2 加热炉工艺过程简述、平面布置及土建 2.1. 工艺过程简述 正常生产时,炼钢连铸热坯通过热送辊道从连铸出坯跨直接送往轧钢车间,经入炉辊道直接送进加热炉进行加热。使用冷坯时,由电磁盘吊车吊至冷坯上料台架,经入炉辊道运送入炉加热。
上料辊道区设有检测元件对钢坯进行检测。该区检测元件布置示意见下图。采用两个光电管F1、F2进行测长。超长或弯曲过大等不合格的钢坯由剔出装置推移到辊道一侧的收集台架上,合格钢坯经辊道准备装炉。
图2-1上料辊道区检测元件布置示意图
出炉辊道
炉外入炉辊道 F1 F2 F0
在进料方向相对侧炉墙处设有炉内缓冲器。一旦悬臂辊定位失效时,炉内缓冲器,可防止钢坯冲撞炉墙。
加热炉采取单排装料方式,布料方式见附图。出钢周期配合轧制节奏。 上料系统(含称重、测长等)买方负责,加热炉预留通讯接口。 ⑴ 装料
正常生产情况下,合格的钢坯停在装料辊道上等待装料,每块钢坯装料过程如下:当允许装料信号到达,装料炉门打开,炉内辊道和炉外装料辊道同时高速运行,钢坯以最高速度向加热炉内输送,当钢坯尾部通过炉外检测器F0(光电管)时,按计算的时间延时,炉内装料辊道和炉外装料辊道同时减速,按照PLC预定的布料图要求,将该钢坯在炉内精确的定位(钢坯定位由进料侧单独传动、变频调速的炉内悬臂辊道完成),经一定时间延时装料炉门关闭,完成一次装料过程(此时推钢机在起始的后极限位置)。 坯料的测长、定位由加热炉顺序控制系统完成。 所有入炉过程由炉尾高温工业电视监视。 ⑵ 钢坯推正
钢坯在装料悬臂辊道上定位结束后,推钢机推杆前进,将钢坯推正,推正后迅速返回。 ⑶ 钢坯在炉内的传输
通过步进梁的矩形运动,钢坯先被步进梁取上固定梁,再一步步从炉尾传送至炉子出料端,直至出料端悬臂辊道上。
步进梁的运行轨迹曲线如下图所示: 图1-2步进梁动作示意图
正常生产时活动梁停在最低最后位。
周期运行前步进梁停“1”点位(“1”点位为后下位),周期运行时根据运行动作时间表,步进梁由“1”点位开始向“2”点位作上升运动,中间有加速、减速过程。
当步进梁到达“2”点位后,炉内装料辊道恢复慢速转动。当步进梁到达“3”点位,出料辊道停止转动,然后步进梁开始由“3”点位向“4”点位作下降运动,中间经过加、减速过程,将钢坯轻放于出料辊道上,缓慢停于“4”点。
当步进梁到达“4”点位,给出加热炉可以出钢信号。然后步进梁由“4”点位回到“1”点位,完成一个正循环。
当坯料在炉停止时间较长时,步进梁停在“0”位,由其开始步进循环动作。 ⑷ 加热
炉内钢坯通过步进梁自装料端开始,顺序经过炉子各段,一步步地移送到炉子的出料端,达到轧机工艺所要求的加热温度和温差。 ⑸ 出料 当轧线给出要钢信号时,出料炉门自动开启,开始出料过程,出料辊道以炉外轧线接钢辊道相同速度运转,在炉内出料辊道上的钢坯高速出炉。
当钢坯尾部通过炉外光电管(买方设置在轧线一架轧机前)时,给出出料完毕信号,出料炉门自动关闭,炉内出料悬臂辊道恢复低速运转。 所有出炉过程由炉头高温工业电视监视。
钢坯经过步进机构的反向功能,可以从出料侧退到进料侧经进料悬臂辊退出炉子。 2.2. 加热炉区域平面布置
加热炉区域新建1座步进梁加热炉。
加热炉配备2台助燃鼓风机,1台空烟引风机,1台煤烟引风机,四台风机设在同一风机房内。
加热炉设置两座钢烟囱,1座用于煤气侧排烟,1座用于空气侧排烟。
