浅谈辊底式加热炉技术
辊底式加热炉的位置跟踪及加热控制
在 生产过 程 中 ， 怍人员 通过 人 机 界 面输 人 操 生产数 据 和控 制 参数 并 存储 到数 据 库 中 ， 编程 可
第 ４期 ２ １ 计 算模 型及 数 据 ．
贺晓光等 ： 辊底式加热炉跟踪及加热控制
２ ３ 钢板 头尾 位置 的计 算 ．
・ ７・ ４
将 炉体 简化 为 长 度 一 定 的 一 段 隧道 ， 板 就 钢 是通 过 隧道 的车 辆 ， 已知 车辆 在 某 一 时 刻 进 入 若 隧道 ， 只需 知道 车 速 函数 和 经 过 的时 间就 可 以 则
通过 上 面的计 算 ， 以知 道 从 某 一 时 刻 开始 可
的位 移量 ， 要想 精确 定位 钢板 在炉 内的位 置 ， 还需
要 对钢 板 的头尾 位置 进行 定位 。
随时定位车辆在隧道 中的位置。使用激光对射式
光栅 可 以确定 钢 板 进 入 炉 体 的 时 间 ， 由脉 冲 编码
器反馈 回 的辊 道 速 度 和 钢 板 运 行 速度 一 致 ， 钢板
第ｌ ６卷第 ４期
・
宽厚板
Ｗ／ ＤＥ ＡＮＤ ＨＥＡＶＹ ＬＡＴＥ Ｐ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ４ １】 ． ．
Ａ ｇ ｓ ２ １ ｕｕｔ ００
４ ２１ ６ ０ ０年 ８月
辊底 式加 热炉 的位置 跟踪及 加 热控 制
贺晓光 屠 保
（ 舞阳钢铁有限责任公司 及完善的程序算法 ， 实现了对钢板 位置的 自动跟 踪及加热控
于炉膛工 作环境 恶劣 、 体较长 ， 炉 如何 实现精 确 的 位置 跟踪 和加 热控 制 ， 是摆 在 技术 人 员 面 前 的一 道难题 。本文就 辊底式加 热炉 的位 置跟踪 和加 热
辊底式热处理炉节能技术进展
嘴 不仅 预热 效率 高 ，且在 工作 状态 时采 用所 热效率较低 ，因此如何提高燃烧 器 自身的热效
脉 冲燃 烧技 术极 大缩 短 了系 统的 响应时
率是研 究的重要方 向。
德 国Ｗ Ｓ公司提 出采用管式 换热装置代替
传统 内外翅片管换热 ，如下 图所示 ，其 中煤 气
从 中问喷 口喷 出，而空气则从多个预热喷管 内
蓄热 燃烧 装 置 ，新 型 节能 节水 炉辊 ，脉 冲燃 烧 控 制技术和新 的炉衬材料 这 些技术进展为国内辊
烟气排放所带走 的热 量相 对于传统翅片式下降
辊 ，而 高温场 合则采用水冷炉辊 。过去 国内很
底 式热处理 炉的研 究和装备开 发提 出 了新 的方 了约 ５０％。
多厂 家选用的炉底辊 大多采水冷 型 ， 冷却水
司福 山厂于２０００ 年５ 月起采用ｕ型蓄热式辐 空 腹炉辊 最高使用温度可达￣１ ］１２５０￣Ｃ，能够大 射管间接加热的辊底炉逐渐增 多。然而 辊底式
射管烧嘴 。该 烧嘴蓄热体采用紧凑的陶瓷蜂 窝 大 降低在高温辊底炉 中的能耗和冷却水 用量 ， 热处理炉 整体热效率 较低 ，在 当前能 源 日益 紧
轴承的热量。德国ＢＵＴＴＩＮＧ公司最新的成果
随 着高温燃烧技 术的进 展，蓄热式燃 烧器 表 明其 采用施密 特 ．克 莱门斯特殊 钢厂的 一种 生产 的成 品在 热处 理过 程 中不允 许氧 化和 脱
也 逐渐用于 辊底式热处 理炉 中。 日本ＮＫＫ公 称作所谓 Ｃｅｎｔｒａｔｌｏｙ ６０ ＨＴ的材料制成的 碳 ，必须在可控气氛下进行 ，因此 目前采用辐
