1、SG/JZ08-18-2012-0第 1页 / 共 34页1 主题内容与适用范围本规程规定了加热炉设备的使用、维护、检修及管理方面的内容。本标准适用于轧钢厂的加热炉设备使用、维护、检修。2 加热炉设计条件及基本参数2.1设计条件2.1.1 炉型：步进梁式、空气煤气双蓄热式连续加热炉2.1.2 布料方式：单排料2.1.3 加热钢种：碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢等。2.1.4 坯料规格： 150*150*12000mm；2.1.5 出钢温度：9501200 2.1.6 炉子额定加热能力：180t/h（冷坯、15015012000标准坯料）2.1.7 燃料: 高焦混合煤气，热值：高焦混合煤气
2、 7520 kJ/m 32.1.8 装出炉形式：悬臂辊道侧进恻出2.1.9 炉底水管冷却方式: 汽化冷却方式；2.1.10 控制方式:PLC自动控制2.2炉子的主要结构尺寸：炉内装、出料辊道中心线间距 27200 mm炉子砌体长度： 28598 mm炉子内宽： 12800 mm炉子砌体宽： 13800mm 加热炉上部炉膛高度 : 1550mm加热炉下部炉膛高度: 2100mm3 炉子及其附属设备结构与性能说明3.1加热工艺描述及炉型正常生产时，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，通过钢坯提升装置提升至入炉辊道上，经入炉辊道直接送进加热炉进行加热。使用冷坯时，由吊车吊至冷坯上料
3、台架，经入炉辊道运送入炉加热。加热工艺的操作包括正常生产时的加热温度、加热速度、加热时间等工艺参数的控制，以及对炉内气氛和炉压控制等项。计算机还有适应轧机计划和非计划停轧的功能。SG/JZ08-18-2012-0第 2页 / 共 34页炉内钢坯通过步进粱的步进动作，自装料端一步一步经过加热段一段和加热二段和均热段传送到炉子的出料端。在接到轧机要钢信号后，步进粱就将固定粱上最终料位处的钢坯托放在出料悬臂辊上面，然后送出进入轧线轧制。3.2炉体砌筑炉子的内衬按照其部位和工作状况采用不同的结构。炉顶和炉墙均采用高温浇注料作为工作面并有保温层的复合砌体，这种结构严密性强，绝热性能好。3.3炉子钢结构炉
4、子钢结构是普碳钢板和型钢焊接件，它分为三个主要部分：3.3.1 炉底钢结构它由炉底铺板和大型H型钢的横梁和立柱所组成，用以安装和支撑炉子支撑梁和炉子砌体，考虑到炉底横梁的制作安装对保证炉子固定梁安装的平面度至关重要，以及在炉底钢结构下部要安装步进梁立柱穿过炉底的开孔与裙式水封刀及刮渣板，它们与水封槽的制作有一定配合要求，该部分钢结构应与步进梁一起在制造厂加工制作，以便顺利安装。3.3.2 炉子两端和两侧钢结构由炉皮钢板和型钢立柱焊接而成，用以安装炉门、炉墙锚固砖及烧嘴，以及支撑炉子上部钢结构重量。3.3.3 炉子上部钢结构它是由中小型工字钢和H型梁及其支撑立柱焊接而成，用以吊挂炉顶锚固砖和支撑
5、炉子上部管道，以及安装检修计器用的走台。3.4支撑梁及其立柱管为了支撑和运送炉内钢坯，炉子内有4根固定梁和4根步进梁，支撑梁的配置和断面的选择是根据布料要求，避免热钢坯在双支点之间的垂度或悬臂外伸的垂度超过规定。由于采用大间距立柱和减少对钢坯的遮蔽，纵向支撑梁采用直径较小的双水管结构。支撑梁立柱是用无缝钢管制作的双层套管。立柱管与纵向梁采用刚性焊接结构连结，立柱管在安装时要考虑到纵向梁受热时的膨胀量，以使其在炉子工作状态下保持与纵向梁的垂直受力。在立柱管根部做成可调的结构，便于安装时调节纵梁的水平标高。加热炉水梁采用两段式热滑道技术，根据不同段的炉温和坯料温度，两段滑道采用不同合金垫块。预热段
