摆线针轮减速机型号和选型.docx

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摆线针轮减速机型号和选型

1加热炉设计条件及基本参数4

1.1.加热炉基本参数4

1.1.1.加热炉形式、数量4

1.1.2.燃料及其发热量4

1.1.3.钢坯加热温度4

1.1.4.加热加热质量要求4

1.1.5.加热炉单耗4

1.1.6.加热能力4

1.1.7.装出炉方式4

1.1.8.冷却方式4

1.1.9.加热炉控制水平4

1.2.公用设施条件4

2加热炉工艺过程简述、平面布置及土建8

2.1.工艺过程简述8

2.2.加热炉区域平面布置10

2.3.加热炉区土建10

3加热炉设备及设施12

3.1.炉型结构12

3.2.加热炉的主要结构尺寸12

3.3.炉体钢结构12

3.3.1.炉底钢结构12

3.3.2.侧墙钢结构12

3.3.3.端墙钢结构12

3.3.4.炉顶钢结构13

3.3.5.平台、走廊、楼梯、栏杆13

3.4.加热炉砌体结构13

3.4.1.加热炉不同部位耐火材料选用结构13

3.4.2.选用耐火材料的主要性能：

14

3.5.支撑梁及垫块16

3.6.水封槽及刮渣机构17

3.7.炉门及观察孔17

3.7.1.装料门17

3.7.2.出料门17

3.7.3.检修门18

3.7.4.排渣管18

3.8.加热炉燃烧系统18

3.8.1.供热能力配置及烧嘴型式18

3.8.2.蓄热体19

3.8.3.换向系统20

3.8.4.助燃空气系统20

3.8.5.天然气系统21

3.8.6.排烟系统22

3.8.7.氮气吹扫及放散系统22

3.8.8.压缩空气系统23

3.8.9.点火烘炉系统23

3.9.水冷系统23

4加热炉汽化冷却系统24

4.1.循环系统特性与组成24

4.1.1.特点24

4.1.2.系统参数24

4.1.3.系统组成25

4.2.主要设备27

4.3.设备布置29

4.4.热力管道29

4.5.汽化冷却系统检测、控制项目29

5加热炉区机械设备31

5.1.装料悬臂辊道31

5.2.出料悬臂辊道31

5.3.缓冲挡板32

5.4.装料推钢机32

5.5.炉底步进机械33

5.6.液压系统36

5.7.干油集中润滑系统41

6加热炉一级自动化系统42

6.1.概述42

6.2.自动化控制系统的结构设计42

6.3.加热炉仪表控制系统43

6.3.1.炉温控制43

6.3.2.煤气总管压力控制45

6.3.3.空气总管压力控制45

6.3.4.炉膛压力的调节46

6.3.5.蓄热换向控制46

6.3.6.水封槽液位测量47

6.3.7.仪控安全保护系统设计47

6.3.8.设备故障处理对策48

6.3.9.报警等级一览表48

6.3.10.仪表检测与控制项目49

6.4.汽化冷却控制系统50

6.4.1.主要检测项目50

6.4.2.汽化冷却仪表控制系统功能50

6.4.3.汽化冷却电气控制系统52

6.5.加热炉区传动及供电52

6.5.1.电气设备的适用规范52

6.5.2.技术条件52

6.5.3.低压供电系统53

6.5.4.操作设备54

6.5.5.低压配电系统的保护55

6.5.6.防雷接地与工作接地55

6.5.7.炉区检修电源55

6.5.8.主要设备选择55

6.6.加热炉电气基础自动化55

6.6.1.装料部分56

6.6.2.炉内运动部分56

6.6.3.出料部分57

6.6.4.加热炉其它电气控制58

6.6.5.一座加热炉本体现场传感器表58

6.7.操作站画面设置58

