首钢2160mm热轧加热炉燃烧间拔控制技术
ｎ 各控制段每侧要切断烧嘴数量 ｎ 各控制段每侧烧嘴数量 Ｖ 各控 制段流 量 段 Ｖ嘴 烧 侧烧嘴最大燃烧能力体积流量 通过以上计算公式可知 ， 烧嘴一旦工作 ， 就处 于高负荷 状态 （０％ 一１０％ ）保 证烧 嘴燃 烧 时 ５ ０ ， 火焰 长度 最长 、 最稳 定 ， 证 出 炉板 坯 炉 宽方 向 的 保 温 度均匀 性 。 当 需要 增 加 产 量 时 ， 需要 的燃 料 消 耗 量增大 ， 因此 侧 部需 要 间拔 的烧 嘴数 量 相应 减 少； 当需要 减 小 产 量 时 ， 要 的燃 料 消 耗 量 减 少 ， 需 因此 侧部需 要 间拔 的烧 嘴 数 量相 应 增 加 。控 制 见
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设 计 通 讯 首钢 迁钢 ２ １０ ｍ加 热 炉在 常规 双 交叉 限幅控 制 ６ ｒ ａ 加 热 炉六个 供热 段 的基 础 上 ， 以炉 尾 预热 段 ， 辅 在
烧控 制上增 加 嘴前 切 断 阀 。采用 间拔 燃 烧 控 制 方 式， 只要加 热 炉产量 恒 定 ， 负荷 工 作 的烧 嘴数 量 高 就恒 定 ， 嘴前 切断 阀工 作频 率 比较 低 ， 烧 因此 系 统 工作 稳定 可靠 。间拔 控 制 即 可 以根 据 系 统 的实 际
向烧嘴供热与侧部调焰烧嘴供热 ， 两种方式各有 其 优缺点 。 １２ １ 轴 向反 向烧 嘴供 热优点 ．． （ ）加 热板坯 长 度方 向温度 均匀 较好 ； １ （ ）在加热炉宽度方向上供热分布受烧 嘴前 ２ 供 风和燃 料 的条件 影 响较小 ； （ ）可减 少板 坯下 部滑 轨黑 印 。 ３ １２２ 与侧 部烧 嘴供 热相 比 ， 向反 向烧 嘴供 热 ． ． 轴 缺 点 （ ）下 加热 由于下 烧 嘴通 道 ， １ 炉底 上 部 突 出 ， 使炉 压不 均匀 ； （ ）炉底 上 突 出部 分减 少 了加 热 炉供 热 有 效 ２ 长度 ， 该部 分 是不加 热 的低温 区 ； （ ）炉 底上 突 出部分 易堆 积氧化 铁皮 ， ３ 需经 常 清理 ； （ ）下部采用轴 向反向烧嘴 ， 型结构复杂， ４ 炉 下加 炉膛 热高 ， 致使 造价 高 ； （ ）下部 轴 向反 向烧 嘴通廊 环境 温度 高 ， 作 ５ 操 环境 恶劣 ；
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设 计 通 讯
首 钢 ２１０ｍ 热 轧 加 热 炉 ｍ ６ 燃 烧 间 拔 控 制 技 术
陈迪安 陈国海 苗为人
摘 要 介 绍 了一种 新型 工业 炉燃 烧控 制 技 术—— 间拔 燃 烧 控 制技 术 ， 其 原理 和 优 势 进 行 了阐述 ， 对 并 对该技 术在 首钢 迁钢 ２１０ｍ 热扎加 热 炉上 的应 用情 况作 了详 细的 阐述 。 ６ ｍ
１２ ３ 下 部供 热采 用侧部 调焰 烧嘴供 热优 点 ．． （ ）炉下部 结 构简单 ； １
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多， 煤气低压 自 动切断后 ， 人工关 闭烧嘴时操作点
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（ ）环 境温 度好 ； ２ （ ）加 热炉 下加热 深度 较浅 ； ３ （ ）烧 嘴操作 检修方 便 。 ４
图 １ 。
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需要 ， 并有效 回收烟气余热。 普 通烧 嘴 的调 节 比一般 为 ４左右 ， 当烧 嘴在 高 负荷工作时 ， 燃气 流速 、 火焰形状 、 热效率均可达 到最佳状态 ， 当烧嘴流量接近其最小流量 时， 但 热 负荷 最小 ， 燃气 流速 大 大 降低 ， 火焰 形 状 达 不 到要 求， 热效率急剧下降， 普通烧嘴工作在高负荷流量 ５ Ｏ％ 以下 时 ， 上述 各 项 指 标 距设 计 要求 就 有 了较 大的差距。间拔燃烧 控制则不然 ， 无论 在何种情 况下 ， 烧嘴 只有 两种 工作 状 态 ， 种 是 额定 负荷 工 一 作， 另一 种 是 不 工 作 。 当加 热 炉 各 个 供 热 段 热 负 荷变化时， 根据热负荷变化要 求相应调整各段 烧 嘴 工作状 态 进 行 温度 调 节 ， 以采 用 间拔 燃 烧 可 所 弥 补烧 嘴 调节 比低 的缺 陷 ， 要 低 产 控 制 时仍 能 需 保证烧嘴工作在最佳燃烧状态 。在使用烧嘴在额 定负 荷 工 作 时 ， 气 喷 出 速 度 快 ， 周 围形 成 负 燃 使 压 ， 大 量炉 内烟气 吸 人 火焰 根 部 ， 进 行充 分 搅 将 并 拌混合 ， 延长了燃气和空气混合路径， 火焰 长度 以 及 高 温 区拉 长 ， 减少 Ｎ ｘ的 生成 ， 增加 了烟气 与 Ｏ 亦 坯料的接触机会 ， 而提高 了对流传热效 率。另 从 外 ， 内烟气 与燃 气充 分 搅 拌 混合 ， 高 窑 内温 度 炉 提 场的均匀性 ， 减少高温 火焰对坯料的直接热冲击 ， 避免坯料局部过热 、 过烧 ， 高成品率 ， 提 减少 氧化 烧 损 ， 明显 的经济 效益 。 有 燃烧气氛的调节是提高工业 窑炉性能必不可 少 的一个 环 节 ， 间拔 控 制 技 术 是 在 传 统 的连 续 燃
１ １ 各 类燃 烧供热 形式 分析 ．
以煤气 为燃料 的 大 型板 坯 加 热 炉 上 部供 热 一 般 有三种 方 式 ， 即顶部 平 焰 烧 嘴 供 热 、 向直 焰 烧 轴 嘴供热 和侧 向烧 嘴 供 热 ， 是 它 们 各 有 优 缺 点 。 但 平 焰烧 嘴 的优点是 传 热 效 率 高 ， 温度 分 布均 匀 ， 炉 膛 空间小 ， 炉顶形 状 简单 ； 缺点 是 炉 顶 烧 嘴数 量较
