步进梁加热炉简介
1 引言
加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。
我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大，操作不当时会粘钢造成生产上的问题，难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点，而步进梁式炉是靠专用的步进机构，在炉内做矩形运动来移送钢管，钢管之间可以留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦，出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活等特点，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工艺要求。全连续、全自动化步进式加热炉。这种生产线都具有以下特点：
①生产能耗大幅度降低。
②产量大幅度提高。
③生产自动化水平非常高，原加热炉的控制系统大多是单回路仪表和继电逻辑控制系统，传动系统也大多是模拟量控制式的供电装置，现在的加热炉的控制系统都是PLC或DCS 系统，而且大多还具有二级过程控制系统和三级生产管理系统。传动系统都是全数字化的直流或交流供电装置。
本工程是某钢铁集团新建的φ180小口径无缝连轧钢管生产线中的热处理线部分的步进式加热炉设备。
2 工艺描述
本系统的工艺流程图见图1。
图1 步进式加热炉工艺流程图
淬火炉和回火炉均为步进梁式加热炉。装出料方式：侧进，侧出；炉子布料：单排。活动梁和固定梁均为耐热铸钢，顶面带齿形面，直径小于141.3mm钢管，每个齿槽内放一根钢管。直径大于153.7mm的钢管每隔一齿放一根钢管。活动梁升程180mm，上、下各90mm，齿距为190mm，步距为145mm。因此每次步进时，钢管都能转动一角度，使钢管加热均匀，并防止在炉内弯曲变形。步进梁能进行正循环，送循环、单动、点动各种动作，升降时对钢管轻托轻放，前进时缓起缓停，无振动冲击和失控现象。同时，具有踏步功能，踏步时向后步距为45mm，使钢管在原齿槽内不断转动。
固定梁用带保温支柱支撑其顶面高出炉底520mm。使炉气能围绕钢管形成良好的循环，保证均匀加热。
淬火炉沿炉长方向分为装料段、加热段和保温段。装料段炉顶压低，不装排烟予热钢管（三个测量温度点），以免钢管突然受到强大热流冲击产生弯曲变形。
加热段沿炉宽方向分为四个区段进行比例燃烧和温度控制。保温段沿炉宽方向分4区段进行脉冲燃烧和温度控制（用二套控制器），以确保保温区炉温±5℃和保温后钢管全长温度均匀性在10℃以内的要求，同时更方便用户控制钢管端温度，满足淬火需要。淬火炉最高控制炉温960℃，允许max1050℃。
回火炉沿炉长方向分为装料段，加热段，均温段和保温段。同样装料段不设烧嘴。加热段沿炉宽方向分二个温区，中间8个烧嘴为一个温区，两边各4个烧嘴合起来为一温区，用一个脉冲控制器控制。均温段、保温段沿炉宽方向各分为四区（每二个温区一个控制器），均采用脉冲燃烧温度控制。
确保炉温控制±5℃，保温后钢管全长温度均匀性10℃的要求。
回火炉最高控制炉温750℃，允许max800℃（为生产高压锅炉管作储备）。
淬火炉、回火炉炉内烟气均经装料段下方的八个分烟管引出，进入集烟管，由集烟管中部引至总烟管，通过空气予热器回收烟气余热，再经烟道由烟囱排入大气。这种方式可有效防止炉内烟气的偏流。
淬、回火炉进出料均采用侧进，侧出方式。淬火炉装出料悬臂辊采用斜80角安装，使钢管在入炉和出炉时产生自转并靠向装出料端墙一侧靠齐，其目的是防止钢管入炉时弯曲并有利装出料定位。
3 步进式加热炉生产中的关键控制技术
3.1 生产节奏的控制
步进式加热炉生产中的生产节奏的控制是非常重要的，在管材线全自动、全连续工作时，加热炉区的机械设备如进料辊道、步进梁、出料辊道、液压站及其它公辅设施，设备运行节奏必须高度统一，才能实现管材物流全过程准确定位，以实现全自动、全连续工作。
依据生产调度计划而需要装炉时，通过上料台架输送至装料辊道，经光电开关及金属探测器而自动输送到炉外辊道上。待炉内装料端空出位置时，自动开启炉门，由其及炉内辊道托入炉内放置到固定梁上，并由此开始进行炉内的管材物流跟踪。管材通过炉子步进梁自装料端一步步地移送到炉子的出料端。由装在出料端的光电开关检测到管材边缘并在步进梁完成此时的步距运行后，暂停步进梁的移送动作，PLC同时测算等待出炉管材的位置。在加热炉接到出钢信号后，再自动开启出料炉门，由出料辊道运至炉外出料辊道上。当金属检测器探测到管材时，在由出料辊道输送至其他设备，进行下一道工艺。