6.7.1.流程图监控功能58

6.7.2.实时趋势监视功能60

6.7.3.参数操作、调整功能60

6.7.4.报警管理功能60

6.7.5.历史数据管理功能60

6.7.6.报表功能61

6.7.7.操作等级功能61

7节能、环保、安全措施62

7.1.节能措施62

7.2.环保措施62

7.3.安全措施63

7.4.防护安全措施63

8加热炉技术性能表65

1加热炉设计条件及基本参数

1.1.加热炉基本参数

1.1.1.加热炉形式、数量

一座步进梁式、空气单蓄热式连续加热炉。

1.1.2.燃料及其发热量

天气，发热值8500X4.18kJ/Nm3，接点压力8000～10000Pa。

1.1.3.钢坯加热温度

根据不同钢种的加热要求，钢坯的加热温度为1100～1250℃。

1.1.4.加热加热质量要求

钢坯黑印温差：

≤±15℃

钢坯断面温差：

≤±15℃

钢坯长度温差：

≤±15℃

氧化烧损：

0.8%

1.1.5.加热炉单耗

普碳钢冷坯额定产量下的单耗：

1.15GJ/t坯。

1.1.6.加热能力

额定能力：

120t/h（冷坯、标准坯料）。

1.1.7.装出炉方式

悬臂辊道侧进恻出。

1.1.8.冷却方式

加热炉内支撑梁、立柱采用强制循环汽化冷却方式；

其它设备、重要水冷构件采用净环水冷却。

1.1.9.加热炉控制水平

（1）顺控系统：

钢坯从装料炉门到出料炉门的生产过程实现计算机自动控制。

（2）燃控系统：

采用改进型双交叉限幅燃烧，炉温、炉压自动控制计算机系统。

1.2.公用设施条件

1）燃料：

天然气

低发热值：

8500KJ/m3；

接点流量：

最大（富余系数110%）：

3560Nm3/h

接点压力：

8000～10000Pa

接点管径：

DN350

2）冷却水

——净环水（无压回水）

用途：

用于鼓、引风机、汽化循环泵、液压系统、高温工业电视等。

供水压力：

≥0.25MPa

夏季最高供水温度：

35℃

出水温度：

<55℃

炉子用量：

nor.60m3/h•座

接点管径：

DN150

安全用水量：

30m3/h•座

接点管径：

DN100

水质：

悬浮物15mg/l

硬度<8.5

——除氧软水

用途：

用于炉内水梁、立柱汽化冷却；

符合《低压锅炉水质》标准

PH值＞7

悬浮物＜5mg/l

总硬度＜0.03me/l

水压≥0.25MPa

补充水用量：

nor5～8m3/h

接点管径：

DN50

安全用水量：

～15m3•座，用于满足汽化冷却系统正常补水量1～2h

——浊环水

用途：

水封槽内灌水。

供应压力：

≥0.25MPa

夏季最高温度：

≤35℃

温度升高：

12℃～15℃（正常）

最高出水温度：

48℃

一座炉子用量：

nor.10m3/h一次注入量：

30m3/h

接点管径：

DN50

水质：

浊循环水悬浮物<50mg/l硬度：

200～250mg/l

PH：

7.8～8.4

3）氮气

用途：

加热炉燃气管道吹扫用。

用量：

400m3/次

吹扫时间：

30分钟/次

压力：

0.2MPa

接点管径：

DN80

纯度：

99.9%

4）压缩空气

——工业用压缩空气

用途：

炉区吹扫用（间断使用）

用量：

4m3/min（每次使用15～20min）

压力：

0.6Mpa

——仪表用压缩空气

用途：

仪表用气

用量：

～80m3/h•座

气源品质：

净化后的干气体含尘粒度<3μm，含尘量<1mg/m3。

净化后的干气体含油量应小于1mg/m3。

净化后的干气体露点低于-22℃.

