关于辊底式热处理炉炉辊的若干问题

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关于辊底式热处理炉炉辊的若干问题 

任 恩 溥 

辊底式炉的设计和操作I 主要问题之一是确定下列参撒 的合理关系, 炉辊的辊 距、材质、:饥械性能、被加热钢材的几何尺 J.、钒材 炉辊上 均移动速度等等。现对奠几 

个. 璎之点简述如下。 

1.炉辊的辊距 

采用的炉辊辊距越小,由昂贵的耐热钢 j成的炉辊需要置越多,钢材的加热条件越 坏,燃料消耗量也越大。另外,有时炉辊轴承的布置还会发生困难。但无根据地加大辊 

距,钢材的前端将由于钢材蠕变变形过大而钻到炉辊下而去,引起事故。 辊距的合理参数主要根据现有没备的操作经验来选定,有的文献曾介绍过H1计算扶确 

定,呵供参考。 

2.炉辊的材质 

炉辊是辊底式炉的关键部件之一,它关系到炉子的造价、维修、能耗的多少以及稀有 金属的合理利用等。据有关资料推荐,炉温750"12左右时,炉辊选用Cr20Ni]O材料;炉温 

850℃左右时,选用Cr20Ni14;炉温950℃左右时,选用Cr25Ni20Si2;炉温l100℃ 右 

时,选用Cr28Ni48W5。可见,选用哪种材料主要取决于炉温,因炉辊长期处在爵温F, 且承受一定的负菏(炉料及自重),故要求材料的抗蠕变强度高,抗氧f{二性好,』=L长时 

使用后不产生或少产生脆化现象。其它性能,如耐磨f!-ff ̄-、机加工切制性能、焊接性能 

也都有所要求。 此外,炉内气氛的不同也影响材料的性能,例如炉内气氛中有硫的化合物,辊子全加 速腐蚀;材料巾随着铬含量的增加抗腐蚀性能也会增加;而在镍基合金中镍含量愈高,则 

耐腐蚀性能愈差。为此,在Fe—Ni—Cr合金中应尽可能提高Cl。的0最,降低Ni的含量, 

才能提高对含有H S的还原性气氛的耐腐蚀性;化学成分中加铝及硅,可使抗腐蚀 能仔 到显著的提高。炉辊在碳氢化合物和其它渗碳性气氛炉子内工作时,需要考虑渗碳带来 j 

影响。在镍基合金中,含铁量低,则在碳氢化合物气氛中也不渗碳 但是含铁量高,则产 

生渗碳。渗碳会使材料融点降低、变脆和生成网状碳化物,而氧化祸蚀戒 它腐蚀 

8 维普资讯 http://www.cqvip.com 容 沿计网状碳化物向 部扩巧 。71 氰气 譬氰 物∞ 氛巾加热If,r,渗氲的影 H 必须考 j , l c_-Ni—C r合j i 下,!∞ 镍 ,0 融,比增JJl!铁 铬的 量更能仃效地防 渗氮和氮化。含 、硅多的钢 离温下容易形成氮化物,并引起激烈的腐蚀。 

我国为了节约贵亚会嚆Ni, ‘而 热炉辊的材料 做了很多工作。据有关资料介绍,几 前陡用较多的丽内研制的耐热锕3Cr2 4Ni7N在900~1000℃的温度范围内,其抗氧化性 

Cr25Ni20Si2相比未见差异,且该钢种有良好的 合性能,特别是在高温状态下长期使月】 后 其强度及塑仫陀25—2o钢高;但是在炉温高于】000℃时,典抗氧化 能比25—2o钢 差。据鞠研院试验结果,NiTN铡加入铈(Ce)后,明显地提高了¨OO~】200℃温度下的 抗氧fl=他能,拱虿超过25—2o钢,而且原锕科,强蛮高、塑傩好的特征更为突出。实际使用 

证明,加Ce比不加Ce的Ni7N辊子寿命高。经上钢j厂使用,证明其耐磨性能较之 

Cr22Ni- ̄N有一定提高,但寿命较之Cr25Ni20Si2还有一定差距。从鞍钢的使用情况看, 

炉温不超过100O℃时,效果就好得多。最近国内投产的几座辊底式炉,炉温均_在950℃ 

下,炉辊材料都采用了Cr24Ni7N,目前嚣亲效果是好的。 我丽生产的耐热钢试验数据较少,致使桨些钢种在某些温度下的抗蠕变强度无资料可 

查,给这些钢的使用与正确评价带来困难。网此只有在长期使用积累经验后,才能正确认 

识它的合理使用范围。笔者总的看法是,在一般辊底式热处理炉上,炉温存95o℃以下时 

可选用NiTN钢代替25—2O锕,950---,1050℃时仍使用25—2O锕为宜。 

综上所述,可以看出,选用什么材料必须考虑综合因素,一方i面要考虑炉温、炉内 

氛等使用条件;另 方面也要考虑经济 的合理性。同时,还要考虑至ll耐热钢本身 的特 

点,决不可认为合金成分越高越好。 ’ 

