板坯步进梁式加热炉工艺设计及装备

2 工艺流程及技术指标
2. 1 生产工艺流程
安钢炉卷轧机生产线工艺流程如下: 加热炉 高压水除鳞机 卷取炉 炉卷轧机 飞剪 层流冷却装置 地下卷取机 热矫直机 冷床 切分剪 修磨、探伤 双边剪 定尺剪 检查、喷号 收集、入库。
2. 2 主要工艺技术指标
该生产线主要工艺技术指标见表 1。
3 炉型选择
对于现代化的连轧机, 轧制钢板的厚度公差 和表面质量的要求均日趋严格, 对板坯加热温度 的均匀性和热板坯表 面的质量要求 也在不断提 高。同时, 由于提高板坯热装率和热装温度是最 有效的节能措施, 因而配置上下两面多段供热的 步进梁式加热炉是最佳选择, 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要 求。传统的推钢式加热炉由于其严重的水管黑印 产生的温度不均匀性、板坯下表面划伤及不易实
作者简介: 曹树卫( 1976- ) , 男, 河南人, 工程师, 主要从事新产品开发及轧钢工艺技术的研究.
第1期
曹树卫: 板坯步进梁式加热炉工艺设计及装备
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现机械化、自动化操作等固有的缺点已被先进的 步进梁式加热炉所取代。
表 1 主要工艺技术指标
项目
参数
热轧钢 板: 厚 度/ mm 宽 度/ mm 长 度/ mm 最大重量/ t
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钢铁研究
第 35 卷
正常。 采取 3 项措施进行了整改, 一是使用扭力扳
手定量紧固螺栓; 二是规范了对弧弧板; 三是定期 使用辊缝仪监视铸机精度。
5. 6 结晶器液面自动控制
为保证中厚板质量, 对于结晶器液面自动控 制系统, 一方面加强了设备维护; 另一方面, 规定 此技术措施为生产中厚板的必要条件。为此, 提 高了结晶器液面的控制精度。
Technological design and equipment of walking beam plate reheating furnace
CAO Shu w ei ( T echno logy Cent er, Any ang Iron and St eel Corp. , Anyang 455004, China)
1 原料规格
板坯材质: 碳素结构钢、低合金结构钢、舰船 板、锅炉钢板、压力容器钢板、汽车 大梁用板、桥梁钢板、管线钢
板坯种类: 连铸坯, 热装率 90 % 板坯规格: 130/ 150 m m 1 600 m m ~ 3 200
mm 8 000~ 18 000 mm 板坯重量: 65. 6 t ( m ax )
4 设计特点及其技术参数
4. 1 主要工艺特点
安钢板坯步进梁式加热炉有以下工艺特点: ( 1) 在现有车间平面布置的条件下, 以节能炉 型的生产指标确定合适的有效炉长; ( 2) 采 取最佳数量的 温度控制段, 即均上三 段、均下三段、加上二段、加下二段; ( 3) 在保证实现钢坯加热工艺要求的前提下, 采取最合理的烧嘴选型与配置, 以保证加热炉的 炉宽上( 即沿板坯长度上) 温度分布的均匀性;
加热炉产量: 250 t/ h( 热装) , 200 t/ h( 冷装) ; 装炉温度: 600~ 900 ∀ ( 热装) , 室温冷装; 加热温度: 1 100~ 1 250 ∀ ; 有效炉长: 24 000 mm ; 炉子内宽: 18 800 mm ; 燃料: 高、焦炉混合煤气;
( 下转第 54 页)
6结语
为解决铸坯皮下横裂纹缺陷, 可以采用如下 措施:
( 1) 含铌钢容易产生铸坯皮下横裂纹缺陷, 优 化铸坯冷却工艺, 尤其是二次冷却工艺, 确保铸坯 矫直温度大于 950 ∀ 以上, 是消除此类缺陷的关 键;
( 2) 控制好铸机的精度, 尤其是零段( 即与结 晶器相邻的扇形段) 的开口度及弧度, 是控制铸坯 皮下横裂的基础。
( 6) 支承梁的冷却采用汽化冷却方式, 以回收 余热、提高热效率;
( 7) 采用双轮斜轨式步进机构, 该机构带有良 好的升降框架和平移框架的定心装置, 步进机构 易于安装调整, 维修量少, 运行可靠;