（ ）减 少 Ｎ ｘ的生 成 ； ６ Ｏ （ ）通 过 间拔 加 热 段 烧 嘴数 量 ， 制 不 供 热 ７ 控 的热 回收 段 的 长 度 ， 其 适 应 不 锈 钢 加 热 工 艺 的 尤
２ 问拔燃烧控制 的原理和优点
顾名思义 ， 间拔 燃 烧 控 制 采 用 的是 一 种 间 隔 切 断侧部 烧 嘴 供 热 的 燃 烧 方 式 ， 过 间拔 控 制 流 通 量技术 ， 现供热 段热 负荷 增减 的需要 。 实
１２ ４ 下部供 热采 用侧部 调焰 烧嘴供 热缺 点 ． ． 在加 热 炉 低 产 时 ， 于各 烧 嘴 的 热 负 荷 减 小 由
管
使烧 嘴火 焰 长 度 变 短 ， 因此 在 炉 宽 方 向 上 温 度 均 匀性 不如 端部轴 向烧 嘴 。 １３ 首钢迁钢 ２６ ｍ 热 轧加 热 炉 烧嘴 应 用 及 ． １０ｍ 运行 首钢迁钢 ２１０ｍ 热轧 加热 炉不 设纵 向烧 嘴 ６ ｍ 和反 向烧 嘴供热 ， 而采用 平焰 烧嘴和 全侧 向烧 嘴供 热方式 ， 了解 决加 热炉 在低 负荷生 产时保 证炉宽 为 方向的温度均匀性 ， 我们采用 侧烧嘴间拔 控制技术 ， 并 在首钢迁钢热 轧项 目 ２０ｔｈ步进 梁式 加 热炉 得 ５ ， ／ 到了成 功应 用 ， 并取得 了 良好 的使用效果 。
嘴或轴 向直焰烧嘴 。采用侧部供热对烧嘴性能和 控制要求 ， 必须要保证炉宽方向的温度均匀性。 １２ 轴 向、 向烧 嘴供 热与侧 部 调焰 烧 嘴供 热 分 ． 反
析
下 加热 、 均热 段 有 两种 供 热 方 式 ， 下 即轴 向 反
１ 轧 钢 加 热 炉 采 用 问拔 燃 烧 的 可行性 分析
项指标 ， 例如 ： 品质量 、 产 能源 消耗等。 目前 国内 的工业炉 一 般 都 采 用 连 续 燃 烧 控 制 的形 式 ， 通 即 过 控制燃 料 、 助燃 空气 流量 的 大 小 来 使 炉 内的 温 度、 燃烧 气 氛 达 到 工 艺 要 求 。 由于 这 种 连 续 燃 烧 控 制 的方 式 往 往 受 到烧 嘴调 节 比等 环 节 的 制 约 ， 所 以 目前 大 多 数 工 业 炉 的控 制 效 果 不 佳 ， 别 是 特 加 热炉在 低负荷 生产 时 ， 嘴火 焰 长 度 比较短 ， 烧 出 炉钢 坯 中心温度 低 ， 度 均匀 性 差 ， 足 不 了轧 机 温 满 要求 ， 同时也 影 响 热 轧 卷 的板 型 。 因此 提 高 炉 气 对 炉 内板坯 的传 热效 率 和 保证 炉 宽 方 向上 温 度 分 布 的均匀性 是加 热 炉 炉型 和 烧 嘴选 择 与 合 理 配 置 的前 提 。 目前高 档工 业产 品对 炉 内温 度 场 的 均 匀 性要求较高， 对燃烧气氛的稳定可控性要求较 高， 使 用传 统 的 连 续 燃 烧 控 制 无 法 实 现 。随 着 宽 炉 膛、 大容量 的工业 炉 的 出现 ， 用 间拔 燃 烧 控 制技 采 术控 制炉 内温度 场 的均 匀性 是可 靠 的技术 措施 。
关键词 间拔 燃烧 切 断控 制 加 热质 量 燃料 消耗 、
比较 多 。轴 向 直 焰 烧 嘴 的 优 点 是 烧 嘴 数 量 较 少 ，
０ 引 言
工业 炉 的燃烧 控 制水 平 直 接 影 响 到生 产 的各
操 作 简单 ； 缺点 是 炉膛 空 间大 ， 顶 形 状 复 杂 。侧 炉 部烧嘴的优点是炉型结构简单 ， 嘴安装 、 烧 检修方 便； 缺点是 炉 宽 方 向 温度 均 匀 性 不 及 采 用 平 焰 烧
情况 采取 全 自动控制 ， 也可 以采 取人 工手 动控制 。
第一 加热 段 、 二 加 热 段 低 负荷 自动 切 断 控 制 功 第 能， 即间拔 燃 烧 控 制 ， 实 现 第 一 加 热 段 、 二 加 来 第 热段 热负荷 供热 分 配 的控 制 要 求 。第 一加 热 段 和 第 二加 热 段 烧 嘴 以及 间拔 阀布 置 情 况 ： 一 加 热 第
图 １ 工 业 炉 间拔 燃 烧 温度 控 制 示 意 图
２ ２ 间拔燃烧 控 制的主 要优点 ． （ ） 传热效 率 高 ， １ 大大 降低 能耗 ； （ ） 可提 高炉宽 方 向温度 场 的均 匀 性 ； ２
（） 通过在线调整实现炉 内燃 烧气氛的精确控 ３ 制； （ ） 可提高各供热段总烧嘴 的负荷的调节 比； ４ （ ） 系统简 单可靠 ， 价低 ； ５ 造
首钢高强度分段步进式加热炉的技术特点
全国能源与热工2008学术年会首钢高强度分段步进式加热炉的技术特点陈国海苗为人戚开民（北京首钢国际工程技术有限公司 100043）摘要：本文简要介绍了分段步进式加热炉在炉型、主要设备、燃烧系统、控制系统方面的技术特点。
关键词：分段步进式；加热炉；节能Technique of Shougang High-Strength Walking-Beam Subsection FurnaceCHEN Guo-hai MIAO Wei-ren QI Kai-minAbstract: Technique of walking-beam subsection furnace in the furnace profile, mostly equipment, combustion system and control system were briefly introduced in the paper.Key words: Walking-beam subsection furnace; Heating furnace; Energy-saving1 概述首钢高强度生产线年产50万吨精品棒材，是首钢实施产品结构调整的一项重要工程。
该工程从2004年初开始进入项目的前期准备阶段，轧线部分引进奥钢联波密尼公司的整套技术。
加热炉区部分由首钢设计院负责总承包。
首钢高强度生产线配套采用侧进侧出上下加热分段步进梁式加热炉。
2004年6月份开始施工图设计，9月初加热炉部分所有图纸全部发完，12月底开始加热炉设备安装。
2005年6月21日正式点火烘炉，8月9号加热炉正式出第一根红钢。