上谈到的是金属辊材质。圜内外对非会属辊也进行过研究。长城钢厂由日本引进的 

复合小型辊底式炉采用的是碳化硅炉辊。我国也进行了一些研制工作,制造过这种辊子。 

另外,国外曾采用过在耐热合金表面上喷镀陶瓷材料的辊子以及石棉辊等,但它们的共同 

点是擦伤钢材表面。 外专利中曾推荐过一种炭质或黑铅质毛毡、毛料制造的炉辊,由于 

作成了纤维状,不会产生辊子粘结,从而制品表而不会因被划伤而形成表面缺陷,另外, 

即使在高温下也不用将炉辊水冷,但是这种炉辊的抗氧化性差。据介绍,炭质纤维毡或织 

物的炉辊在炉温300,',-,900℃范围内和在N。类中性气氛或AX、DX一类还原气氛中具有充 

分的耐久性,并允许在300℃以下温度的空气中使用;黑铅质纤维毡或织物的炉辊适宜在 

900"12以上的高温的中性或还原性气氛中使用。 

我院在齐钢、上钢五厂等处设计的一类炉子符合上述炭纤维辊的炉温及气氛的使用条 

件。笔者认为,同内如能继续做好非金属辊的工作,坚持下去也会取得成果,使其能适刚 

于某些特定条件,从而大大降低某些辊底式炉的造价,要做好这件事需要主管单位切实抓 

和横向协作单位的密切配合方有成效。 

9 维普资讯 http://www.cqvip.com 3. 炉辊的许用应力和壁厚 

般来说,辊底的造价约为炉子费用的20~30%,因此,国外计算炉辊时,有采用较 高许用应力的趋向。据多数资料介绍,如将炉辊作为简支梁计算,采用的许用应力为在使 

用温度下10000tin时产生1 变形蠕变应力的75 ̄v80 。另据美国在装甲板生产作业线上应 

用Cr25N12钢的有关报道,一般应采用蠕变应力的70%作为许用应力;如果使用80 ̄v90% 

的蠕变应力,则辊筒寿命由四年降至一年半,从而大大增加了维修费用。究竟选取偏高的许 用应力还是偏低构许用应力,尚需根据其它条件综合考虑。无理由地降低许用应力而增加 

辊套的壁厚没有好处。因随着辊套壁厚的增加必然带来炉辊自重的增加,重到一定程度就 

难以将炉辊支撑在炉壁上,而需另设轴承座。以往的生产实践证明,另设轴承座造成的相对 位移会给正常运转带来很大麻烦,也不及支撑在炉壁上的结构紧凑(负荷大的炉子另 别 

论)。另外,随着辊套壁厚的增加 辊身纵向热阻随之减少,传到轴承处的热量就增加了,特 别是对轴头不通冷却水的辊子影响较大。同时,随着辊套壁厚的增加,炉辊自重增加,反例 降低了增加壁厚的效果。例如某项工程中,内径减zJxl0mm,外径不变,辊重增加50kg左 

右,弯曲应力只减tb40N/cm 左右;但是,如果负荷与辊子自重的比值较大时,增加壁 

厚对降低应力是会有一定好处的,例如,在另一工程中,内径减dxl0mIll,外径不变,辊 

重增加21kg,应力降低12%。 国外设计的大产量的辊底式炉 辊子采用普通钢水冷,这种类型的辊子如果辊壁厚度 

太大,热应力会很大;如果断面系数不够,可采用高强度钢管(as:50kg/mill 以上)。 因此,设计炉辊时,对壁厚的选用应作全面分析,盲目增加壁厚是不妥的。 

4.炉辊的受力和结构 

被炉子处理过的钢材,由于其有一定的弯曲度,在炉内还会产生变形,因此,每个辊 

子承受的负荷不可能是一样的。必须根据钢材的变形情况确定辊子可能承受的最大负荷, 作为计算辊子强度的依据。某些辊底式炉炉辊负荷甚至较平均负荷大若干倍.为了负荷均 衡 有的炉子在炉辊两端支点装设弹簧,当负荷比平均负荷大到一定程度时,弹簧被压 

缩,以取得与其他辊子负荷的相对均衡。 

根据不同的使用条件,炉辊的结构也各异,但大体可分为金属辊和非金属辊两利t型 

式,金属辊又可分为空腹辊(图lA、B、C)、带水冷通轴金属辊(图2)以及全水冷辊 (图3)。为了节能及简化炉子结构 且近年来国内投产的几座辊底式炉炉温均在1000℃ 

