------------------------------------------------177.加热炉的供热--------------------------------------------------------------20烧嘴形式------------------------------------------------------------20烧嘴的供热能力--------------------------------------------------208.加热炉钢结构-----------------------------------------------------------21炉底钢结构--------------------------------------------------------21加热炉上部钢结构-----------------------------------------------21加热炉两端和两侧钢结构--------------------------------------219.现代步进梁式板坯加热炉的新进展--------------------------------------219. 1炉型结构-----------------------------------------------------------22炉子长度与热耗---------------------------------------------------22采用低氧化氮烧嘴------------------------------------------------23结语---------------------------------------------------------------------------23参考文献--------------------------------------------------------------------24致谢-------------------------------------------------------------------------241.加热炉概述这个加热炉是由总设计院设计的，在一条全是德马克设备的工艺线上显得格外特别，我能在这里工作感到十分自豪。

步进式加热炉
步进式加热炉是一种加热设备，通常用于进行热处理、退火、煅烧等工艺过程。

它采用步进式升温方式，即逐渐增加加热温度，一步步完成加热过程。

步进式加热炉通常由加热室、加热元件、温度控制系统、传送装置等组成。

加热室通常由耐高温材料（如陶瓷、金属等）制成，能够承受高温环境。

加热元件主要包括电阻丝、加热管等，能够提供所需的加热功率。

温度控制系统通常由温度传感器和控制器组成，能够实时监测和控制加热室的温度。

传送装置可以是传送带、转盘等，用于将待加工的物品从初始温度逐步送入加热室，并在完成加热过程后取出。

步进式加热炉的加热过程通常分为多个步骤，每个步骤的升温速率和保温时间可以根据具体工艺要求进行调整。

这种加热方式可以确保材料在加热过程中均匀受热，避免不均匀加热引起的热应力和变形问题。

同时，步进式加热炉具有良好的温度控制性能，能够准确控制加热温度，满足工艺要求。

总之，步进式加热炉是一种常用的加热设备，可用于多种热处理工艺，具有均匀加热、温度控制精度高等特点。

轧钢厂步进式加热炉机械设备的分析摘要：步进式加热炉的主要特点就是加热的效果好，除此之外就是它的炉形对板坯的尺寸没有过多的要求，因此现在热轧厂内的加热炉都慢慢的转变为以步进式加热炉为主的加热设备。

基于此，本文结合实例对轧钢厂步进式加热炉机械设备进行了分析。

关键词：轧钢厂步进式加热炉机械设备伴随着生产力不断的提高，市场上对钢材的数量和质量的要求也在不断的提升，加热炉的发展也必须面对日益严重的市场竞争态势，故而对加热炉的要求也与日俱争。

钢坯在轧制前的主要步骤就是加热，而加热的主要设备就是步进式加热炉，步进式加热炉的设备之一就是步进机械，因此步进式机械的好坏会直接影响到所有轧线上生产的钢材。

1、设备概况某主要生产管线钢板、容器板、桥梁板、船板及锅炉板的钢铁企业，最新从国外进口了一台步进式加热炉，它主要由传动装置（进出钢机）、炉底提升、平移机械、以及风机传动和冷却等机械设备组成。

这套设备在生产刚才上主要采用的是一下的生产工艺：首先将连铸机上传过来的热坯或者库房中的冷坯通过上料辊道进入到装料辊道，接下来在装料辊道中对材料进行定位、对齐，最后将这些料放入加热炉中加热后就可以出坯。

这种工艺既简单，操作起来又方便。

2、对步进机械运行时各项因素的要求步进机械在运行时根据生产产品的工艺要求必须实现三种动作即：正向运行、反向运行、踏步运动，步进机械中的步进梁又应该确保在运动时机械的速度能满足生产产品时做到轻拿轻放、步距精确、位置准确等要求，因此就在步进机械的水平移动和升降液压缸上都安装了线性位移传感器，通过这样步进机械就能很好的运行。

步进梁的总行程包括上升和下降两个过程，这两个行程各占总行程的一半，影响总行程的主要因素就是炉子的长度、钢坯在炉里的弯曲情况、钢坯在步进梁上伸出的长度和它和支点之间的间距。

升降总行程 200 mm （固定梁上表面 100 mm 和下表面 100mm），步进梁水平行程与工件宽度及其布置间隙有关，最大步距为 600 mm，步距可以根据钢坯种类进行调整。