6、、加热段采用Cr25Ni20Si2耐热合金垫块的半热滑道，厚度70，SG/JZ08-18-2012-0第 3页 / 共 34页焊接安装；均热段分别采用Co20 高温合金垫块的全热滑道，厚度100，焊接安装。高温段采用钴合金垫块，顶部温度高，可进一步减少出炉坯料的水管黑印，这对高品质的带钢加热是尤为重要的。步进梁的立柱管穿过炉底并固定在水平框架上，炉底上开有长圆形孔，为防止冷空气吸入炉内，在炉底钢结构与水平框架上的水封槽之间，设有裙式水封刀，插入水封槽内进行密封。3.5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
7、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，由吊装孔集中清运。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，用浇注料浇筑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
8、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集渣槽，通过吊装孔清运出炉坑。3.6炉门及炉门升降机构炉子上配备有下列炉门：装料炉门装料炉门一个，设在装料侧位置，另一侧无炉门位置设置缓冲器。在炉子进料端侧部设有装料炉门及其附属的气动升降机构。装料炉门由铸铁炉门、炉门框及气动升降机构组成。由于炉门尺寸较小，重量较轻，其传动方式采用气缸并通过滑轮组直接传动的无平衡系统。该升降机构采用气缸驱动，链轮、链条传动，由行程控制器控制行程，既可以单独操作，也可以与装料辊道联锁控制。出料炉门出料侧亦为气动控制升降。在炉子出料端侧部设有出料炉门及炉门升降机构。结构型式与
9、装料炉门相同。出料侧SG/JZ08-18-2012-0第 4页 / 共 34页炉门既可单独操作也可与出料辊道连锁控制。技术参数与装料炉门相同。3.7装料推钢机推钢机位于加热炉装炉端正前方，用于将装炉辊道上已定位好的钢坯推正以使其与炉子中心线垂直，并调整钢坯的初始位置。推钢机设4根推杆由一个液压缸驱动,推钢机的行程根据方坯的尺寸变化，使用多个行程开关来控制推钢臂的行程。该推钢机为地上布置式，一个液压缸带动四个推杆。推钢机的液压缸与加热炉的步进机械用一个液压系统驱动，推钢机与炉内装料悬臂辊道和步进机械的运动连锁。3.8炉内缓冲挡板在炉内上料辊道中心线、进料炉门对侧设有终端水冷挡板。挡板由支座、水冷
10、轴和缓冲器等部件组成，单独固定在炉外混凝土基础上。挡板在上料系统出现故障时保护炉墙，以维持正常生产。挡板为净环水冷却，材质为2Cr25Ni20。3.9装、出料悬臂辊道在炉子的进出料端各设有9根悬臂辊。由电机单独传动。辊子为弧型自定位辊面，可使进料的中心线与辊道中心线尽量重合，以利钢坯上步进梁，辊轴为空心水冷式，采用净环水冷却。装、出料悬臂辊与炉内步进机构、推钢机及装、出料炉门联锁控制。3.10步进机械步进炉的步进机械传动采用液压传动和双轮斜轨机构。该结构有两层框架（升降框架和水平框架） ，升降和水平运动均设有定心装置，因而运行的可靠性高，安装调试方便，利于设备维修。钢坯在炉内的运送方式步进梁有
