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步进式加热炉水梁应用技术

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步进梁式加热炉炉底机械生产制造工艺浅析

步进梁式加热炉炉底机械生产制造工艺浅析

步进梁式加热炉炉底机械生产制造工艺浅析摘要：加热炉是轧钢生产企业主要的耗能设备。

而步进式加热炉炉底机械装置作为一种重要的冶炼设备被广泛应用于钢冶炼行业。

其中炉底机械水梁是一种较为复杂的焊接结构产品，并且具有较高的技术要求。

本文对步进式加热炉进行概述并针对炉底机械装置的生产过程做一总结，为以后同类设备的生产提供宝贵的生产经验。

关键词：加热炉；炉底机械水梁；焊接结构1、步进梁式加热炉的概念步进式加热炉是靠专用步进机构使钢坯在炉内移动的一种机械化炉子。

按其步进机构不同又分为步进梁式、步进底式、步进梁底组合式三种炉型。

其工作原理是依靠油缸的推力，步进梁底作上升、前进、下降、后退周期循环，将装入炉内加热的钢坯一步一步地向出料端运送。

反之，它又能作前进、上升、后退、下降逆循环，将炉内钢坯一块一块地从进料端退出。

2、步进梁式加热炉的发展上下加热的步进式加热炉是美国“裘面燃烧”公司首创的。

第一批炉子于六十年代中期投产，在美国和日本运行很正常，后来成为日本和欧洲新建热轧带钢厂加热炉的主要炉型。

七十年代，我国从日本引进的武钢1700热轧带钢设备时有3座步进梁式加热炉。

八十年代宝钢2050轧机从法国“斯坦因”公司引进3座现代化步进梁式加热炉炉型。

而后我国在引进、消化、移植的同时，结合我国的国情按这种炉型设计出我国的步进梁式加热炉，填补了国内设计的空白。

七十年代以来，我国钢铁、机械等企业扩建、改造时先后设计建设不同类型步进式加热炉。

近年，鞍钢半连轧总体技术改造，1780热轧带钢工程，配合轧机生产能力建设技术装备水平高的上下供热板坯步进梁式加热炉，1700热轧工程建两座步进梁式加热炉。

由北京凤凰工业炉有限公司设计，并以总承包方式承建施工。

他们设计和建造的步进梁式加热炉，无论是炉型结构、炉衬结构、设备技术装备水平、控制水平，还是产品加热质量和能耗指标，均属世界先进水平，国内领先水平。

3、步进梁式加热炉的优点和推送式连续加热炉相比，步进梁式加热炉具有以下优点：①可以加热各种形状的料坯，特别适合推送式炉不便加热的大板坯和异型坯；②生产能力大，炉底强度可以达到800～1000kg/（m2・h），与推送式炉相比，加热等量的料坯，炉子长度可以缩短10%～15%；③炉子长度不受推送比的限制，不会产生拱料、粘连现象；④炉子的灵活性大，在炉长不变的情况下，通过改变料坯之间的距离，就可以改变炉内料块的数目，适应产量变化的需要。

步进梁式加热炉炉用机械设备操作规程毕业论文

步进梁式加热炉炉用机械设备操作规程毕业论文

步进梁式加热炉炉用机械设备操作规程目录1、前言 (3)2、炉底机械操作规程 (3)2.1设备概要 (3)2.2炉底机械技术性能与参数 (4)2.3炉底机械各部件组成与原理 (4)2.4炉底机械各部件维护 (5)2.5炉底机械各部件的检修与更换 (6)3、液压系统操作规程 (7)3.1功能 (7)3.2液压系统主要参数 (7)3.3液压系统主要组成 (7)3.4液压系统各装置的功能原理 (7)3.5液压系统的工作介质 (7)3.6液压系统清洁度的要求 (7)3.7液压系统的维护..............................................8~111、前言本操作规程适用于步进梁式加热炉（以下简称加热炉）炉用机械设备的日常维护与检修。

加热炉的流程为：钢坯由滚道送至加热炉装料端，在确定炉有足够空间后，钢坯被送入炉至第一坯料位，在炉进行加热的钢坯通过步进梁的运动从入炉尾送到出炉侧完成钢坯加热工作。

钢坯运行至出料端炉出料位后，得到信号的出料机打开，开始出料。

加热炉基本参数：1.1加热炉炉型：步进梁式加热炉（常规炉）1.2设计加热能力：10t/h 碳钢（冷装）1.3加热坯料的钢种：20#1.4加热坯料规格：直径：60mm×2000~3000mm和70mm×2000~3000mm1.5坯料加热温度：出料温度：1150～1280℃1.6坯料装炉温度：环境温度下冷装;1.7装、出料方式：滚道装料、顶钢机出料1.8炉水梁冷却方式：水冷却（要提供软水）1.9燃料种类：天然气、低发热值：35530kJ/m31.10预热方式：蓄热体预热2、炉底机械操作规程2.1 设备概要炉底机械用来支撑加热炉平移框架和框架上的水梁立柱与炉的钢坯，并使钢坯在炉沿炉长方向作步进移动的设备。

步进梁的运动是按照矩形轨迹运动的，即分别进行升降和平移运动。

炉底机械按工艺操作要求需要实现：上升、前进、下降、后退等动作。

步进机加热炉水梁与耐滑块的焊接技术交底

步进机加热炉水梁与耐滑块的焊接技术交底

步进机加热炉水梁与耐滑块的焊接技术交底
工程部
2011年8月19日
步进机加热炉水梁与耐滑块的焊接
一、材质：管16mnφ114X16
滑块：C O2O
二、焊材：A412 φ3.2φ4，烘干温度按焊条说明书要求进行烘干。