管材输送、测量、装出料、物流跟踪以及管材的数据信息交换通过PLC和二级计算机系统进行顺序、定时、联锁与逻辑控制，实现操作自动化和计算机管理。
3.2 加热炉燃烧控制
工业炉的燃烧控制水平直接影响到生产的各项指标，例如：产品质量、能源消耗等。目前国内的工业炉一般都采用连续燃烧控制的形式，即通过控制燃料、助燃空气流量的大小来使炉内的温度、燃烧气氛达到工艺要求。由于这种连续燃烧控制的方式往往受到燃料流量的调节和测量等环节的制约，所以目前大多数工业炉的控制效果不佳。随着工业炉工业的迅猛发展，脉冲式燃烧控制技术也应运而生，并在国内外得到一定程度的应用，取得了良好的使用效果。
目前高档工业产品对炉内温度场的均匀性要求较高，对燃烧气氛的稳定可控性要求较高，使用传统的连续燃烧控制无法实现。随着宽断面、大容量的工业炉的出现，必须采用脉冲燃烧控制技术才能控制炉内温度场的均匀性。
本系统主要采用脉冲燃烧系统。它是一种间断燃烧的方式，使用脉宽调制技术，通过调节燃烧时间的占空比（通断比）实现窑炉的温度控制。燃烧状态下的燃料流量可通过主燃料控制阀门在线调节，燃烧器一旦燃烧，就处于其设计的最佳燃烧状态，保证燃烧器燃烧时的燃气出口速度不变。控制系统使炉内燃烧器交替燃烧，通过燃气在炉内的不断搅拌，使炉内温度场均匀分布。当需要升温时，燃烧器燃烧时间加长，间断时间减小；需要降温时，燃烧器燃烧时间减小，间断时间加长。并根据炉内的设定温度来控制燃烧时的燃料流量，当设定
温度较低时，将主燃料控制阀门关小，当设定温度较高时，将主燃料控制阀门开大，避免炉内处于低温状态时，燃气与炉内的温度差过大，对炉内制品造成的直接热冲击。
脉冲燃烧系统的主要优点为：
1）系统简单可靠，造价低
2）可提高炉内温度场的均匀性
3）传热效率高，大大降低能耗
4）燃烧器的负荷调节比大
5）无需在线调整，即可实现空燃比的精确控制
与传统的比例燃烧控制相比，脉冲燃烧控制系统中参与控制的仪表大大减少，仅有温度传感器、控制器和执行器，省略了大量价格昂贵的流量、压力检测控制机构。并且，由于只需两位式开关控制，执行器也由原来的气动（电动）控制阀门变为电磁阀门，增加了系统的可靠性，大大降低了系统造价。
普通烧嘴的空燃比一般为1：4左右，当烧嘴在满负荷工作时，燃气流速、火焰形状、热效率均可达到最佳状态，但当烧嘴流量接近其最小流量时，热负荷最小，燃气流速大大降低，火焰形状达不到要求，热效率急剧下降，高速烧嘴工作在满负荷流量50%以下时，上述各项指标距设计要求就有了较大的差距。脉冲燃烧则不然，无论在何种情况下，烧嘴只有两种工作状态，一种是满负荷工作，另一种是不工作，只是通过调整两种状态的时间比进行温度调节，所以采用脉冲燃烧可弥补烧嘴调节比低的缺陷，需要低温控制时仍能保证烧嘴工作在最佳燃烧状态。在使用高速烧嘴时，燃气喷出速度快，使周围形成负压，将大量炉内烟气吸人主燃气内，进行充分搅拌混合，延长了烟气在炉内的滞留时间，增加了烟气与制品的接触时间，从而提高了对流传热效率。
4 系统简介
4.1系统构成
系统拓扑图见图2。
图2 系统拓扑图
本加热炉自动化控制系统由基础自动化系统（L1）和过程计算机控制系统（L2）共同构成。
本系统一级基础自动化控制系统由淬火炉电气传动部分、回火炉电气传动部分和淬火炉仪控部分、回火炉仪控部分四个控制站。
淬火炉电气传动部分PLC为S7 315-2DP带4个ET200M从站和3个PROFIBUS-DP卡的西门子变频器MM440系列，实现辊道的顺控，钢管在入炉辊道上的定位控制，步进梁控制的功能。
淬火炉传动系统采用变频控制，变频器是由西门子公司提供的MM440系列。3个带PROFIBUS-DP卡的MM440系列变频器控制3组辊道。
回火炉电气传动部分PLC为S7 315-2DP带3个ET200M从站和2个带PROFIBUS-DP卡的西门子变频器MM440系列,实现辊道的顺控，钢管在入炉辊道上的定位控制，步进梁控制的功能。
回火炉传动系统采用变频控制，变频器是由西门子公司提供的MM440系列。2个带PROFIBUS-DP卡的MM440系列变频器控制2组辊道。
淬火炉仪控部分PLC主要由S7 315-2DP及功能模板FM355C闭环控制模块构成，每套PLC及其相应的PID模块负责控制淬火炉的全部仪表，用来完成加热炉工艺参数的数据采集与过程控制。采用西门子FM355C闭环控制模块控制加热炉的工艺参数以达到加热炉最佳燃烧的控制效果。
回火炉仪控部分PLC与淬火炉仪控部分PLC的构成与功能基本上是一样的。
