步进梁式加热炉汽化冷却装置的设计探讨
步进梁式加热炉汽化冷却装置的设计探讨
摘要：重点介绍了南钢新中棒180t/h步进梁式加热炉汽化冷却装置的组成、基本原理、结构及使用效果。对同类加热炉的设计具有一定的指导作用。
关键词：步进梁式；加热炉；汽化冷却；
中图分类号：tg155.1+2
1引言
步进梁式加热炉具有加热速度快、加热均匀、烧损少，可调节装钢量、减少和防止钢坯脱碳、可防止拱钢和粘钢，易出空炉料、可缩短凉炉检修和开炉升温周期、易于采用计算机对钢坯跟踪等优点。
轧钢加热炉冷却构件的冷却有工业水冷却和汽化冷却两种方式。工业水冷却存在以下问题：水中含钙镁离子、溶解氧和杂物、影响轧机生产；为防结垢，水温控制在小于等于55度，致使循环水量大，能耗高；有室外冷却水系统，占地大；水温低致使钢坯黑印加重。余热不回收，不能直接回收投资。
步进梁式加热炉的水梁和立柱采用汽化冷却的优点：
1.在水梁和立柱中循环流动的水是软水，能延长水梁和立柱的使用寿命，减少停炉维修时间，增加了轧制产量 。
2.由于在水梁和立柱中的循环水温度比较高，能减轻钢坯的黑印，提高了待轧坯料的加热质量 。
3.汽化冷却装置能产蒸汽，回收热能，降低能耗，节能效益显著。 4.较之水冷却，布置紧凑，补充水量少，有效回收热能。
5.汽化冷却装置的一次性投资虽然比较大，但能回收蒸汽，节约用水，投资回收约需2年～2年6个月。
目前国内大部分轧钢加热炉已采取汽化冷却技术。
2.南钢步进梁加热炉汽化冷却装置
2.1、加热炉主要参数
以南京钢铁厂新中棒180t/h步进梁式加热炉工程为例，本工程设步进梁式加热炉一座，加热炉额定生产能力为180t/h（冷坯），有效炉长为42.96m、炉宽13.1m、炉底有效面积600m2；加热钢种为优质碳结钢、合金结构钢、冷镦钢、齿轮钢、弹簧钢、轴承钢、易切钢和锚链钢等。加热炉设两套液压步进机构、两套提升和平移框架；按其功能分：均热段炉温：1200～1220℃，加热段炉温：1240～1260℃； 预热段炉温：1000～1150℃。
加热炉水梁采用汽化冷却，以冷却加热炉的水梁和立柱，系统为强制循环。
2.2、设计条件
汽化冷却系统按照全加热炉水梁和立柱的绝热层完好程度： 最大100 %，最小 90 %进行设计。汽化冷却运行参数：汽包额定工作压力：1.27mpa。
水梁绝热层完好程度为100 % 时，产汽量约～7 t/h 。
水梁绝热层完好程度为90 % 时，产汽量约 ～15t/h 。
连续排污率 10 %。 汽包补给水量 最小～11.5 t/h ， 最大～24.5t/h 。
加热炉需汽化冷却的水梁：钢坯在炉内单排、双排布置
加热炉共有6根固定梁，φ127×20（纵梁，双管）
加热炉共有4根步进梁，φ127×20（纵梁，双管）
2.3、汽化冷却系统描述
汽化冷却系统包括软水供应系统、除氧系统、磷酸盐加药系统、汽包、循环水泵、以及水梁的水循环回路等 。
（1） 软水供应系统
软水由厂方送至软水箱处，软水箱的水位控制由浮球液位计将水位信号传到控制供水的电动阀，通过控制电动阀的开闭达到控制软水水位的目的。
软水的水质应符合> gb1576-2008的规定要求。
悬浮物 ： ≤5 mg/l；ph（25℃）： ≥7
总硬度 ： ≤0.03 mmol/l （以1/2 ca2+，1/2 mg2+计 ）
含油量 ： ≤2 mg/l；溶解氧：≤0.1mg/l
软水箱中的软水由两台电动加压泵（一用一备）输送到除氧器中进行热力除氧。
（2） 除氧系统
除氧系统采用大气式除氧，除氧后的水由两台电动给水泵（一用一备）及一台柴油机给水泵（紧急情况备用）加压后打到汽包内。
（3）磷酸盐加药系统
加热炉的汽化冷却系统设1套磷酸盐加药系统，全自动控制。 磷酸盐加药系统，采用1罐2泵成套加药装置，加药泵1用1备。
磷酸盐加药装置，设有1个电动搅拌溶液箱，经过过滤的药液经加药泵直接供入加热炉汽化冷却汽包。
（4） 汽包
各水循环回路的循环水在水梁中吸热，成为汽水混合物，经上升管回到汽包，在汽包中进行汽水分离，蒸汽经调压阀并入外网。在主蒸汽管上设有蒸汽流量计、蒸汽压力调节阀。在汽包给水管上设有给水流量调节阀，以调节汽包水位。汽包有就地水位计和二次远方水位计、高低水位报警等。汽包内经汽水分离的循环水进入循环泵进水集管，投入下一轮水循环。
（5）循环水泵