气源工作压力：

0.5MPa～0.7MPa

接点管径：

DN50

安全气源：

容量应满足停气后维持5分钟供气时间。

5）电源

用途：

助燃风机、引风机、汽化冷却系统、液压站及地坑照明等。

频率：

50HZ，-1HZ～+0.5HZ

低压电源：

AC380V/220V,－10%～+10%

2加热炉工艺过程简述、平面布置及土建

2.1.工艺过程简述

正常生产时，炼钢连铸热坯通过热送辊道从连铸出坯跨直接送往轧钢车间，经入炉辊道直接送进加热炉进行加热。

使用冷坯时，由电磁盘吊车吊至冷坯上料台架，经入炉辊道运送入炉加热。

上料辊道区设有检测元件对钢坯进行检测。

该区检测元件布置示意见下图。

采用两个光电管F1、F2进行测长。

超长或弯曲过大等不合格的钢坯由剔出装置推移到辊道一侧的收集台架上，合格钢坯经辊道准备装炉。

图2-1上料辊道区检测元件布置示意图

出炉辊道

炉外入炉辊道

F1F2F0

在进料方向相对侧炉墙处设有炉内缓冲器。

一旦悬臂辊定位失效时，炉内缓冲器，可防止钢坯冲撞炉墙。

加热炉采取单排装料方式，布料方式见附图。

出钢周期配合轧制节奏。

上料系统（含称重、测长等）买方负责，加热炉预留通讯接口。

⑴装料

正常生产情况下，合格的钢坯停在装料辊道上等待装料，每块钢坯装料过程如下：

当允许装料信号到达，装料炉门打开，炉内辊道和炉外装料辊道同时高速运行，钢坯以最高速度向加热炉内输送，当钢坯尾部通过炉外检测器F0（光电管）时，按计算的时间延时，炉内装料辊道和炉外装料辊道同时减速，按照PLC预定的布料图要求，将该钢坯在炉内精确的定位（钢坯定位由进料侧单独传动、变频调速的炉内悬臂辊道完成），经一定时间延时装料炉门关闭，完成一次装料过程（此时推钢机在起始的后极限位置）。