图２ 日本ＮＫＫ公司蓄热式辐射管 近期德 国ｗ Ｓ公司开发 出一款 单端蓄热式 控 制技术的出现 ，辊底炉可以 实现弹性 分区和
LOI辊底式加热炉在济钢中厚板厂的应用
３ 、钢板处理工序流程
３ ． １ 上料 、对 中和长度及厚度测量 当新 板被送 到加热炉 的上料平 台上 后 ， 板 的相关参数信 息通过操作 员输入控制 系统 或 是来三级 级 ＭＥ Ｓ ，一旦板 的相关参数信息 被 确认 ，板就 能被处理 了。首先钢板 移动到 热 处理炉前面 的对中装 置，在到对 中装 置 的 过 程中 ，板 的长度通过 两个光栅根据 辊道速 度 进行测量 。这样测得 的长度将会 与板的相 关参数信 息进 行 比较 ，如果有偏差 ，操作 员 需要再次确认 。板在上 料平 台上通 过对 中装 置进行调位 ，先用提升 轨道将板从 辊子平 台 上提起进 行中心对准调 位，然后 电机带着对 中凸轮装 置把钢板夹 正，当 凸轮缩 回后 ，板 又落到辊子上。 在热处理 炉的前面 安装一个刷 辊装置 ， 当板通过 时，清洗板 的底部 以保证 没有任何 杂物黏附在热处理炉的辊子上。 这些工序 可 以在现 场手工启 动或在操 作
燃烧 系统包括烧 嘴、控制 阀、计量装 置 和关 闭系统 。烧 嘴与炉 内辐射 管是分开 的。 单只辐射 管是 由耐高温材料制 作成 的。烧 嘴 和辐 射管被安装在 炉壁 的左侧 和右侧 以及 炉 内辊 子的上面和 下面 。顶部 的辐射管装在 中 间，它们 的端部 用耐火支架悬 在炉顶上 ，底 部 的辐射管安在耐火砖制成的支座上面 。
应 用技 术
Ｌ Ｏ Ｉ 辊底式加热炉在济钢中厚板厂的应用
朱万 飞
济 南钢铁集 团检修公 司轧钢部 山东 济南 ２ ５ ０ １ ０ １
摘要 ： 本文介绍 了辊底式炉的基本结构 ，工作流程 ， 自 动化控制 ，燃烧控制以及二级模 型在加 热炉中应用，对 了解辊底 式加热炉有很大 帮助。 关键词 ： 辊底武炉 淬火 燃烧控制 数学模型 热处理
辊底炉工艺
技术参数 2XXX,6XXX,7XXX (6～200) ﹡( 1000～3500) ﹡(6000～13500) 400℃～550℃±2℃ 465℃～550℃±2℃ 1680 喷淋式 可调 装载辊道:0～12m/min淬火区辊 道:0～48m/min
二 辊底炉工艺及其7075合金的 工艺质量研究
2.1 辊底炉加热区空炉温度精度
辊底炉及其7XXX系合金的工艺质 量控制
摘要：辊底式喷淋板材淬火炉主要用于可热 处理强化铝合金中厚板材的淬火工序处理， 特别是预拉伸中厚板材的淬火处理。预拉伸 板在铝加工业中属于设备要求高、技术含量 高的产品，其制造水平的提升、制造能力的 发展是一个国家铝加工业水平的重要标志之 一。本文研究喷淋式淬火方式对板材性能的 影响。重点进行以7075为代表的7XXX系合 金的试点研究，采取各种方式考察整个系统 生产过程中对产品的影响，从而提升淬火中 厚板材特别是预拉伸中厚板材的产品质量。 关键词：辊底炉；喷淋式；淬火；工艺质量 控制
2.9 表面气泡检测
空气炉加热可能造成板材表面出现气 泡，检测了经辊底炉加热后多批板材均 未出现气泡，证明设备和工艺都符合要 求。
总结
经过对辊底炉本身加热区、淬火区的各种测 试及对7075合金多种规格板材多方面的检测，初 步掌握了辊底式淬火炉加热、淬火的特点，板材 运行的规律和保障，再经过和盐浴炉淬火的对比， 形成了7075合金辊底炉淬火工艺制度，板材淬火 后的平直度达到考核要求。实践证明，自主开发 的辊底式淬火炉淬火工艺制度完全控制满足实际 生产的需要，产品质量可以达到国际先进水平。