汽包有一根下降管（φ273×7）接至循环水泵的进水集管（φ273×7），循环泵房中共有3台循环泵。其中有两台电动循环泵，平时一台运行，一台备用。另有一台柴油机循环泵，作为停电或事故时备用。每台循环泵出水管均接至循环水泵出水集管（φ273×7），出水集管接至分配集箱（φ426×12）。从分配集箱接至水梁进水口（对步进梁要经过进口步进装置）的下降管（φ108×5）上，均设有手动调节阀和涡街流量计，以使每根水梁的循环水量做到基本均衡。
（6）水循环回路
加热炉汽化冷却共分5个回路。加热炉共有6根固定梁（φ127×20），每2根组成一个回路，共有3个回路 ；加热炉共有4根步进梁（φ127×20），每2根组成一个回路，共有2个回路。在每个回路的进水管（φ108×5）上均设置有调节阀和流量计，调节每根水梁的循环水流量，以保证水梁中的循环水流速。当某一根水梁进水流量低于设定值时，即报警。经过调整，使其达到所设定的正常值。
（7）排污系统
加热炉汽化冷却系统设置集中排污系统，主要设备是1台定期排污扩容器。
汽包设有连续排污和定期排污接管，连续排污、定期排污均接至定期排污扩容器。
汽化冷却系统的高温疏放水，均排至定期排污扩容器。定期排污扩容器污水直接排入集中排水系统。定期排污扩容器的乏汽排空。
（8）取样冷却系统
取样冷却系统主要用于汽化冷却装置中检测汽水介质的指标是否达到汽水标准要求。主要对炉水及除氧水（给水）进行取样检测。每座加热炉各设置取样冷却系统。
（9）分汽缸
汽包内的蒸汽输送到分汽缸中，保持压力稳定，并向外网送汽。
2.4、设计原则与安全措施
为汽化冷却系统能安全可靠地运行，设计中采取以下措施：
1） 由于步进梁加热炉结构上的限制，汽化冷却只能采用强制循环。设置两台电动循环泵，一台运行，一台备用。另设有一台柴油机循环泵，供停电时用，保证系统的安全。
2）由于采用较高的循环倍率，增大了水梁中的循环流速，避免循环水的汽水分层，降低了循环管路中含汽率，保证了冷却的可靠性。
3）在每根水梁的进水管上均设置了调节阀和流量计。直观的调节手段，使每根水梁得到需要的循环流量，保证了循环流速（循环流速1.4m/s以上），在循环泵出水总管上也设置流量计，用于与各水梁进水管上的流量印证、校核。保证安全性。
4）在进口步进装置和出口步进装置的结构中，中间都设置有备用柔性管道。当任一条柔性管道中的球体旋转接头出故障时，均可在不停炉的情况下加以维修，而汽化冷却系统可以照常运行。
5）汽包的水容积较大，有8m3，汽包的存水可以维持汽化冷却系统运行，获得事故处理时间。汽包内的水可以维持汽化系统正常运行20～30min。
6）向汽包补水，有3台给水泵，其中2台电动给水泵，平时一台运行，一台备用；另有一台柴油机给水泵，停电事故时可正常补水。
7）软水箱容积有30 m3，当软水供应中断时，能够维持较长一段时间，做到正常停炉。
2.5、汽化冷却系统主要设备及功能
汽包一台，规格：dn1600x8000mm，工作压力1.3mpa；工作温度194℃，贮存水、分离汽水混合物、稳压。 电动热水循环泵 ：2台（一台运行，一台备用），流量400m3/h；扬程0.65mpa，主工作泵，增加循环压头。
柴油机热水循环泵：1台，流量400m3/h；扬程0.65mpa，事故备用泵、当停电或主工作泵事故时快速起动维持水循环，保证安全停炉。
分配联箱：1个，工作压力2.5mpa，将水分配给固定梁和活动梁各自组成的循环回路。
电动给水泵：2台（一台运行，一台备用），流量25m3/h；扬程2.1mpa，为主工作泵。
柴油机给水泵：1台，流量25m3/h；扬程2.1mpa，事故备用泵、当停电或主工作泵事故时快速起动维持汽包给水。
电动软水泵：2台（一台运行，一台备用），流量30m3/h；扬程0.3mpa，为除氧器给水用。
软水箱：1个，容积：30 m3。
活动梁进口步进装置：2套，使用的球体旋转接头dn100，工作压力4.0mpa，每套3个柔性管道，连接下降管与活动梁回路的入水口，与活动梁同步运行。
活动梁出口步进装置：2套，使用的球体旋转接头dn100，工作压力4.0mpa，每套3个柔性管道，连接上升管与活动梁回路汽水混合物出口，与活动梁同步运行。
除氧器1台，能力q=20t/h（带内置换热器），除氧水箱（一只）
容积 25 m3 一箱两泵组合式加药装置：1套，配套计量泵和搅拌器
定期排污扩容器数量：1个，容积3.5m3，工作压力：0.15mpa
取样冷却器：2台，φ245x825，工作压力p=2.45mpa；工作温度t=225℃。
排汽消声器：1台，排汽量：6～15t/h ，消音量：20～25db（a）；