三、预热温度及层间温度：400℃—700℃，加热方法：氧、乙炔火焰加热。

四、焊接修补程序：
1、碳弧气创清除旧垫及焊肉，不要伤及管材。

2、用砂轮打磨清除干净管上焊接部位焊肉及锈、油等。

3、用渗透法检测管的焊接部位及滑块确认无裂纹等缺陷，方可施焊。

4、隔离层的焊接：面积大小根据滑块大小而定；厚度根据新焊滑块与原有滑块的高低一致而定。

焊材为A412.
5、焊脚长度为两焊接件（16mnφ114X16管，滑块厚度）较薄一侧厚度为焊脚长度。

6、滑块与管材连接部位采用封闭焊，收弧时采用回弧焊法弧坑填满。

7、焊接时防止管材变形，采用每块滑块焊完一遍或一道后，即改焊另一块，避免温度过高引起变形。

8、焊接过程认真检查，发现裂纹等缺陷及时清除并补焊。

9、焊接完毕，氧、乙炔加热至400℃—700℃采用保温棉保温缓冷，保温时间为：48小时。

10、保温完毕打开后用渗透法检验确认无裂纹为合格，如发现裂纹缺陷，用砂轮或气创清除，补焊要求同前。

注：应配备10倍放大镜一块，电子测温仪：0—1000℃一台。

步进式加热炉水梁技术的采用

步进式加热炉水梁技术的采用

步进式加热炉水梁技术的采用作者：张琨来源：《中国科技博览》2013年第31期[摘要]步进式加热炉替代推钢式加热炉，其中的关键技术之一就是水梁技术的采用。

无论是设计阶段还是施工阶段，水梁都是步进式加热炉工程的关键部位。

以某钢厂高线工程配套的120吨/小时双蓄热步进式加热炉为例，介绍水梁技术应用过程中的关键控制环节。

[关键词]加热炉步进式水梁中图分类号：TG155.1+2 文献标识码：TG 文章编号：1009―914X（2013）31―0384―01一、工程概况1.炉型：高效蓄热步进梁式加热炉。

2.钢种：普碳钢、优碳钢、低合金钢、优质碳素结构钢、冷镦钢、弹簧钢、焊条钢。

3.产量：120t/h。

4.燃料：转炉煤气，最高低发热值Qd：1500kCal/Nm3；接点压力：压力8 000Pa～10 000Pa。

二、水梁的设计1.该加热炉纵水梁设有6根固定梁、4根活动梁。

可以满足12 000mm单排和6 000mm双排料钢坯规格的装炉要求。

2.水平支撑梁由双根厚壁无缝钢管组成，其断面系数大、刚度好、对钢坯遮蔽小。

支撑梁立柱采用无缝钢管套管式结构，外管采用厚壁无缝钢管，内管采用普通无缝管。

立柱顶部采用鞍座密封，鞍座与纵向支撑梁焊在一起。

立柱冷却采用外管进水内管排水。

3.立柱与纵向水平支撑梁采用刚性焊接结构连接。

4.加热炉水梁采用两种不同材质的热滑道，根据不同段的炉温和钢坯温度，两段滑道采用不同合金垫块。

低温段采用ZGCr25Ni20Si2耐热合金垫块的半热滑道，垫块高度约70mm；高温段采用ZGCr25Ni3lWNbRE的高温合金垫块的全热滑道，卡固式安装。

垫块高度约l00mm。

5.错位梁是水梁进入均热段后错位布置，这样，钢坯在加热段形成的水管黑印进入均热段由于水梁位移而脱离滑道，黑印逐步消失，而钢坯在均热段滑道尚未形成明显的黑印即准备出炉。

采用直线滑道的钢坯黑印温差为40℃～50℃，采用错位梁后钢坯黑印温差可减少20℃～30℃。

步进梁式加热炉设备安装技术

步进梁式加热炉设备安装技术
４ ｍ） 左 右下托 轮轴 向 中心线 与炉 子横 向中 ｍ 、
板 的平 面位置 ， 固定立柱 在 炉底 钢结 构水 使 平 面上 的位置纵 横 向中心偏差 均在 １ 内 ， ｍｍ
然后用 固定板 上 的螺栓 把 固定 板在炉底 钢结
构上 固定好 。
心线 距离 相等或 平行 （ 差不 大 于 ０ ５ ｍ） 相 ．ｍ 。 这 两者超 差时 ， 可用千斤 顶进行 矫正 ， 使之 达 到 安装精 度要求 。 ｅ 提 升框 架 的纵 向 中 心线 应 与 炉 子 纵 ．
场 固定 ， 固定好后直接放在斜轨底 座上 。
．
・
３１ ・
ａ 框架（ ． 带托轮 ） 梁落位在斜轨底座 纵 上 之前 ， 为防纵梁倾 倒 ， 事先放 置好 临时用 应 的支 承垫凳 或其 它防倒装 置 。
ｂ ．左 、 右纵梁 的下托 轮应 处 在提 升 行程
止 前后 移动 。
纵 、 中心 线偏 差 控 制 在 ±ｌ 横 ｍｍ。地 脚 螺 栓 是直 接埋在 基础 内， 可进 行斜轨 底 座的 固定 ， 即紧 固地脚螺 栓 。
面 的标 高 。对 照土建 工程施 工及 验 收规范进 行 验收 ， 达不 到合格要 求应及 时处 理 。
ｂ ．埋设 中心标 板 、 准点 。 基
ｂ ．将各 固定 立柱 连 同 固定 板 插 人 炉 底 钢结构 ，即安 装 固定 立柱 的位 置 。调 整 固定
ｃ ．组装 连 接 前 后 纵 梁 连 接 板 和 提 升 框 架横 梁或米 字梁 。所 用 连接 螺 栓 （ 铰 孔螺 含 栓） 连接 后 紧 固力 应 为 七 成 左 右 ， 梁 的连 使 接 面间 隙降到最低 。 ｄ ．检查 提升框 架 的对角 线 （ 相差 不大 于