2 加热炉技术参数炉型：侧进侧出分段步进梁式加热炉加热炉有效面积： 28.96×10＝289.6㎡加热能力：140t/h加热坯料：180×180（200×200）×10000㎜加热钢种：优碳钢、冷墩钢、合结钢、齿轮钢、弹簧钢、轴承钢等钢坯温度：装炉温度：常温；出炉温度：950～1050℃出炉钢坯温度差：≤20℃（长度和截面方向）燃料：混合煤气8360kJ/Nm3=2000×4.18空气预热温度：450～500℃装出料辊道中心距：28960㎜加热炉内宽：10788㎜加热炉全长：30488㎜加热炉外宽：11716㎜3 加热炉的基本设计思想和技术措施钢坯断面尺寸较大，而且加热钢种多，钢坯加热温度控制要求高，这是本次加热炉设计中要考虑的几个重要基本点。
钢铁企业轧钢加热炉节能设计技术规范
中华人民共和国黑色冶金行业标准YB钢铁企业轧钢加热炉节能设计技术规范（征求意见稿）中华人民共和国工业和信息化部 发布前言本规范由中国钢铁工业协会提出。
本规范由全国钢标准化技术委员会归口。
本规范编制单位：本规范主要起草人：钢铁企业轧钢加热炉节能设计技术规范1总则1.1本规范仅对连续式轧钢加热炉适用，间断式加热炉（如车底式、室式、坑式加热炉）不在此规范内。
1.2本规范仅涉及到轧钢加热炉设计时应采用的综合节能技术和应达到的单耗指标，全面的设计规范按GB50486执行。
1.3炉子设计者须贯彻国家和行业的有关节能的方针、政策和法规，根据车间工艺、燃料条件，确定采用的技术措施，必须满足技术先进，确保产品质量、节能低耗，排放达标，运行安全可靠，生产操作自动化程度高的要求。
1.4加热炉节能不仅需要有一个好的设计，还需要炉子操作者的精心操作。
炉子操作工应经过培训，具有流体力学、传热学、耐火材料、热工测量和控制、液压和机械等有关知识。
1.5炉子设计应以节能环保为中心，积极采用国内外行之有效的各种技术，包括蓄热燃烧技术、脉冲燃烧技术、汽化冷却技术、低热惰性炉衬、低NOx烧嘴、空煤气预热器等。
大力研发具有自主知识产权的低NOx烧嘴、无焰燃烧器、富氧和全氧燃烧器、蓄热式辐射管烧嘴、全纤维炉衬板坯加热炉、全脉冲燃烧控制的步进炉等。
1.6生产厂根据具体情况，制定符合实际的供热和温度制度，既保证良好的加热质量，又得到最低的燃料消耗。
2.规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T3486-93 评价企业合理用热技术导则GB16297 大气污染物排放物标准GB/T17195 工业炉名词术语GB50486 钢铁厂工业炉设计规范3.术语和定义GB/T17195中确立的以及下列术语和定义适用于本规范。
步进梁式加热炉技术
◎ Conventional walking beam reheating furnace for large slab ◎ Regeneration and preheating combined walking beam
reheating furnace for large slab ◎ Walking beam reheating furnace for special steel bars and
and wire rods
大型板坯常规步进梁式加热炉
Conventional walking beam reheating furnace for large slab
首钢迁钢2160mm热轧250t/h×4加热炉 4x250t/h Reheating Furnaces for Shougang Qiangang 2160mm Hot Strip Mill
quality wire rods ◎ Regeneration walking beam reheating furnace for steel bars
and wire rods ◎ Conventional walking beam reheating furnace for steel bars
◎ 采用长行程装钢机装料，调节加热炉产量和出钢节奏，起到匹配连铸和热轧节奏及缓冲生产的 作用，生产组织灵活
◎ 烧嘴采用间拔控制技术，提高坯料加热质量 ◎ 配备完善的一、二级自动控制系统，实现炼钢、连铸、热轧生产一体化管理 ◎ Adopt long-stroke slab charging machine for charging, as well as to regulate throughput
BSIET is a High-Tech Enterprise approved by the Ministry of Science and Technology, having the Engineering Design Integrated Qualification Class A issued by the State. It is the first unit of Beijing municipal enterprises awarded this Qualification and is able to undertake engineering design for all industries and all grades. Meanwhile, it can provide technical services such as planning consultation, equipment integration and general contracting. BSIET owns unique technology and rich practical experience in overall design of iron and steel plants, individual design for iron making, steel making, steel rolling, sintering, pelletizing, coking, industrial furnace, environment protection and integration of metallurgical equipment.
