3工业炉资料.docx

3工业炉资料.docx

《3工业炉资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3工业炉资料.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

3工业炉资料

3工业炉

3.1基本数据

3.1.1钢坯来源和装炉条件

钢坯来源：

本公司炼钢厂的合格连铸方坯；

装炉条件：

室温冷装。

3.1.2钢种及年加热钢坯量

轴承钢、齿轮钢、合金结构钢、优碳钢、普碳钢、工业纯铁。

年加热钢坯量：

83.3万t。

3.1.3钢坯规格

1）断面边长及定尺长度：

200mm×200mm×7500mm

（预留230mm×250mm×6000mm坯料的能力）

2）扭转度：

不允许有明显的扭转

3）圆角半径：

≤15mm

4）弯曲度：

≤10mm/m

5）横断面对角线长度偏差：

≤9mm

6）定尺长度钢坯重量：

2325kg（标准，200mm×200mm）

2466kg（最大，200mm×200mm）

2673kg（标准，230mm×250mm）

2809kg（最大，230mm×250mm）

3.1.4坯料加热的温度要求

—钢坯出炉温度：

1000～1200℃

—钢坯头部和尾部比中间温度高约20℃；

—钢坯芯部与表面温差小于20℃；

3.1.5加热炉数量：

一座。

3.1.6加热炉生产能力

加热炉冷装额定产量为150t／h，冷装最大产量为160t／h。

3.1.7炉型

端进料侧出料推钢式加热炉。

3.1.8炉用燃料

燃料种类：

正常情况使用天然气、特殊情况使用部分重油。

3.2加热炉炉型结构及工艺过程简述

加热炉为端进料、侧出料的推钢式加热炉，通过上料台架和输送辊道输送来的钢坯采用推钢机推入炉内，同时将均热段加热好的钢坯推入出钢槽内，由侧出钢机推入轧线输送辊道。

炉子自装料端到出料端沿炉长方向分为预热段、二加热段、一加热段、均热段。

加热炉供热采用六段供热、六点控制的供热制度，均热段采用炉顶平焰烧嘴和下部侧烧嘴供热，一加热段采用上下侧烧嘴供热，二加热段采用上下部侧烧嘴供热。

均热段和一加热段、一加热段和二加热段之间设置有炉顶压下梁和炉底隔墙，二加热段采用斜炉顶过渡到压下的预热段。

均热段设置有一定长度的实炉底段，其余各段下加热均为架空炉底。

加热炉炉筋管设四根纵水管，纵水管上设置有耐热垫块用于支撑钢坯，纵水管采用横水管架空支撑，横水管采用双丁字管立柱支撑。

加热炉炉筋管采用汽化冷却方式冷却，汽化冷却系统设汽包一个，冷却水管给水管为集中下降，回水管单独上升。

加热炉炉墙炉顶工作层采用高强浇注料整体浇注，并设置了复合层保温结构，炉底采用耐火砖和保温砖复合砌筑；炉筋管采用了复合包扎结构。

钢坯由行车吊到上料台架上，并由上料台架逐根送入上料输送辊道，通过上料输送辊道送到加热炉进料端定位，然后由进料端的入炉推钢机推入炉内，并逐步被推到均热段的实炉底段，同时完成钢坯的加热过程，加热好的钢坯进入出钢槽后，侧出料推钢机将钢坯推送到炉外轧线辊道。

3.3加热炉的主要技术特点及节能措施

3.3.1主要技术特点

（1）合理选择炉型，采用合适的炉底强度、钢坯透热速度确定加热炉的有效长度，既满足了节能型加热炉的需要，又可实现最佳的投资性能比。

（2）采用推钢机端进料，侧部推钢机侧出料，装料方便，出料端的红钢坯保温效果好，同时大大减少了出料端部的散热。

（3）在加热炉不同温度段的纵水管上设有合理高度、不同材质的耐热垫块，有效降低了钢坯和炉筋管接触处的水冷黑印。

（4）炉内纵水管、横水管及立柱采用汽化冷却方式冷却，提高了垫块的表面温度，降低了钢坯表面黑印；同时节约了大量冷却用水，产生的蒸汽可供车间使用，提高了加热炉的经济效益。