分汽缸：1台，dn500×3000，维持接外网蒸汽压力稳定。
2.6、 汽化冷却装置布置
汽化冷却汽包布置在厂房内。汽包中心标高+11.050m，汽包平台分层布置，+9.5m和+5m平台， +5.0m为操作层，除氧器布置在6.00m层，底层±0.00m为循环泵房。
汽化冷却仪表控制室与加热炉仪表控制室合建。
2.7、循环水检测项目及自动控制设置
（1）检测项目：汽包压力，汽包水位，循环水泵进出口压力，各循环回路节流阀前压力，循环泵出口流量，各循环回路流量，汽包送出蒸汽流量、汽包给水流量。
（2）自动控制：汽包水位、压力；除氧器水位、压力。
（3）声光报警：汽包水位过高或过低，汽包压力过高，循环水总管压力过低，各循环回路压力过低。
（4）联锁：两台电动循环泵联锁，电动循环泵与柴油机循环泵联锁；柴油机循环泵与总电源联锁。
2.8、大型步进炉采用汽化冷却装置的重要环节
2.8.1水梁和立柱 水梁及立柱对于步进炉而言承受着钢坯的重量，受火焰及高温烟气冲刷。在汽化冷却中又是极重要的冷却构件，冷却水温提高后沿长度及垂直方向的热膨胀增大。水梁及立柱处于十分恶劣的状态，特别是步进梁及立柱还要做矩形运动，它们既要满足工艺条件，又要满足汽化冷却要求。水梁是决定汽化冷却成败的关键之一。
2.8.2步进装置
步进装置也是决定汽化冷却成败的关键设备。其结构必须能配合活动梁同步运动，不得有任何阻碍，由于活动梁运动的特殊要求及冷却水压力和温度高，它与上升管、下降管之间的连接不能用胶管或金属转管，只能用金属结构的柔性组件连接，柔性组件的空间结构尺寸必须保证各组都在不相同的运动轨迹下同步运动。步进梁每年要做50-60万次的矩形运动，球体转动跟随运转相同次数，转动十分频繁。内部流动的是约2.0mpa、195度的水或汽水混合物，因此对他的加工质量、强度、密封性能、转动灵活平稳性要求很高，而且还要求寿命长。
2.8.3停电保护
汽化冷却装置的停电保护实质是保证停电后水循环不 停止，确保加热炉安全停炉，保护水梁，所以是一项至关重要的安全措施。
【精品】步进式燃气加热炉结构及控制系统设计毕业论文设计
河北工业大学
毕业设计说明书
题 目： 步进式燃气加热炉结构及控制系统设计
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毕业设计中文摘要
步进式燃气加热炉结构及控制系统设计
摘要：
工业炉的设计的目的是参考现有炉型，以热工理论为指导，设计出结构更完善的炉体结构。本设计充分考虑了工业炉系统的各个方面。对于炉膛，采用一般的平顶结构，使整体成本造价和安装费用大幅度降低。对于烟道，由于加热圆形工件时，工件下方尚有一定空间且工作间距固定可在装料侧墙下部排烟。对于天然气的预热，采用烟气加热天然气。对于燃烧器，采用半喷射式烧嘴，与喷射式烧嘴相比，不仅缩短了烧嘴长度，而且通过调节一、二次空气量，从而在一定范围内可调节火焰长度。对加热炉自动控制系统的设计，使加热炉更易于使用。
关键词： 步进式 燃气 加热炉 控制系统
步进炉汽冷操作说明
精品线材生产线步进梁加热炉
汽化冷却系统操作说明
1 加热炉汽化冷却系统
1.1 设计依据
根据工艺专业所提委托任务书
1.2 设计内容
本专业的设计内容为加热炉汽化冷却及蒸汽、软水供应。
1.3 加热炉汽化冷却系统
1. 3.1设计条件
蒸汽设计参数：
蒸汽设计压力： 1.47MPa
蒸汽设计温度： 201C
蒸汽工作参数：
蒸汽工作压力： 1.27MPa
蒸汽工作温度： 194C
1.3.2系统描述
加热炉汽化冷却系统由汽化冷却水循环系统、给水系统、加药系统等组成。
1. 3.3加热炉汽化冷却水循环系统
由于加热炉为步进式，汽化冷却需采用强制循环系统。系统组成为由汽包引出2条下降管（DN200），接至循环水泵进口母管（DN300），经循环水泵加压后，由出口母管（DN300）分两路（DN200）；一路接至固定梁进水母管（DN200），经固定梁各冷却回路至出水母管（DN250），由一根集中上升管（DN250）送入汽包；另一路接至步进梁旋转接头（固定给水联箱（DN250），经步进梁各冷却回路至旋转接头（固定）回水联箱（DN250），由一根集中上升管（DN250）送入汽包。返回汽包的汽水混合物经汽水分离后，汽送入蒸汽管网，水重新循环。
炉子支撑梁为9排，4排步进梁和5排固定梁。每排步进梁分2段，每排固定梁分2段。