钢铁厂步进式加热炉水梁立柱安装技术

钢铁厂步进式加热炉水梁立柱安装技术

Equipment technology 装备技术123钢铁厂步进式加热炉水梁立柱安装技术姚习红刘敏(武汉城市职业学院湖北武汉 430064)中图分类号：K928 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2017）06-0123-01摘要：随着轧制工艺的创新和优化，在轧制工艺中广泛应用步进式加热炉。

水梁立柱安装是加热炉安装的关键工序，水梁立柱的安装精度直接影响加热炉的运行工况和使用寿命，本文小结了步进式加热炉水梁立柱安装技术。

关键词：步进式加热炉;水梁立柱;安装技术1 概述为了提高连铸坯料的轧制温度，步进式加热炉在轧制工艺中广泛应用。

步进式加热炉运行工况对加热炉机械设备安装质量要求高，对水梁立柱的安装精度要求严格，尤其是立柱的垂直度精度要求更高。

立柱纵向、横向垂直度允许误差分别为1/1000(预拉前)和0.5/1000（焊接后）。

立柱的垂直度在施工过程中受焊接应力和环境温差的影响,允许误差值是动态的，传统安装方法很难控制,在施工中需要投入大量的施工资源和时间。

通过几座加热炉的安装实践，总结出水梁立柱垂直度调节的简易方法，节约资源，缩短安装工期。

2 水梁立柱安装加热炉水梁立柱常规找正方法：使用多组垫片对立柱进行预定位（立柱上焊接垫板，在垫板与加热炉底板之间垫上若干组垫片），再在立柱0度和90度两个方向上焊接带调节螺栓（花篮螺栓）的斜撑，使斜撑一端固定在水梁立柱上，另一端固定在加热炉炉底板上，通过调整花篮螺栓来达到调整立柱垂直度的目的。

使用斜撑调整立柱垂直度的过程很繁琐，一根立柱需要几个工人反复多次调整，另外，使用斜撑调整完成后的立柱在未焊接时，极易受到外界环境因素（如施工环境温差）影响，立柱放置一段时间后垂直度偏差超标，因此，斜撑的方法调整立柱垂直度效率不高，同时还不稳定。

为了提高加热炉立柱安装效率，简化立柱垂直度的找正过程，通过几座加热炉立柱垂直度控制的安装实践，小结步进式加热炉水梁立柱安装技术如下。

步进梁式加热炉技术

步进梁式加热炉技术
BSIET has been awarded with 30-odd national science & technology prizes and national excellent design prizes, 3y and Beijing city excellent design and achievement prizes, and hundreds of national patents. Dozens of projects have created the new records of the Chinese enterprises.
BSIET has served more than 70 iron and steel enterprises in China, and has its achievements in more than 20 countries such as India, Malaysia, Brazil, Viet Nam, Bangladesh, the Philippines, Zimbabwe, Angola, Peru and Saudi Arabia, etc.
在步进梁式加热炉领域，首钢国际工程公司于 2009 年完成的大型在线液态排渣高温硅钢步进梁式加热炉， 被誉为业内最具技术含量的加热炉工程。
首钢国际工程公司可以提供以下各种炉型的咨询、设计、设备成套及工程总承包服务：
Since the initial comprehensive accomplishment of engineering of reheating furnace for rolling mill of Shougang Group in the 70s of last century, BSIET has now become the considerably unopposed company integrated with research, innovation, design and engineering in domestic reheating furnace field. With its continuous devotion to development and innovation of reheating furnace technology, full play of advantages of enterprise design institute and the technology progress of Shougang Group, BSIET has attained perfect technology reserve and abundant reference projects in reheating furnaces of pusher type, walking hearth type and walking beam type.

水梁及耐热合金垫块在步进梁式加热炉工程上的应用

水梁及耐热合金垫块在步进梁式加热炉工程上的应用

龙源期刊网
水梁及耐热合金垫块在步进梁式加热炉工程上的应用
作者：孟庆国
来源：《科技传播》2012年第03期
1 概述
步进梁式加热炉作为钢坯轧制前加热的主要技术手段，已广泛应用于棒、线材生产线，特钢生产线，热处理炉，板坯炉等，具有加热质量好，加热速度快，在炉时间短，氧化烧损少，节能降耗等优点。

本文结合中冶东方技术有限公司包头贝瑞工业炉公司多年的耐热合金垫块在步进梁式加热炉上面的使用经验，以及参考同行业的一些垫块的应用情况，总结各自的技术特点及使用效果，对步进梁式加热炉水梁的设计和垫块的型式做了一些粗浅的探讨。