以下-故辊子结构都采用了空腹辊,这里仅就空腹辊的问题谈一些看法。 

10 维普资讯 http://www.cqvip.com A 

l一辊身 2一接头 3一轴头 

B l一辊身 2一锥头 3一轴头 L1一填料 

C 

l一辊身 2一接头 3一轴头 4一填料 

图1 空腹辊 

图2 带水冷通轴的炉辊 J一辊套 2一耐热混凝土 3一空气层 

卜一石棉挡5一寨头6一合金钢层

7一水冷轴 维普资讯 http://www.cqvip.com 九 一I 一卜…一一:士r J一水流方向 …一 '【f ·} f一. 、、、、\\\、·l\\·、、’. —_÷—,——一 

图3 /芏水冷炉辊 图l是三利t典型的空腹辊, 1人是采用普通轴承结构,辅端通冷却水,迎水目的是降 

低轴承的工作温度。但是,这种结构的辊子带走一部分热量,增加炉子的热消耗,据太钢 七轧经验,每个轴头要消耗大量的冷却水,近百根炉辊的轴头耗水lOOm。/h;另外,通 

冷却水还有如下问题:(1)增加了生产操作、 维护检修工作量,通水时需经常检查、调节 各轴头水量,还要经常维修供排水系统,尽管如此,漏水还是难免,影响操作,轴头与水 

管的摩擦噪音也很大。(2)难免有水流至滑键处,引起该处生锈,导致卡死,影响炉辊胀 

缩,甚至因此造成断辊。(3)逦水后轴温降低,炉气中的水分在辊轴面上凝结,同样引起 

生锈卡死。 图lB、C的结构是轴头无水冷结构,这种结构除去可以避免上述缺点外,由于取消了 

冷却水设施,减少了炉体周围的管线,便于其它管线及设施的布置,但这种结构使轴承的 

温度提高;而如果炉内不需通保护气体,轴承不固定在炉皮上,则轴承温度此时就不会太 高,如天津无缝钢管厂和天津金属制晶厂的那种结构就比较好处理,但如果轴承及壳体回 

定在炉皮上,轴承的温度就较高了。我们曾对从国外引进的几座轴头不通水的辊子轴承外 

壳进行测温,大约部在100℃左右,轴承本体的温度在设计前难以实测,即使通过计算l卫‘ 难以推知。根据某厂 润滑油的使用温度以及日本中外炉公司设计的一座辊底式炉辊子轴承 

耐温度(200℃)推测,估计轴承温度可能高达150 ̄200℃。轴承温度的提高主要是通过 

辊子的热传导造成的。为了减少辊子向轴承传热,在辊子结构上采取了如下措施:(1)在 

保证辊子强度的条件下,尽可能减小炉辊壁厚。(2)在辊套两端填充隔热材料,齐钢的炉 辊系采用硅酸蹦耐火纤维。下面将图1B、C两种无水冷辊的结构形式怍一粗略比较: 带锥头的辊子(图1B) 工 不带锥头的辊子(图1C) 