步进梁冷却系统的分组以每排步进梁的前段和后段的纵梁及其立柱管组成，由连接管串联成一个冷却回路。4组冷却回路进出水管相应地连接到给水与回水联箱上，给水与回水联箱各通过3组柔性组件和固定的给水和回水联箱连接。其中一组柔性组件可做备用，正常运行时两组柔性组件同时流通，当一组柔性组件发生故障时，其余两组柔性组件仍能保证由足够的流通能力进行冷却，不需要停炉。每套柔性组件由3个球形旋转接头、1个恒力弹簧支架、1个防震导向装置及2个阀门组成，以保证步进活动灵活、平稳。前后两段步进梁共需6套柔性组件。
步进梁式加热炉
未知驱动探索，专注成就专业
1
步进梁式加热炉
步进梁式加热炉是一种常见的工业加热设备，广泛应用于各种行业中。它采用步进梁工作原理来实现对材料的加热处理，具有高效、节能等优点。本文将对步进梁式加热炉的工作原理、结构特点及其在工业生产中的应用进行介绍。
工作原理
步进梁式加热炉的工作原理基于电磁感应加热技术。它通过使用高频电源产生的交变电流在材料中产生涡流，通过杂质阻力效应将电能转化为热能。步进梁式加热炉中的步进梁负责将待加热的材料按照需要的时间和速度进行加热处理。
步进梁通过电机控制系统驱动，将待加热的材料放置在工作区域上。步进梁的速度和运动方向可以根据需要进行调节。当步进梁将材料送入加热区域时，高频电源产生的电磁感应效应将材料加热到所需温度。然后，步进梁按照预设的步进值将材料移出加热区域，以完成加热过程。 未知驱动探索，专注成就专业
2
结构特点
步进梁式加热炉的主要结构部件包括加热腔体、步进梁、电机控制系统和高频电源。
• 加热腔体：加热腔体通常由耐高温材料制成，具有良好的隔热性能和耐腐蚀性能。加热腔体内部通常配备了加热元件，如电磁感应线圈或加热电阻。
• 步进梁：步进梁是步进梁式加热炉的核心部件，它通常由导轨、传动机构和工作台组成。导轨负责引导步进梁的运动，传动机构则用于驱动步进梁的移动，工作台用于放置待加热的材料。
• 电机控制系统：电机控制系统负责驱动步进梁的运动。它通常由电机、传感器和控制器组成。传感器用于检测步进梁的位置，控制器则根据传感器的反馈信号来控制电机的运转。
• 高频电源：高频电源是步进梁式加热炉实现电磁感应加热的关键部件。高频电源通常由变压器、电容器和整流器等组成，能够产生高频交流电供给加热线圈。 未知驱动探索，专注成就专业
3
应用场景
步进梁式加热炉在工业生产中有着广泛的应用场景。
1. 金属加热处理：步进梁式加热炉可以对金属材料进行淬火、退火、正火、时效等热处理工艺，以改善金属材料的综合性能。
步进梁式加热炉炉底机械设计
辩镶专论 步进梁式加热炉炉底机械设计 阎俐明 辽河油田公司沈阳采油厂机动采油大队辽宁沈阳 【摘要】加热炉是轧钢生产企业主要的耗能设备。如何在保证被加 热后的钢坯能够进行有效轧制的前提下，降低加热炉的能耗 —直是 台金 工业控制技术研究课题的一个主要方向。由于计算技术在近２Ｏ多年中Ｋｇ－ 了突飞猛进的发展，对于结构复杂、计算量大的加热炉温度控制模型的实时 处理成为可能。加热炉计算机控制系统也进入了实用阶段。 【关键词】步进式加热炉；炉底机械；液压系统 一 步进梁式加热炉 １．１步进梁式加热炉的概念 步进式加热炉是靠专用步进机构使钢坯在炉内移动的一种机械化 炉子。按其步进机构不同又分为步进粱式、步进底式、步进梁底组合式 三种炉型。其工作原理是依靠油缸的推力，步进梁底作上升、前进、下 降、后退周期循环，将装入炉内加热的钢坯一步一步地向出料端运送。 反之，它又能作前进、上升、后退、下降逆循环，将炉内钢坯一块一块地 从进料端退出。 １．２步进梁式加热炉的发展 上下加热的步进式加热炉是美国“裘面燃烧”公司首创的。第一批 炉子于六十年代中期投产，在美国和日本运行很正常，后来成为日本和 欧洲新建热轧带钢厂加热炉的主要炉型。七十年代，我国从日本引进的 武钢１７００热轧带钢设备时有３座步进梁式加热炉。八十年代宝￣２ｏ５ｏ￥Ｌ 机从法国“斯坦因”公司引进３座现代化步进梁式加热炉炉型。而后我国 在引进、消化、移植的同时，结合我国的国情按这种炉型设计出我国的 步进梁式加热炉，填补了国内设计的空白。 七十年代以来，我国钢铁、机械等企业扩建、改造时先后设计建设 不同类型步进式加热炉。近年，鞍钢半连轧总体技术改造，１７８０热轧带 钢工程，配合轧机生产能力建设技术装备水平高的上下供热板坯步进梁 式加热炉，１７００热轧工程建两座步进梁式加热炉 由北京凤凰工业炉有 限公司设计，并以总承包方式承建施工。