中板加热炉高效燃烧控制系统
中板加热炉高效燃烧控制系统夏升华 邵克志夏升华女士，济南钢铁集团总公司自动化部高级工程师；邵克志先生，济南济钢设计院高级工程师。
关键词：加热炉 轧钢 空燃比控制济钢中板轧钢生产线钢坯加热采用3 座两段扼流式端出料推钢式加热炉，加热炉混合煤气高效燃烧控制系统核心就是在热值较稳定的前提下，依靠控制加热炉排气中的残氧量降低空燃比，达到降低排气热损失的目的，即根据在线氧气分析仪测得的信号，通过计算给出最佳的空燃比，达到最佳燃烧，节约能源。
一加热炉高效燃烧控制系统设计本系统以最佳空燃比控制为基础，进一步实现炉温串级自动控制，达到提高烧钢质量，节约燃料的目的。
这在加热炉控制策略上为一创新举措，其具体控制方案分别说明如下(由于加热炉为两段且控制方式基本相同，因此仅以均热段为例说明)。
图1中炉温信号经过数据处理后进入炉温调节模块与燃料流量设定值进行比较作为Master主信号，送入图2交叉限幅系统进行燃烧流量控制。
其中Ft为燃料流量；Fa为空气流量；b为理论空燃比；m为空气过剩率。
1.输入数据处理为了提高控制系统的精确度，本系统中针对炉温、残氧、空气流量、煤气流量等检测信号进行了数字处理。
炉温信号、残氧检测信号：采用移动平均的方法对采集的炉温、残氧等变化缓慢信号进行数字处理，见图2。
空气流量补正：由于空气流量受管网温度、压力影响较大，系统对空气流量用以下公式进行温度、压力补偿： F=bb T T P P ×·Fi 式中，F o —补正后流量；F i —测定流量；P —测定空气压力；P b —基准压力；T —测定温度；T b —基准温度煤气流量补正：由于加热炉使用的是高炉煤气(热值约800大卡)和焦炉煤气(热值约4200大卡)混合后的混合煤气做燃料，而两种煤气的热值差别较大，因此采用温度密度补正，即在煤气总管上增设密度检测，用以下公式：F 0=γγb b T T ××F i 式中，F o —补正后流量；F i —测定流量；g b —基准密度；g —测定密度；T —测定温度；T b —基准温度。
轧钢加热炉使用说明书
60t/h推钢式加热炉操作说明书贰零壹壹年肆月目录第一章主要设备简介 (1)第二章加热炉烘炉操作说明 (3)1烘炉作业组织体系 (3)2加热炉烘炉作业的前提条件 (3)3加热炉N2置换作业要领 (4)4加热炉送煤气作业要领 (5)5助燃空气系统的点火准备 (5)6加热炉点火及升降温操作 (6)7烘炉升温管理 (7)8烘炉过程中的安全事项 (9)9烘炉中可能发生的事故及对策 (12)10烘炉期间安全保卫制度 (13)11烘炉用的工器具 (14)12附件 (15)第三章加热炉操作通则 (18)第四章设备维护 (19)第五章WINCC监控系统操作说明 .................. 错误！未定义书签。
第一章主要设备简介1.1.加热炉一座●炉型：端进、侧出推钢式加热炉。
●用途：钢坯轧制前加热。
●有效炉子面积（有效长×内宽）：21.458×6.6m2●标准坯尺寸：(160～150)2×6000mm●加热钢种：普碳钢，低合金钢●坯料入炉温度：室温●出钢温度：1180～1200℃。
●额定产量：60t/h1.2.燃料●燃料种类：发生炉煤气●燃料低发热值：发生炉煤气1350×4.18kj/m3●额定煤气消耗量：16050 m3/h。
●单位热耗：1296kj/kg。
●空气消耗量：20000m3/h。
●废气量：33000m3/h。
●废气排放温度：≤150℃。
●氧化烧损：≤1.0%。
●供热方式：烧嘴式燃烧，二侧墙供热1.3.空气热预1.3.1.烧嘴布置空气、煤气混合式烧嘴，该烧嘴称为组合式烧嘴.全炉共22组烧嘴，其中两侧烧嘴18只，端头烧嘴4只，上下加热，上加热8组，下加热10组。
1.3.2.烧嘴结构由于加热炉采用发生炉煤气加热,烧嘴采用内煤气外空气布置的方式,因此该炉采用空煤气组合式烧嘴，在高温段每一个立柱间距内设置壹组空煤气烧嘴。
1.4.鼓风机风机的进口设调节阀，用于风机启动时关闭进风口和正常生产时调节风压和风量，两台风机一用一备为降低风机噪音，风机入口配消音器，风机房出口1m处噪音小于85分贝。
加热炉节能技术
加热炉节能技术国内轧钢加热炉吨钢燃耗高、效率低，造成了能源的极大浪费，在国家节能减排的政策下，要搞好加热炉节能工作，提高炉子热效率，以降低轧钢生产成本.综合媒体8月28日报道，能源的竞争是钢铁工业正在面临的挑战，降低能源消耗、建立环境友好的钢铁企业已经成为钢铁工业可持续发展的一个重要方面，也是钢铁工业利润增长的一个重要的基础工作。
中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议中也提出,“十一五"期间单位国内生产总值能源消耗要比“十五”期末降低20%左右,重点抓好冶金、建材、化工、电力等行业的节能降耗工作。
轧钢加热炉的能源消耗约占冶金行业能源消耗的10%左右，其中轧钢加热炉又占了75至80％.中国冶金行业的轧钢加热炉在产量、炉型结构、机械化、自动化水平及理论操作上与国外还存在一定的差距，炉子吨钢燃耗高、效率低,造成了能源的极大浪费因此提高加热炉效率、搞好加热炉节能工作，是降低轧钢生产成本, 实现钢铁企业可持续发展的有效方法之一。
合理的炉型结构炉型结构是加热炉节能与否的先天性条件，因此在加热炉新建时应该尽量考虑到加热炉节能的需要.炉型结构的新建或改造，要使燃料燃烧尽可能多的在炉膛内发生，减少出炉膛的烟气热损失；要尽可能多的江烟气余热回收到炉膛中来,提高炉子的燃料利用系数；尽量的减少炉膛各项固定热损失，提高炉子热效率。
（1)采用步进式炉型。
步进式加热炉的实践表明，它与传统推钢式加热炉相比有很多优点：由于钢坯之间留有间隙,因此钢坯四面受热，加热质量好、钢材加热温度均匀；加热速度快,钢坯在炉内停留时间短，有利于降低钢坯的氧化烧损，有利于易脱碳钢种对脱碳层深度的控制;操作灵活，可前进、后退或踏步,可改变装料间距,控制炉子产量；生产能力大，炉子不受钢坯厚度和形状控制,不会拱炉；便于连铸坯热装料的生产协调。