步进式加热炉水梁应用技术

步进式加热炉水梁应用技术
点 压 力 ： 力 ８Ｏ ０ ａ～１ ０ Ｐ 。 压 ０Ｐ ０Ｏ ０ ａ
靠 近炉底处包扎层减 薄 ， 目的是为了减少氧化铁皮 落入水封
槽， 而且 还可 以减 小 炉 底 开 洞 处 的 散热 损 失 。
一
二、 水梁 的设计
一
自流 浇 注 料
硅 酸 铝纤 维毯
６ ｒｍ ０ ａ
２ ｍｍ ０ ８ｍｍ ０
的炉温和钢坯温度 ， 两段 滑道采 用不 同合 金垫块 。低温段采 用 Ｚ Ｃ ２ Ｎ２ Ｓ Ｇ ｒ５ ｉ０ ｉ ２耐热合 金垫块 的半 热滑道 ，垫块 高度约 ７ ｍ 高温段采用 Ｚ Ｃ ２ Ｎ３ＷＮ Ｒ ０ ｍ； Ｇ ｒ５ ｉ １ ｂ Ｅ的高温合金垫块 的全 热滑道 ， 固式安装。垫块 高度 约 ｌＯ ｍ。 卡 Ｏｍ ５ ． 错位梁是水梁进入均热段后错 位布置 ， 这样 ， 钢坯在加 热段形成的水管黑印进入均热段 由于水梁位移而脱离滑道 ，
黑印逐步消失 ， 而钢 坯 在 均 热段 滑道 尚未 形 成 明显 的黑 印 即
符合 Ｇ ／１２ ８ Ｂ８ ６ — ７和 Ｇ ／１３ ８ Ｂ８６ — ７的较高级精度要求 。（ ） ４ 钢 材 的表面质量应符合 国家 现行标准 。 ５ 当钢材表面有锈蚀 、 （） 麻点或划痕 等缺 陷时， 其深度不得大于钢材厚度负偏差 的一
３立柱 与纵 向水平支撑梁采用刚性焊接结构连接。 ．
４加 热 炉 水 梁 采 用 两 种 不 同材 质 的热 滑 道 ， 据 不 同段 ． 根
明书， 并符合设计要求 。 对材质有疑义时 ， 应按 国家现行有关 标准规定抽样检查。 于制造水梁立柱的钢管应是同一家生 用
产 厂 同一 批 生 产 的钢 管 ， 防 止 出 现 由于 管 子 上 的允 许 公 差 以 点 不 同而 引 起 的 管 子 外径 的尺 寸 变 化 。 管 的尺 寸 公 差必 须 钢

步进梁式加热炉水梁安装技术

步进梁式加热炉水梁安装技术
5） 对口时要保证设计的焊接间隙，可在立柱与纵 梁的接口处垫 4mm 厚的钢板条，对好各口，间断旱牢 后抽出板条，先用氩弧焊焊一层，再用手工电弧焊方式 填充盖面。焊接时注意焊材的选用。
（ China No． 1 Metallurgical Construction Group Co． ，Ltd． ，Wuhan，Hubei 430083，China）
Abstract： Based on the installation of the water beam of walking beam type heating furnace in Wuhan Iron and Steel
受限制而加热能 力 大，钢 坯 不 会 划 伤，加 热 黑 印 轻，入 炉钢坯厚 度 可 以 任 意 变 换，适 合 加 热 异 型 断 面 钢 坯。 而水梁是步进式加热炉的关键设备，它不仅关系着炉 子的能耗，坯料的断面温度，其安装技术更是关系着坯 料的加热质量，决定着炉子的使用寿命，目前存在几种 安装方法，该文将 以 武 钢 二 热 轧 加 热 炉 水 梁 安 装 技 术 为例进行阐述。 1 水梁系统简介
技术。
［关键词］加热炉； 步进梁； 安装
［中图分类号］TU745． 2
［文献标识码］ A
［文章编号］1002-8498（ 2012） S0-0198-03
Installation of the Water Beam of Walking Beam Type Heating Furnace
Xu Jun
Group，the installation of stand column and water beam are introduced．
Key words： heating furnace； walking beam； installation

步进梁式加热炉汽化冷却装置的设计探讨

步进梁式加热炉汽化冷却装置的设计探讨

步进梁式加热炉汽化冷却装置的设计探讨摘要：重点介绍了南钢新中棒180t/h步进梁式加热炉汽化冷却装置的组成、基本原理、结构及使用效果。

对同类加热炉的设计具有一定的指导作用。

关键词：步进梁式；加热炉；汽化冷却；中图分类号：tg155.1+21引言步进梁式加热炉具有加热速度快、加热均匀、烧损少，可调节装钢量、减少和防止钢坯脱碳、可防止拱钢和粘钢，易出空炉料、可缩短凉炉检修和开炉升温周期、易于采用计算机对钢坯跟踪等优点。

轧钢加热炉冷却构件的冷却有工业水冷却和汽化冷却两种方式。

工业水冷却存在以下问题：水中含钙镁离子、溶解氧和杂物、影响轧机生产；为防结垢，水温控制在小于等于55度，致使循环水量大，能耗高；有室外冷却水系统，占地大；水温低致使钢坯黑印加重。

余热不回收，不能直接回收投资。

步进梁式加热炉的水梁和立柱采用汽化冷却的优点：1.在水梁和立柱中循环流动的水是软水，能延长水梁和立柱的使用寿命，减少停炉维修时间，增加了轧制产量。

2.由于在水梁和立柱中的循环水温度比较高，能减轻钢坯的黑印，提高了待轧坯料的加热质量。

3.汽化冷却装置能产蒸汽，回收热能，降低能耗，节能效益显著。

4.较之水冷却，布置紧凑，补充水量少，有效回收热能。

5.汽化冷却装置的一次性投资虽然比较大，但能回收蒸汽，节约用水，投资回收约需2年～2年6个月。

目前国内大部分轧钢加热炉已采取汽化冷却技术。

2.南钢步进梁加热炉汽化冷却装置2.1、加热炉主要参数以南京钢铁厂新中棒180t/h步进梁式加热炉工程为例，本工程设步进梁式加热炉一座，加热炉额定生产能力为180t/h（冷坯），有效炉长为42.96m、炉宽13.1m、炉底有效面积600m2；加热钢种为优质碳结钢、合金结构钢、冷镦钢、齿轮钢、弹簧钢、轴承钢、易切钢和锚链钢等。

