鋼鐵冶金環(huán)形加熱爐

本文格式為Word版，下載可任意編輯——鋼鐵冶金環(huán)形加熱爐第四節(jié)環(huán)形加熱爐

一、環(huán)形加熱爐特點(diǎn)

環(huán)形加熱爐具有以下特點(diǎn):(1)可以加熱圓形或異形鋼坯;

(2)根據(jù)需要可以改變鋼坯在爐內(nèi)的分布,從而改變加熱制度,在生產(chǎn)中有較大的靈活性;(3)鋼坯在整個(gè)加熱過程中,隨爐底的轉(zhuǎn)動(dòng)沒有相對(duì)摩擦和振動(dòng),氧化鐵皮不易脫落;

(4)鋼坯在爐底上相互間隔放置,三面受熱,加熱時(shí)間短,溫度均勻,沒有水冷\黑印\加熱質(zhì)量較好(溫度差≤±10℃);

(5)與推鋼式連續(xù)加熱爐比較,爐子簡(jiǎn)單排空,可避免鋼坯在爐內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間停留,同時(shí)便于更換鋼坯規(guī)格;

(6)環(huán)形爐的機(jī)械化與自動(dòng)化程度較高,裝出料與鋼坯在爐內(nèi)運(yùn)輸均可自動(dòng)運(yùn)行.另外,燃燒及管理可自控;

(7)環(huán)形爐的轉(zhuǎn)動(dòng)爐底與固定的內(nèi)外環(huán)墻之間的環(huán)縫,由環(huán)狀水封槽進(jìn)行水封.由于環(huán)狀爐底鋼結(jié)構(gòu)高溫時(shí)向外熱膨脹,冷態(tài)的內(nèi)外環(huán)縫大小是不同的,一般根據(jù)爐子的中徑大小不同相差約40~70mm,故活動(dòng)的爐底中心與固定的爐膛中心在冷態(tài)是不一致的,而熱態(tài)則趨向一致.環(huán)形爐尺寸是以爐膛的平均直徑(中徑)和爐膛的內(nèi)寬來表示的.環(huán)形加熱路屬特別工藝所要求的加熱設(shè)備,與長(zhǎng)形連續(xù)加熱爐相比有其自身缺點(diǎn):

1)爐子是圓環(huán)形的,特別是大直徑的環(huán)形爐,占用廠房面積較大;

2)環(huán)形爐一經(jīng)建成,改建或擴(kuò)建都比較困難,因此發(fā)展的余地、潛力都較小;

3)鋼坯在爐內(nèi)呈輻射狀間隔分布,爐底面積利用較差.特別是爐膛較寬的爐子,爐底外半環(huán)利用更低.環(huán)形加熱爐的爐子有效長(zhǎng)度內(nèi)的利用率(根據(jù)裝出料機(jī)夾鉗夾鋼所要求的不了間距與料長(zhǎng)等有關(guān))僅為30%~50%.二、鋼坯的加熱與加熱時(shí)間

環(huán)形加熱爐相當(dāng)于一座頭尾相接的長(zhǎng)形連續(xù)加熱爐,所以爐子的熱工制度及分段(預(yù)熱段、加熱段、均熱段)原則,均與推鋼式連續(xù)加熱爐等類似.但環(huán)形爐內(nèi)的鋼坯加熱有其自身特點(diǎn).(一)間隔布料的影響

由于裝出料機(jī)夾鉗操作的需要,爐底上鋼坯與鋼坯之間必需留有一定間隙,其大小視夾鉗操作所必需的空間而定.鋼坯三面加熱,加熱時(shí)間較單純上加熱可大大縮短,鋼坯內(nèi)外溫差較少.但

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爐內(nèi)的單位爐底過鋼面積的產(chǎn)量卻很低,一般管坯在300kg/m2h左右.(二)熱爐底的影響

環(huán)形爐爐底由高溫的均熱段過度到預(yù)熱段時(shí),由于他積蓄的熱量只散失很少一部分,所以它的溫度仍高于預(yù)熱段爐膛的溫度約200℃左右,對(duì)剛?cè)霠t的冷坯有明顯的加熱作用.(三)加熱時(shí)間