（5）在炉顶和炉底设有分段隔墙，以便精确调节和控制各段的炉温，并有利于控制炉压。

（6）采用六段供热、六点控制的供热制度，炉顶平焰烧嘴侧向烧嘴供热，保证炉膛温度和钢坯加热温度的均匀性。

（7）配置先进、可靠的仪表控制系统，实现加热炉炉温和炉压的自动控制。

（8）加热炉出料端设置了高温摄像机，装料端设置炉外摄像机，用于监视加热炉的上料、布料情况和出料情况。

3.3.2主要节能措施

加热炉采取的主要节能措施有：

（1）按节能型加热炉炉底过钢面积产量指标合理确定加热炉的炉长，延长不供热的预热段，降低加热炉的能耗。

（2）炉内支撑梁合理配置，以尽量减少管底比，减少热损失。

（3）炉内纵水管、横水管及立柱采用汽化冷却方式冷却，节约了大量冷却用水，产生的蒸汽可并入全厂蒸汽管网供生产和生活使用，提高了加热炉的经济效益。

（4）采用六段供热、六点控制的供热制度，采用全炉顶平焰烧嘴和下加热端部烧嘴供热，实现最佳空燃比燃烧，同时可根据产量要求改变加热段长度，以利节能。

（5）配置先进、可靠的仪表控制系统，实现加热炉炉温和炉压的自动控制。

（6）采用浇注料整体浇注的带复合保温层的炉顶和炉墙结构，炉底耐火材料采用复合保温层，最大限度地减少炉体散热损失。

（7）在烟道内设有带螺旋插入件的金属管状空气换热器，将助燃空气预热到450℃以上，以回收出炉烟气带走的热量，节约燃料。

（8）热风管道包扎，尽量减少热风在输送管道内的温降。

（9）炉筋管采用双层绝热包扎，减少冷却介质的吸热量。

3.4主要计算数据

3.4.1加热炉主要尺寸

有效长度：

35000mm

进出料辊道中心距：

36500mm

砌体长度：

37382mm

炉内宽：

8100mm

砌体宽度：

9100mm

3.4.2烟囱计算

高度：

70m

出口直径：

2800mm

3.4.3介质节点参数计算

1）天然气

天然气接点流量：

6500m3/h（标况）；

额定流量：

6000m3/h（标况）；

2）重油

A）重油用量按照加热炉总供热量的30%供给的情况

重油接点用量：

1600kg/h；

重油额定用量：

1400kg/h；

B）重油用量按照加热炉全部使用重油加热的情况，重油量按照现有重油系统能力考虑，但不能保证加热炉额定产量的要求。

3）工业炉用水

炉区用水分为净环水冷却水、浊环冷却水、软水。

（1）净环冷却水

水质：

pH：

6～9；硬度：

<150mg/lCaCO3；悬浮物：

<15mg/l

水温：

供水温度37℃

回水温度≤50℃

接点压力：

0.45MPa（0.2）

接点流量：

20m3/h

（2）浊环冷却水

供水压力：

0.1MPa

接点流量：

3m3/h

（3）软水

接点压力：

0.4MPa

接点流量：

11m3/h

4）氮气

用量：

250m3/次

吹扫时间：

10-15分钟/次

压力：

0.4MPa

纯度：

99.9%

5）电

三相交流，高压6000V

变频器电源由专用整流变压器提供。

照明及检修电源。

汽化冷却系统、装出料炉门、液压站及地坑照明等。

6）炉区平面布置

见附图。

3.5推钢式加热炉

3.5.1炉体钢结构

炉子钢结构是普碳钢钢板和各类型钢焊接件，用来安装和支撑炉子耐火材料、支撑炉底梁、安装炉门及炉两侧附件、支撑炉子进出料辊道、燃烧系统的管道、安装仪器仪表自动化的检修平台等。