加热炉设两套液压步进机构、两套提升和平移框架；按其功能分：均热段炉温：1200～1220℃，加热段炉温：1240～1260℃；预热段炉温：1000～1150℃。

步进梁式加热炉液压配重系统的研发与应用.PPT

步进梁式加热炉液压配重系统的研发与应用.PPT
北京首钢国际工程技术有限公司
Beijing Shougang International Engineering Technology Co., Ltd
步进梁式加热炉液压配重系统的研 发与应用
主讲人：张彦滨
1.背景
• 目前，无论是棒线材轧线还是板带轧线所配置的加热炉都以步进式居多， 步进式加热炉以其承载能力大、钢坯温度控制灵活、运行平稳可靠等优点在轧 钢生产中发挥着重要作用。 步进式加热炉的步进机构主要由固定梁、步进梁、升降缸、平移缸及驱动 液压系统组成。其中步进梁的上升和下降由升降油缸沿升降导板斜面驱动，前 进和后退由平移油缸驱动。步进式加热炉通过步进梁的上升（从固定梁托起钢 坯）、前进（钢坯前移）、下降（钢坯落在固定梁上）和后退（空载返回）的 循环动作完成钢坯的加热和输送。步进梁的荷载非常大，在步进的动作循环中 的最大出力是升降缸将步进梁和钢坯托起的行程。由于荷载大，多采用2个或4 个高压大流量的升降油缸完成，下降时由于重力，步进梁可自动落回，升降缸 无须出力。步进梁下降时重力做功的能量都变成了热量，未得到充分利用。针 对以上情况，首钢国际工程公司技术团队研发了液压配重系统，该技术已获国 家发明专利,专利号ZL 2012 2 0200229.6。其特点是在步进梁升降机构中配置 了一组“液压弹簧”，“液压弹簧”由2个配重油缸和蓄能器组成。液压弹簧可 将步进梁在下降时的能量以压力能的形式蓄存起来，当步进梁上升时作为辅助 动力补原理和技术特点
液压配重系统的工作原理
关闭相关阀门，补油泵装置电机启动带动补 油泵给蓄能器组充液，达到一定压力后，压力继 电器发讯，电机停止转动，打开关闭阀门，蓄能 器和配重缸相通处于一定压力下的工作状态。当 步进梁上升时，蓄能器中的油液进入配重缸的无 杆腔，助推步进梁上升；当步进梁下降时，配重 缸无杆腔中的油液被压回蓄能器中，这样反复工 作。运行一段时间后，如果蓄能器中油液压力降 低，也就是油液有泄漏，压力继电器会发讯启动 补油泵给蓄能器充液，直到达到压力设定值，压 力继电器发讯，停泵。

强制循环汽化冷却在步进梁式加热炉中的应用__tr (2)

强制循环汽化冷却在步进梁式加热炉中的应用__tr (2)

加热炉是整个轧制生产工艺过程中的一个重要环节，因此伴随着钢铁工业的发展，加热炉也得到了快速发展。

采用上下加热的步进梁式加热炉与推钢式加热炉相比有着不可比拟的优势：较高的炉底负荷缩短了加热炉的长度、上下加热提高了加热速度及坯料温度的均匀性；坯料的步进传送系统提高了生产的灵活性（调节装钢量、方便空炉）和加热炉的作业率（可防止拱钢和粘钢、缩短检修停炉和开炉周期）。

近些年来，步进梁式加热炉在国内迅速占领了很大的市场份额，而炉内水梁的冷却方案直接影响了坯料的加热效果及水梁的使用寿命，从而影响了坯料的加热质量和生产效率，因此选择合适的水梁冷却方案显得十分重要。

步进梁式加热炉的冷却方案通常有水冷却及汽化冷却两种方案。

水冷却运行稳定、冷却效果好，但耗水量大，不能回收余热；汽化冷却不仅冷却水质得到根本改善从而有效延长水梁及立柱寿命，而且冷却水吸收热能后部分转变成饱和蒸汽加以回收利用，降低了能源消耗，提高了能源利用率。

因此，步进梁式加热炉的汽化冷却方案成为越来越多厂家的选择。

1水梁布置加热炉内的水梁需要完成两方面的功能：支撑坯料，使坯料在加热过程中不出现塌腰及搭头的现象；传送坯料，实现坯料从装料侧至出料侧的加热。

因此，步进梁式加热炉水梁通常由固定梁及活动梁沿炉宽方向交错组成（固定梁主要用于支撑炉内的坯料，活动梁用于传送炉内的坯料），同时为了减小水梁黑印，在出料端采用水梁错位布置。

影响水梁数量和布置的因素很多，总体上应该在满足炉内坯料顺利传送的基础上使水梁数量最少。

图1给出了典型的炉内水梁布置示意图。

图1加热炉炉内水梁布置示意图由图1可以看出：固定梁由固定立柱支撑，活动梁由活动立柱支撑。

其中：水梁为上下布置的双管结构，上下管间通过钢板加强，端头通过弯头连接；单管立柱为双层套管结构，与水梁之间通过三通连接；双管立柱为前后布置的双管结构，前后管间通过钢板加强，与水梁之间通过弯头连接。