（2）适当增加炉体长度.炉体长度是由总加热能力决定的,但是为了降低燃耗.提高炉子热利用率，可以适当增加炉体长度。
轧钢加热炉技术在首钢的应用与发展
1.轧钢加热炉技术在首钢的应用与发展摘要：通过分析首钢加热炉近年发展状况，阐明轧钢加热炉向大型、高效，低污染和自动化等方向发展，表明首钢新建轧钢加热炉集成步进梁、蓄热式燃烧、汽化冷却和热装热送等先进节能技术，体现了首钢加热炉技术的升级换代。
在首钢产品结构调整的过程，由于品种加热质量的提高，加热炉节能应注重品种钢的加热节能、钢坯加热均匀性，加热制度和氧化烧损等方面。
上述研究为国内外加热炉技术节能提供参考。
关键词：加热炉；节能；轧钢；进步在钢铁能耗结构中，由于轧钢工序仅占钢铁总能耗的10％～15％，在国家节能和钢铁产业结构调整，淘汰落后产能的政策引导下，近年轧钢技术发展很快，新建或在建的轧钢生产线在不断增加。
轧钢加热炉是轧钢系统的主要耗能设备，占轧钢能耗的60％一70％，因此，轧钢工序的节能重点是轧钢加热炉节能。
随着近年轧钢产能的增加，轧钢加热炉数量增长迅速，向大型、高效、低污染等方向发展。
据统计，2006年，我国热轧能力约1．15亿t，2008年热轧能力达1．8亿t 以上，轧钢加热炉数量达千座。
1.1首钢加热炉技术进步首钢近年处于搬迁改造和结构调整的关键时期，轧钢加热炉的发展主要有以下特点：①大型化；②步进炉替代推钢炉；③蓄热式燃烧技术集成；④汽化冷却技术替代水冷；⑤自动化程度高。
1.1.1 大型化发展第一阶段为2006年以前，首钢重点完成北京地区轧机和加热炉技术改造，投产或改造的加热炉小时产量一般小于200油，如2003年首钢中板厂3 500mm轧机改造，加热炉最大生产能力为120讹，2005年首钢一线材完成的高速轧机和高线三区完成的高速轧机改造，加热炉生产能力分别为120t／h和140t／11。
第二阶段为2006年至今，首钢主要完成首秦、迁钢和京唐新建热轧生产线，加热炉小时产量大于250 t／Il，如首秦公司2006年4 300 InIn轧机工程和2007年3 300衄轧机工程配套的双蓄热式步进炉，迁钢公司2006年投产2 160 mm轧机工程配套步进炉，京唐公司2009年投产的2 250 mm轧机工程配套的蓄热式步进炉。
首钢迁钢2160mm平整机组卷取机卷筒结构优化及改造
首钢迁钢&!-$K K 平整机组卷取机卷筒结构优化及改造刘%晗 王月月 彭铁辉 李克诚 濮维飞 王%雷!泰尔重工股份有限公司"安徽马鞍山&Z#$$$$摘%要 随着高强钢%多相钢%薄带钢等高附加值钢种的出现"热轧平整机组卷取机卷筒的性能亟待提高&针对首钢迁钢&!-$KK 平整机组卷取机卷筒难以自动卸卷的工作故障"分析了卸卷时卡钢和塔卷的形成原因"并对该卷筒钳口结构进行了改进与优化&在钳口咬合处增加了导向平台"填平了原结构中呈锐角的铰链开口"为带钢搭出了平整的插入路线&钳口夹紧时带钢不会再受到铰链开口的挤压和剪切&改造后的卷筒在便利性和可靠性方面都得到了明显改善&可作为后续卷筒设计或改造的简单参考"具有一定的指导意义&关键词 卷取机卷筒#钳口#结构优化中图分类号 (1###O &%%文献标识码 +%%文章编号 !$$!,!"-. &$&& $!,$!$-,$W*):#*:)'(,4*&3&C '*&,%'%0*)'%+-,)3'*&,%,-&!-$33-('*),((3&((#,&("),-E &'%F '%&),%'%0+*""(9,GH *0G ^N :84<"U +01d 9@7E 9@"c ?01(6@7396"^N o @7C 3@<="c :U @67R @6"U +01^@6!(46@A 8@4T E N <B9G H A E 25'"^H B'"b 4h 4<G 34<&Z#$$$"236<4$51+*)'#*'U 6H 3H 3@36=3T 4D 9@74BB@B G H @@D G G 9C 34G 36=3G H A @<=H 3G H @@D "K 9D H 6I34G @G H @@D 4<B H 36<G H A 6I G H @@D 4II@4A @B 6<A @C @<H E @4A G "H 3@I@A R 5A K 4<C @5R C 56D @A K 4<BA @D 6<35H 7A 5D D 6<=G L6<I4G G K 6D D K 9G H P@6K IA 5T @B 9A 7=@<H D E '+C C 5A B6<=H 5H 3@Q 5A L6<=PA @4LB5Q <Q 36C 36G B6R R 6C 9D H H 549H 5K 4H 6C 9<D 54B6<=5R &!-$K KG L6<I4G G K 6D D C 56D @A K 4<BA @D "H 3@C 49G @G 5R G H 9C L 4<B H 3@A @4G 5<G R 5A H 3@R 5A K 4H 65<5R H 5Q @A G 34I@B C 56D G B9A 6<=H 3@9<D 54B6<=IA 5C @G G 4A @4<4D E V @B'(3@G H A 9C H 9A 4D B@R @C H G 5R C 56D @A j 4QQ 4G 4D G 56K IA 5T @B 4<B 5IH 6K 6V @B'+=96B@ID 4H R 5A K6G 4BB@B 4H H 3@j 4Q "Q 36C 3R 6D D G 9I H 3@G 34A I74<=D @B 36<=@@B=@6<H 3@5A 6=6<4D G H A 9C H 9A @"4<B C A @4H @G 4G K 55H 36<7G @A H 65<A 59H @R 5A H 3@G H A 6I G H @@D 'N <H 36G Q 4E "H 3@G H A 6I Q 6D D <5H P@G S9@@V @B 4<B G 3@4A @B PE H 3@36<=@@B=@Q 3@<H 3@j 4Q6G C D 4K I@B'(3@C 5<T @<6@<C @4<B A @D 64P6D 6H E 5R H 3@K 4<BA @D Q 4G G 6=<6R 6C 4<H D E 6K IA 5T @B 4R H @A K 5B6R 6@B'(36G I4I@A 6G 6<G H A 9C H 6T @4<B C 4<P@9G @B 4G 4G 6K ID @A @R @A @<C @R 5A G 9PG @S9@<H B@G 6=<5A H A 4<G R 5A K 4H 65<5R C 56D @A K 4<BA @D '6"7.,)0+'C 56D @A K 4<BA @D #C D 4K I #G H A 9C H 9A 4D 5IH 6K 6V 4H 65<收稿日期 &$&!,$-,&-#修订日期 &$&!,$*,&"作者简介 刘晗!!""