2.4 淬火转移时间
盐浴槽淬火时，板材无论厚薄，淬火转移时 间是一致的，大约25-35秒，对薄板有明显影响。 辊底炉则可以根据不同板厚通过调整板材运行速 度，最大程度降低板材出炉到淬火时降温对淬火 效果的影响，测试结果表明10mm板材可以在10秒 内完成淬火，150mm厚板材可以在30秒内完成淬火。
唐钢薄板坯连铸连轧辊底式加热炉技术改造效果分析
在燃 烧 前一般都 采用换热器进行换 热 ， 但换 热温度一
般 在 ３ ０ｃ～ ５ 左右 ． 烟温度仍 高达 ５ ０ｃ～ ５ ０ ４０ｃ ｃ ｃ 排 ５ ６ ０ ｃ ℃， 的烟气 自白带走 ｒ加热炉 内的热量 ， 大量 使加热 炉
的热效率降低 。为了解决这一 问题 ， 同内外 几家 比较
０ ０ｏ左右 。 ５ Ｃ
３２ 燃 烧控 制 系统 ．
厘＠年 ＠ 总第 ｃ ＠ 第 期 ０ 期 固
燃 烧产 物 中含氧 量减 少 ，抑制 了板 坯 表面 的氧化 速 度 ．减少 了板坯 表面氧化烧 损率 。 目前烧损率 为 ０６ ．
％。
４３ 煤 气消耗 大幅度 降低 ．
改造前煤气单耗 １０Ｎ ３， １ ｍ／ 改造后为 ８ ｍ Ｎ 确 ＡＪ 兀 天舜 Ｕ ＡＩ Ｅ Ｌ Ｊ Ｔ Ｎ
效果 。本次 改造结合本 厂辊底炉 的基 础结构 情况 ， 如 果采 用空 、煤气双蓄 热对加热炉 的基 础改 动相 当大 ， 经专家研究决 定采用空气单预热 ，设计 预热温度为 １
产 。在投产 以来产 品规格 主要 为 ４ １ ｍ。 ～ ０ｍ 加热炉 还 能满 足生产工艺要 求 。但是 随着 钢材市场 的严峻 ， 对 产 品规格要 求越 来越 薄 和对产 品质 量要 求越来 越严
气到达烧嘴前温度要下降 １０℃左右 ，所以使用空煤 ０
气预热器效果不是很理想。这 也是造成煤气单耗大 的
中标每家一线 。Ｂ线 与 ２ ０ 年 ４月投产 ， 目前运行 ０６ 到
和其热值不能满足正常生产
２３ 氧化 烧损 比例 大 ．
正常达到 了设计要求 。在 国内乃至世界上开创 了辊底
式加热炉采用蓄热燃烧装 置的先河 。
加热炉燃烧 控制 系统 在实际生 产 中为手 动操作 ，
辊底炉的应用现状及关键工艺技术分析
282018年 第6期 热加工H热处理装备eat-treatment Equipment辊底炉的应用现状及关键工艺技术分析■ 闻冬冬固溶体脱溶是可热处理强化铝合金进行强化热处理（淬火和时效）的基础，辊底式淬火炉主要用于2×××、6×××、7×××等航空工业铝合金中厚板的热处理。
淬火是生产航空用铝合金中厚板的关键热处理操作，其目的是为了得到高浓度的过饱和固溶体，给自然时效和人工时效创造必要的条件。
1. 国内辊底式淬火炉生产线情况传统的铝合金中厚板的淬火工艺主要通过盐浴炉来进行，从盐浴炉到淬火水槽之间用桥式起重机进行转移，淬火转移时间较长，这种淬火工艺使铝合金晶间腐蚀加重，且在后续加工中变形大，性能不稳定，实现这一热处理工艺过程所采用的设备是先进的固溶热处理及喷淋式淬火辊底炉。
国外艾伯纳、容克、EFR 公司开发出热风循环辊底式固溶热处理技术，与传统的盐浴炉相比，辊底炉具有炉温均匀度高、摘要：概述了辊底式淬火炉生产线的组成及国内生产线基本情况，详细介绍、分析了辊底炉的关键工艺及设计特点。