他们设计和建造的步进梁式加 热炉，无论是炉型结构、炉衬结构、设备技术装备水平、控制水平，还是 产品加热质量和能耗指标，均属世界先进水平，国内领先水平。 ＝、步进梁式加热妒的优点 和推送式连续加热炉相比，步进梁式加热炉具有以下优点： （１）可以加热各种形状的料坯，特别适合推送式炉不便加热的大 板坯和异型坯。 （２）生产能力大，炉底强度可以达到８Ｏ０～１０００ｋｇ／（ｍ ・ｈ），与推 送式炉相比，加热等量的料坯，炉子长度可以缩短ｌＯ％～ｌ５％。 （３）炉子长度不受推送比的限制，不会产生拱料、粘连现象。 （４）炉子的灵活性大，在炉长不变的情况下，通过改变料坯之间的 距离，就可以改变炉内料块的数目，适应产量变化的需要。而且步进周 期也是可调的，如果加大每一周期前进的步距，就意味着料坯在炉内的 时间缩短，从而可以适应不同金属加热的要求。 （５）单面加热的步进式炉没有水管黑印，不需要均热床。两面加 热的情况比较复杂，对黑印的影响要看水管绝热良好与否而定。 （６）由于料坯不在炉底滑道上滑动，料坯的下面不会有划痕。推 送式炉由于推力震动，使滑道及绝热材料经常损坏，而步进式炉不需要 这些维修费用。 （７）轧机故障或停轧时，能踏步或将物料退出炉膛，以免料坯长 期停留炉内造成氧化和脱碳。 （８）可以准确计算和控制加热时间，便于实现过程的自动化。 三 步进梁式加热炉传动方式的分类及特点 ３．１步进梁式加热炉传动方式的分类 步进式加热炉是依靠专用的步进机械使工件在炉内移动的一种机 械化炉，其关键设备是移动梁的传动机构。传动方式分机械传动和油 压传动两种。机械传动又分为齿条式、链条牵引式、摩擦推杆式、杠杆 机构托升机械、四杆机构升降式。 ３．２步进梁式加热炉传动装置的内容及特点 （１）齿条式、链条牵引式一唧＝［作可靠，传动效率高，推力和行程 大，但因炉子下方粉尘较大，影响传动系数，不宜使用。 （２）摩擦推杆式一—摩擦系数较大，使用寿命相比之下较低。 （３）杠杆机构托升机械一一受力较大，所需要支撑力也较大，比 较繁琐。 （４）四杆机构升降式一一由于该步进机构处于梁式加热炉的下 方，所用空间有限，而机械能控制的四杆机构需较大空间，而且当需要 对其进行维护和修复时较为困难。 四．结论 步进式加热炉是机械化炉底加热炉中使用较为广泛的一种，传统 的推钢式加热炉难以满足需求。综上所述，步进式加热炉具有劳动环 境良好、加热质量好等优点，更适应当代轧机向大型化、高速化与现代 化发展的需求。 参考文献 【１］唐兴智．步进梁式加热炉发展与技术进步［Ｊ】．酒钢科技，２ｏｏ１（２）：５－８ 【２】赵排官，张玉宏．浅析步进梁式加热炉【Ｊ】．中国新技术新产 品，２０１ １（２４）：１２９－１５０． 【５Ｊ蔡乔方．加热．炉【Ｍ］．北京： 台金工业出版社，２００７：２０４—２０５． 【４】袁宝歧．加热炉原理与设计［Ｍ］．北京：航空工业出版社，１９８９：１ｏ５－Ｉ１７． 【５】徐灏．机械设计手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９１． （＞．＞上接第３９８页） 运用Ｍｉｎｉｔａｂｇｌ￣应变量优化器对烘干温度、烘干时间、真空度进行 优化。 根据响应变量优化器可以得到一组最优数据，烘干温度５Ｏ℃、烘干 时间８小时、真空度１０Ｐａ时水分值８４．２。根据上图可以看出烘干时间和 真空度对水分值影响不显著，烘干温度最为显著。 四．优化设计结论 根据以上优化后的试验数据及生产验证，ＧＩＳ水分处理参数优化后 数据： 烘干温度５０￣－５５＂Ｃ 烘干时间不小于４小时 真空度不大干３０Ｐａ， 能够满足生产和产品质量要求。 参考文献 【１］Ｚ其平瑚万平，刘亚芳．ＳＦ６＂－￣其混合气体中电弧动态特性和应用．西 安交通大学出版祉，１９９７． ｔ…一 － — 一… ｕ － 一 ｊ
加热炉汽化冷却控制系统优化设计
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加热炉汽化冷却控制系统优化设计
作者：于光学
来源：《中国科技博览》2016年第27期
1 背景及改造必要性
中小型加热炉于1996年投产，近几年数次发生动水梁漏水事故，水梁、炉墙、炉顶、烧嘴均存在较大隐患。为彻底解决加热炉水梁存在的问题，在不对现有加热炉结构做较大变动的条件下，决定对中小型加热炉水梁进行汽化冷却改造。
2 工艺流程
