蓄热式步进加热炉技术原理

蓄热式步进加热炉
1、技术来源
蓄热式步进加热炉的确定是本公司经过技改淘汰两台耗能高的斜底加热炉。

顺应国家“十二五”节能减排规划中提出的推广应用蓄热式加热炉的政策落实的。

其技术来源采用济钢设计院和首钢设计院及北京蓄之杰公司在轧钢坯加热炉的基础进行现代化改造应用在热轧无缝钢管管坯加热系统而设计制作的。

2、基本结构主要由以下部分组成
（1）炉底传动系统：由液压系统来完成的，使炉的活动梁进行升降及直线运动来完成矩形运动，完成管坯向前平行运动的全过程。

（2）钢结构炉体：主要是加热炉寿命的延长，斜底加热炉采用砖混结构最多用2-3年要进行大修，改造后加热炉可以使用3-5年，只需要进行维护保养即可。

（3）炉膛：这是决定加热管坯所使用加热介质比较关键的一个重要部位，其截面积的大小决定着用能的多少。

（4）蓄热式烧嘴：是炉子的核心所在，既要把炉膛内多余温度蓄存起来，又要把排烟温度从480℃-560℃降到100℃以下，而且还要把吹入的冷风加热到1100℃，减少氮氧化物进入炉膛减少管坯的氧化，增加产量。

（5）蓄热式烧嘴是在炉体两侧对称安装和使用的，是由蓄热箱、蓄热体及管道和换向阀组成的一个关键装置。

蓄热箱的大小和蓄热体的多少直接影响加热效果和用能量及排烟温度的高低。

换向阀每三分钟换向一次，即蓄热式烧嘴每三分钟正向切换进行燃烧对管坯加热，
后三分钟反向切换，将炉膛内多余热量吸入蓄热箱由蓄热体将热量蓄集待下一个三分钟与天然气和热风一齐吹入炉膛完成一个加热循环，达到节能的目的。

（6）燃烧系统的控制：该炉子是由三段加热组成的。

分别是预热段（700℃上下）、加热段（1200℃-1300℃上下）、均热段（1250℃-1280℃）.该炉子可根据钢种及直径设定最高加温极限值，到设定温度就不再燃烧不送风送气而且照常生产。

排烟温度在线测定、随时检测、自动控制，风机、引风机燃气均采用工业自动化PLC控制。

3、高效节能特点
（1）热效率得到充分利用.一是传统炉子均用耐火砖保温砖砌筑而成，在使用过程中各加温区的温度不一样而造成砖的膨胀不一，容易造成炉顶掉砖、炉墙裂，平均3-6个月要进行修理，而该炉子1-2年只对炉底砖的磨损大小少量更换，炉顶2-3年只对外顶进行保温处理，炉墙基本不用处理，不用停产。

这样避免了频繁温炉、点火，节约了能源提高了产量。

二是排烟温度下降，传统炉子烟囱的排烟温度一般在450℃-650℃有的还更高，而该炉子的排烟温度在100℃以下，在线控制，热效率得到提高，对大气降低了影响。

（2）对炉体进行了大的变革，由传统的砖混结构改为钢结构和使用不定型低水泥浇注料对炉顶和炉墙进行浇筑，炉子的封闭性好，并由21个温度流失点减少到3个温度流失点，操作人员由10人降低为3人，由于热量得到充分的利用，吨钢加热成本耗天然气由96Nm3/t 降至38-42Nm3/t.
（3）采用了工业自动化燃烧控制系统（PLC自动控制）根据投料、直径、长度变化的差异及炉温的情况，对天然气的流量各阀门的开启
进行自动调节，对各部电机的转速也自动变化，达到了节能效果。

（4）传统炉子的排烟烟囱一般30m-40m高度之间，大部分是砖混和钢混制作而且还得做厚重的底座，平均成本在5000-8000元/m，而该炉子的烟囱只做简单的基础，使用400-600直径的钢管。

高于车间顶部3m即可，达到了降低制造成本的效果。

（5）蓄热式步进加热炉的关键装置是蓄热式烧嘴的使用改变了传统炉子直燃式烧嘴的使用。

根据炉膛面积的大小来设计蓄热箱体的大小，而蓄热箱体的型式直接决定蓄热能力和热风的温度。

蓄热箱体内所采用蓄热体的选择直接影响蓄热能力和运行成本的大小，该炉子是采用直径17-20mm的高铝蓄热球，比其他蓄热体使用寿命长、蓄热效果好、运行成本低。

（6）蓄热式加热炉的另一个特点是节约能源降低原材料消耗。

轧管温度一般在1200℃±（50℃-80℃）之间就能满足要求，而蓄热式烧嘴送的热风温度就高达1100℃，根除了冷风的进入还原了气氛，产生的氮氧化物减少，钢表面的氧化及材料的烧损由改造前的3%降至1.2%-1.5%，节约了原材料，提高了经济效益。

（7）蓄热式步进加热炉的另一个特点是管坯加热的过程是由炉底传动、液压控制、动静炉底来实现矩形运动使管坯进行直线运动到炉前出钢口，因是匀速直线平行运动减少了钢表面蠕化现象，提高了轧管热工具的使用寿命，而改造前的炉子是人工拨钢，坯料是滚动向前进行的，由于氧化皮的不断脱落造成加热不均呈蠕化现象，对轧管热工具的使用寿命缩短。

4、加热系统技术描述
①炉体采用双侧加温方式，共布置8套特制高效蓄热式烧嘴，
由8套换向阀控制温度及用气量的大小同时由PLC控制天然气烧嘴的流量一般风气比为10：1，换向阀每三分钟换向一次，即蓄热式烧嘴每6分钟完成一个呼吸循环，延长了使用寿命。

②炉内的布料方式为单排平行布置，平均布料130支-180支，从入料到出料需50-80分钟，每分钟出钢2-3支。

③炉子分三段对管坯进行加热一是利用炉膛后余热将管坯预热到700℃左右进入加热段1100℃-1300℃进入均热段1250℃-1280℃进入轧管工序。