11、水平运动和升降运动，步进梁的原始位置设在后下位。步进梁在上升过程中，将钢坯从固定梁上托起至后上位，然后步进梁前进至前上位，钢坯在炉内向前移动一个步距，步进梁下降至前下位，将钢坯放于固定梁上，而后步进梁返回原始位置，完成一次正循环动作。经过多次循环，钢坯从炉子装料端一步步移向出料端，然后由出料辊道送出炉外。步进机械的结构步进机械采用双轮斜轨式结构。SG/JZ08-18-2012-0第 5页 / 共 34页炉底步进机械主要由以下几部分组成：斜轨装置、升降框架、水平框架、水封槽及刮渣板、定心装置、水平缸、升降缸、位移检测器等。步进机构采用双层框架斜轨式结构。升降框架上下各有12对滚轮，在炉宽方向上分
12、两列布置，下面的滚轮由17斜轨座支撑，上面的滚轮支撑水平框架，框架有4套定心装置，保证使炉底步进机械沿炉子中心线正常动作，减少钢坯在炉内的跑偏量，使得钢坯被顺利送到出料端。下定心装置安装于升降框架和炉子基础上，上定心装置安装于升降框架和水平框架上。水封槽安装于水平框架上，步进梁的多个立柱被固定在水平框架上，随水平框架一起运动，刮渣板固定在炉子钢结构上，靠水封槽内的水将炉底和炉膛隔开，起到密封炉气的作用。在步进机械运行过程中，通过水封刀及刮渣板将少量通过开孔落入水封槽内的氧化铁皮刮向装料端，并落入炉尾的排渣槽内，并落入集渣斗内，由运渣小车定期运走。升降运动由两支液压缸（带位移传感器）驱动，水平运
13、动由一支液压缸（带位移传感器）驱动。支撑轮组采用大跨距布置，轮组间有足够的空间，改善炉底操作环境，便于设备维修。步进梁的运动步进梁以矩形轨迹运行，即分别进行升、进、降、退的连贯动作。为了保证水平运动和升降运动的缓起缓停，以及在升降过程中实现步进梁从固定梁上托起和放下钢坯时能轻托轻放，防止对步进机械产生冲击和震动，避免损伤梁上的绝热材料和炉内钢坯表面氧化铁皮的脱落，步进梁的水平和升降运动均是变速的。 步进梁的升降运动：步进梁的上升和下降是通过一对液压缸驱动的，液压缸推动上下轮组的升降框架沿斜轨道上升和下降，从而使水平框架及步进梁随之作垂直升降运动，在此过程中，水平缸被锁定。 步进梁的水平运动：步
14、进梁的水平运动是通过一支液压缸驱动的，它直接作用在水平框架上，使之在升降框架上层滚轮上作水平运动。在此过程中，升降液压缸被锁定。步进机械的行程：升降200mm，水平240mm。步进机械的步进周期为：32s。3.11液压系统SG/JZ08-18-2012-0第 6页 / 共 34页液压系统本液压系统用于驱动步进炉炉底机械（步进梁）升降和平移，推钢机用油量要求。炉底机械液压缸：步进周期为32S升降液压缸： 2-280/180710mm ，液压缸前后均带有缓冲。平移液压缸： 1-220/140315mm ，液压缸前后均带有缓冲。推钢机液压缸： 1-80/56 280mm，液压缸前后均带有缓冲该液压系
15、统由以下部分组成：液压动力装置、液压控制阀台、液压中间配管。3.11.1 系统组成该系统由动力源（包括电动机，油泵） ，调速控制回路，方向控制回路，缓冲平衡控制回路，安全溢流和压力控制回路以及辅助系统控制等组成。各回路具有独立的控制功能，并能联合作用使整个液压系统达到最佳控制状态。油泵采用恒压变量柱塞泵，能使系统在整个控制过程中实现无溢流工作，达到最佳节能效果。采用等通径变量比例调速阀和比例电液换向阀，对整个系统工作流量实现无级控制，并满足工作油缸对系统输出流量的要求，最终使步进梁达到工艺要求的运动速度。方向控制回路采用等通径变量比例调速阀和比例电液阀组，其特点是通流量大，换向迅速而准确，工作
16、压力高，密封性能好，换向无冲击和噪音，工作寿命长，性能可靠度高。缓冲平衡控制回路由平衡阀、溢流阀、单向阀等组成。其作用是使步进梁在升降和平移运动的起始和终止状态下由于速度的改变而产生的冲击惯性降低到最小，实现运动速度的平稳过渡。安全溢流及压力控制回路由电磁溢流阀和压力控制开关等组成，其作用是实现整个系统的加载，卸荷和稳定系统的工作压力，并能在过压状态下溢流或控制电动机断电，以保护整个系统不致因事故而遭破坏。3.11.2 控制动力源、方向控制回路、缓冲平衡回路及安全溢流压力控制回路均为常规控制回路，其控制原理根据油缸的工作负荷，工作压力而确定，此处不予详细说明，仅对调速控制回路作详细介绍。（1）