加热炉炉底机械采用液压驱动步进机构,步进机构的液压站设在加热炉旁±0.0平面。液压站泵房设有检修吊装孔、起重设备和检修场地,方便设备检修,并设置消防、通风、照明等设置。
加热炉设置单独的电磁站,供加热炉的电气柜放置。加热炉的出料操作、仪表控制以及电气控制集中在出炉侧的主控室内,装料操作设置在入炉侧操作室内。
加热炉水梁采用汽化冷却方式。设置除氧给水系统、循环系统等。汽包间、水泵间设置在加热炉旁。
加热炉装出料悬臂辊道、液压站、高温工业电视等各水冷构件根据需要布置有供排水系统。为了操作及检修的需要,在炉子周围、炉顶上部设置了相应的平台和梯子。
落入水封槽的少量氧化铁皮,由自动排放干渣的水封槽清渣机构,刮渣至装料侧形成干渣。干渣将通过漏斗落入渣车内,定期由车间吊车运走。 炉底的氧化铁皮定期由人工清理,由车间吊车吊走。
钢坯的输送、测量、装出料、物流跟踪以及与轧机和连铸机钢坯库的数据信息交换均通过炉子PLC和轧线计算机系统进行顺序、定时、联锁与逻辑控制,实现操作自动化。 2.3. 加热炉区土建
加热炉区域土建工程由买方负责设计、施工包括以下内容: (1) 加热炉及其附属设备系统的基础:包括炉坑,炉坑内步进机械基础及与炉坑相接的上部混凝土和钢平台,装出料辊道基础,冲渣沟等,以上基础均为钢筋混凝土基础。 (2) 加热炉液压站:为一层砖混结构;液压站房内设置有通风、排水、消防、火灾报警、照明等设施。
(3) 风机室:为一层砖混结构。
(4) (5) (6) (7) (8) (9)
入炉操作室、出炉操作室:为轻型钢结构。 电磁站:为砖混结构。 烟囱:为钢结构。
烟囱基础:为钢筋混凝土结构。
汽化冷却基础、水泵间及汽包间:为钢筋混凝土结构。 燃料介质管网接点平台:为钢筋混凝土结构。
3 加热炉设备及设施 3.1. 炉型结构
加热炉沿炉长方向分为预热段、加热段和均热段。各段全部采用分散换向的燃烧控制方式。 3.2. 加热炉的主要结构尺寸
装出料辊道中心线间距 --------------------------- 24000mm 加热炉砌体长度 --------------------------------- 20998mm 加热炉有效长 ----------------------------------- 24000mm 加热炉砌体宽 ----------------------------------- 13600mm 加热炉内宽 ------------------------------------- 12600mm 加热炉上部炉膛高度 ----------------------------- 1550mm 加热炉下部炉膛高度 ----------------------------- 2000mm 3.3. 炉体钢结构
炉子钢结构包括炉底钢结构、侧墙钢结构、端墙钢结构和炉顶钢结构,几部分组成一个箱形框架结构。
3.3.1. 炉底钢结构
由三部份构成炉底钢结构:炉底框架和炉底钢板、炉底纵向大梁、炉底钢立柱。
炉底框架和炉底钢板:炉底框架由工、槽钢和钢板焊接成形,用来托架炉底砌筑材料、安装固定立柱。并有活动立柱穿过的开孔以及固定炉子密封用的密封罩。 炉底钢结构纵向大梁:在炉底纵贯全炉长,支撑炉底框架。 立柱:支承炉底纵向大梁,柱子用H型钢和钢板制成。
3.3.2. 侧墙钢结构
炉子的烧嘴、侧开炉门及检修炉门、工业电视、激光检测器及窥视孔等炉子附件均固定在炉墙钢结构上。
3.3.3. 端墙钢结构
装、出料炉门及其驱动装置安装在端部钢结构上。 3.3.4. 炉顶钢结构