汽化冷却主要利用水变成蒸汽时吸收大量的汽化潜热，使冷却构件得到充分冷却。工艺流程为：软水通过软水泵由软水箱送入除氧器，再经给水泵进入汽包，补充汽包损失的水量。循环采用集下单上系统，软水由内径较大的下降管沿汽包底部下降到下联箱、并经柔性组件，上联箱进入固定梁、步进活动梁等冷却构件，吸收热量后，从上联箱、柔性组件，下联箱再经上升管回到汽包，组成一个汽化冷却闭环循环系统。汽水混合物回到汽包后，进行汽水分离，蒸汽送到用汽单位，水则贮存于汽包下部，与补充水一起参加再循环。
3 汽包液位控制原理
为了确保汽包与加热炉的冷却循环水安全正常生产，需要维持系统的给水量与送出的蒸汽量的平衡，即可以通过控制汽包补充新水流量大小来控制汽包的水位相对稳定在一定范围内，适应各种工况的运行。
影响汽包液位的因素除了加热汽化外，还有蒸汽和给水流量的波动。当负荷突然增大，汽包压力突然降低，水就会急剧汽化，出现大量气泡，形成了“虚假液位”。这时调节器就会误以为液位升高而关小供水阀门，影响生产甚至造成危险。为避免这种情况的发生，需要计算汽包出汽量、进水量以及汽包的平均液位，进行对比验证，克服汽包水位波动。我们采用三冲量控制方式对汽包进行连续补水（图2）。
稳定状态下，液位测量信号等于给定值，液位调节器的输出，蒸汽流量及给水流量等三个信号，通过加法器得到的输出参数为：
轧钢加热炉汽化冷却及烟气余热利用改造
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轧钢加热炉汽化冷却及烟气余热利用改造
作者：王永锋
来源：《山东工业技术》2015年第06期
摘 要：加热炉是轧钢企业中主要消耗设备，加热炉的水梁冷却由水冷循环改为汽化循环，产生的蒸汽经过烟道中的过热器，产生的过热蒸汽用于发电，同时烟道中的烟气大幅度降低。由水冷改为汽化减少了用水节约能源，降低了烟气排放温度减少了污染排放，产生的过热蒸汽用于发电降低企业的运行成本，对轧钢企业增效具有重要意义。
关键词：加热炉；热效率；余热回收；汽化冷却系统；饱和蒸汽
1 引言
湘潭钢铁某厚板厂有3座步进梁式加热炉。炉内支撑梁冷却方式均为水冷却，不仅耗水量大，且冷却水带走的热量不能再回收利用，造成了能源的巨大浪费。本改造方案对3座加热炉支撑梁冷却方式由水冷方式改为汽化冷却，用水量仅为水冷却的1/60，具有显著的节水效果，由于系统温度的提高，这对减轻钢坯黑印，改善钢坯加热炉质量也有一定的好处。并在烟道中安装蒸发器和过热器，对烟气进行深度余热回收，产生的过热蒸汽用于发电，降低了轧钢厂的运行成本，改善环境，达到节能降耗的目的。
2 原加热炉技术参数
炉子有效长：41400mm，炉子内宽：8120mm；炉子产量：140t/h坯料规格：宽度1200mm，厚度220mm，长度7500mm；燃料：高焦混合煤气，热值2200Kcal/Nm3 。
3 技术改造主要内容
3.1 概述
本套系统中共有三座加热炉，其中给水、加药系统是共用系统，其它如排污、蒸汽、循环系统都是独立的。生产时3座加热炉2用1备，即设计发电机组时只能按2台加热炉正常生产时产生的蒸汽量配备发电机组。
3.2 改造的主要设备
炉内支撑梁及绝热包扎；汽包规格：Φ1800x8000 mm，每座加热1台；单座加热炉配置电动循环水泵2台，1台工作，1台备用；单座加热炉配置1台柴油循环水泵，停电备用泵；3座加热炉共用1台热力除氧器；给水系统配备3台电动给水泵，2用1备；3座加热炉共用1台柴油给水泵，停电备用泵；软水供给配有3台软水泵，2用1备。 龙源期刊网
步进式加热炉加热质量控制系统的设计
步进梁式加热炉加热质量控制系统设计
摘要:目前，工业控制自动化技术正朝着智能化、网络化和集成化的方向发展。通过步进梁式加热炉加热质量控制系统的设计，体现了自动化技术的发展方向。同时介绍了软件设计思想、脉冲燃烧控制技术的特点及其在该系统中的应用。
一.导言
加热炉是轧钢行业必备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代轧机应配备大型化、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应满足高产、优质、低耗、节能、无污染和生产操作自动化的工艺要求，以提高产品质量，增强市场竞争力。
