蓄热式板坯连续加热炉炉底强度的分析与计算

四辊初轧机技改正在实施中 ) 与四辊精轧机双机架 工艺线 , 年生产能力已在 120 万 t 水平。三 座加热 炉, 1 加热炉为常规燃烧形式 , 有效尺寸 ( 长 ! 宽 ) 26. 8 m ! 3. 944 m, 2 、 3 炉为蓄热式加热炉, 有效尺
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寸分别为 26. 8 m ! 5. 104 m 、 33. 6 m ! 5. 104 m 。 3
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蓄热式加热炉于 2004 年 3 月投产 , 下面将 3 炉设 计中加热能力的分析与计算作一简述。
收稿日期 : 2004- 06- 15 作者简介 : 吕以清 ( 1953 ) , 男 , 高级工程师 , 主要从事 轧钢加热 设备的研究、 设计工作 .
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)工
业
炉∗
第 26 卷
第5期
2004 年 9 月
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4 3# 蓄热炉炉长的计算与选取
炉底强度的选取与炉子的平均辐射温压、 坯料 的透热时间、 钢种和燃料热值有关。通过上述综合 43
热工计算 : 蓄热式板坯连续加热炉炉底强度的分析与计算
分析, 在 3# 蓄热炉设计中笔者将炉底强度 P 定为 700 kg/ ( m ∃h) 。常温坯加热能力定为 110 t/ h 。
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5 结论
( 1) 蓄热式板坯连续加热炉炉底强度的选取, 当坯料为常温坯, 原料厚度在 150~ 300 mm, 应以坯 料的透 热时 间为基 准, 炉底 强度 一般在 600~ 700 kg/ ( m ∃h) 较适宜。 ( 2) 当连续热装时 , 蓄热连续加热炉可按经验 计算加热能力。以常温坯为基准, 按坯料每增加百 度 , 加热能力提高 11% ~ 12% 。计 算其热装能力, 炉底强度在 1 050~ 1 150 kg/ ( m ∃h) 较适宜。 ( 3) 因蓄热连续加热炉平均辐射温压远大于传 统连续加热炉, 相同条件下 , 热装加热能力较之传统 炉可提高 45% ~ 55% 。
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33. 6 m 。其理论加热能力为: G = Pf / 1 000= 700 ! 4 ! 33. 6/ 1 000= 94 t/ h 因燃烧系统与炉型采用高温炉气与钢坯辐射热 交换理论的优 化设计, 热 交换效果极佳 , 当料厚 + 180 mm 时 , 仍能满足 110 t 的设计要求 , 炉底强度已 达 818 kg/ ( m2 ∃h) , 只能用提高炉温的方法增加加热 能力, 生 产 中 第 一、 第 二 加 热 段炉 温 在 1 360 ~ 1 390 # , 炉尾温度 1 200~ 1 250 # , 炉压较大( 30~ 50 Pa) , 有强化加热的因素。生产实践证明: 当常温 坯( 料厚 + 180 mm) 产量在 95 t/ h 以下时 , 炉况 ( 燃烧 火焰、 炉气、 炉压状况 ) 较佳, 钢坯加热质量更好。 用上述计算方法并根据现场生产统计, 将不同 料厚 3 炉的加热能力定为: % ( 坯料厚度 145 mm, 长度 2 000 mm) : 热坯( , 650 # ) 205 t/ h; 冷坯 120 t / h。
压、 检修 周期、 炉体寿命等 ) 密切相关。而蓄热式加热炉炉底强度的计算目前尚无详细资料。通 过济钢中板 3# 蓄热式加 热炉设计中对炉底强度的选取 , 经使用与炉子实际能力基本吻合。 关键词 : 蓄热板坯加热炉 ; 设计 ; 炉底强度 ; 计算 中图分类号 : TF066 文献标识码 : A
Analysition and Calculation on the Hearth Intensity of the Continuous Regenerative Billet Reheating Furnace
参考文献 :
[ 1] [ 2] [ 3] 加热炉 [ M] . 北京 : 冶金工出版社 , 1986. 钢铁厂工业炉设计参考资料 ( 下册 ) [ M] . 北 京 : 冶金工出版 社 , 1979. 实用轧钢技术手册 [ M ] . 北京 : 冶金工业出版社 , 1997.