(D向轴承方向传热量较少,时轴承较 (1)向轴承方向的传热量较多,对轴承较 

有利 ‘ 不利 , (2)近似等强度设计 (2)非等强度设讣 

(3)砂型铸造锥头,由于耐热钠水流动 。。 (3’无锥关,全为离心铸造辊套,质量好 

性差,易形成缺陷 (4)制造工艺较复杂,辊套与锥体搭接 (4)制造工艺简单,辊套与轴头焊接处靠 

处因: 焊缝,。··j’能形成薄弱环: 近炉外墙处受温眨影响小,没有薄弱 

环节 维普资讯 http://www.cqvip.com

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辊底式快速等温球化连续退火炉及其工艺

辊底式快速等温球化连续退火炉及其工艺

《轴承)2oo2 No 3 

辊底式快速等温球化连续退火炉及其工艺 

杭州金舟电炉有限公司(浙江杭州3ll113)韩志根马火金於文德范本龙 

1 辊底式快速等温球化连续退火炉 

1.1设备简介 该连续退火炉由进料台、燃油或燃气加热区、 

电热保温区、快冷区、等温区、缓冷区、快出区、出 

料台和控制系统组成。 

1.2加热方法 

在不完全奥氏体加热区,前区为燃油或燃气 

加热,后区为电加热匀热区,亦称保温区。燃油或 

燃气区设置几个燃烧器,系进口的具有国际先进 

水平的产品,燃料为0 柴油或天然气、煤气 电 

热区采用电热辐射管供热,可使退火件精确控温 

保温。电热区可根据生产率和工艺要求设计合理 

的长度。 

l 3传动方法 在炉膛的同一平面上,均匀设置许多等中心 

距辊棒传送轴,辊棒上承载装退火件的料筐。当 

链传动使辊棒旋转时,料筐朝前匀速运动,故称 

“辊底式”传动。各区长度根据工艺要求设计,辊 

棒(轴)转速可调,所以料筐前进走速亦可调,精确 

保证了等温球化退火工艺的可调性。 

1.4控制系统 

控制系统分电控和温控两太部分,采用集中 

控制,有机 调系统的运转。 

(1)电控部分设置了各加热区的电流表和故 

障区域指示灯。 

(2)各加热区采用双偶双表控制,控温、监控、 

自动记录功能齐全,控温精确,杜绝跑温、失控,装 

有自动报警、断电装置。 

(3)供电、控温的电器仪表具有人工智能和 

PID调节的晶闸管电子元器件。 

(4)具有变频调速控制和显示功能。 

2快速等温球化退火机理和质量 

效果 

2.1改进工艺的机理分析 辊底式快速等温球化退火炉工艺曲线如图l 

・2O・ 所示。从图l可以看出,燃油快速升温区升温速 

率大,属快速加热。加上电热保温,不完全奥氏体 

化加热时间太为缩短 奥氏体化加热温度的抬高 

(比原工艺提高10℃左右),目的是使片状碳化物 

加速溶入奥氏体中,剩下少量的点状碳化物,变成 

“孤岛”状 退火工件进入快冷区,温度很快降摹 

相变温度以下,此时奥氏体的碳含量高,奥氏体晶 

GKT2-20型辊底式保护气氛真空锁气式双层球化退火炉

GKT2-20型辊底式保护气氛真空锁气式双层球化退火炉

E 设备 

GKT 2-2 0型辊底式保护气氛真空锁气 

式双层球化退火炉 

杭州骏马轴承有限公司技术质保部 (浙江311113) 孙钦贺 

为了进一步提高轴承锻件球化退火质量,降低 生产成本。我公司购进杭州金舟电炉有限公司生产 

的GKT2—20型辊底式保护气氛真空锁气式双层球 

化退火炉作为新的轴承锻件球化退火设备。投入使 用至今,经过三年多生产实践表明,该设备性能稳 

定,退火质量可靠,耗电在150~170kW・h/t。由于 采用了保护气氛,没有氧化皮,改善了车加工环 

境,节省了原材料,降低了生产成本。 

1.设备组成及工艺介绍 

(1)设备组成双层(上进下出或下进上 

出) 料台,双层(上进下出或下进上出)真空 

室,退火炉炉体,预抽真空系统,电控,温控及自 动控制系统,氮气控制系统,丙烷气体控制系统, 

碳势控制系统等组成。 (2)工艺流程(下层与上层相同) 进料一 前真空换气室一冷热交换室(余热利用)一升温一 保温一快冷一等温一缓冷一冷热交换室(余热利 

用)一后真空换气室一出料。 

2.生产线的主要特点 

(1)传动方式双层辊底式保护气氛全电加 热等温球化退火炉由许多等中心距传动辊棒提供传 输力,传动辊等速转动。料筐以正常的速度走完 冷热交换区、升温区、保温区、快冷区(设有风机 

搅拌)、等温区、缓冷区、后冷热交换区(设有风 

机搅拌)、上下层共14-I"区。除了料筐的排料、 

卸料、吊装由人工完成外,料筐进入真空室抽气和 

充入氮气、退火预热、升温加热、保温、快冷、等 温、缓冷和快速冷却等过程全部按工艺程序自动完 

成。工件传送采用变频器调速,速度无级可调,直 接显示工艺时间,方便直观。 

44 雠参磊 (2)加热方式退火炉采用电辐射管加热,辐 

射管水平均布于传动辊的上下层面上。辐射管结构 

先进合理,电控、温控采用移相触发技术,能有效 地保护功率调功器的使用寿命,完全满足球化退火 工艺要求。加热采用上下辐射管,有利于炉温均 匀,辐射管从侧面插入,维修方便,在不停炉时就 

辊底式加热炉钢坯跟踪自动控制系统

辊底式加热炉钢坯跟踪自动控制系统

辊底式加热炉钢坯跟踪自动控制系统 

李萌,国志军 (唐山钢铁集团公司第一轧钢厂,河北唐山063016) 摘要:本文介绍了唐钢第一轧钢厂二期投产后两流辊底式加热炉应用自动控制系统对炉内钢坯的跟踪原理 和具体跟踪方式。 关键词:辊底式加热炉;基础自动化控制系统;过程自动化控制系统;钢坯;跟踪 

The SyaCem ofAutomatic Conlrol ofTrackingforBilletonRollingBedHeatingFurnace Li Meng,Guo Zhi—Jun (The First Rol1ing Factory of Tang—Steel 063016) Abstract:Introduce the Apply of Principle and Mode of Automatic Control System of Bi1let Tracking after the 2nd Phase Production of Twin Line Rol1ing Bed Heating Furnace at 1st Rol1ing Factory of Tang—Stee1. Key Word:Rolling Bed heating Furnace:Basic Automatic Control System;Bi1let Tracking: 