坯料的测长、定位由加热炉顺序控制系统完成。

所有入炉过程由炉尾高温工业电视监视。

⑵钢坯推正

钢坯在装料悬臂辊道上定位结束后，推钢机推杆前进，将钢坯推正，推正后迅速返回。

⑶钢坯在炉内的传输

通过步进梁的矩形运动，钢坯先被步进梁取上固定梁，再一步步从炉尾传送至炉子出料端，直至出料端悬臂辊道上。

步进梁的运行轨迹曲线如下图所示：

图1-2步进梁动作示意图

正常生产时活动梁停在最低最后位。

周期运行前步进梁停“1”点位（“1”点位为后下位），周期运行时根据运行动作时间表，步进梁由“1”点位开始向“2”点位作上升运动，中间有加速、减速过程。

当步进梁到达“2”点位后，炉内装料辊道恢复慢速转动。

当步进梁到达“3”点位，出料辊道停止转动，然后步进梁开始由“3”点位向“4”点位作下降运动，中间经过加、减速过程，将钢坯轻放于出料辊道上，缓慢停于“4”点。

当步进梁到达“4”点位，给出加热炉可以出钢信号。

然后步进梁由“4”点位回到“1”点位，完成一个正循环。

当坯料在炉停止时间较长时，步进梁停在“0”位，由其开始步进循环动作。

⑷加热

炉内钢坯通过步进梁自装料端开始，顺序经过炉子各段，一步步地移送到炉子的出料端，达到轧机工艺所要求的加热温度和温差。

⑸出料

当轧线给出要钢信号时，出料炉门自动开启，开始出料过程，出料辊道以炉外轧线接钢辊道相同速度运转，在炉内出料辊道上的钢坯高速出炉。

当钢坯尾部通过炉外光电管（买方设置在轧线一架轧机前）时，给出出料完毕信号，出料炉门自动关闭，炉内出料悬臂辊道恢复低速运转。

所有出炉过程由炉头高温工业电视监视。

钢坯经过步进机构的反向功能，可以从出料侧退到进料侧经进料悬臂辊退出炉子。

2.2.加热炉区域平面布置

加热炉区域新建1座步进梁加热炉。

加热炉配备2台助燃鼓风机，1台空烟引风机，1台煤烟引风机，四台风机设在同一风机房内。

加热炉设置两座钢烟囱，1座用于煤气侧排烟，1座用于空气侧排烟。

加热炉炉底机械采用液压驱动步进机构，步进机构的液压站设在加热炉旁±0.0平面。

液压站泵房设有检修吊装孔、起重设备和检修场地，方便设备检修，并设置消防、通风、照明等设置。

加热炉设置单独的电磁站，供加热炉的电气柜放置。

加热炉的出料操作、仪表控制以及电气控制集中在出炉侧的主控室内，装料操作设置在入炉侧操作室内。

加热炉水梁采用汽化冷却方式。

设置除氧给水系统、循环系统等。

汽包间、水泵间设置在加热炉旁。

加热炉装出料悬臂辊道、液压站、高温工业电视等各水冷构件根据需要布置有供排水系统。

为了操作及检修的需要，在炉子周围、炉顶上部设置了相应的平台和梯子。

落入水封槽的少量氧化铁皮，由自动排放干渣的水封槽清渣机构，刮渣至装料侧形成干渣。

干渣将通过漏斗落入渣车内，定期由车间吊车运走。

炉底的氧化铁皮定期由人工清理，由车间吊车吊走。

钢坯的输送、测量、装出料、物流跟踪以及与轧机和连铸机钢坯库的数据信息交换均通过炉子PLC和轧线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。