炉顶钢结构的主要构件是采用热轧H型钢制成的横梁,在H型钢下翼缘上吊挂炉顶锚固砖吊梁,H型钢横梁的两端架在上部钢结构(侧墙钢结构)的圈梁上。为了保持H型钢的整体稳定性,在上、下翼缘间配置一定数量的加强筋。 3.3.5. 平台、走廊、楼梯、栏杆
? 炉顶采用复合平台结构,便于检修维护炉顶。 ? 在不同的平台和走廊的连接处设置楼梯。 ? 在平台和走廊边缘设有栏杆。 3.4. 加热炉砌体结构
? 炉墙采用复合结构,工作面采用浇注料整体浇注; ? 炉顶采用复合结构,工作面采用浇注料整体浇注; ? 炉底采用成型砖复合砌筑;
? 支撑梁活动梁立柱穿过炉底的孔洞采用浇注料砌筑。 3.4.1. 加热炉不同部位耐火材料选用结构 砌筑部位 材料名称 厚度(mm) 炉底 高铝砖 116 粘土砖 68 轻质粘土砖γ=0.6 204 绝热板 60 硅酸铝纤维毡 20 总厚度 468 炉墙 低水泥浇注料 284 轻质粘土砖γ=1.0 116 硅酸铝纤维机制板 100 总厚度 500 炉顶 低水泥浇注料 230 硅酸铝纤维毯 60 轻质浇注料 40 总厚度 330 支承梁及立柱绝热 自流浇注料 60 硅酸铝纤维毯 20 总厚度 80
3.4.2. 选用耐火材料的主要性能:
(1)低水泥浇注料(使用部位,炉墙/炉顶) 序号 指标名称 数值 1 体积密度 110℃×24h ~2400kg/m3 1350℃×3h ~2350kg/m3 2 化学成分 Al2O3 ≥60 % CaO2 ≤2.1 %
3 线性变化 110℃×24h -0.1-0% 1350℃×3h 0-0.9%
4 耐压强度 110℃×24h ~35 MPa 1350×3h ~60 MPa 5 导热率 800℃ ≤0.86W/m.k 1000℃ ≤0.97W/m.k 6 最高使用温度 1500℃
(2)自流浇注料(用于支撑梁包扎) 序号 指标名称 数值 1 体积密度 110℃×16h ~2400kg/m3 1350℃×3h ~2350kg/m3 2 化学成分 Al2O3 ≥60%
3 线性变化率 110℃×16h <0.2% 1350℃×3h <0.5% 4 耐压强度 110℃×16h ~40 Mpa 1350℃×3h ~60 Mpa 5 最高使用温度 1600℃ (3)轻质浇注料 序号 指标名称 数值 1 体积密度 110℃烘干 800±100kg/m3 2 线性变化率 110℃×16h —— 1300℃×3h —— 3 导热系数 500℃ <0.25W/m.k 4 最高使用温度 1000℃ (4)锚固砖 序号 指标名称 数值 1 体积密度 —— ≥2300kg/m3 2 化学成分 Al2O3 55%~65%
3 重烧线变化率 1500℃×3h -0.4-0.2% 4 耐压强度 110℃×16h ~40Mpa 1300℃×3h ~70Mpa 5 显气孔率 —— ≤22% 6 耐火度 ≥1780℃ (5)硅酸铝纤维毯 序号 指 标 名 称 性能指标 1 最高使用温度 ℃ 1200 2 体积密度 ~192kg/m3
3 永久线收缩 -3%(1000℃、24hrs) 4 理论导
热系数 平均200℃ 0.055 平均400℃ 0.105 平均600℃ 0.165 (6)硅酸铝纤维机制板 序号 指 标 名 称 性能指标
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