由于采用管式结构，水梁和立柱可以承受较高的压力，采用低压汽化冷却成为理想的选择。

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步进式加热炉水梁应用技术2010年第9期总第83期经济研究导刊ECONOMICRESEARCHGUIDENo.9,2010步进式加热炉水梁应用技术胡建平,高明军b(中国二十二冶集团公司a.炉窑分公司;b.机电分公司,河北唐山064000)摘要:步进式加热炉替代推钢式加热炉,其中的关键技术之一就是水梁技术的采用.无论是设计阶段还是施工阶段,水梁都是步进式加热炉工程的关键部位.以某钢厂高线工程配套的120吨/小时双蓄热步进式加热炉为例,介绍水梁技术应用过程中的关键控制环节.关键词:加热炉;步进式;水梁中图分类号:C939文献标志码:A文章编号:1673—291X(2010)09—0184—03一,工程概况11炉型:高效蓄热步进梁式加热炉.2.钢种:普碳钢,优碳钢,低合金钢,优质碳素结构钢,冷镦钢,弹簧钢,焊条钢.3.产量:120t/h.4.燃料:转炉煤气,最高低发热值Qa:1500kCal/Nm3;接点压力:压力8O00Pa～10O00Pa.二,水梁的设计1.该加热炉纵水梁设有6根固定梁,4根活动梁.可以满足12O00mm单排和6O00mm双排料钢坯规格的装炉要求.2.水平支撑梁由双根厚壁无缝钢管组成,其断面系数大,刚度好,对钢坯遮蔽小.支撑梁立柱采用无缝钢管套管式结构,外管采用厚壁无缝钢管,内管采用普通无缝管.立柱顶部采用鞍座密封,鞍座与纵向支撑梁焊在一起.立柱冷却采用外管进水内管排水.3.立柱与纵向水平支撑梁采用刚性焊接结构连接.4.加热炉水梁采用两种不同材质的热滑道,根据不同段的炉温和钢坯温度,两段滑道采用不同合金垫块.低温段采用ZGCr25Ni20Si2耐热合金垫块的半热滑道,垫块高度约70mm;高温段采用ZGCr25Ni31WNbRE的高温合金垫块的全热滑道,卡固式安装.垫块高度约lOOmm.5.错位梁是水梁进入均热段后错位布置,这样,钢坯在加热段形成的水管黑印进入均热段由于水梁位移而脱离滑道,黑印逐步消失,而钢坯在均热段滑道尚未形成明显的黑印即准备出炉.采用直线滑道的钢坯黑印温差为40~C～50%,采用错位梁后钢坯黑印温差可减少20oC～30℃.本工程采取步进梁和固定梁均错位的技术.6.水梁规格.活动梁规格:纵梁,双管中114x16;单立柱,168X16;双立柱,114X16.固定梁规格:纵梁,双管巾114X16;单立柱,巾140X18;双立柱,114X16.7.水梁包扎.水平支撑梁和立柱的绝热采用耐火纤维毯和莫来石浇注料双层包扎,以减少散热损失.活动梁立柱在靠近炉底处包扎层减薄,目的是为了减少氧化铁皮落入水封槽,而且还可以减小炉底开洞处的散热损失.一自流浇注料60ram一硅酸铝纤维毯20mm总厚度80mm三,水梁的制作1.材料的选择.(】)各种原材料必须有合格证,并按国家标准进行检查,对不符合要求的需进行矫正处理,有明显缺陷又无法修整的材料不得使用.(2)对入厂的材料检查其型号,材质是否与图纸要求相符.(3)采用的钢材应具有质量证明书,并符合设计要求.对材质有疑义时,应按国家现行有关标准规定抽样检查.用于制造水梁立柱的钢管应是同一家生产厂同一批生产的钢管,以防止出现由于管子上的允许公差点不同而引起的管子外径的尺寸变化.钢管的尺寸公差必须符合GB/8162—87和GB/8163—87的较高级精度要求.(4)钢材的表面质量应符合国家现行标准.(5)当钢材表面有锈蚀,麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于钢材厚度负偏差的一半.(6)钢材表面的锈蚀等级应符合标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》有关规定的A,B,c项.(7)药皮脱落或焊芯生锈的焊条,受潮结块或已熔烧的焊剂以及锈蚀,碰伤的螺栓,螺母不得使用.(8)对入厂的材料,按其规格,类型进行标识.标牌或标签要求字迹清楚并放于明显的位置.(9)三收稿日期:2010—01—08作者简介:胡建平(1974一),女,河北承德人,工程师,从事7台建施工技术研究;高明军(1975一),男,河北承德人,高级工程师,从事冶建施工技术研究.一184—通,弯头为外购件,要检查是否有合格证和材质单.2.材料的机械加工:(1)水梁立柱必须严格认真地按照图纸给定的尺寸公差和形位公差进行制造施工.制作前要制定好设备制造的程序步骤,以便掌握在焊接操作中出现的各种问题.(2)水梁,立柱用的钢管采用机械锯切的方法进行定尺下料.(3)对于水管和弯头,在进行对接焊前应对焊口处进行机械加工,对需要在施工现场进行对接焊的两个接合口端, 应保证达到要求的管壁厚薄公差及剖口要求;在对水管及弯头等部件加工完毕后,必须清除其上面的金属屑,机械加工的部分应涂油保护,焊接时再将油膜擦净.