!,$"男"泰尔重工股份有限工程师"主要研究方向'板带材生产线开卷机%卷取机卷筒的设计及研发&$%前言带钢卷取机是轧钢生产线上的一种常用设备"广泛应用于轧钢%酸洗%脱脂%连退%平整%纵剪%重卷%镀锌%镀锡等生产线)!*&卷筒作为开%卷取机的核心零部件"决定了开%卷取机的适用范围%运行稳定性%寿命及维修周期等#因此卷筒的结构及形式优良与否"在很大程度上影响了开%卷取机的整体稳定性及使用寿命&目前市面上较常见的热轧卷筒结构主要为连杆,柱塞式"冷轧卷筒结构主要分为棱锥套式%棱锥轴式%斜楔开式及斜楔闭式几种结构"其中斜楔闭式结构简单"涨大时扇形板间无空隙"所卷取的钢带的内层质量较好"是目前使用较多的. All Rights Reserved.平整机组卷取机卷筒)&,Z*&!%卷筒结构及工作原理如图!所示为卷筒结构示意图"首钢迁钢&!-$K K平整机组卷取机卷筒为斜楔闭式结构"主要由空心主轴%拉杆%轴向斜楔%径向斜楔%扇形板%钳口扇形板!一$%钳口扇形板!二$%十字头%弹簧%螺杆等零部件构成)W*&空心主轴前半部分为空心四棱柱结构"后半部分为空心台阶轴结构#拉杆穿入空心主轴内部圆孔中#十字头通过螺母固定于拉杆前端"轴向斜楔通过十字头连接在拉杆上且与径向斜楔为斜面配合结构"共同安装于空心主轴轴向矩形凹槽内#扇形板通过螺杆及弹簧安装于空心主轴轴向矩形凹槽中"钳口扇形板!一$与钳口扇形板!二$根部为铰链结构"安装于空心主轴轴向圆形凹槽中&图!%卷筒结构示意图%%图!卷筒工作时"空心主轴轴向相对静止不动"胀缩油缸驱动拉杆向右做轴向运动"带动十字头及轴向斜楔向右运动"迫使径向斜楔沿卷筒径向向外运动"克服弹簧弹力顶起扇形板"并使钳口扇形板!一$及钳口扇形板!二$绕铰链点转动"咬住插入钳口扇形板!一$与钳口扇形板!二$之间缝隙的带钢头部"如图&所示"此为卷筒的涨大及钳口夹紧过程#随后主电机通过减速箱带动卷筒旋转进行带钢的卷取#卷取一卷带钢完成后"胀缩油缸通过拉杆带动十字头及轴向斜楔向左运动"径向斜楔沿卷筒径向向内收缩"扇形板在弹簧弹力作用下收缩"实现卷筒的缩径"同时钳口扇形板!一$及钳口扇形板!二$绕铰链点反向转动"松开被咬住的带钢头部"在卸卷小车的作用下"将带卷顺利移出"完成了一卷带钢的卷取过程&图&%卷筒涨大%钳口夹紧带钢示意图&%问题及原因分析本文所述的首钢迁钢&!-$K K平整机组卷取机卷筒"在带钢卷取完成卸卷时经常会出现钳口卡住带钢头部"难以自动卸卷的现象#强行卸卷就会出现带钢整体移出"但带钢头部仍卡在钳口内造成塔型卷#在卷取厚度较薄的带钢时此现象尤为频发&极大的影响了带钢质量和生产效率&图#为卷筒卷取的带钢实物照片"从图#中可以看出"带钢头部变形严重"本来平直的带钢现在变的凹凸不平"变形的带钢难以从狭窄的钳口中顺利移出"造成卸卷困难&图#%带钢头部变形照片经现场排查及分析"钳口卡钢"难以自动卸卷的主要原因是卷筒钳口结构不合理"挤压带钢头部造成带钢头部凹凸不平"难以卸卷&钳口装. All Rights Reserved.置是卷筒的重要组成部份"结构合理的钳口装置应具有夹紧力均匀%不打滑#运行稳定%安全可靠等特点#且要求维护检修方便"互换性强#同时对带钢内层的影响尽可能小)-*&现卷筒钳口结构如图Z 所示"缩径状态时"钳口张开"钢带进入钳口区域时"由于穿带停止不及时%穿带角度不对%带钢弯曲%钳口夹紧过程中钳口扇形板!二$尖点下压钢带等条件的影响"带钢头部经常性的会插入钳口扇形板!一$及钳口扇形板!二$根部所形成铰链处#此处夹角&为锐角"角度较小"钢带头部在钳口夹紧过程中会被钳口扇形板!一$及钳口扇形板!二$根部的&角挤压的凹凸不平"影响卸卷&图Z%原钳口结构示意图#%结构优化及改造方案针对钳口卡钢"难以自动卸卷的现象"对现卷筒在结构上进行了优化和改造&!!$钳口扇形板!二$的肘部增加了凸出的导向台阶"其在带钢头部插入至钳口中时起到了导向作用"保证了带钢头部可以顺利的插入钳口根部的圆形凹槽处#同时凸出的导向台阶也填平了原结构的锐角开口"带钢头部不会再插入铰链开口受到挤压和剪切&!&$钳口扇形板!一$的对应位置增加了可容纳钳口扇形板!二$导向台阶的凹槽"钳口开合时"此凹槽与钳口扇形板!二$的导向台阶配合作用"为带钢搭出了平整的插入路线"形成了导向平台"有利于钢带的插入&如图W 所示为优化后钳口结构示意图"优化后的卷筒在缩径状态时"钳口张开"钢带进入钳口区域"钳口扇形板!一$的凹槽及钳口扇形板!二$的导向台阶配合作用"为带钢搭出了平整的插入路线"原为锐角的&角现在变为角度很大的钝角"钢带进入钳口后会直接插入钳口根部"不会再被夹角&处咬伤&图W%优化后钳口结构示意图Z%强度校核为防止结构修改对卷筒强度产生较大影响"进而导致卷筒强度不足影响正常工作使用"需对原结构及改进后的结构进行强度校核&ZO !%模型建立由于卷筒其他部分并未改动"为节省资源及便于计算"利用:10.!/Z*分别建立钳口扇形板!一$及钳口扇形板!二$优化前后的三维模型"并划分网格"其中钳口扇形板!一$及钳口扇形板!二$根部应力集中处是分析的重点"网格划分设定较小"其余位置网格相对较粗&简化后的模型及网格划分结果如图-所示&图-%网格划分及边界条件设置ZO &%接触定义 边界条件及材料设置ZO &O !