17、调速控制回路调速控制回路采用开环控制方式，参与控制的设备或元件有：带传感器（用于位置SG/JZ08-18-2012-0第 7页 / 共 34页跟踪）的液压缸，用于系统程序控制的计算机，电液比例放大器，比例调速阀，负载（即炉底步进机械） ，其组成方式原理如下：负载（步进机械） 液压缸 （位移量） 传感器 （位置信号） 计算机（PLC） （电压） 电液比例放大器 （电流） 比例调速阀 （流量） 液压缸通过升降液压缸和平移液压缸上的传感器分别检测炉底升降框架和平移框架的位置，并由计算机接受。在预先设定的位置上，计算机自动输出设定电压给电液比例放大器，后者将输入电压按比例放大后输出电流给电液比例调速阀
18、线圈，此时比例阀自动调整其阀芯的开口度，使其输出流量与要求值相符，从而完成步进机构的速度控制。上述控制过程是根据步进梁的不同位置而进行流量控制完成的。计算机通过位移传感器自动跟踪液压缸位置，在各速度控制点，计算机分别输出预先设定的不同电压值作用于调速回路的各种电气元件，最终使得执行机构-液压缸按不同的速度加速，减速或匀速运动，当达到预定运动速度时，计算机发出指令使方向控制回路关闭或换向。由于液压回路的流量是可控制的，再加上液压缸采用了缓冲装置，减少了液压冲击，从而实现液压缸的运动速度控制及运动行程控制。也就是说。实现了步进梁的各种运动速度控制和步距控制。（2）辅助系统的控制辅助系统包括循环过滤
19、冷却系统，油温自动控制系统，液位报警，滤油器堵塞报警，安全连锁等系统。以上系统均由计算机自动控制。油温设定为2050度，当小于或大于该值时，由温度检测元件发出信号，计算机接收后发出指令，使电加热器或水电磁阀接通来加热液压油或通冷却水使液压油冷却降温。当遇停电事故发生而步进梁在上位时，可通过人工操作手动截止阀来释放升降油缸中的液压油使得步进梁缓缓下降至零位。3.11.3 系统特点由于采用计算机参与液压系统的全部控制过程，采用比例调速阀及恒压变量泵，使得本系统具有以下几个主要特点：响应速度快，控制精度高，控制灵活性大，系统能耗少，自动化程度高，系统工作性能稳定等。3.11.4 液压动力装置液压动力
20、装置布置在加热炉液压站站房内。SG/JZ08-18-2012-0第 8页 / 共 34页液压动力装置及站内配管作为成套设备在制造厂进行予安装、清洗、调试，完成后再在现场最终安装、调试。液压站站房内设置液压动力装置的机旁操作箱，其功能为：操作地点的选择（机旁操作箱、加热炉主操作室） 。电机启停，站内主要控制阀的开闭（用于调试、检修） 。事故紧急停车。在加热炉主操作室对液压系统进行控制的功能为：加热炉生产操作方式选择。报警信号（油位、油温、油压、过滤器堵塞等）显示报警。事故紧急停车液压站站房内设置有通风、排水、消防、火灾报警、照明以及为设备检修所设置的检修手动葫芦、葫芦的移动范围能满足液压设备的吊
21、装等设施。液压动力装置技术数据：液压油： 抗磨液压油 VG46/40液压油清洁度： NAS 7级系统工作压力： 16MPa液压油工作温度： 3050液压站站房内环境温度：37冷却水： 净环水 进水温度： 35水量： 15t/h液压动力装置由以下部分组成：油箱装置、油泵装置、循环过滤冷却装置、过滤器、站内配管等。a) 油箱装置数量 套有效容积 5000L材质 不锈钢结构：矩形焊接结构，水平放置，油箱内分成回油腔和吸油腔两部分，分别设置人孔，中间设置隔板及过滤网。附件：外装翻板式液位计（三点发讯） 、温度控制装置、温度计、电加热器、排污阀、SG/JZ08-18-2012-0第 9页 / 共 34页
