板坯步进梁式加热炉工艺设计及装备[1]
2007年 2月・4 6・第35卷第1期钢铁研究
ResearchonIron&Steel Feb.2007Vol.35 No.
1
板坯步进梁式加热炉工艺设计及装备
曹树卫
(安阳钢铁(集团)公司技术中心,河南安阳455004)
摘 要:结合安钢炉卷轧机工程实例,介绍了建成一座符合现代化轧机要求的板坯步进梁式加热炉的工艺设计特点,并着重阐述了该加热炉的工艺设备特点及主要技术参数。关键词:步进梁式加热炉;工艺特点;设备特点
中图分类号:TG307 文献标识码:A 文章编号:100121447(2007)0120046202
Technologicaldesignandequipmentofwalkingbeamplatereheatingfurnace
CAOShu2wei
(TechnologyCenter,AnyangIronandSteel,,China)Abstract:Thispaperintroducestheandequip2mentofwalkingbeamplatereheating,steelSteckelMillEngi2neeringistakenasaactofequipmentandmaintechno2logicalplatereheatingfurnaceisdescribedindetail.Keywfurnace;technologicalcharacteristics;equipmentcharacteristics
安阳钢铁集团有限责任公司第二炼轧厂是集
转炉炼钢、炉外精炼、板坯连铸和炉卷轧机于一体的现代化板材生产厂。其中,炉卷轧机工程是一条生产规模为110万t/a的卷轧生产线,该生产线在连铸与炉卷轧机之间建有1座板坯步进梁式加热炉,在轧机前后各建1座卷取炉。连铸坯由输送辊道运送到板坯加热炉的炉后上料辊道上,由装钢机送入炉内进行加热,加热好的板坯由出钢机取出放到出料辊道上,而后由输送辊道送往炉卷轧机进行轧制。在炉卷轧机前后的卷取炉用作炉卷轧机轧制时带钢的保温和加热。
2 工艺流程及技术指标2.1 生产工艺流程
安钢炉卷轧机生产线工艺流程如下:
加热炉→高压水除鳞机→卷取炉→炉卷轧机→飞剪→层流冷却装置→地下卷取机→热矫直机→冷床→切分剪→修磨、探伤→双边剪→定尺剪→检查、喷号→收集、入库。
2.2 主要工艺技术指标
该生产线主要工艺技术指标见表1。
1 原料规格
板坯材质:碳素结构钢、低合金结构钢、舰船板、锅炉钢板、压力容器钢板、汽车
大梁用板、桥梁钢板、管线钢
板坯种类:连铸坯,热装率90%
板坯规格:130/150mm×1600mm～3200
mm×8000～18000mm
板坯重量:65.6t(max)
3 炉型选择
对于现代化的连轧机,轧制钢板的厚度公差和表面质量的要求均日趋严格,对板坯加热温度的均匀性和热板坯表面的质量要求也在不断提高。同时,由于提高板坯热装率和热装温度是最有效的节能措施,因而配置上下两面多段供热的步进梁式加热炉是最佳选择,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要求。传统的推钢式加热炉由于其严重的水管黑印产生的温度不均匀性、板坯下表面划伤及不易实
作者简介:曹树卫(1976-),男,河南人,工程师,主要从事新产品开发及轧钢工艺技术的研究.
第1期曹树卫:板坯步进梁式加热炉工艺设计及装备 ・47・
现机械化、自动化操作等固有的缺点已被先进的
步进梁式加热炉所取代。
表1 主要工艺技术指标项 目热轧钢板: 厚度/mm宽度/mm长度/mm最大重量/t横切钢板: 厚度/mm宽度/mm长度/mm最大垛重/t热轧钢卷: 厚度/mm宽度/mm
最大单重/(kg・mm
最大卷重/t
内/外径/mm
-1
(4)选择合理的支承梁(步进梁和固定梁)的
参 数
4.8～50.01600～32006000～18000
22.63.0～20.01600～25002000～18000
103.0～20.01600～2500
)
20.545
配置,并进行有效的绝热措施,以减少板坯加热过
程中形成的水管黑印及减少冷却水带走的热量;
(5)在水冷支承梁上,对不同的温度段设置不同高度与不同材质的耐热垫块,以消除板坯与支承梁接触处的黑印,并缩小接触处和2个支承梁中间板坯表面的温度差;
(6)支承梁的冷却采用汽化冷却方式,以回收余热、提高热效率;
(7)采用双轮斜轨式步进机构,该机构带有良好的升降框架和平移框架的定心装置,步进机构易于安装调整,维修量少,运行可靠;
(8)采用实用、可靠、先进的电控仪控设备,搞,在此基础。
。上加热炉顶采用全平焰烧嘴,温度场均匀、辐射强度大。加热钢坯速度快、温度均匀,有利于减少氧化和脱碳,防止出钢口待出钢坯温降。下加热采用端烧嘴,以保证钢坯长度方向温度均匀。