关键词：辊底炉；淬火；炉温均匀度；关键工艺扫码了解更多淬火转移时间短、淬火冷却更均匀速率更快等特点。
辊底式淬火炉生产线由4部分组成：上料辊道台；辊底炉加热炉区；高/低压淬火区；下料辊道。
图1所示为辊底式淬火炉生产线布置。
由于辊底式淬火炉和人工多级时效炉设备是根据金属组织性能和工艺要求、国际航天航空AMS 等标准而设计制造的，因而制造精度、运行精度和控制精度高，国内在研制辊底炉方面起步较晚，技术水平低于国外厂家，近几年国内实力雄厚的铝合金生产企业均从国外引进辊底式炉用于铝合金航空用中厚板的生产（见附表）。
2. 设备关键工艺技术（1）加热段炉温均匀度 艾伯纳公司的辊底炉每个加热段的炉顶和炉底各安装了一台循环风扇，在炉内的铝板被垂直于板材表面的高速热气流从上下两个方向加热至工艺要求设定的温度。
辊底式加热炉安装质量控制
辊底式加热炉安装质量控制摘要：主要阐述了通过炉底座浆、炉底机械现场拼装、炉墙结构分段整体安装，提高了辊底式加热炉安装质量，降低了施工成本，经济、社会效益明显。
关键字：辊底式加热炉座浆Abstract: mainly elaborated through the bottom of the furnace bottom seat slurry, mechanical field assembly, furnace wall structure subsection integral installation, improves the bottom roller heating furnace installation quality, reduces construction cost, economic, social benefits are obvious.Keywords: bottom roller heating furnace; a slurry0前言莱钢银山型钢宽厚板生产线热处理车间辊底式加热炉是较为先进的蓄热式辊底加热炉，由德国洛伊公司引进，是莱钢目前最先进的加热炉，同样也是我公司接手的第一台蓄热式辊底加热炉。
为干好这一工程我公司专门成立了技术攻关小组。
在施工过程中根据工程特点采用了炉墙结构整体分段安装及炉底现场机械拼装的施工工艺。
1工艺特点1.1合理布置测量控制网，定期进行沉降观测，采用高精度仪器测量进行针对性的测量保证关键设备的安装精度。
1.2炉底机械现场根据底座安装情况及现场实际加热炉中心线进行拼装，相比传统的线外拼装好再进行安装，不但解决了吊装过程中的变形问题，而且提高了安装精度。
1.3炉墙结构分段整体安装比先安装梁、柱再安装炉皮的散件安装方法，提高了结构安装精度、炉壳的平整度和炉壳开孔精度。
整体结构可以在安装现场进行拼装。
这样可以充分利用厂房内的天车，提高安装效率及减少机械台班的使用。
辊底式热处理炉自动控制系统的设计与应用探讨
辊底式热处理炉自动控制系统的设计与应用探讨作者：刘勤亚来源：《世界家苑》2018年第04期摘要：本研究基于辊底式加热炉自动控制系统的国内外先进技术及其生产经验实践，对其应用领域合金钢管正火、回火（炉辊摆动）热处理新工艺和相关基础设计参数和应用前景进行分析，以最大限度的发挥了自动控制系统设计应用优势，进而在燃烧效率中，比之传统炉更具设计应用优势。
关键词：辊底式热处理炉；自动控制系统；设计；应用引言热处理炉是是指供炉料热处理加热用的电炉或燃料炉。
常用的热处理炉有箱式电阻炉、井式电阻炉、气体渗碳炉和盐浴炉等。