%模型中的主要接触定义卷筒运动过程中主要接触有扇形板根部圆柱与主轴圆形凹槽之间的摩擦副以及扇形板底面与. All Rights Reserved.径向斜楔之间的摩擦副&此二处摩擦副之间都有润滑脂润滑"且摩擦力对本强度校核影响不大"因此忽略此二处摩擦不加考虑"钳口条与钳口扇形板!一$设置为面面接触&ZO&O&%边界条件设置)-,/*钳口扇形板!一$及钳口扇形板!二$根部圆柱面采用圆柱形约束"沿轴向旋转自由"其余自由度固定#钳口扇形板!一$中钳口条上表面及钳口扇形板!二$中钳口条在钳口扇形板!二$上的投影面采用固定约束#钳口扇形板!一$与径向斜楔接触面及钳口扇形板!二$与径向斜楔接触面施加垂直于面方向的相应大小的力&边界条件设置情况如图-所示& ZO&O#%材料设置钳口扇形板!一$及钳口扇形板!二$均采用Z$2A06b5+合金结构钢"密度*/#$L=\K#"弹性模量&$"$$$b c4"泊松比$O&""抗拉强度.J)"/$b c4"屈服强度.-)/#W b c4)"*&ZO#%应力分析采用J6K C@<H@A04G H A4<求解器"解算类型选择Je^!$!线性静态,全局约束"钳口扇形板与径向斜楔接触面施加的力经计算大小为Z!&&#" 0"加载运算结果如图*所示&图*%钳口扇形板!一$及钳口扇形板!二$优化前后应力云图对比由图*的应力分析结果可知"原结构钳口扇形板!二$最大等效应力为&Z/O"W b c4"钳口扇形板!一$最大等效应力为#-*O&#b c4#对钳口结构进行优化与改进"优化后的钳口扇形板!二$最大等效应力为&*/O#/b c4"钳口扇形板!一$最大等效应力为#"ZO WZ b c4&由图*可以看出"此优化方案对钳口扇形板的强度影响较小"钳口扇形板!一$及钳口扇形板!二$主要应力集中部位及最大等效应力的大小都没有很大改变"以最大等效应力#"ZO WZ b c4计算"安全系数0Kl.K9.K4gl&O!!v&"可以满足正常工作条件下的使用要求&W%结论!!$本文所述卷取机卷筒卸卷困难的主要原因是钳口结构设计不合理"钳口挤压带钢头部造成带钢头部凹凸不平"卡在钳口内部"难以卸卷&!&$结构优化后钳口扇形板!二$的肘部增加了凸出的导向台阶"填平了原结构的铰链开口"带钢头部不会再插入铰链开口受到挤压和剪切"带头平整&!#$优化方案对钳口扇形板的强度影响较小"可以满足正常工作条件下的使用要求&参考文献)!*%鲍思贺"陈述良"等'板带车间机械设备设计)b*'北京'冶金工业出版社"!"/*')&*于建升'热轧酸洗线卷取机结构对自动卸卷影响)>*'冶金设备"&$!/"ZZ!$Z$'-$[-/,*$')#*孟继跃"刘升学'冷轧开卷取机分类及特点分析)>*'现代冶金"&$!&!$Z$'*,/')Z*向干江"李明"刘洪涛"等'热轧平整卷取机卷筒整体结构改造)>*'装备维修技术"&$$$!$Z$'#' )W*杨丰产"彭铁辉"罗志仁'热轧平整机组卷取机卷筒改造设计)>*'重型机械"&$&$!$Z$'-'. All Rights Reserved.)-*李良洪'冷轧可逆式大张力卷取机研制'冶金设备'&$!!!$#$')**靳哲"苏华"吴安民'开卷机卷筒扇形板受力分析与仿真)>*'冶金设备"&$!#!J!$'#')/*唐涌'热轧平整分卷大张力卷取机卷筒设计)>*'冶金设备"&$!#!$W$'Z')"*成大先'机械设计手册)b*'北京'化学工业出版社"&$$&')!$*张光通'迁钢热轧酸洗线卷取机结构优化实践)>*'中国钢铁业"&$&$')!!*牛野'热轧!W$$K K平整分卷机组的技术特点)>*'中国金属通报"&$&$!$W$'&')!&*张结刚'热轧带钢卷取机卸卷塔形的分析与处理)>*'金属材料与冶金工程"&$&!"Z"!$&$'W')!#*王光成'卷取机卷筒故障及维护分析)>*'中国设备工程"&$!*!!!$'&')!Z*李子俊"乔东博'卡罗塞尔卷取机卸卷故障研究)>*'汽车零部件"&$!*!$!$'#')!W*李建华"黄永胜'冷轧薄带卷筒压印成因分析及控制措施)>*'现代冶金"&$$"!$W$'#')!-*李良洪"李华"夏念平'冷轧连退线开卷机卷筒结构分析与改进)>*'冶金设备"&$!Z!$W$'W/,-$"**')!**王毅"杜建伟"张振营'冷轧窄带钢卷取机故障分析及改造)>*'流体传动与控制"&$!-!$W$'W' )!/*张明生'热轧平整机表面缺陷类型及控制措施)+*\\第八届中国金属学会青年学术年会')2*'沈阳"&$!-')!"*刘东'热轧平整机组消除质量缺陷的工艺及二次缺陷的成因和预防)>*'本钢技术"&$!*!$-$'!W$,!W&')&$*陈永平'首钢京唐热轧&&W$平整分卷机组)>*'金属世界"&$!!!$W$'-#,-Z')&!*蔡岚玲'热轧平整线卷取机卷筒故障分析与对策)>*'冶金设备"&$!#!$W$')&&*周宏亮'!W$$K K平整机组卷取机故障分析及处理)>*'鄂钢科技"&$!!!$!$'&'. All Rights Reserved.。
某钢铁企业轧钢加热炉燃烧系统CO减排技术的实践
柴海强 CHAI Hai-qiang曰崔晓健 CUI Xiao-jian
（新兴铸管股份有限公司能源环保部，武安 056300）
（Xinxing Casting Pipe Co.，Ltd. Energy and Environmental Protection Department，Wuan 056300，China）
摘要院蓄热式加热炉在燃烧过程中，燃烧系统中换向阀与蓄热室之间的 CO 会直接通过烟囱排放到大气中，造成环境污染和能源
浪费。通过在某钢铁企业轧钢加热炉上的实践，将烟气反吹技术应用到蓄热式加热炉燃烧系统中，有效地解决了蓄热式加热炉在燃烧
过程大量残余 CO 排放的问题，带来了显著的经济效益和环保效益。
Abstract: During the combustion process of the regenerative heating furnace, the CO between the reversing valve and the regenerator