加热炉炉体为浇注料整体捣打,具有整体性强、严密性高、绝热性能好的显著特点。为适应热装要求,减少热坯在炉外的散热,提高热装温度,并根据轧线缓冲时间的需要,采用端进端出的装、出料方式,并配备有一套既可单独动作又可同步动作的装钢机和一套既可单独动作又可同步动作的出钢机。
炉子的排烟方式根据车间的布置条件而定,烟囱高度约75m。空气、煤气均预热,以达到节约燃料提高热效率的目的。炉内水梁由厚壁无缝钢管制作,固定梁8根,活动梁7根。炉底机械运动由液压系统驱动,达到“轻托轻放”的工艺要求。
2因此,,采
,炉子本体及其附属机械设备、液压、电控、仪控系统的技术措施能保证实现生产可靠、指标先进、技术实用的要求,建成一座符合现代化轧机要求的步进梁式加热炉。步进梁式加热炉具有以下优点:
(1)加热钢坯温度均匀,断面和长度方向温差小于30℃;
(2)加热速度快,脱碳少,氧化烧损率小于1%;(3)不会出现拱钢、粘钢事故;
(4)可排空炉料,快速升温和降温,清渣修炉时间短,作业率高;
(5)可根据产量、钢种、规格调整炉内装钢量,操作灵活,易适应热送热装工艺。
4 设计特点及其技术参数4.1 主要工艺特点
安钢板坯步进梁式加热炉有以下工艺特点:
(1)在现有车间平面布置的条件下,以节能炉型的生产指标确定合适的有效炉长;
(2)采取最佳数量的温度控制段,即均上三段、均下三段、加上二段、加下二段;
(3)在保证实现钢坯加热工艺要求的前提下,采取最合理的烧嘴选型与配置,以保证加热炉的炉宽上(即沿板坯长度上)温度分布的均匀性;
4.3 技术参数
安钢板坯步进梁式加热炉主要工艺设备技术参数如下。
加热炉产量:250t/h(热装),200t/h(冷装);装炉温度:600～900℃(热装),室温冷装;
加热温度
:1100～1250℃;有效炉长:24000mm;炉子内宽:18800mm;燃料:高、焦炉混合煤气;
(下转第54页)
・54・正常。
钢铁研究第35
卷
(1)含铌钢容易产生铸坯皮下横裂纹缺陷,优
采取3项措施进行了整改,一是使用扭力扳手定量紧固螺栓;二是规范了对弧弧板;三是定期使用辊缝仪监视铸机精度。
5.6 结晶器液面自动控制
为保证中厚板质量,对于结晶器液面自动控制系统,一方面加强了设备维护;另一方面,规定此技术措施为生产中厚板的必要条件。为此,提高了结晶器液面的控制精度。
化铸坯冷却工艺,尤其是二次冷却工艺,确保铸坯矫直温度大于950℃以上,是消除此类缺陷的关键;
(2)控制好铸机的精度,尤其是零段(即与结晶器相邻的扇形段)的开口度及弧度,是控制铸坯皮下横裂的基础。
(3)优化钢种成分及采用液压非正弦振动及结晶器液面自动控制,也有利于降低铸坯皮下横裂的发生率。
通过采取以上工艺及设备方面的措施,由连铸坯皮下横裂纹导致的轧制裂纹废品得到了很好的控制,废品发生率由30.5%下降到0.1%以下,质量控制恢复正常。
[]
[.连铸坯质量[M].北京:冶金工业出版社,1994.[2] 王新华.含Nb、V、Ti钢连铸坯中碳、氮化物的析出及钢的
5.7 减小铸坯振痕深度
原来生产210mm厚度的断面时,采用正弦振动,但考虑到负滑脱时间与振痕深度有关,小的
负滑脱时间有利于减小振痕深度,进而有利于消除裂纹;另外,在同样的振幅与振频条件下,采用液压非正弦振动技术,有利于缩短负滑脱时间。所以,修订了振动参数,采用了非正弦系数て=0.6或0.7的振动参数,使得负滑脱时间在0.10.15s左右,6 结 语
,可以采用如下措施:
高温脆性[J].钢铁研究学报,1998,(6):36240.
[3] 陈雷.连续铸钢[M].北京:冶金工业出版社,1994.
(收稿日期:2006202215)
(上接第47页)
燃料发热值:8000kJ/m3;
燃料消耗量:35800m3/h(max);空气消耗量:65000m3/h(max);烟气量:104000m3/h(max);
空气预热温度:～520℃;煤气预热温度;～300℃;
步进机构型式:双轮斜轨式,液压传动;步进行程:升降200mm,水平500mm;步进周期:45s;
间接冷却水耗量:150m3/h;直接冷却水耗量:60m3/h;冷却水压力:0.2～0.3MPa。
型DCS系统,可实现双交叉限幅的燃烧控制。操作方式设手动、半自动和自动控制3种方式。
6 结 语
加热炉是保证产品质量、产量和降低能耗的关键设备。因此,加热炉炉型选择和装备水平,应与车间规模和轧线工艺设备装备水平相匹配。为保证产品质量,除采用合理的生产工艺外,对钢坯加热质量应有严格的要求。一般要求出炉钢坯断面温差不大于30℃。
安钢板坯步进梁式加热炉开始运行至今状况良好,节能效果显著,环保性能优异。一般每升降50℃大约需要15min,炉温控制精度大大提高,一般控制在±10℃范围内,钢坯断面温差在10～20℃,沿长度方向上,坯两端与坯中心温度差为20～30℃,满足了炉卷轧机生产的要求。
(收稿日期:2006204219)
5 自动化控制
加热炉电气自动化控制水平与轧线自动化控制水平相适应,采用国际先进水平的多级分散式控制系统,同时为编程和操作的方便,电控采用PLC系统进行控制,热工仪表自动控制采用集散