鋼鐵冶金環(huán)形加熱爐

1、第4節(jié) 環(huán)形加熱爐1、 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,爐子容易排空,可避免鋼坯在爐內(nèi)長時(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)送均可自動(dòng)運(yùn)行.另外,燃燒及管理可自控;(

2、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4070mm,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)形加熱路屬特殊工藝所要求的加熱設(shè)備,與長形連續(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

3、用更低.環(huán)形加熱爐的爐子有效長度內(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).(1) 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須留有一定間隙,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/m2·h左右.(2) 熱爐底的影響環(huán)形爐爐底

4、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,對剛?cè)霠t的冷坯有明顯的加熱作用.(3) 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5.56.5min/cm,普通鋼取5.55.7min/cm,合金鋼取6.06.5min/cm,.低碳鋼管坯的加熱時(shí)間可按有關(guān)計(jì)算手冊進(jìn)行計(jì)算,也可按式3.5-3的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算: =(5.1+0.034d)d (3.5-3)式中-加熱時(shí)間,min; D-管坯直徑,cm.3、 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=G1 (3.5-4) 式中 P

5、-爐子裝載量,t; G-爐子產(chǎn)量,t/h; 1-加熱時(shí)間,h.爐子生產(chǎn)能力(G)應(yīng)與軋機(jī)的產(chǎn)量相配合.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,一面爐子長期在低負(fù)荷下工作.4、 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.(1) 爐子直徑的確定 D= Pd (3.5-5) gk(-0.5)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; -圓周率; -裝料機(jī)與出料機(jī)軸線的中心角,rad(弧度).1°=÷180=0.0174533rad(或1

6、rad=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0.170.26rad(10°15°),而小型環(huán)形爐可達(dá)0.44rad(25°); k-爐子有效長度內(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(-0.5)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).(2) 環(huán)形爐的爐膛高度環(huán)形爐的爐膛高度一般為1.52m,而非供熱段爐膛高度有時(shí)降到0.80.9m.(3) 環(huán)形爐有效爐底長度有效爐底長度是使鋼坯沿著爐底總長度移動(dòng)的那一部分,即裝了口和出料口中心外側(cè)軸線之間的爐底長度.有效長度L(m)有式3.5-8確定: L=D(-0.5) (3.5-8) (4) 環(huán)形爐布料角為了把沿爐直徑方向排列的鋼坯從環(huán)形爐爐底上一次輪流取出,環(huán)形爐每次轉(zhuǎn)過的角度(rad,弧度)等于相鄰鋼坯的布料角,由式3.5-