( 8) 采用实用、可靠、先进的电控仪控设备, 搞 好基础自动化和热工仪表的一级控制, 在此基础 上实现操作自动化与物料系统的全线跟踪管理。
5. 7 减小铸坯振痕深度
原来生产 210 mm 厚度的断面时, 采用正弦 振动, 但考虑到负滑脱时间与振痕深度有关, 小的 负滑脱时间有利于减小振痕深度, 进而有利于消 除裂纹; 另外, 在同样的振幅与振频条件下, 采用 液压 非正弦振动技术, 有利 于缩短负滑脱时间。 所以, 修订了 振动参数, 采用了非正 弦系数 = 0. 6或 0. 7 的振动参数, 使得负滑脱时间在 0. 1~ 0. 15 s 左右, 减小了铸坯的振痕深度。
5 自动化控制
加热炉电气自动化控制水平与轧线自动化控 制水平相适应, 采用国际先进水平的多级分散式 控制系统, 同时为编程和操作的方 便, 电控采用 PL C 系统进行控制, 热工仪表自动控制采用集散
型 DCS 系统, 可实现双交叉限幅的燃烧控制。操 作方式设手动、半自动和自动控制 3 种方式。
6结语
( 3) 优化钢种成分及采用液压非正弦振动及 结晶器液面自动控制, 也有利于降低铸坯皮下横 裂的发生率。
通过采取以上工艺及设备方面的措施, 由连 铸坯皮下横裂纹导致的轧制裂纹废品得到了很好 的控制, 废品发生率由 30. 5 % 下降到 0. 1 % 以 下, 质量控制恢复正常。
[ 参考文献]
[ 1] 卢盛意. 连铸坯质量[ M ] . 北京: 冶金工业出版社, 1994. [ 2] 王新华. 含 N b、V 、Ti 钢连铸坯 中碳、氮化 物的析 出及钢 的
高温脆性[ J ] . 钢铁研究学报, 1998, ( 6) : 36 40. [ 3] 陈雷. 连续铸钢[ M ] . 北京: 冶金工业出版社, 1994.
( 收稿日期: 2006 02 15)
( 上接第 47 页) 燃料发热值: 8 000 kJ/ m3; 燃料消耗量: 35 800 m 3/ h( m ax ) ; 空气消耗量: 65 000 m 3/ h( m ax ) ; 烟气量: 104 000 m3/ h( m ax) ; 空气预热温度: ~ 520 ∀ ; 煤气预热温度; ~ 300 ∀ ; 步进机构型式: 双轮斜轨式, 液压传动; 步进行程: 升降 200 mm, 水平 500 m m; 步进周期: 45 s; 间接冷却水耗量: 150 m 3/ h; 直接冷却水耗量: 60 m3 / h; 冷却水压力: 0. 2~ 0. 3 MP a。
炉子的排烟方式根据车间的布置条件而定, 烟囱高度约 75 m。空气、煤气均预热, 以达到节 约燃料提高热效率的目的。炉内水梁由厚壁无缝 钢管制作, 固定梁 8 根, 活动梁 7 根。炉底机械运 动由液压系统驱动, 达到# 轻托轻放∃的工艺要求。
4. 3 技术参数
安钢板坯步进梁式加热炉主要工艺设备技术 参数如下。
加热炉是保证产品质量、产量和降低能耗的 关键设备。因此, 加热炉炉型选择和装备水平, 应 与车间规模和轧线工艺设备装备水平相匹配。为 保证产品质量, 除采用合理的生产工艺外, 对钢坯 加热质量应有严格的要求。一般要求出炉钢坯断 面温差不大于 30 ∀ 。
安钢板坯步进梁式加热炉开始运行至今状况 良好, 节能效果显著, 环保性能优异。一般每升降 50 ∀ 大约需要 15 min, 炉温控制精度大大提高, 一般控制在 % 10 ∀ 范围内, 钢坯断面温差在 10~ 20 ∀ , 沿长度方向上, 坯两端与坯中心温度差为 20~ 30 ∀ , 满足了炉卷轧机生产的要求。
4. 2 主要设备特点
该加热炉是带有平火焰烧嘴和下加热为端烧 嘴的步进梁式加热炉。上加热炉顶采用全平焰烧 嘴, 温度场均匀、辐射强度大。加热钢坯速度快、 温度均匀, 有利于减少氧化和脱碳, 防止出钢口待 出钢坯温降。下加热采用端烧嘴, 以保证钢坯长 度方向温度均匀。
加热炉炉体为浇注料整体捣打, 具有整体性 强、严密性高、绝热性能好的显著特点。为适应热 装要求, 减少热坯在炉外的散热, 提高热装温度, 并根据轧线缓冲时间的需要, 采用端进端出的装、 出料方式, 并配备有一套既可单独动作又可同步 动作的装钢机和一套既可单独动作又可同步动作 的出钢机。