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4. 2
3 蓄热炉实际长度 由于条件限制 , 设计中将该炉的有效尺寸定为
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& ( 坯料厚度 180 mm, 长度 2 000 mm) : 热坯 ( , 650 # ) 165 t/ h; 冷坯 95 t/ h 。 − ( 坯料厚度 200 mm, 长度 2 000 mm) : 热坯 ( , 650 # ) 140 t/ h; 冷坯 80 t/ h 。
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3 蓄热加热炉计算长度 由此 , 3 蓄热加热炉的最佳有效长度应为 : L = G ! 1 000/ ( b ∃p ) = 110 ! 1 000/ ( 700 ! 2 ! 2) = 39. 2 m
度, 炉子实际加热能力, 还影响到坯料的加热质量, 因
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3. 1
炉子加热能力的确定
常温坯加热能力的确定
此必须慎重对待。因此, 我们作了以下调查: % 对设计 研究单位及专家进行了咨询, 专家认为, 当加热中厚板 坯不能做到全部热装时, 应以常温坯作为计算基准, 其 炉底强度在 650~ 700 kg/ ( m2∃h) 较适宜; & 对国内部分 板坯蓄热式加热炉炉底强度状况进行了调查, 其炉底 强度大部在 600~ 700 kg/ ( m2∃h) 。 ( 2) 与炉底布料面积 f 有关的坯料长度的选取。 计算布料面积坯料长度的选取同样关系到炉子的实际 加热能力。考虑最大料长占原料总量的比例, 当计算 炉子的最大加热能力时, 按坯料最大长度适当减小一 个规格的料长较为适宜, 例如: 当最大装料长度为 2 200 mm 时, 计算布料面积取料长 2 000 mm 较恰当。 3. 3. 2 用钢坯在炉内加热时间的经验公式验算加 热能力 T = CB 式中: T C B 上式 加热时间, h 与合金量有关的系数, 对低碳钢取 0. 1~ 0. 15, 对低合金钢取 0. 15~ 0. 2 板坯厚度 , mm
说明, 坯料在炉内的加热时间 , 只与钢的
成分和厚度有关, 而与火焰的强度无关, 即要获得均 匀的钢温 , 必须保证一定的透热时间。若板坯厚度 为 20 cm, C 按下限 0. 10 取, 则最短加热时间为T 1 = 20 ! 0. 10= 2 h 。笔者 对钢坯加热时间进行了生产 现场跟踪统计 , 在高产时 , 20 cm 厚常温坯从入炉到 出炉用时 2. 10 h, 一般低于 2 h 钢便会∋ 夹生( ; 当加 热低合金、 专用钢时 , 为减小装炉时的热应力 , 最短 加热时间一般不低于 2. 6 h 。 例如 , 济钢中板使用中的 2# 蓄热式加热炉有效 炉底尺寸 ( 长 ! 宽 ) 26. 8 m ! 5. 104 m, 当坯料厚度为 200 mm, 料长 2 000 mm 时, 装钢量为 26. 8 ! 0. 2 ! 4 ! 7. 65= 164 t , 需 2. 2 h 烧好 , 其实际加热能力为 75 t/ h, 炉底强度为 700 kg/ ( m 2∃ h) 。而当一味追求 提高加热能力, 缩短加热时间时 , 便产生坯料表面氧 化加剧、 过烧 , 而心部烧不透的∋ 夹生( 现象。
Industrial Furnace
文章编号 : 1001- 6988( 2004) 05 0042 03
Vol. 26 No. 5 Sept. 2004
蓄热式板坯连续加热炉炉底强度的分析与计算
吕以清, 孙 玮
( 济南钢铁股份有限公司 , 山东 济南 250000)
摘 要 : 蓄热式加热炉炉底强度的合理选取与炉子的炉长、 实际加热能力、 加热质量、 炉子的运行工况 ( 燃烧负荷 、 炉
积小时出钢量 ) f 布料面积 , m2 ( 炉内的坯料面积 , 双排料为 两倍料长乘以炉子有效长度 , 多排料时依此类 推) ( 1) 用该公式能否较准确地计算炉子能力, 关键在 于对炉底强度( P ) 值的选取。炉底强度是随条件因素 变化的, 即与坯料厚度 ( 钢料厚, 炉底强度小, 反之则 大) 、 钢种、 燃烧形式、 燃料等因素有关。然而, 由于蓄 热式燃烧技术近年来才广泛应用于轧钢炉窑, 对蓄热 式板坯加热炉炉底强度选取多大适宜, 并无具体资料 可查。炉底强度选取的合理与否关系到炉子的有效长
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按轧机设计年产量 120 万 t 板, 成材率 94% , 作业 率 85% , 年作业时间 7 446 h, 则加热炉小时产量为: G = 120 ! 1. 06 ! 10 ∀ 7 446= 171 t / h
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考虑专用板、 低合金板性能对加热时间要求较 长及单位时间产量的不均衡, 炉子的加热能力应留 有 30% 的余地 , 即炉子的小时产量应能达到 171 ! 1. 3= 222( t ) , 当采用两座炉子 运行满足生产时 ( 因 蓄热炉检修时间较长, 三座炉子开二备一 ) , 每座炉 子的实际加热能力为 G ( 冷) = 222/ 2= 111 t / h。 3. 2 热装加热能力的确定 蓄热式加热炉由于平均辐射温度高 , 没有明显 的低温段, 钢坯入炉后炉温便达 1 100~ 1 200 # , 当 入炉钢坯温度为 650 # 时, 炉气与钢坯仍有较大的 热交换温度梯度。因此, 蓄热式加热炉的热装加热 能力可参照均热炉 热装加热能力 计算。有资 料介 绍[ 1] , 对均热炉 , 入炉钢锭温度每提高 100 # 时 , 就 可以提高炉子的生产能力 14% 。由于均热 炉炉温 较之蓄热炉平均炉温略高 50 # 计算( 考虑落地因素) , 则加热能力可提高0. 78% , 即热装时炉子的加热能力应为 G ( 热) = 111 ! 1. 78= 197 t / h。 3. 3 加热能力的计算与分析 3. 3. 1 用炉底强度公式计算加热能力 G = Pf / 1 000 t/ h 式中 : G P 加热能力, t/ h 炉底强度, kg/ ( m2 ∃h) ( 即单位炉底布料面
L Yi qing, SUN Wei ( Jinan Iron and Steed Co. , Ltd. , Jinan 250000, China) Abstract: The rational selection of the hearth intensity for regenerative heating furnace is related to the furnace length, actual heating capacity, heating quality and operation stat ion of the furnace ( inflammation load, furnace pressure, overhauling period and the life of the furnace body) . However, up to now there isn t any data about hearth intensity of regenerative heating furnace. In this paper the selection of hearth intensity is described in the de sign of No. 3 regenerative heating furnace in medium plate plant of Jinan Irom & Steel Co. , ltd. It is proved to be i dent ical with the furnace actual capacity in the practical operation. Key words: Regeneratiue billet reheating furnace; Design; Hearth intensity; count