辊底式热处理炉作为热处理炉研究领域的热点，应用用炉内辊道运送热处理材，沿炉子整个长度每隔一定距离安装一根辊子，物料在辊子上运行，在辊子上面和下面的炉膛都可布置烧嘴供热，进而被广泛应用于常化、退火、淬火、回火等热处理工艺实践中，得到了比其他炉更便捷的应用优势。
自动控制系统设计和应用，作为辊底式热处理炉应用推广领域的热点，在实际的现况解决中，一度在设计应用中经受了极大的考验。
1辊底式热处理炉概述辊底式热处理炉依据形状不同，可分为环辊（带有盘形辊环）和平辊两种，分别用于加热板材和型钢、管材、加热板材和棒材。
基础构成包括外层耐热钢（碳化硅）辊套。
高温环境下子（1000～1150℃）的材料选择为水冷轴并带绝热内衬的耐热钢炉辊或全水冷炉辊。
在实际应用中，受温度限制，辊子需要不停旋转并做好低俗摆动。
从其工艺的复杂度来看，受物料及其加热环境和加热状况处理，在热处理工艺中（常化、退火、淬火、回火等），具有广泛的应用环境。
2辊底式热处理炉的原理和作用辊底式热处理炉主要用于钢板、钢管、型钢和线材的退火、正火、高温回火及淬火等热处理工艺中。
主要工作原理依据液体或气体燃料，的加热方式，实现辐射管内物料的直接加热或者间接加热。
从实际作用来看，辊底式热处理炉以其钢材质量好、产量高、成本低的价格优势和机械化自动化控制系统的设计应用实际的热处理工艺中，比之间断生产的热处理炉具有明显的对比优势。
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浅谈辊底式加热炉技术
浅谈辊底式加热炉技术
【摘要】辊底式加热炉是薄板坯连铸连轧生产线上的一个重要设备。
本文阐述了辊底式加热炉的基本概念及作用，并重点介绍了辊底式加热炉的主要技术特点。
【关键词】步进式加热炉机械设备
辊底式加热炉是薄板坯连铸连轧生产线上的一个重要设备，在功能上起着承上启下的作用，它一面将连铸出来的板坯加热至轧钢工艺所要求的出钢温度1150±10℃，这个温度精度要远高于一般步进炉所能够达到的±30℃的温差值，这样就为生产超薄热带产品奠定了基础，另一方面，辊底炉在整个工艺中还起着重要的缓冲作用。
一、辊底式加热炉概述
辊底式加热炉用炉内辊道运送热处理材，沿炉子整个长度每隔一定距离安装一根辊子，物料在辊子上运行，在辊子上面和下面的炉膛都可布置烧嘴供热。
辊子有环辊（带有盘形辊环）和平辊二种，前者只能用于加热板材，后者可用于加热板材、型钢、管材和棒材。
辊子外层辊套的材质通常为耐热钢，有的也用碳化硅。
温度高的炉子（1000-1150℃）采用水冷轴并带绝热内衬的耐热钢炉辊，或全水冷的炉辊。
为了防止炉辊弯曲，在高温下工作的辊子必须不停地旋转；当炉子空烧或不出料时，也要用低速以每分钟0.5-1.5周的转速摆动或旋转。
辊底式炉因物料两面受热，加热较快、较均匀，广泛应用于常化、退火、淬火、回火等热处53工艺。
二、辊底式加热炉的作用
将连铸机送来的薄板坯按工艺要求均匀地加热到轧制温度。
投产的生产线连铸坯入炉温度一般在850℃-1050℃之间，出炉温度（轧制温度）1100℃-1150℃，在炉内需提温50℃-300℃。
要求出炉板坯长度与宽度方向温差≤±10℃，板坯边部（约40ram范围内）温度比中部温度高40℃左右。
在单尺坯轧制时，炉子能储存若干块单尺坯，当轧机换辊或事故
停轧时，连铸机送来的薄板坯可储存在加热炉内，保证连铸机正常生产，炉子起到了缓冲储存作用。
根据轧钢工艺要求，单尺坯生产时的缓冲时间应≥12min，确保轧机有充足的时间换辊和处理事故。