(4)alto后的棱边坡口必须符合所选定的焊接方法对形状和角度的要求;破口必须保持干净,坡口上加工面要保持无裂纹和裂痕,圆弧应平滑过渡,并且要保持同心度,以使两部件之间能够正确的结合.3.组装.(1)组装要在具有一定长度和足够刚度的平台上进行,以保证各组装部件尺寸外形公差的一致性.(2)应制作组装时用于找平的可复用的模具,模具制作完成后,要认真进行尺寸检查,检查合格后再使用.在上一次模具使用之后, 下一次使用之前,对模具应认真的在水平面上进行水平度和尺寸的校验.(3)在进行各部位组装时,应正确使用模具,注意正确的对齐和找平.(4)对要焊接的部位,要认真清理干净,除去油污.(5)水梁很重,容易变形和损坏,组装好后要做上标记,尽可能防止变形,管件的对焊依照模具进行,如水梁焊后变形量大于设计要求,要对焊接好的水梁进行矫直.(6) 经组装核查后,不同的对焊焊接可以成批进行.(7)主要制作部件的公差要求(除在图纸上已标明的):a.组装后的活动梁及固定梁公差要求:总长度公差:出料侧+2mm/一3ram,装料侧+2rnrrd-3mm;梁与立柱中心在长度方向的距离公差:+lmm;与立柱相接的P弯头中心在长度方向上的距离公差: +Imm;梁靠两端头的单管立柱中心在长度方向上的距离公差:+2ram;b.组装后的立柱总高度(顶端标高)公差:活动梁各立柱公差:+1.5ram;固定梁各立柱公差:+1.5mm固定立柱,活动立柱的中心管必须与外管保持同心;不得有明显的弯曲,要求内外管不同心度为lmm;d.夕管中心不直度不大于lmmIe_同一纵梁平行度误差为2mm;其中直管道平行度误差:1mm.4.焊接:(1)担任水梁及立柱焊接工作的人员必须是具有锅炉压力容器的持证焊工并且具有水平转动管对焊,水平固定管对接,垂直固定管对接等项目的合格资格.(2)在压力部件接合面进行任何焊接操作之前,必须进行焊接工艺的技术鉴定.(3)认真擦去坡口保护油膜,保证破口干净无锈迹;(4) 所采用的焊条应为碱性焊条,材质与母体金属相适应;(5)所有焊缝尺寸要严格按图施工;(6)焊接要在温度适宜,能防风防雨的场所进行,几乎所有的焊口都很深,所以必须进行连续的多道次焊接,在焊一道时,要全部采用氩弧焊,第二道焊用于正常支撑其他道次的焊料,随后的焊接道次可采用直径3.2mm和4.0mm的焊条焊接.在每焊一道次之后,要将焊渣清除干净,并对焊缝认真打磨,以消除焊渣痕迹和堆焊不均而造成的不平整.进行最后一道焊时,要注意均匀,表面整齐,无凹凸现象,与组合件母体金属相比较,其焊缝超厚量应保证均匀,如果对接焊缝外边出现了凸边,应将其磨掉,直至磨到与纵向两面对齐为止.(7)水梁上的卡块与水管间焊接选用EO一19—10Nb一16焊条;(8)ZGCr25Ni20Si垫块与水管间焊接要选用E2—26—21—16焊条.(9)焊条在使用前必须要将焊条较长时间的放在烘烤箱内烘烤,以便防潮.(10)水梁双管间连接方钢两端头留出5ram不焊,并各有30mm过渡区.(11)垫块和水梁焊接时垫块两端各留出5mm不焊.垫块要求应符合YB/T018—92的有关规定.(12)如果管件焊后变形量超过要求,可采用”收缩性加热”的方法进行矫直.(13)锚固钉的配置应严格按图纸中的要求进行.焊接时,要用A302或A307焊条,距钢管接头至少留150mm的空位,水梁立柱结合处及位于该处200mm的区域内应到现场在焊锚固钉.要做好防止锚罔钉在运输过程中被压弯或歪斜的相应措施四,水梁的安装1.待炉底钢结构安装,检查合格后,才能进行水梁的安装,先安装固定立柱,再安装固定水梁,需要注意的是,只有当一排立柱全部安装检查合格后,才能进行固定梁的安装.而活动立柱和活动梁的安装要一排一排的交替进行安装,在装配过程中要做到边装配边检查,主要控制项目为:水梁的标高及中心距.2.固定立柱安装:(1)先将立柱的上下固定板点焊在事先安装好的炉底钢结构上,以炉子中心为基准,找好各固定板上圆孔的中心距;(2)先将立柱按指定位置就位,将顶丝安装好,再将下部水管和法兰焊好,使立柱内外管组成一个整体; (3)固定立柱安装时,要先将两端的立柱先安装好,按照图纸要求的定位尺寸以炉子中心线为基准对两端的立柱进行调整,待两端立柱中心距无误后,再进行中间其他立柱的安装. (4)立柱中心距和垂直度都调整完毕后,通过立柱上的顶丝进行立柱上顶端标高的调整,调整无误后将立柱与上下固定板焊接.(5)固定立柱安装技术要求:a.立柱横向/纵向垂直度:±0.5mm/±lmm-b.一排中所有立柱的中心距:±0.5mm;c.一排中所有立柱的同心度:±lmm;d.立柱顶端标高:±lmm;e.芯管朝向要与管中介质流向一致,斜口朝向进料端.3.固定梁的安装:(1)固定梁与立柱的安装焊接要先从中间的双管立柱开始,此立柱要在已定位(即没有任何预应力)的情况下与水梁的定位正确后才能与立柱的顶头进行焊接; (2)首先将水梁与该双管立柱对好并点焊上,然后通过拉动双管立柱,使水梁与其他的单直柱对好,无误后进行焊接,使水梁处于梁安装后的正确位置;(3)在整个的安装过程中,要认真检查水梁方位是否保持正确,包括水梁与炉子中心线是否平行,水粱是否有扭转变形现象.