中国轧钢行业的加热炉有两种:推钢炉和步进梁式炉。然而，推钢炉长度短，产量低，烧损高。操作不当会导致生产出现问题，难以实现管理自动化。由于推钢炉有不可克服的缺点，步进梁炉依靠一种特殊的步进机构，使钢管在炉内做直角运动，钢管之间留有间隙，钢管与步进梁之间没有摩擦。出炉的钢管通过提升装置卸出，完全消除了滑痕。钢管加热段温差小，加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活。其生产符合高产、优质、低耗、节能的特点。
全连续全自动步进梁式加热炉。这种生产线具有以下特点:
①生产能耗大大降低。②产量大幅增加。③生产自动化水平很高。原加热炉的控制系统多为单回路仪表和继电器逻辑控制系统，传动系统多为模拟量控制的电源装置。现在加热炉的控制系统都是PLC或者DCS系统，大部分还有二级过程控制系统和三级生产管理系统。传输系统都是数字DC或交流电源设备。
本项目是某钢铁集团新建的φ180小直径无缝连续钢管生产线热处理线上的一台步进梁式加热炉。
二。生产过程说明
该系统的工艺流程图如图1所示。
图1步进梁式加热炉工艺流程图
淬火炉和回火炉都是步进梁式加热炉。装载方式:侧进侧出；炉布:单排。活动梁和固定梁由耐热铸钢制成，顶面有齿形面，钢管直径小于141.3毫米，每个齿槽内放置一根钢管。每隔一颗牙放一根直径153.7mm的钢管。活动横梁升降180mm，上下90mm，节距190mm，间隔145mm。因此，每走一步，钢管都可以旋转一个角度，使钢管受热均匀，防止炉内弯曲变形。步进梁可以进行正循环、正循环、单动和点动。提升时钢管轻撑轻放，前进时缓慢启停，无振动冲击和失控。同时具有步进功能，向后步进距离为45mm，使钢管在原开坯中保持旋转。
炉卷步进梁式加热炉节能方向的探讨
Ｖｏ１．２７ Ｎｏ．４ Ｊｕｌｙ．２００８ 冶金能源
ＥＮＥＲＧＹ ＦＯＲ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ４ｌ
炉卷步进梁式加热炉节能方向的探讨
李敬翟国营
（安阳钢铁股份有限公司）
摘要针对安钢第二炼轧厂炉卷轧机生产线超宽型步进梁式加热炉的设计和实际使用情况， 分析了该加热炉在生产运行中能耗较高的原因，探讨并采取了相关的节能降耗措施，最终取
得了良好的节能效果。
关键词步进梁式加热炉节能降耗
Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｗａｌｋｉｎｇ——ｂｅａｍ ｆｕｒｎａｃｅ
Ｌｉ Ｊｉｎｇ Ｚｈａｉ Ｇｕｏｙｉｎｇ
（Ａｎｙａｎｇ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｓｔｏｃｋ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒ ｗｉｄｅ ｗａｌｋｉｎｇ—ｂｅａｍ ｈｅａｔｉｎｇ
ｆｕｒｎａｃｅ ｉｎ Ａｎｇａｎｇ，ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｗｈｙ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｅ ｉｓ ｈｉｇｈ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｙ－
ｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ａｄｏｐｔｅｄ，ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ
ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｉｎａｌｌｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｗａｌｋｉｎｇ—ｂｅａｍ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｄｅｃｒｅａｓｅ
在钢铁行业竞争激烈的今天，大力开展节能
减排转变增长方式已经成为占领市场的关键点。
现代化的钢铁企业必须走节能降耗、节约发展、
清洁发展的道路。安阳钢铁集团公司第二炼轧厂
蒸汽过热技术在步进梁式加热炉上的应用
蒸汽过热技术在步进梁式加热炉上的应用
摘要：我国从80年代开始对加热炉生产过程进行计算机控制技术的研究，90年代我国轧钢企业配置计算机控制的连续加热炉逐渐增多，然而加热炉汽化冷却系统产生的是低压饱和蒸汽，饱和蒸汽具有品质低、输送距离短，冷凝水损失大等特点，使得它在许多钢铁企业得不到有效的利用。本文介绍蒸汽过热技术在步进梁式加热炉上的应用。