2.3.加热炉区土建

加热炉区域土建工程由买方负责设计、施工包括以下内容：

（1）加热炉及其附属设备系统的基础：

包括炉坑，炉坑内步进机械基础及与炉坑相接的上部混凝土和钢平台，装出料辊道基础，冲渣沟等，以上基础均为钢筋混凝土基础。

（2）加热炉液压站：

为一层砖混结构；液压站房内设置有通风、排水、消防、火灾报警、照明等设施。

（3）风机室：

为一层砖混结构。

（4）入炉操作室、出炉操作室：

为轻型钢结构。

（5）电磁站：

为砖混结构。

（6）烟囱：

为钢结构。

（7）烟囱基础：

为钢筋混凝土结构。

（8）汽化冷却基础、水泵间及汽包间：

为钢筋混凝土结构。

（9）燃料介质管网接点平台：

为钢筋混凝土结构。

3加热炉设备及设施

3.1.炉型结构

加热炉沿炉长方向分为预热段、加热段和均热段。

各段全部采用分散换向的燃烧控制方式。

3.2.加热炉的主要结构尺寸

装出料辊道中心线间距---------------------------24000mm

加热炉砌体长度---------------------------------20998mm

加热炉有效长-----------------------------------24000mm

加热炉砌体宽-----------------------------------13600mm

加热炉内宽-------------------------------------12600mm

加热炉上部炉膛高度-----------------------------1550mm

加热炉下部炉膛高度-----------------------------2000mm

3.3.炉体钢结构

炉子钢结构包括炉底钢结构、侧墙钢结构、端墙钢结构和炉顶钢结构，几部分组成一个箱形框架结构。

3.3.1.炉底钢结构

由三部份构成炉底钢结构：

炉底框架和炉底钢板、炉底纵向大梁、炉底钢立柱。

炉底框架和炉底钢板：

炉底框架由工、槽钢和钢板焊接成形，用来托架炉底砌筑材料、安装固定立柱。

并有活动立柱穿过的开孔以及固定炉子密封用的密封罩。

炉底钢结构纵向大梁：

在炉底纵贯全炉长，支撑炉底框架。

立柱：

支承炉底纵向大梁，柱子用H型钢和钢板制成。

3.3.2.侧墙钢结构

炉子的烧嘴、侧开炉门及检修炉门、工业电视、激光检测器及窥视孔等炉子附件均固定在炉墙钢结构上。

3.3.3.端墙钢结构

装、出料炉门及其驱动装置安装在端部钢结构上。

3.3.4.炉顶钢结构

炉顶钢结构的主要构件是采用热轧H型钢制成的横梁，在H型钢下翼缘上吊挂炉顶锚固砖吊梁，H型钢横梁的两端架在上部钢结构（侧墙钢结构）的圈梁上。

为了保持H型钢的整体稳定性，在上、下翼缘间配置一定数量的加强筋。

3.3.5.平台、走廊、楼梯、栏杆

炉顶采用复合平台结构，便于检修维护炉顶。

在不同的平台和走廊的连接处设置楼梯。

在平台和走廊边缘设有栏杆。

3.4.加热炉砌体结构

炉墙采用复合结构，工作面采用浇注料整体浇注；

炉顶采用复合结构，工作面采用浇注料整体浇注；

炉底采用成型砖复合砌筑；

支撑梁活动梁立柱穿过炉底的孔洞采用浇注料砌筑。

3.4.1.加热炉不同部位耐火材料选用结构

砌筑部位材料名称厚度（mm）

炉底高铝砖116

粘土砖68

轻质粘土砖γ＝0.6204

绝热板60

硅酸铝纤维毡20

总厚度468

炉墙低水泥浇注料284

轻质粘土砖γ＝1.0116

硅酸铝纤维机制板100

总厚度500

炉顶低水泥浇注料230

硅酸铝纤维毯60

轻质浇注料40

总厚度330

支承梁及立柱绝热自流浇注料60

硅酸铝纤维毯20

总厚度80

3.4.2.选用耐火材料的主要性能：

（1）低水泥浇注料（使用部位，炉墙/炉顶）

序号指标名称数值

1体积密度110℃×24h～2400kg/m3

1350℃×3h～2350kg/m3

2化学成分Al2O3≥60%

CaO2≤2.1%

3线性变化110℃×24h-0.1-0%

1350℃×3h0-0.9%

4耐压强度110℃×24h～35MPa

1350×3h～60MPa

5导热率800℃≤0.86W/m.k

1000℃≤0.97W/m.k

6最高使用温度1500℃

（2）自流浇注料（用于支撑梁包扎）

序号指标名称数值

1体积密度110℃×16h～2400kg/m3

1350℃×3h～2350kg/m3

2化学成分Al2O3≥60%

3线性变化率110℃×16h＜0.2%

1350℃×3h＜0.5%

4耐压强度110℃×16h～40Mpa

1350℃×3h～60Mpa

5最高使用温度1600℃

（3）轻质浇注料

序号指标名称数值

1体积密度110℃烘干800±100kg/m3

2线性变化率110℃×16h——

1300℃×3h——

3导热系数500℃＜0.25W/m.k

4最高使用温度1000℃

（4）锚固砖

序号指标名称数值