combustion system of the regenerative heating furnace, which effectively solves the problem of a large amount of residual CO emissions in
the combustion process of the regenerative heating furnace and has achieved significant economic and environmental benefits.
参考文献院 [1]王立山.节能降耗技术在轧钢加热炉上的应用[A].2012 年 河北省轧钢技术暨学术年会论文集（下）[C].2012. [2]陈冠军.浅谈轧钢加热炉问题及节能[A].2008 全国能源与 热工学术年会论文集[C].2008. [3]李廷夫，张刘瑜，徐小华.轧钢加热炉节能降耗的几点做法 [J].江苏冶金，2000（02）. [4]黄永强，房靖华.高效蓄热燃烧技术在轧钢加热炉中的应 用及发展[J].山西能源与节能，2002（03）. [5]梁丽萍.轧钢加热炉最佳燃烧控制技术开发与应用[J].中国 钢铁业，2016（09）. [6]鞍山市戴维冶金科技开发有限公司专家组.轧钢加热炉节 能新技术[N].中国冶金报，2007.
加热炉的过程控制系统的设计
学校代码：10904学士学位论文加热炉的过程控制系统的设计姓名：江鹏学号：200806130160指导教师：付玲学 士 学 位 论 文加热炉的过程控制系统的设计院系(部所)： 机电工程学院 专 业：过程装备与控制工程 完成日期：2012年04月20日姓名：江鹏学号：200806130160 指导教师：付玲院系(部所)：机电工程学院专业：过程装备与控制工程完成日期：2012年04月20日摘要加热炉作为钢铁工业轧钢生产线的关键设备和能耗设备，其过程控制水平直接影响到能耗、烧损率、废钢率、产量、质量等指标。
随着现代化技术的迅猛发展，如何采用先进的过程控制技术与设备，提高基础过程控制效果与水平，确保钢坯的加热质量、实现高效节能、减少污染是本文研究的意义所在。
本文对国内外加热炉控制技术的发展和现状进行了综述。
介绍了串级控制系统的构成，实现了加热炉炉温控制、流量控制、炉压控制、煤气总管和空气总管的压力控制等。
实践证明，本系统运行可靠稳定，操作方便，正确调整有关参数就能达到较好的控制效果，具有推广价值。
关键词：加热炉;过程控制；节能AbstractHeating furnace of steel rolling production line in iron and steel industry as the key equipment and energy consumption of equipment, the process control level directly affects the energy consumption, burning rate, scrap rate, yield, quality index. With the development of modern technology, how the use of advanced process control technology and equipment, improve the basic process control effect and level, to ensure that the billet heating quality, achieve high efficiency and energy saving, pollution reduction is the significance of this study.The heating furnace control technology development and the present situation are reviewed. Introduced the cascade control system, realizes the heating furnace temperature control, flow control, furnace pressure control, gas duct and air manifold pressure control.Proved by practice, this system is stable and reliable operation, convenient operation, correctly adjust relevant parameters can achieve better control effect, have promotion value.Key words: heating furnace; process control; energy saving.目录第1章绪论 (1)1.1加热炉的发展和现状 (1)1.2加热炉控制技术发展和应用现状 (2)1.3 课题的意义和本文的主要工作 (4)1.3.1 课题的意义 (4)1.3.2 本文的主要工作 (5)第2章加热炉控制系统的设计 (6)2.1 串级控制系统 (6)2.1.1串级控制简介 (6)2.1.2炉温一燃料量串级控制 (7)2.2流量控制 (9)2.2.1燃料量—空气流量双闭环控制系统 (11)2.2.2燃料量—空气流量双交叉限幅控制 (12)2.3炉压控制 (14)2.3.1加热一段和加热二段炉压自动控制 (14)2.3.2均热段炉压自动控制 (15)2.4煤气总管和空气总管的压力控制以及汽包液位控制 (16)本章小结 (17)第3章总结和展望 (18)参考文献 (19)致谢 (21)第1章绪论加热炉的耗能量在轧钢等生产中占据了很大的比例，大约占所有耗能总值的70%左右，是冶金行业中主要的耗能设备。