关键词：蒸汽过热；步进梁式；加热炉；
随着工业自动化技术的不断发展，现代化的热连轧机应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。我国轧钢工业的加热炉有推钢式炉和步进式炉两种。推钢式炉有长度短、产量低，烧损大，操作不当时会粘钢，钢坯断面温差较大，钢坯背面滑轨擦痕多，难以实现管理自动化等难以克服的缺点，而步进梁式加热炉是靠专用的步进机构，在炉内做矩形运动来移送钢坯，钢坯之间可以留出空隙，钢坯和步进梁之间没有摩擦，出炉钢坯通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，又有适合加热断面较大的坯料、钢坯加热断面温差小、加热均匀以及可出空炉料，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活等特点，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工艺要求。
1加热炉区工艺流程
天车将钢还从板还库吊至上料辑道，然后输送到加热炉炉前，按提前制定的生产计划安排冷装或热装入炉。钢还在加热炉的炉前辑道上经过核对和测温，然后进行定位。当加热炉炉内有空位后，入炉炉门打开，装钢机开始动作前移摆正板还后上升、前进并对送入炉内的板还进行测宽并送入炉内，在与前一块还料间隔处停止。然后，装钢机迅速退回原来位置，准备重复送钢动作，同时装料炉门关闭。步进梁通过上升、前进、下降、后退的矩形运动，炉内钢还经过加热炉的预热段、加热段和均热段进行加热，使钢还温度达到生产工艺的要求，当加热钢坯经过加热炉出料端激光检测处，触碰到激光线后，经炉内钢坯跟踪系统将钢坯在炉内的准确位置计算出来，并将信号送至出钢机，当轧机向加热炉发出要钢信号后，出钢机由低位伸进加热炉内，根据系统计算出的钢还位置进行定位，将钢还托起出炉，并将钢还放在出炉辑道上出炉炉门关闭，同时将钢还输送到轧机进行轧制，完成一次装、出钢动作。
步进梁式再加热炉的设计
本科毕业设计（论文）通过答辩
1
序言
毕业设计，它是一次深入的综合性的总复习，也是一种理论联系实际的训练踏实我们完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是我们综合运用所学过的基本理论基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。这对学生即将从事的有关技术工作和未来事业的开拓有一定意义。
本科毕业设计（论文）通过答辩
2 毕业设计的主要目的：
1 培养我们综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学过的知识。
2培养我们树立正确的设计思想，设计构思和创新思维。掌握工程设计的一般程序，规范和方法。
3 培养我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书进行设计计算，数据处理。编写技术文件等方面的工作能力。
4 培养我们进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。
5 就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练。丛中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处。恳切各位老师给予指导。
本科毕业设计（论文）通过答辩
3 课题简介
摘要：
步进梁式再加热炉是为连轧生产线提供钢管再加热在线常化（一种热处理方式）所用。它是依靠专用的步进机械使工件在炉内移动的一种机械化炉。
步进炉底的结构和传动方式要根据出料的频率和炉子的生产能力决定，它不仅要考虑炉内的温度、还要考虑被加工工件的尺寸参数和工地方面的实用性。所以必须严格计算其内部参数，保证炉子的生产和安全。
炉底机械采用双轮斜轨式机构。步进梁的升降和平移动作采用液压缸驱动。步进梁支柱穿炉底的孔洞采用干式“拖板”密封。装出料端社、设有拨料机，固定梁最末一个料位检测有料后，出料拨料机上升将钢管拖起后，出料拨杆立即下降将钢管拨送到出料悬臂轨道上，使钢管能够马上出炉，出料周期最快20s,可以满足125根/h的操作频率。