1.前言 辊底式加热炉主要应用于先进的连铸连轧生 产线,在我国新生代连铸连轧生产线中有50%采用 辊底式加热炉。辊底式加热炉既能加热钢坯以达 到轧制钢坯的温度,又能将其从铸机出口运送到 轧机入口,剔除不合格钢坯,并且当连铸或轧机换 辊或出事故时能起到缓冲的作用以减少连铸的停 浇率,节约能源,增加产量:两流辊底式加热炉则 大大提高了轧机作业率,把产量提高近一倍。两流 辊底式加热炉炉内钢坯的跟踪控制是所有热轧生 产企业在生产中的重要环节。 2.钢坯跟踪与自动化 2.1操作接口 辊底式加热炉内钢坯的跟踪有三个控制层面: _兰 皇墨!塑 m④ (1)基础自动化控制系统,既物料处理PLC; (2)过程自动化控制系统: (3)操作终端,即HMI。 现场设备与物料处理PLC通过远程T/0通 讯,辊道变频和钢坯处理PLC通过PROFIBUS网通 讯。物料处理PLC与过程自动化控制系统通过 SOCKET传输数据。操作终端与基础自动化控制系 统和过程自动化控制系统之间的通讯是靠以太网 来实现的。 2.2钢坯跟踪的具体实现 钢坯从连铸进入加热炉,这时加热炉入口炉 辊速度与连铸出口传送辊道速度相同,通过入口 处的光电管和高温计分别检测到钢坯的头、尾和 钢坯的温度,基础自动化控制系统根据采集的实 

中厚板无氧化低温辊底式热处理炉的脉冲控制策略

中厚板无氧化低温辊底式热处理炉的脉冲控制策略

炉窑热工 工业加热 第4O卷2011年第3期 

DOI:10.3969/j.issn.1002—1639.2011.03.008 

中厚板无氧化低温辊底式热处理炉的脉冲控制策略 

邓永彬,冯永生 

(重庆赛迪工业炉有限公司,重庆400013) 

摘要:针对国内某钢铁企业新建中厚板无氧化辊底式热处理炉工程,对辐射管加热系统在低温下的脉冲控制策略进行组合、优化, 使无氧化热处理炉在低温下获得了很好的温度均匀性,扩大了该热处理炉产品种类范围,取得很好的效果。 关键词:辊底炉;中厚板;脉冲控制;温度均匀性 中图分类号:TF341;TG156.1 文献标志码:A 文章编号:1002-1639(2011)03·0027—03 

The Pulse Control Strategies of non-oxidation Low Temperature Roller Hearth Heat Treatment Furnace for Treating Medium and Heavy Plate 

DENG Yong—bin,FENG Yong·sheng (ChongQing CISDI Industrial Furnace Co.Ltd.,Chongqing 400013,China) 

Abstract:In the light of non—oxidation miler hearth heat treatment furnace used for treating medium and heavy plate in a domestic iron and steel enterprise,the impulse control strategies ofradi ̄ion tube heating system under low tempera ture condition have been made up and opti— mized,it lead to the non—oxidation heat treatment furnace to obtain very good temprature uniformity and to expand the scope ofproduct speci— ficmions andtogetverygood effect. Key words:Roller hearth furnace;medium and heavy plate;pulse firing control;temperature uniformity 

14X-R128 南钢棒材多功能炉安全规程

14X-R128 南钢棒材多功能炉安全规程

南京钢铁股份有限公司棒材厂

辊底式保护气氛

棒材多功能热处理炉

安全规程

南京钢铁股份有限公司

天津阿瑞斯工业炉有限公司

2015-3

南京钢铁股份有限公司棒材厂

辊底式保护气氛棒材多功能热处理炉

安全规程

1 目 录

1. 安全基本要求 ................................................................................ 3

1.1 人员安全要求........................................................................................... 3

1.2 设备及操作的安全要求........................................................................... 3

1.3 设备正确使用要求................................................................................... 5

1.4 电气系统安全要求................................................................................... 5

1.5 燃气、粉尘、蒸汽、烟雾等环境工作安全要求................................... 6

1.6 陶瓷纤维产品的处理............................................................................... 6

1.7 炉内检修................................................................................................... 7

浅谈中厚板热处理炉

浅谈中厚板热处理炉

浅谈中厚板热处理炉魏军广(莱芜钢铁集团有限公司技改部宽厚板项目部,山东莱芜 271126)【摘 要】 通过对常见几种热处理炉结构和原理的分析,指出各种炉型的应用范围和前景。【关键词】 辊底炉 双步进梁式炉 中厚板热处理第30卷 第4期2008年8月四川冶金SichuanMetallurgyVol.30 No.4Aug.,2008