安阳钢铁集团有限责任公司第二炼轧厂是集 转炉炼钢、炉外精炼、板坯连铸和炉卷轧机于一体 的现代化板材生产厂。其中, 炉卷轧机工程是一 条生产规模为 110 万 t / a 的卷轧生产线, 该生产 线在连铸与炉卷轧机之间建有 1 座板坯步进梁式 加热炉, 在轧机前后各建 1 座卷取炉。连铸坯由 输送辊道运送到板坯加热炉的炉后上料辊道上, 由装钢机送入炉内进行加热, 加热好的板坯由出 钢机取出放到出料辊道上, 而后由输送辊道送往 炉卷轧机进行轧制。在炉卷轧机前后的卷取炉用 作炉卷轧机轧制时带钢的保温和加热。
横切钢 板: 厚 度/ mm 宽 度/ mm 长 度/ mm 最大垛重/ t
热轧钢 卷: 厚 度/ mm 宽 度/ mm
最大单重/ ( kg ! mm - 1 ) 最大卷重/ t 内/ 外径/ mm
4. 8~ 50. 0 1 600~ 3 200 6 000~ 18 000
22. 6
3. 0~ 20. 0 1 600~ 2 500 2 000~ 18 000
2007 年 2 月 ! 46 ! 第 35 卷 第 1 期
钢铁研究 Research on Iron & St eel
Feb. 2007 Vol. 35 No. 1
板坯步进梁式加热炉工艺设计及装备
曹树卫
( 安阳钢铁( 集团) 公司 技术中 心, 河南 安阳 455004)
摘 要: 结合 安钢炉卷轧机工程实例, 介绍了建成一座符合现代化 轧机要求的板坯步进梁式加 热炉的工 艺设计特点, 并着重阐述了该加热炉的工艺设备特点及主要技术参数。 关键词: 步进梁式加热炉; 工艺特点; 设备特点 中图分类号: T G307 文献标识码: A 文章编号: 1001 1447( 2007) 01 0046 02
( 1) 加热钢坯温度均匀, 断面和长度方向温差 小于 30 ∀ ;
( 2) 加热速度快, 脱碳少, 氧化烧损率小于 1 % ; ( 3) 不会出现拱钢、粘钢事故; ( 4) 可排空炉料, 快速升温和降温, 清渣修炉 时间短, 作业率高; ( 5) 可根据产量、钢种、规格调整炉内装钢量, 操作灵活, 易适应热送热装工艺。
10
3. 0~ 20. 0 1 600~ 2 500
20. 5 45 762/ 2 150
因此, 结合安钢炉卷轧机工程的实际条件, 采 用国际上板坯加热炉的先进技术, 炉子本体及其 附属机械设备、液压、电控、仪控系统的技术措施 能保证实现 生产可靠、指标先进、技术实用的要 求, 建成一座符合现代化轧机要求的步进梁式加 热炉。步进梁式加热炉具有以下优点:
Abstract: T his paper int roduces t he charact erist ics o f t echno logical design and equip ment of w alking beam plat e reheating f ur nace, t o w hich Anyang st eel St eckel Mill Engi neering is t aken as a act ual ex ample. T he charact erist ics of equipment and main techno log ical param et ers of t he w alking beam plat e reheat ing f ur nace is descr ibed in detail. Key words: w alking beam f ur nace; t echnolog ical charact erist ics; equipment charact er ist ics
( 4) 选择合理的支承梁( 步进梁和固定梁) 的 配置, 并进行有效的绝热措施, 以减少板坯加热过 程中形成的水管黑印及减少冷却水带走的热量;
( 5) 在水冷支承梁上, 对不同的温度段设置不 同高度与不同材质的耐热垫块, 以消除板坯与支 承梁接触处的黑印, 并缩小接触处和 2 个支承梁 中间板坯表面的温度差;