22、空气滤清器等。油箱内液位控制：三点报警（高位，低位，超低位） 。高位：用于加油时或生产中油位异常上升过高时报警。低位：油位偏低，需补充新油（但可继续维持生产） 。超低位：油泵有可能吸空，紧急停机。油箱内油温控制：自动开关控制当油温低于设定油温t1时，电加热器接通，对油箱内油液进行加热，油温上升达到设定温度t2后，停加热器。当油温高于设定油温t4时，控制冷却器进水的电磁水阀开启，供冷却水使油温下降至设定温度t3后关电磁水阀。在进行油温控制中循环泵必须工作。b) 液压泵组数量： 5台（其中1台备用）型式： 恒压变量轴向柱塞泵电机： 4台 (其中1台备用) AC380V50HZ ，55kW ，148
23、0r/min 结构：电机液压泵用钟罩式法兰及弹性联轴器联接；为了减震，底座下设置减震垫，泵吸油管上设有橡胶避震喉，泵出油管上设有高压软管,泵吸油管上设有带行程开关的蝶阀，用于开闭状态的电气联锁；每台泵出口设有一套压力控制阀块，上面安装有溢流阀、高压过滤器、单向阀、压力表等。c) 循环过滤冷却装置循环泵： SNH210-46 2台（其中1台备用） 螺杆泵（带安全阀）每泵排量：Q=200L/min电机： 5.5KW 2台（其中1台备用）板式冷却器： 散热面积 20m2附件： 电磁水阀、水过滤器、截止阀等。结构：电机液压泵用弹性联轴器联接（电机为B3型） ；为了减震，底座下设置减震垫，泵吸油管和出油
24、管上均设有橡胶避震喉；泵吸油管上设有带行程开关的蝶阀，用于开闭状态的电气联锁；每台泵出口安装有压力表等。d) 加热器： 3kw3=9kW3.11.5 液压控制阀台为实现步进梁步进动作轻拿轻放，运行平稳，需控制步进梁升降和平移液压缸的运SG/JZ08-18-2012-0第 10页 / 共 34页行方向、速度，加速、减速，并满足步进周期32秒，推钢机推钢，通过步进梁阀台、推钢机阀台来实现这些控制要求。液压控制阀台的动作程序及控制由电控系统的PLC完成。结构：各控制阀台的各类控制功能阀装配于表面防锈的阀块上，阀块置于型钢及钢板焊接成的阀架上，阀架下部设置有接油盘，进油管路上装有高压球阀和测压装置，回
25、油管和泄油管路上装有单向阀和测压装置。3.12干油集中润滑系统共1套润滑系统。集中干油润滑系统包括电动润滑泵、给油器、压力操纵阀、电动加油泵等组成。通过管道连接到各润滑点，定时定量供给润滑脂。干油中间配管包括管路、管路附件及管道支架等。 4 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混合煤气系统排烟系统氮气吹扫和放散系统其它辅助设施4.1蓄热式烧嘴采用上下组合式烧嘴。由于钢坯在高温区与氧气的反应十分快速，因此尽量缩短钢坯在高温区的停留时间和减少钢坯表面的氧气含量对降低烧损和减少表面脱碳十分重要；本设计强调在双蓄热时燃气流股紧贴钢坯表面，在钢坯的表面形成保护性气氛。烧嘴由空气蓄热喷口、高焦混合煤气喷口组合而成，上加热煤气喷口在下，空气煤气喷口在上，下加热烧嘴则反之；尽量在钢坯的上下表面形成还原性气氛，降低氧化烧损和表面脱碳。烧嘴采用双流股形式，强化炉温的均匀性。全炉共76台蓄热式烧嘴，其中第一加热段28对蓄热式烧嘴，上、下加热各14台；第二加热段28台蓄热式烧嘴，上、下加热各14台；均热段20台蓄热式烧嘴，上、下加热各10。烧嘴结构及材质要保证有足够长的使用寿命。烧嘴与炉墙之间的结合部处理得当，既