在薄板坯连铸连轧生产线上，除了辊底式加热炉外，还有部分生产工艺使用电感应加热、钢卷保温炉和较短的辊底式炉组合（ISP工艺）、步进式加热炉（CONROLL工艺）来满足上述要求，但由于各种因素使这种组合加热方式没有得到较大发展。
目前，使用炉长较长的辊底式加热炉仍是薄板坯连铸连轧生产工艺主流加热设备。
三、辊底式加热炉技术特点
辊底式加热炉最早由美国Bricmont公司设计，并在美国Nucor 公司投入了使用，取得了理想的效果。
此后该公司在世界上有了17条生产线，占当时世界辊底炉总量的70%。
Bricmont公司的技术简洁实用，生产运行成本低，具体体现在以下几个方面：
炉辊。
Bricmont公司采用的是低碳的Co合金辊环，这种材质具有非常好的高温性能，与其他供应商的Cr28Ni48W5相比，不易开裂，寿命要高出好几倍。
实践证明，Bricmont公司所供应的炉辊寿命达到2年左右，要高出其保证值的一倍。
防纠偏功能。
铸坯在炉内要运行至少200m，非常容易跑偏，发生钢坯撞坏炉墙等现象。
Bricmont公司则是在炉辊的设计上巧妙地利用了炉辊自身的挠度，使钢坯在运行过程中自动对中，从而彻底地解决了这个问题，有效地降低了生产运行成本。
炉辊的安装方式。
Bricmont公司炉辊安装在土建的基础上面，减速机和炉辊采用橡胶接手连接，简化设备制造工艺，而降低了工程投资，而且在实际的生产中，运行成本也会相应降低。
炉辊耐材的选择。
由于辊底炉炉辊长期处于运行状态，所以炉辊的绝热是一个非常困难的问题。
Bricmont公司则采用了介于轻质料和重质浇注料之间的一种免烘烤浇注料，并设计出M系列的炉辊锚固钩，有效地解决了炉辊的绝热，效果非常理想，实际的炉辊维修成本只有其他公司的1/3。
先进的燃烧控制方式。
Bricmont公司采用了常规的双交叉限幅控制，在烧嘴的结构、能力、布置等方面做了精心的设计，能满足工
艺要求，而投资和运行成本较低。
采用横移车并配置剔坯辊道。
针对唐钢准备采用的薄板坯连铸连轧工艺方案，Bricmont公司提出了采用板坯横移的过渡方式。
而唐钢创新地提出了在加热炉旁增设剔坯辊道，以延长加热炉缓冲时间，剔除缺陷板坯。
四、唐钢薄板连铸连轧辊底式加热炉蓄热式烧嘴改造
由于常规烧嘴多使用换热器进行换热，排烟温度高，大量的烟气白白带走了炉内的热量，为了解决这一问题，2010年唐钢对1810线辊底式加热炉进行了蓄热式改造，将烧嘴全部更改为蓄热式烧嘴，采用空气单余热，每个烧嘴单独配置三通换向阀对空气预热。
烧嘴以下的纤维模块全部更改为支模浇注轻质浇注料的形式。
改造后炉内温度明显提高，煤气使用量也有所下降，但炉墙散热较快，保温效果仍不理想。
2012年唐钢对1810线加热炉再次进行了改造，将炉墙全部改为支模浇注的形式，达到了良好的保温效果，对
1.6以下薄板坯的连铸连轧提供了坚实的基础。
五、结语
综上所述，在辊底式加热炉的机械设备设计中，其在结构上有许多的特点和改进，这些新技术在实际应用中，还需进一步的发展和完善，进一步提高辊底式加热炉设备的利用率。
参考文献：
[1]宋贤.薄板坯连铸连轧线辊底式加热炉[J].特殊钢，2001，（06）.
[2]陈迪安，首钢迁钢2160mm热轧工程加热炉技术的研究与应用[N].世界金属导报.2011.
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