双蓄热式加热炉“黑匣子”测试分析及改进

2018年第47卷第5期Vol.47No .52018

INDUSTRIAL HEATING

DOI:10.3969/j.issn.1002-1639.2018.05.004

双蓄热式加热炉“黑匣子”测试分析及改进

严

静

（攀枝花钢钒有限公司轨梁厂，四川攀枝花617000）

摘要：对双蓄热步进式加热炉进行“黑匣子”测试，获得了钢坯在加热炉内加热曲线及温度分布，通过分析钢坯表面温度、中心温度、端面温差、表中温差、升温速度、加热炉负荷分配情况，查找出存在的问题并加以改进。关键词：黑匣子；测试；分析；改进中图分类号：TG155.1+2

文献标志码：A

文章编号：1002⁃1639（2018）05⁃0016⁃04

“Black Box ”Test Analysis and Improvement of Double Regenerative Heating Furnace YAN Jing

（Rail &Beam Plant of Panzhihua Steel &Vanadium Co.Ltd.，Panzhihua 617000，China ）

Abstract:The “black box ”test of double regenerative walking heating furnace is carried out ，and the heating curve and temperature distribu⁃tion of billet in the furnace are obtained.By analyzing the surface temperature ，center temperature ，the temperature difference of the section ，

the temperature difference in the table and heating rate of billet ，heating furnace load distribution ，find out the existing problems and improve.Key words:black box ；test ；analysis ；improvement

———————————————————————

—————————————————

收稿日期：2018⁃05⁃28

作者简介：严静（1968—），女，高级工程师，研究方向为

加热技术及质量管理.

随着高温空气燃烧技术的不断发展，蓄热式加热炉在轧钢厂得到了比较广泛的应用[1]。某厂拥有两条万能生产线，其中万能一线采用了以高炉煤气为燃料，双蓄热步进式加热炉加热钢坯进行轧制，而蓄热式加热炉的工作原理较常规式加热炉有很大不同，对该厂双蓄热步进式加热炉进行“黑匣子”测试，可以为全面分析钢坯在炉内加热过程及温度的均匀性，调整加热炉各段热负荷分配，优化加热炉工艺运行参数，提高钢坯加热质量提供依据。

1测试方案

1.1

加热炉简介

某厂万能一线使用的加热炉为双蓄热步进式加热炉，其主要性能见表1。该加热炉从坯料入炉至出炉分为一加热段、二加热段、三加热段、均热段四部分，采用上、下加热方式，其中一、二加热段集中控制，三加热段、均热段上下部分别控制。1.2

测试条件

试验坯钢种：U75V ；

试验坯规格：280mm×380mm×7700mm ；试验坯质量：6410kg ；入炉状态：冷坯入炉。

表1加热炉主要性能项目炉型炉体主要尺寸/mm 炉子生产能力/t·h -1

炉底强度/kg·m -2

燃料种类高炉煤热值（标准）/kJ·m -3

最大燃料消耗/M 3·h -1最大空气消耗/M 3·h -1

空气预热温度/℃煤气预热温度/℃燃烧器型式步进机构型式步进梁行程/mm 步进梁冷却方式

技术数据

双蓄热步进梁式加热炉

有效长43000，有效宽9100，砌体长度44500标准坯280mm×380mm×7700mm ，额定200

580

高炉煤气800×4.18800006000010001000蜂窝体蓄热式斜轨面滚轮式，液压传动升降±100，平移最大600（可调）

汽化冷却

1.3测量方法和测量装置

整支测试钢坯上共分布7个测温点，分别考察钢

坯长度方向、钢坯上、下表面、中心以及水梁对钢坯加热的影响。热电偶和黑匣子的安装位置如图1所示。

2测试结果及分析

2.1

加热炉热负荷分配情况

从表2可以看出，三加热段热负荷基本达到设计

值，其余各段总和为30996m 3/h （标准），为设计值的53.98%。统计前后3小时加热炉平均产量为108t/h ，低

于设计的加热能力200t/h 。

·

·17

INDUSTRIAL HEATING 2018年第47卷第5期Vol.47No.5

2018

图1黑匣子、热电偶安装位置示意图

表2加热炉热负荷分配及实际值

名称

设计值

实际值

均热段上

7178

2367

均热段下

10767

5287

三加热段上

8611

8664

三加热段下

12917

11105

二加热段

21529

12404

一加热段

17945

10938

合计

78947

50765

2.2煤气流量变化情况

（1）从图2中可以看出：随着时间变化，进入一加

热段煤气用量保持在一定水平，从二加热段开始煤气

量逐步增加，进入均热段后，煤气量有所减少。炉温随

时间变化逐步升高，一、二加热段炉温升高速率较快，

三加热段至均热段炉温升速较缓。从图2中可明显看

出：均热段煤气用量较三加热段减少较多，但炉温并未

降低，说明钢坯经过前三段的加热，已充分吸收热量，

钢温基本满足需要，均热段少量供热已可使炉温保持

在相应水平。

图2煤气量、炉温随时间变化

钢坯入炉约80~100分钟时，煤气流量有减量，炉

温也随之降低，这是因为轧线停轧近30分钟而执行待

轧降温。

（2）从图3中看出：各段下部煤气用量较上部高，

这是由于下部水梁吸收热量和屏蔽作用，要求下部供

热大于上部供热，以达到钢坯上、下表面温度均匀。

2.3试验钢出钢节奏

测试期间加热炉的出钢节奏见图4。由图4可知，

试验坯从装炉到出炉，大致在入炉85~110min，160~

175min，185~200min有短暂停留，其余时间出钢正常，

整个轧制过程比较均衡稳定。

2.4坯料表面温度

从图5中可知，从一加热段开始，东西表面温差

开始逐渐增大（东侧高于西侧），至二加热段结束时，

温差达到最大值250℃，进入三加热段有30℃降幅，进

入均热段后温差逐渐缩小，出钢时刻东西表面温差

25℃。

2.5坯料中心温度

坯料心部温度曲线如图6所示，从图6中可知，进

入均热段以前，坯料心部温差较大，最大值达80℃，出

炉时刻坯料心部温差15℃。

2.6坯料端面温度

坯料同一端面（非水梁处）上、下表面与中心温度

曲线见图7。从曲线来看，最大的端面温差在三加热段

末期（上表面＞下表面＞中心），达153.4℃，

进入均热

图3均热段、三加热段上、

下部煤气流量

图4钢坯随时间变化在炉内位置

m3/h（标准）·

·18