作者简介魏军广(),男,工程师,从事工业炉窑的研究和管理工作,636。PRIMARYDISCUSSIONOFHEATTREATINGFURNACEFORMEDIUMANDHEAVYPLATEWeiJunguang(StripSteelMillofLaiwuIronandSteelCo,Ltd,Laiwu 271126)[Abstract] Throughanalyzingconfigurationandprincipleoffamiliarheat2treatingfurnaces,theauthorpointsouttheisfieldsofapplicationandfuture.[Keywords] rollerhearthfurnace,doublewalkingbeamfurnace,heattreatmentformediumandheavyplate1 概述热处理是中厚板生产中的重要组成部分,是生产高技术含量、高附加值产品的重要一环。热处理生产线布置和设备选型决定着今后的发展方向。如何根据产品定位去选择热处理类型是非常重要的。随着品种钢需求的不断增加,热处理越来越引起了大家的高度重视,所以近几年不管新上生产线还是旧线改造,对热处理都非常重视。热处理炉是热处理工序的核心设备,热处理炉的选择布置就基本决定了今后的发展方向。作为热处理工序的加热设施,按照型式有辊底式炉、步进式炉、车底式炉、外部机械化炉、罩式炉等型式;按照燃烧方式有明火和辐射管式两种,下面分别加以介绍。2 辊底式热处理炉辊底式热处理炉可分明火加热和辐射管加热,可用于钢板的正火、淬火和回火热处理。钢板在炉内的运行通过炉内的传动辊旋转运送,炉底辊采用空心辊,不加水冷。炉底辊传动方式目前多为单电机变频驱动,可实现灵活多变的控制。作为热处理工序的加热设施,辊底式热处理炉具有热处理质量好,产量高,温度调节灵活,易实现机械化和自动化操作,降低生产成本等诸多优点。所以辊底式热处理炉特别是无氧化辊底式热处理炉得到了广泛应用。2.1 无氧化辊底式热处理炉采用自身预热式烧嘴,采用ON/OFF脉冲控制,辐射管加热。炉内通入纯度很高的惰性气体———氮气作为保护气体,炉体及相关部分都采用气密性设计,炉子入口和出口都设置隔离室。通过合理的炉压控制,最大程度的减少炉内钢板的氧化和脱碳。缺点是维护量大,投资较高。2.1.1 炉子本体炉子本体由炉体钢结构、炉子筑炉材料和操作平台组成。由于这种炉子要求密封特别高,在整个炉体设计和安装上要注意密封性和高温膨胀问题。(1)炉体钢结构主要是由6mm、10mm钢板和型钢焊接而成,用以吊挂纤维模块和安装烧嘴、炉辊和支撑烟管等。全炉钢结构分成几段,现场进行组装,要求密封焊接和精确定位。炉子作为一个整体架空在底部钢轨支撑梁上,横向向非传动侧膨胀,纵向中:1971-04-921081间固定向炉子两侧膨胀,炉子在使用状态下不会出现变形的现象,使钢板在炉内纵向跑偏量很小。(2)炉顶和炉辊以上部位采用耐火纤维模块轻型结构,可使炉子具有较小的热惰性,炉体蓄热量小,炉膛升温速度快,可以缩短炉子在停产后再次开炉的升温时间,模块可以在1100℃的炉温下长期使用。炉底由粘土砖、轻质粘土砖和纤维制品组成,既可以保温又有一定的强度。(3)在炉子两端压下处各设有两道软密封帘,通过这两道密封帘可以在出料炉门开启的情况下,即不影响钢板的运行,也可以防止炉内氮气外泄或炉外冷空气入侵。使炉门在开启时也不影响炉温和炉压。密封帘采用耐高温的纤维编织布制成,可以在工作温度条件下承受钢板的反复接触而不损坏。在两侧炉门的上下部还设有氮气气密结构。在出钢时防止炉气外溢的措施还有门口高压氮气密封装置,该装置可以防止氮气外溢和冷空气进入。2.1.2 炉辊炉底辊是辊底式炉的重要设备,整个炉底辊由无水冷的空心辊子组成,根据不同的使用条件,采用不同材质。每根辊子由一台交流变频电机经减速机(电机与减速机一体)和中间联轴器驱动,可以单独控制,每个辊子设一个编码器具备摆动功能。在辊子设计过程中需要计算炉辊所承受的热应力和机械应力,保证在高温下能正常运行。辊子由耐热钢(ZGCr25Ni35Nb)空心辊辊身、锥管和轴头组成。炉辊两端辊径内部填充耐高温的纤维棉,可以有效的避免炉辊热量传向轴承,延长炉辊轴承的使用寿命。炉辊两端采用整体密封结构,炉辊密封部件包括法兰轴承、气密炉辊密封体、支撑结构和安全盖板。可以保证不会出现由于密封不严而出现的泄压现象,使炉子始终保持在希望的工况下运行。在炉温大于250℃时,炉辊应保持3m/min低速运转,防止炉辊受热变形。为防止突发事故断电,炉区配备紧急事故电源(柴油发电机组),确保炉底辊的安全。2.1.3 燃烧系统炉子燃烧设备采用自身预热烧嘴,辐射管加热,ON/OFF燃烧控制方式。烧嘴火焰在陶瓷内管里燃烧,生成的高温烟气通过内置换热器预热空气后从烧嘴上部排出。烧嘴的最外一层为高温辐射管,火焰燃烧把辐射管加热后向炉内辐射对钢板间接加热,尤其是对加热均匀性要求较高的炉子采用这种烧嘴更为必要。(1)自身预热烧嘴系统控制原理是烧嘴控制器得到计算机控制系统发出的脉冲信号,分别向空、煤气电磁阀和点火器发出信号,使自身预热烧嘴按所需的加热制度向炉内供热。混合型煤气烧嘴,通过空气与煤气的多级混合,实现分段燃烧,形成较长的火焰形状,从而保证沿辐射管长度方向上的温度均匀性;同时烧嘴配有自动电点火和火焰监测装置。达到预热助燃空气,减少有害物质排放和灵活控制热处理炉炉温的目的。主要原理如图1所示:

一种新型辊底式热处理炉的开发与运行

・42・ 宽厚板 第8卷第2期 

一种新型辑底式热处理炉的开发与运行 

于海颖王怀宇 ( 阳钢铁有限责任公司科技部) 

Development and Operation of a New Type Roller 

Hearth Heat Treatment Furnace 

Yu Haiying and Wang Huaiyu (Science and Technology Department of Wuyang Iron and Steel Co.Ltd) 

最近,一台现代化的氧气一煤气点火式连续 

辊底式炉和淬火机已在一家外资钢厂调试成功并 投入运行。 

该热处理炉用于对宽度在3 400ram以内,厚 度在30ram以内的奥氏体不锈钢和双相不锈钢 

钢板进行固溶热处理。若采用热装工艺,每小时处 理量可达85t;若采用冷装工艺,每小时热处理量 

达45t。最高热处理温度可达1 120C。它与现有 

热轧机和新上玲矫直机配套形成…套完整的生产 

线。 该炉子和淬火机长约61m,是一个复杂的工 

艺与设备控制系统,其特征是可进行板料跟踪、单 辊传动和速度控制,另外还有一一个氧一煤气直燃 

式燃烧系统。 

该项目从合同签定到设计完成历时约18个 月。在此期间,还包括到有关工厂进行多次技术考 

察。 

1综述 

该厂分两部分作业,一个是不锈钢厂+主要生 

产板坯、方坯和棒材;另一个是热轧板厂,主要生 产宽≤3 400turn、长≤1 4 O00mm和厚≤IOOmm 

的钢板。 该厂更新现有热处理设备并使其现代化的主 

要目的在于保持其在世界不锈钢领域长期以来的 

领先地位。 主要目标为: 

1)通过分批操作改为连续操作来提高产量; 

2)提高热处理锕板的有效产量+降低运行成 本: 3)保持或提高热处理操作过程中的热效率; 

4)提高产品的冶金质量,尤其是对于双相钢; 

j)减少热处理钢板的表面印痕; 

6)从战略角度考虑,为将来吸收更大容量作 

准备 使企业在进入21世纪后更加成熟。 

LOI辊底式加热炉在济钢中厚板厂的应用

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LOI辊底式加热炉在济钢中厚板厂的应用

作者:朱万飞

来源:《商品与质量·学术观察》2013年第08期

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:辊底式炉 淬火 燃烧控制 数学模型 热处理

1、引言

济钢于2007年建设一条厚板热处理生产线,该产线引进德国LOI公司技术,包括辊底式炉和连续淬火装置。热处理炉将用于钢板的常化、奥氏体化和回火,在氮保护气氛下借助于辐射管通过间接加热对钢板进行热处理。热处理炉全长59,74米,可对低合金结构钢、Z型钢、船用钢、桥梁钢、管线钢、高强度钢等钢种进行处理,单个钢板最长可达15米,重量最大达14吨,温度最高至980℃,最大处理能为30吨/小时。

2、基本结构

我们的加热炉采用安装在顶部和底部的辐射管上的蓄热式烧嘴对钢板进行加热、最高温度可以达到980℃。

2.1 炉壳

炉壳的设计各部分现场焊接在一起,炉壳的密封是用一块焊接钢板进行结构加固。辊底式炉的入口和出口区域各有一个门廊(门帘)。炉子中板子经过的直线区域上部和下部耐火的地方采用绝缘纤维阻塞。炉壳还包括炉辊的支撑和带密封的烧嘴。在炉子的每侧都有操作和维护平台,可以方便到达烧嘴区域、设备区域、观察孔区域、传感器和热电偶等位置,方便维护。在炉墙壁中 , 有维护通路门,以便进入炉内进行必要的清洁和修理操作。这些门用带插销的钢板制作,方便拆装移动,并且用陶瓷纤维绝缘。氮气入口沿着炉顶按固定的间距排列。氮气在入口和出口门廊(门帘)处被排放。为了减少氮气的消耗,炉子的上料和卸料将以最大速度进行,其它时间门关闭。在上料和卸料区域,安装了2套用于对炉内的O2 含量检测的O2检测设备。