1）炉子侧墙和端墙钢结构

炉墙钢板用来安装炉子侧墙和端墙耐火材料锚固件，并且用于安装端烧嘴、侧烧嘴、炉门、平台及其它附件，上部钢结构还焊接在该部分上。

炉墙钢板厚为6mm；炉子侧墙和端墙骨架采用工字钢、槽钢焊接而成。

炉墙钢板的焊接保证炉子的严密性，在烘炉前、后进行检查，杜绝煤气的外漏。

2）炉底钢结构

炉底钢结构采用H型钢、工字钢及钢板焊接而成。

3）炉子上部钢结构

炉子上部钢结构采用H型钢、工字钢、槽钢焊接而成，用来安装吊挂炉顶，同时用来支撑燃烧系统的管道及炉顶操作平台、走道、以及检修平台等。

4）炉区操作平台部分钢结构

主要由中小型型钢、花纹钢板和钢格板组成。

布置于所有需人员操作和经常维护的地方。

炉两侧提供活动钢板网平台，并设有有通向炉底的混凝土平台。

3.5.2炉体耐火材料

1）炉顶

材料组成：

自流浇注料，轻质浇注料，纤维浇注料

总厚度330mm

压下梁部分采用可塑料。

2）侧墙

材料组成：

自流浇注料，轻质砖PGN-0.8，硅酸铝纤维板

总厚度500mm

3）端墙

材料组成：

自流浇注料，轻质粘土砖PGN-0.8，硅酸铝纤维板

总厚度464mm

4）炉底

材料组成：

高铝砖LZ-65，耐火粘土砖N-1，轻质粘土砖PGN-1.0，轻质粘土砖PGN-0.8，耐火纤维毯

总厚度592mm

5）水梁及立柱包扎

材料组成：

硅酸铝纤维毯XWT-1000，浇注料

厚度80mm

6）排烟管砌筑

材料组成：

纤维浇注料

厚度200mm

7）空煤气热管道包扎

材料组成：

纤维毯厚度50-80mm

镀锌铁皮厚度0.5mm

3.5.3炉内支撑梁

炉内设4根纵水梁，丁字管支撑结构。

纵水管采用φ159x20钢管，横水管采用φ168x22钢管，支撑管为φ140x19钢管。

3.5.4装料炉门

采用耐热铸铁炉门，在进料侧墙钢结构上安装铸铁炉门框，炉门内衬轻质耐火浇注料。

进料炉门采用手动方式升降。

炉门尺寸：

8700×450mm

炉门提升高度：

450mm

3.5.5出料炉门

采用耐热铸铁炉门，在进料侧墙钢结构上安装铸铁炉门框，炉门内衬轻质耐火浇注料。

出料炉门采用气动方式升降。

炉门尺寸：

1100×500mm

炉门提升高度：

500mm

3.5.6燃烧系统

1）炉子分段

炉子均热段、一加热段、二加热段、预热段，采用六点温度控制方式。

各炉段主要结构尺寸：

预热段：

11910mm

二加热段：

6300mm

一加热段：

9790mm

均热段：

7000mm

2）烧嘴选型及布置

均热段上加热采用端烧嘴，均热段下加热采用侧部长焰烧嘴，烧嘴布置在侧墙钢梁中间。

加热炉全部采用油气两用烧嘴。

详见下表。

控制段

燃烧比例

烧嘴数量

煤气需要量

烧嘴最大能力

均_上

9.0

5

100

108

均_下

11.0

6.0

110.0

137.6

一加上

20.0

10.0

120.0

150.1

一加下

23.0

10.0

138.1

172.6

二加上

17.0

8.0

127.5

159.4

二加下

20.0

8.0

150.1

187.6

合计

100

54

690

863.6

3）烧嘴特点

A、端部调焰烧嘴

技术特点：

1）低NOx，NOx含量可控制在100ppm以下（未考虑燃料本身含的NOx在内）。

2）大调节比，可达1：

10。

3）点火性能好。

冷炉时点火容易。

4）火焰稳定，刚性好。

在煤气流量较大变化时，火焰长度可控制在5.5-7.5m范围内。

可满足炉宽方向炉温均匀性要求。

5）结构合理，操作方便。

技术参数：

烧嘴能力：

额定200m3（标）/h

烧嘴前的空气压力：

2000-2500Pa

烧嘴前的煤气压力：

1500-2500Pa

烧嘴前的空气温度：

450℃

烧嘴前的煤气温度：

200℃

调节比：

1：

10

火焰长度：

5.5～7.5m

使用材质：

法兰和烧嘴外壳采用Q235；热风管道和芯部结构采用不锈钢和耐热钢制作；隔热内衬采用轻质保温浇注料；烧嘴砖采用高铝质浇注料浇注成型。

B、长焰烧嘴

技术特点：

1）低NOx，NOx含量可控制在100ppm以下（未考虑燃料本身含的NOx在内）。