據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì),環(huán)形加熱爐內(nèi)管坯的加熱由于間隔布料和熱爐底影響,加熱速度約5.5~6.5min/cm,普通鋼取5.5~5.7min/cm,合金鋼取6.0~6.5min/cm,.低碳鋼管坯的加熱時(shí)間可按有關(guān)計(jì)算手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算,也可按式3.5-3的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:

τ=(5.1+0.034d)d(3.5-3)式中τ-加熱時(shí)間,min;D-管坯直徑,cm.

三、爐子產(chǎn)量和裝載量的確定環(huán)形爐的裝載量按式3.5-4確定:

P=Gτ1(3.5-4)

式中P-爐子裝載量,t;G-爐子產(chǎn)量,t/h;

τ1-加熱時(shí)間,h.

爐子生產(chǎn)能力(G)應(yīng)與軋機(jī)的產(chǎn)量相協(xié)同.由于環(huán)形爐一經(jīng)建成,改建或擴(kuò)建都很困難,因此爐子產(chǎn)量要充分滿足軋機(jī)的需要.但也不能過大,一面爐子長(zhǎng)期在低負(fù)荷下工作.四、爐膛尺寸的確定

環(huán)形爐爐內(nèi)鋼坯是呈輻射狀布置,鋼坯在環(huán)形爐爐底上的布料,見圖3.5-13所示.

(一)爐子直徑的確定

根據(jù)小時(shí)產(chǎn)量、鋼坯單重、鋼坯的布料間距與排放及相應(yīng)的加熱時(shí)間,以及裝出料夾角來確定.單排布料按公式3.5-5,雙排布料按公式3.5-6和公式3.5-7計(jì)算.

D=Pd(3.5-5)

gk(π-0.5α)

式中D-爐底平均直徑,m;P-爐子裝鋼量,t;d-鋼坯直徑,m;g-鋼坯單重,t;π-圓周率;

α-裝料機(jī)與出料機(jī)軸線的中心角,rad(弧度).1°=π÷180=0.0174533rad(或1rad=57.2958°)中心角的大小與環(huán)形爐的直徑D均大小有光,一般大中型環(huán)形爐為0.17~0.26rad(10°~15°),而小型環(huán)形爐可達(dá)0.44rad(25°);k-爐子有效長(zhǎng)度內(nèi)的填充系數(shù),k=d/S2;S2-相鄰鋼坯的布料間距,m.

D1=Pd(3.5-6)ngk(π-0.5α)

式中D1-雙排布料時(shí),那排鋼坯中心在爐底所占平均直徑,m;n-鋼坯在爐底徑向上的排數(shù).

D=D1+S1(3.5-7)

式中S1-雙排鋼坯中心的徑向間距,m.

由公式3.5-5或公式3.5-6和公式3.5-7計(jì)算所得D,是環(huán)形爐爐底的平均直徑,初定時(shí)可視為環(huán)形爐爐膛的平均直徑(D均).(二)環(huán)形爐的爐膛高度

環(huán)形爐的爐膛高度一般為1.5~2m,而非供熱段爐膛高度有時(shí)降到0.8～0.9m.(三)環(huán)形爐有效爐底長(zhǎng)度

有效爐底長(zhǎng)度是使鋼坯沿著爐底總長(zhǎng)度移動(dòng)的那一部分,即裝了口和出料口中心外側(cè)軸線之間的爐底長(zhǎng)度.有效長(zhǎng)度L(m)有式3.5-8確定:

L=D(π-0.5α)(3.5-8)(四)環(huán)形爐布料角

為了把沿爐直徑方向排列的鋼坯從環(huán)形爐爐底上一次輪番取出,環(huán)形爐每次轉(zhuǎn)過的角度β

(rad,弧度)等于相鄰鋼坯的布料角,由式3.5-9確定:

2S2

β=πD(3.5-9)式中