步进式铜锭加热炉热效率的提步进式铜锭加热炉是指一种工业加热设备，其主要用途是对网球或锻件等金属材料进行加热加工，以达到改变其形状、尺寸、硬度或其他性质的目的。

与传统的加热方式相比，步进式铜锭加热炉在加热效率方面有很大优势，但是仍存在进一步提升的空间。

一、步进式铜锭加热炉的基本结构和原理步进式铜锭加热炉主要由加热室、输送系统、控制系统等几个部分组成。

加热室是最核心的组成部分，主要是用来加热金属材料的。

输送系统一般由输送带和驱动器等部分组成，靠输送带将金属材料从一个位置移动到另一个位置。

控制系统则包括各种传感器、控制器、计算机和相关软件等。

主要功用是监测加热室温度、控制输送系统运行、调节加热功率和加热时间等。

步进式铜锭加热炉的原理是利用电磁感应原理，将高频电磁场产生的能量传递给金属材料，在金属材料内部产生感应电流，以此来加热金属材料。

与传统的直接火焰加热、电阻加热等方式相比，高频感应加热具有加热快、均匀、节能、环保等优点，是现代工业生产中的优选方案之一。

二、步进式铜锭加热炉热效率的提升途径1、优化加热室结构加热室是加热炉加热金属材料的核心部分，其结构的优劣直接影响加热效率。

因此，对加热室结构进行合理优化是提高步进式铜锭加热炉热效率的重要途径。

首先，要确保加热室的尺寸与加热材料的尺寸匹配，以避免加热室内部空间利用不充分。

其次，要改善加热室内部材料的导热性能，选择导热性能较好、热传递效率高的材料来制作加热室，以达到提高加热效率的目的。

2、优化输送系统输送系统是将加热材料从一个位置转移到另一个位置的部分，对步进式铜锭加热炉的加热效率影响也很大。

因此，要通过优化输送系统来提高步进式铜锭加热炉的热效率。

一方面，需要通过合理调节输送系统的速度、角度和方向来达到最佳的加热效果。

另一方面，要合理选择输送带、驱动器等设备，确保其具有耐高温、抗腐蚀、运行稳定等优点。

3、优化控制系统控制系统是步进式铜锭加热炉运行中的“大脑”，其稳定性和精度决定了加热效果的好坏。

∙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/t5.产量: 30t/h~220t/h6.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。

轧钢厂步进式加热炉机械设备的分析摘要：步进式加热炉机械设备主要借助步进梁上下前后等循环性动作步进输送坯料，被称为连续加热炉。

步进式加热炉可在轧制之前输送炉内钢坯并且开展热处理，在钢材轧制中发挥着重要作用，也是不可或缺的工艺设备。

近年来，伴随工业生产自动化水平的提升，要想更好地顺应轧钢技术需求，步进式加热炉也需要实现大型化发展目标，具有节能环保与自动化生产操作的功能，进一步加快冶金工业发展速度。

基于此，文章将轧钢厂步进式加热炉机械设备作为主要研究对象，重点阐述与其相关的内容，希望有所帮助。

关键词：轧钢厂；步进式加热炉；机械设备现阶段，我国轧钢厂最常使用的钢坯加热炉型就是步进式加热炉，而在实际安装的时候，炉底机械安装精准度十分关键，会对炉内钢坯的运行跑偏量产生直接影响。