由于每根水梁分为两部分,所以,为防止水梁连接时的焊接变形,我们先将水梁与立柱焊接安装完毕后,再进行水梁之间的焊接.(4)固定水梁安装的技术要求:a.各固定梁垫块顶面在同一炉宽方向标高:±lmm;b.水梁与炉子中心线的平行度:±2mm;c.检查所有立柱与装出料线相对应的位置,位置度公差:±lmm.?-——1.85?-——4.活动立柱的安装:(1)在平移框架,水封槽及炉底钢结构安装完毕,并检查合格后,才能进行活动立柱的安装,活动立柱也是按一排一排地安装方式进行安装.(2)同固定立柱一样,先将上下固定板上的圆孔中心距调好,点焊在钢结构上.(3)将活动立柱按要求就位,并将顶丝安装在指定位置, 再将下部水管焊好,使内外管组成一个整体;(4)以炉子中心线为基准调好各立柱的中心距,要保证一排中所有的立柱对齐;(5)用立柱上的顶丝来调整立柱的垂直度及立柱顶端的标高;待调整合格,立柱与水梁焊接完成后,将上下固定板与立柱满焊;(包括立柱下部的方法兰与立柱和平移框架的焊接)(6)活动立柱安装的技术要求:a.立柱横向/纵向垂直度: ±0.5mrJ±lmm.一排中所有立柱的中心距:±0.5ramIc.一排中所有立柱的同心度:4-1mm;d.立柱顶端标高:±lmm;e.芯管朝向要与管中介质流向一致,斜口朝向进料端;5.活动梁的安装:(1)在活动立柱安装完毕并验收合格,并且安装在炉体钢结构上的立柱通道孔也已安装完毕后,才能进行活动梁的安装.活动梁与固定梁的安装方法及步骤相同.(2)需要特别说明的是,在活动梁的安装过程中,无论任何一个梁的形状变形如何,都不能修改立柱的调整值,如果出现任何与水梁母线相关的位移,可以通过”收缩加热”的方式将其拉回到立柱的顶头上来.(3)活动梁安装的技术要求: a.各固定梁垫块顶面在同一炉宽方向标高:±1mm;b.水梁与炉子中心线的平行度:±2ram检查所有立柱与装出料线相对应的位置.五,水梁试压1.试水前的准备工作.(1)检查电动试压泵是否正常.(2)清理管道内的污物,确保管路畅通.(3)检查临时管路是否畅通,压力表量程是否够用.2.试水.准备工作完成以后开始进行试压.试水时先把固定梁内充满水,在临时管道上设置一根放气管,其开口位置高于固定梁高度.当放气管口有水流出时,证明水已充满.关闭放气阀门,停止加水,起动电动试压泵进行升压.在升压过程中,注意观察压力变化.当压力升至O.3Mpa时,关闭试压泵,仔细检查焊口及法兰连接处是否有渗漏现象.确认无异常情况后,启动试压泵继续升压至试验压力1.OMpa.关闭试压泵,施工人员再次检查焊口及法兰连接处.保压一小时检查有无漏水,同时观察压力表压力变化,其泄漏率不超过3%.试压完毕后,关闭试压泵阀门,同时把管路内的水放净,做好管道试验记录.3.安全措施.(1)试压开始前,请无关人员远离工作区域.(2)检查时,一定要在试压泵停止升压后进行.(3)当发生漏水时,停止升压以后再进行处理.(4)工作人员工作时一定要精力集中,不得马虎.六,水梁包扎1.施工准备:(1)在砌筑之前水冷梁系统必须进行水压试验,并验收合格交与下道工序,并有交接记录.(2)图纸会审,会审完毕.(3)各种施工机械及物资准备就绪,机械运转正常.(4)进到现场的注浇必须标示清楚,并且有合格证或检验报告,有时限的材料不得超期超期的应进行检验否则不得使用.2.施工程序及方法:(1)模具制作.水梁,立柱模具由技术人员根据图纸划出模具制作图,再由木工根据制作图进行模具制作.模具采用4000×200×25木板制作,制作好的模具,要标好型号.(2)模具支设.立柱模具支设采用模板卡子固定,用木楔子调整间距.水梁模具采用模板卡子及木方固定.(3)浇注料浇注.水梁,立柱采用自流浇注料浇注,浇注料要严格按配比进行搅拌,搅拌好的浇注料要在30分钟内用完,自流浇注料按图纸要求施工.不需振捣.3.耐火材料的管理.(1)将现场的各种材料按其类别,牌号及施工先后顺序依次挂牌标记,严禁不同材料相混堆,尤其不定型耐火材料更不能混放.(2)各种材料严格清点数量,作好材料台账.(3)各种材料进到现场后经验收是否有合格证,以及品种,牌号规格是否与设计标准相符.(4)各种材料要做好防雨,把怕雨淋湿的材料用鱼布苫好或放到库房内.(5)材料员应每天记录进料量,以及材料使用量.参考文献:[1]薛孔庆.步进梁式加热炉技术条件【M].北京:中华人民共和国冶金工业部出版社,1992:1—5.[2】2金树达.材料力M】.北京:冶金工业出版社,1996.【31姜振初.蓄热式技术在轧钢加热领域的应用Ⅲ.茸L钢,2005,(1).【4]葛霖.工业炉砌筑工程施工及验收规湖M].北京:中国冶金建设协会,中国计划出版社,2004:1—29—186一【责任编辑王薇】。