2.2炉内辊

辊底式退火炉自动燃烧控制系统

莱钢科技 第3期(总第123期) 辊底式退火炉自动燃烧控制系统 王彩琴 孙瑰丽 陈铁军 (自动化部) 摘要:简介浙大中控JX一300XP DCS控制系统在山东烟台钢管厂退火炉控制系统的应用,重点说 明人工辅助与智能化交叉限幅燃烧控制方法,值得推广。 关键词:辊底式退火炉 燃烧控制 人工辅助与智能化交叉限幅 Abstract:After introducing the application of the JX一300xpdcs control system of annealing furnace control system in Shandong Yantai pipe mills,this paper emphasizes the artificial assistance and intellectualized ovedap— ping restriction combustion control method and promote it. Key Words:roller bottom annealing furnace,combustion control,artificial assistance and intellectualized O— verlapping restriction 在冶金和机械制造业中,很多优质的钢材、 铸、锻材和加工零件都需要经过热处理,热处理效 果的好坏直接影响产品的质量与数量。因此,保证 热处理炉处于良好的工作状态,对热处理工艺过程 来说,显得尤为重要。本文主要介绍烟台钢管厂 1 退火炉采用浙大中控JX一300XP DCS控制系统 实现对工件的正火、回火和退火处理,保证热处理 炉高效率、低消耗的产出。 1热加工工艺分析 钢管是通过对钢锭的穿孔、拉拔等冷加工后成 型的。由于冷加工会促使钢材料的塑性、韧性变 差,屈服点上升,给继续加工带来难度,所以必须 进行退火处理,其实质就是固溶处理。作为奥式体 钢管固溶处理的目的,除了要消除冷加工后的应 力、降低硬度和改善加工外,还要获得符合标准的 力学性能、耐蚀性及细化晶粒,改善组织。 烟台钢管厂热处理炉炉体长30m,宽2.5m, 钢管热处理能力为7~lOt/h,燃料采用自制冷煤 气,空气为助燃气体。它采用了目前国内最常用的 连续三段式辊底式退火炉,预热段利用炉气热量初 步加热材料,提高热效率;加热段对材料进行升 温,通过提高炉温以提高生产率。同时,根据不同 钢管的热加工工艺要求,升温的曲线都不同;保温 段要减小材料断面温差并控制出炉温度,要求温差 不超过lO℃。由于同种材料而不同规格的钢管其 炉温制度是不相同的,规格相同而不同材料的钢管 32 其炉温制度也不相同,这就要求操作人员必须及时 根据加工材料情况对炉温作出恰当而合理的调整, 即及时调节各段加热温度和材料的移动速度。 2 自动化控制系统组成 经过多方面的考察与论证,结合烟台钢管厂退 火炉实际生产情况,决定了计算机自动化控制体系。 现场控制级采用浙大中控JX一300XP DCS系 统,控制单元为2块XP243X主控制卡,7块模拟量信 号输入卡、3块模拟量信号输出卡XP322、1块数字量 信号输入卡XP363和输出卡XP362。模拟量输入卡 完成现场5段炉膛温度、煤气量、热风量、煤气压力和 热风压力的实时检测,模拟量输出卡完成5段炉膛煤 气、热风支管段流量及总管煤气、热风压力的控制。 所有测点都是围绕炉膛温度自动调节而准备的。 监控级采用DELL 3000 PC上位机,以Win— dows 2000作为系统平台,用浙大中控的AdvanTrol —Pro For JX一300XP开发程序和监控画面。一方 面通过工业以太网与现场控制级JX一300XP进行 通讯,完成对工业现场的实时监控;另一方面可以 与企业生产信息管理网连接,实现对工业生产的集 中有效管理。 为提高控制系统的安全性和可靠性,对整个控 制系统采用全冗余方式,即主控制器CPU冗余, 电源冗余和网络冗余。采用这种方式的优点是在任 一控制器或电源等出现故障时,控制系统仍可正常 运行,保障设备继续运转而不耽误生产。

引进现代化热处理辊底式炉—淬火机组的使用与改进

・24・ 宽厚板 第8期第3期 

・冶金设备・ 

引进现代化热处理 

辊底式炉一淬火机组的使用与改进 

宋耀华 蔡丛清 蔡金标 

(武汉钢铁(集团)公司) 

摘要本文对引进的现代化辊底式炉一淬火机组的主要技术参数、检查维护要点、运行及改进效果作了 简要介绍.并运用数理统计和决策技术建立了故障预测预控模型,为保证系统的正常运行提供了定量的依据。 

关键词热处理机组使用与改进故障预控 

Application and Improvement to the 

Imported Modernized Heat Treating 

Roller--hearth Furnace--quenching Machine Set 

Song Yaohua,Cai Congqing and Cai Jinbiao 

(Wuhan Iron and Steel(Group)Corp.) 

Abslrac!This article makes a brief description of main technical parameters,main points about check and maintenance.operation as well as improved effect with respect tO the imported modernized roller——hearth furnace—一quenching machine set.establishes trouble——projecting pre——control model by using mathematical, theoretical statistics and decision--making technology.providing quantitative basis for ensuring normal opera— tion of the system. Keywords Heat t reating machine set.Application and improvement,Trouble--precontrol 

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