1体积密度——≥2300kg/m3

2化学成分Al2O355%～65%

3重烧线变化率1500℃×3h-0.4-0.2%

4耐压强度110℃×16h～40Mpa

1300℃×3h～70Mpa

5显气孔率——≤22%

6耐火度≥1780℃

（5）硅酸铝纤维毯

序号指标名称性能指标

1最高使用温度℃1200

2体积密度～192kg/m3

3永久线收缩-3%（1000℃、24hrs）

4理论导

热系数平均200℃0.055

平均400℃0.105

平均600℃0.165

（6）硅酸铝纤维机制板

序号指标名称性能指标

1最高使用温度℃1100

2体积密度280kg/m3

3永久线收缩-3%（1000℃、24hrs）

4理论导

热系数平均200℃0.055

平均400℃0.093

平均600℃0.156

（7）烧嘴砖材质

序号指标名称性能指标

1最高使用温度1600℃

2化学成分Al2O3≥70%

3耐火度≮1750℃

4体积密度2.6g/cm3

5线性变化110℃×16h烘烤后0～0.10%

1500℃×3h烧后0～0.8%

6抗折强度110℃烘干后≥10MPa

7耐压强度110℃烘干后≥60MPa

8热震稳定性1100℃水冷>25次

9尺寸允许偏差及外形应符合YB/T5083-93表2的规定

10尺寸及外形检测方法按GB/T10326-88的规定进行

11烘烤要求温度≥300℃下烘干或在1350℃下烧成

（8）高铝砖：

应符合国标GB2988-87之规定。

（9）粘土砖：

应符合国标GB4415-84之规定。

（10）轻质粘土砖：

应符合国标GB3994-83之规定。

3.5.支撑梁及垫块

为了支撑和移送钢坯，炉内设4根固定梁和3根活动梁；活动梁通过立柱穿过炉底固定在平移框架上，固定梁通过立柱由炉底钢结构支撑和固定。

纵向支撑梁采用上下双层管结构，厚壁无缝钢管制造。

支撑梁立柱采用套管结构，外管采用热轧厚壁无缝管，芯管采用普通无缝管，立柱顶部与纵梁焊接在一起。

立柱管与纵梁采用刚性焊接结构连接，立柱管在安装时考虑纵梁受热时的膨胀量，以使其在炉子工作状态下保持与纵梁的垂直受力。

水梁立柱内层采用硅酸铝耐火纤维毯，外层采用流动性能良好的自流浇注料双层绝热方式，在水梁及立柱上焊接Y型锚固构，保证浇注料的使用寿命。

为减少被加热坯与水冷梁接触处的“低温黑印”，在加热炉的钢坯和水冷梁之间，在不同的温度段设不同材质、高度的耐热垫块，以消除钢坯和水冷梁之间接触处水冷黑印，并缩小接触处和两个支撑梁中间钢坯表面的温差。

各段水冷梁的耐热垫块见下表。

各段水冷梁的耐热垫块表

使用部位耐热垫块材质耐热垫块高度备注

低温段Cr25Ni2070mm

高温段Co20100mm

100mm高的Co20垫块顶面和钢坯接触面的温度可达1100℃，与出钢温度接近，因此“水管黑印”的影响较小，Co合金垫块采用合金钢卡块固定在纵梁上，垫块之间设有挡块，同时允许垫块有一定的膨胀。

Co20垫块采用卡固式安装，Cr25Ni20垫块焊接在水梁上。

加热炉水梁上垫块左右错位布置，垫块之间拉开一定距离，有效减小钢坯出炉时的钢坯加热过程中产生水梁“黑印”。

3.6.水封槽及刮渣机构

步进梁的立柱穿过炉底并固定在平移框架上。

为了使活动立柱与炉底开孔处密封，在活动梁下部设有水封槽，水封槽固定在平移框架上。

炉内钢坯加热生成的少量氧化铁皮，一部分经炉底开口部进入水封槽，随步进梁的运动被固定在炉底钢结构上的刮板送至装料端，形成干渣后，送入装料辊道下冲渣沟内。

活动梁的立柱穿过炉底固定在平移框架上，根据活动梁的平移距离，炉底开有长圆型开孔，为防止冷空气吸入炉内，在炉底钢结构和平移框架之间设计了水封槽，在炉底钢结构和水封槽之间还设计了裙式水封刀和支撑梁管头端盖，插入水封槽内进行密封。

立柱管穿过炉底开孔的四周，用浇注料捣制成一圈高于炉子底面的围墙，以防止炉渣掉入水封槽。

由于会有少量的氧化铁皮掉入水封槽内，在裙式水封刀下部安装有刮渣板，这样在活动梁上升和前进的过程中，将氧化铁皮自动刮向炉尾装料端，炉尾部分的水封槽和刮渣板是逐渐升高的，这样，可以使刮上去的氧化铁皮处于干燥状态，并由刮渣板不断刮入炉尾冲渣沟。

3.7.炉门及观察孔

3.7.1.装料门

装料炉门采用耐热铸铁无水冷结构，内衬浇注料。

每扇炉门设有一套气动升降系统。

3.7.2.出料门

装料炉门采用耐热铸铁无水冷结构，内衬浇注料。

每扇炉门设有一套气动升降系统。

3.7.3.检修门

在炉子炉墙上设2个，供检修时出入炉内和运送材料用，平时用砖干砌以减少散热。

3.7.4.排渣管

加热炉出料端悬臂辊道下方炉底设置排渣孔和排渣管，坯料掉落的氧化铁皮可以从此清理和收集。

溜渣口下接溜渣管，并设有手动插板阀，定期将积存在溜渣管内的氧化铁皮排入渣斗。

3.8.加热炉燃烧系统

加热炉燃烧系统主要包括：

——蓄热式烧嘴

——助燃空气系统

——高炉煤气系统

——排烟系统

——点火烘炉系统

——氮气吹扫和