2）大调节比，可达1：

8。

3）点火性能好，冷炉时点火容易。

4）火焰稳定，刚性好。

在煤气流量较大变化时，火焰长度可控制在3-5m范围内。

可满足炉宽方向炉温均匀性要求。

5）结构合理，操作方便。

技术参数：

烧嘴能力：

额定200m3（标）/h

燃料：

天然气，热值8000×4.18kJ/m3（标）

烧嘴前的空气压力：

2000-2500Pa

烧嘴前的煤气压力：

1500-2500Pa

烧嘴前的空气温度：

450℃

调节比：

1：

10

火焰长度：

3～5m

使用材质：

法兰和烧嘴外壳采用Q235；热风管道和芯部结构采用不锈钢和耐热钢制作；隔热内衬采用轻质保温浇注料；烧嘴砖采用高铝质浇注料浇注成型。

4）风机

风机型号：

9-26No14D

马达型号：

Y355M2-4

转速：

1450r/min

功率：

315kW

电压：

6000v

（*利旧1套，新增1套，变频控制，共用1套变频装置利旧）

5）空气换热器

加热炉配置一套空气换热器置于烟道中对空气进行预热。

换热器技术特点：

可有效防止高温变形和硫腐蚀，使用寿命长；

综合传热系数高，达30W/（m2·℃）以上；

流动阻力小，空气侧＜1800Pa，烟气侧＜110Pa；

体积小，结构紧凑，安装维护方便。

空气换热器技术性能参数

项目

指标

150t/h，冷装/出料温度1150℃

换热器前烟气温度

810℃

换热器后烟气温度

520℃

预热助燃空气量

62000m3/h

烟气量

75000m3/h

空气预热温度

400～450℃

空气侧阻力损失

1800Pa

烟气侧阻力损失

100Pa

使用材料：

高温管组材质为1Cr18Ni9Ti，低温管组采用20g渗铝无缝管；螺旋片插件全部采用1mm厚的1Cr18Ni9Ti板条制作。

6）空气管道系统

从鼓风机出来的助燃空气经空气总管将助燃空气送入换热器预热，预热后的热空气由空气总管送至加热炉前，然后经各供热段支管将热空气送入烧嘴与煤气混合燃烧。

炉子的各段支管上各自设有流量检测装置与气动调节阀，用以实现分段炉温自动调节，以及空气、煤气流量比例自动调节。

烧嘴前管道上设有手动蝶阀，用以调节烧嘴的空气流量，并设有膨胀节。

热风总管上设置有热风自动放散装置，在热风超温时自动放散。

换热器后的空气总管采用外包扎方式保温，采用50-150mm纤维毯包扎，外面再包扎0.5mm镀锌铁皮。

7）天然气管道系统

接点后煤气总管上配有一个切断阀、一个眼镜阀、一个气动式密封调节切断蝶阀。

煤气总管上设有总管流量检测装置。

煤气总管从煤气平台接出，经煤气换热器预热后送至各段分管，供给相应控制段的烧嘴。

各段分管上设煤气计量装置、气动调节阀，用于调节该段的煤气供给量。

在每段煤气管的末端侧部设置一个煤气取样阀，以排除煤气管道内的积水和开炉点火前取样。

烧嘴前煤气管道上设有手动硬密封蝶阀，用以调节和关闭烧嘴前的煤气流量，并设有膨胀节。

8）汽化冷却系统

炉底梁的冷却方式均采用汽化冷却梁和立柱采用均无缝厚壁管，纵水管φ159×20mm；横水管φ168×22mm；立柱为φ140×18mm。

A、炉底梁包扎：

硅酸铝纤维20mm

浇注料60mm

B、加热炉供热负荷：

额定值187GJ/h

最大值201GJ/h

C、水梁热负荷：

平均值16.1GJ/h

最大值24.1GJ/h

D、系统供水：

软水

9）重油系统

加热炉加热方式部分采用重油加热，重油用蒸汽：

雾化过热蒸汽用量为：

1800kg/h；

重油管道伴热用饱和蒸汽用量为：

320kg/h

蒸汽压力：

0.8MPa

3.5.7炉区机械设备

1）装料推钢机

装料端设置一台装料推钢机，武钢轧板厂的2台减速机勉强利旧，由于其输入高速轴Φ90mm较小（而电动机轴为Φ95~110mm）勉强利旧，且此减速机i=97.12太小需重新配置2台减速机i=2.6~3，以满足总减速比i=254~290；武钢轧板厂的2个推杆可利旧；其原2组齿条已超过使用寿命；即使减速机、齿条、推杆利旧，但用户需提前供应减速机高速轴、齿条的备件以及重新设计的低速齿轮轴（齿宽b=380受原齿条B=390的限制）备件；其它部分设备，不能利旧，需重新设计和制造；即其它大部分机械设备及电气部分重新设计。