为此，在此次研究中，将轧钢厂步进式加热炉机械设备作为重点，在探究其性能优势的基础上，深入探究其具体的施工内容。

一、步进式加热炉概述（一）炉内热交换过程通常情况下，步进式加热炉的炉内热交换可分成三种类型，即对流传热、辐射传热以及传导传热。

其中，对流传热指的就是炉内的气体和钢材表面接触状态下的热交换，具体涵括了炉内气体不同部分位移形成的对流作用和炉内气体分子间导热的作用。

而辐射传热指的则是物体热射线传播的过程，若温度升高，那么辐射的能量就会随之增加，一般体现在炉内气体对于炉壁或者是炉内气体、炉壁相对于钢坯表面两种情况[1]。

（二）性能优势众所周知，步进式加热炉对推钢比对于退钢连续加热炉的影响进行了有效克服，一定程度上改善了加热的质量和钢坯的质量。

正是因为步进式加热炉这一优势的存在，使其在大型的热带钢连轧机中得到了广泛应用。

较之于推钢式的阿基热炉，步进式加热炉将可动步进梁加入其中，并且经步进梁产生矩形轨迹，在往复运动的作用下，使得钢坯能够在炉底正常移动，即由进料端向出料端移动。

图一是步进式加热炉的基本工作原理图示：根据图一内容发现，固定梁与移动梁是组成步进式加热炉炉底的主要部分，而移动梁也被称作步进梁。

步进式加热炉步进机构的控制步进式加热炉是工业生产中常见的加热设备，步进机构是步进式加热炉的重要组成部分，对步进机构的控制直接影响到加热炉的加热效果和工作稳定性。

本文将就步进式加热炉步进机构的控制进行详细介绍。

一、步进机构的结构与工作原理步进机构是步进式加热炉中用于控制加热器位置和加热时间的重要组件，通常由电机、减速器和控制装置组成。

1. 电机：电机是步进机构的动力源，通常采用步进电机或直流电机，步进电机具有精确的定位功能，可以按照设定的步长精确移动，适用于对位置控制要求较高的场合；直流电机则具有更大的扭矩和速度范围，适用于对动力要求较大的场合。

2. 减速器：减速器用于降低电机的输出速度，提高扭矩输出，使步进机构能够更精确地控制加热器的位置。

常见的减速器有齿轮减速器和带轮减速器，选择合适的减速比可以满足步进机构的运动需求。

3. 控制装置：控制装置是步进机构的大脑，它能够接收外部信号，根据设定的参数控制电机的转动，实现对加热器位置和加热时间的精确控制。

控制装置通常采用PLC或单片机，具有良好的稳定性和可靠性。

步进机构的工作原理是通过控制电机的转动实现加热器的精确移动，以及对加热时间的精确控制，从而实现对加热炉加热过程的精确控制。

二、步进机构的控制方式步进机构的控制方式可以分为开环控制和闭环控制两种。

1. 开环控制：开环控制是指控制装置只能按照设定的参数控制电机的转动，无法实时反馈加热器的位置信息。

开环控制结构简单，成本低，但无法对电机的实际位置进行实时调整，容易受到外界因素的影响。

在实际应用中，根据加热炉的要求和工作环境的特点，可以选择合适的步进机构控制方式，以确保加热炉的稳定加热和工作效率。

步进机构的控制参数包括电机的步数、速度和加速度等。

1. 步数：步数是指电机转动一圈的步长，步数越大，加热器的精确移动能力越强。

在不同的加热炉工作环境中，可以根据加热器位置的要求选择合适的步数，以实现精确控制。

2. 速度：步进机构的速度直接影响到加热炉的加热效率，速度过快会导致加热器位置不稳定，速度过慢则会影响加热效果。

步进式铜锭加热炉设计理念步进式铜锭加热炉是一种较为先进的工业加热设备，广泛应用于铜锭的生产过程中。

其设计理念基于高效、节能、环保的目标，具有卓越的性能和稳定的运行。

下面将对步进式铜锭加热炉的设计理念进行详细阐述。

一、设备结构设计步进式铜锭加热炉的主要设备结构包括炉体、电控系统和通道。

炉体采用优质的不锈钢材料，内部采用特殊的纳米材料涂层，提高了炉体的耐磨耐腐蚀性。

炉体下方设置了一定数量的通道，用于冷却和排放烟尘。

电控系统采用PLC控制技术，具有自动化调控的功能，可以根据加热需求自动控制炉温。

二、加热方式设计步进式铜锭加热炉采用电磁加热方式，通过炉体顶部设置的感应线圈产生的电磁感应热来加热铜锭。

这种加热方式具有快速、高效、均匀的加热效果，并且可以根据铜锭的大小和形状进行调整和控制。

在加热过程中，炉体内部的纳米材料涂层能够吸收和反射热能，从而提高了加热效率和能量利用率。

三、能量回收设计步进式铜锭加热炉在加热过程中会产生大量的废热，为了提高能量的利用效率，该设备采用了能量回收设计。

具体来说，在炉体下方的通道内设置了一排换热管，通过烟尘中的余热进行能量回收，把废热转化为重新加热铜锭所需的能量，从而实现了高效的能源利用。

四、环保设计步进式铜锭加热炉在设计过程中充分考虑了环保方面的因素。

具体来说，该设备在炉体下方设置了通道和排放口，通过强制排风和废气净化技术，可以有效地减少烟尘和有害气体的排放，达到环保和节能的目的。

总之，步进式铜锭加热炉的设计理念基于高效、节能、环保的目标，无论是设备结构、加热方式还是能量回收和环保技术都达到了先进水平。

这种设备不仅能够提高生产效率和产品质量，同时也具有重要的绿色环保作用，可以为企业可持续发展做出贡献。