综上所述，武钢轧板厂2×120吨装料推钢机仅能部分利旧。

因为加热炉扩容后，175根方坯200×200×7500所需推力F1=247~288吨，或140根方坯230×250×6000所需推力F2=227~265吨。

由于推钢机推力加大，推钢机主要技术参数需作如下变化：

a）电动机功率原2×55KW（或90KW）改为2×120KW；冶金三相异步电动机型号YZR355L1-10，转速588r/min；FC=40%。

b）原减速机i=97.12输入轴Φ90/输出轴Φ290mm;新增加的减速机i=2.6~3需重新选型，其输入轴Φ290/输出轴Φ350mm；但原减速比i=254.261基本不变。

c）为了更安全起见，齿轮齿条的宽度B=350/390mm需加宽到500mm；但由于利旧，齿轮齿条的宽度只能按B=380/390mm设计；但齿条模数m=50mm不变。

d）减速机的输入轴联轴器和输出轴联轴器需相应加大。

e）制动器需加大重新选型。

f）分布位置变化：

2个推杆的原距离L1=2500mm更改为L2=5000mm。

g）同步短联轴器需改为同步长联轴器；以适应2个推杆的原距离L1=2500mm更改为L2=5000mm。

重新设计和制造的装料推钢机主要技术参数为：

a）最大推力2×165吨；

b）最大工作行程为2700mm；

c）推杆速度为0.06m/s；

d）冶金三相异步电动机功率为2×120KW；电动机型号YZR355L1-10，转速588r/min；FC=40%。

2）炉门升降机构

进料炉门升降机构1套，炉门重量1700kg，行程400mm。

出料炉门升降机构2套，炉门重量2×800kg，行程500mm。

炉门升降速度：

200mm/s。

炉门升降机构设行程开关，能输出位置信号，与其它炉用设备形成联锁关系。

3）出料推钢机（需重新设计和制造，设备不能利旧）及液压站配管

出料侧设置一台电动推钢机。

按照预留4个方坯的位置，要求推钢杆能够横向移动，并具有反拉坯功能。

移动坯料最大单重2809kg。

出料推钢机型式为摩擦式；其工作原理为：

利用2个液压缸使2个压轮对推杆产生摩擦力，上部压轮对推杆产生摩擦力为阻力F2，下部压轮（由电动机减速机驱动）对推杆产生摩擦力为驱动力F1。

其它为阻力F3，则推杆产生的推力F=F1－F2－F3。

主要组成为：

1台电动机、1台制动器、1台减速机、1个联轴器、1个滑动机架、2个滑动轨道、2个滑动液压缸、2个压紧液压缸、2个压轮、1个炉口托轮、1个推杆170×350×15000、1组推杆尾部托辊、1个推杆尾部缓冲器、1组推杆喷水管、1个牵引链等。

重新设计和制造的出料推钢机主要技术参数为：

a）正常工作时最大推力2~4吨；最大推力5.5吨；

b）最大工作行程为10500mm；

c）推杆快速为0.6m/s；推杆慢速为0.3m/s；

d）冶金三相异步电动机功率为37KW；电动机型号YZR250M1-8，转速700r/min；FC=40%。

e）减速机减速比i=20；

f）工作周期T=50s；

g）2个压紧液压缸Φ100/Φ70×50，其工作压力为14MPa；

h）2个滑动液压缸Φ63/Φ45×800，其工作压力为14MPa；

i）液压站系统压力为16MPa；

另外由于推杆很长（约L=15m），需设计1个悬臂平台。

另外，液压站配管需重新设计。

4）干油润滑系统

配置一套集中润滑电动干油站。

干油站由给油器、压力操纵阀、电控柜、电动加油泵等设备组成，通过管道连接到各润滑点，定时定量供给润滑脂。

技术性能：

型式：

自动双线式集中干油润滑系统。

公称压力：

20MPa。

公称流量：

105mL/min。

储油器容积：

300L。

润滑脂：

与现有相同。

冷却水水质：

净环水。