在过程计算机控制系统中，淬火炉和回火炉各设置一台计算机，对各自的加热炉系统进行硬件的组态与参数设置、通讯的定义、编写、调试用户程序及画面的监控与数据的纪录，最终实现集中监控和操作。
两台计算机为SIEMENS 工控机，配置为P4 2.0G，256M，并且带有工业以太网处理器CP1613。计算机借助于CP1613，通过工业以太网光纤交换机OSM，与PLC进行通讯。工业以太网光纤交换机OSM，带有两个光纤接口和6个电气接口。连接电缆采用多模纤维光缆，可用于强电磁干扰环境。冗余10M/100M 工业以太网大大提高了网络性能，网络配置和扩展也十分简单。用两根光缆即可，而且是冗余配置，控制柜接线也很简单。
4.2 编程和组态及功能模块FM355C
（1）PLC编程软件采用STEP7，STEP 7编程软件在windows2000/XP下运行。STEP7编程语言提供了非常丰富的指令集，它使复杂功能的编程变得简单快捷。STEP7提供了结构化的程序设计方法，以块形式管理用户编写的程序和资料，可以通过调用语句将它们组成结构化的用户程序，增加了程序的可读性和易维护性。系统为用户提供了大量预先编制的功能块，用户可直接使用这些功能块，从而大大缩短了编程时间。
标准软件包的功能：标准软件支持自动任务创建过程的各个阶段，如：
·建立和管理项目
·对硬件和通讯作组态和参数赋值
·管理符号
·创建程序，例如为S7可编程控制器创建程序
·下载程序到可编程控制器
·测试自动化系统
·诊断设备故障
（2）计算机上安装的SCADA软件为WinCC，操作系统为windows2000 。WinCC具有广泛的应用和极高的兼容性，提供成熟可靠的操作和高效的组态性能。
Wincc可用于自动化领域中所有的操作员控制和监控任务。Wincc可将生产过程中的状态以图像、文字、棒图、曲线或报警形式清楚地表达出来。它同时能够将所发生的事件、过程数据记录下来，供历史数据查询使用。可很方便地组态产生所需的报表格式，按时间或事件触发打印。
Wincc在Windows环境下，通过OLE和ODBC很容易将其他控件集成到应用软件中。也可通过DDE方式与其他应用程序进行通信。在Wincc中，嵌套一个标准C语言，在工程中，可随意地完成任务。同时可访问Wincc的API编程接口来达到某些特殊功能。Wincc 的具有开放通信协议，支持多种PLC系统。
（3）FM355C是用于闭环控制任务的4 通道闭环控制模块，它有如下功能：
·可用于温度、压力和流量控制
·方便用户的在线自优化温度控制
·预编程的控制器结构
·FM 355C作为连续动作控制器
·4个模拟输出端用于控制执行元件
·CPU停机或故障后仍能连接运行
FM 355C控制器具有下列性能：
·工厂预制的控制器结构用于：固定设定点控制，串联控制，比例控制，分量控制。根据所选择的控制器结构，几个控制器可结合到一个结构中。
·不同的操作方式
● 自动
● 手动
● 安全方式
● 跟随方式
● 后备方式
·2种控制算法
● 自优化温度控制算法
● PID 算法
本系统应用了模块基本的功能，取得了较好的效果。
控制软件的设计
本系统的控制方式有以下几种：
1）手动方式：用于设备调试、检修时的操作。
2）半自动方式：用于在手动方式下对单体设备的自动控制。
3）自动方式：用于对所有设备的自动控制。
控制软件设计主要有以下几部分：
● 辊道控制
● 步进梁控制
● 炉温控制
● 炉压控制
● 煤气总管压力控制
● 空气总管压力控制
● 热风温度控制
● 紧急停炉保护
其中主要的是步进梁的控制和炉温控制及紧急停炉保护，下面主要说一下步进梁控制、炉温控制、紧急停炉保护的控制思想。
5.1 步进梁控制
步进梁的动作方式有周期方式和踏步方式，周期方式用于运送钢管向前移动，而踏步方式用于等待出钢。
步进梁的周期方式：活动梁上升180mm，前进145mm，下降180mm，后退145mm，钢管前进一个齿距。
其运行轨迹如下：
图3 步进梁动作轨迹图
其运行速度如下图所示：
图4 步进梁运行速度图
在步进梁接近固定梁面时，放慢步进梁的上升速度，以使步进梁轻接触固定梁上的钢管，同样下降时也是如此。步进梁的控制系统如图5。
图5 步进梁控制原理图
步进梁踏步方式：活动梁上升180mm，后退45mm，下降180mm，前进45mm，钢管在固定梁原齿槽内转动。运行轨迹如下图所示：
图6 步进梁踏步轨迹图
5.2 炉温控制
● 炉子温区划分
淬火炉共8个控温区。加热段沿炉宽分四个区，即加热1、加热2、加热3、加热4、。保温段沿炉宽也分4个区，即保温1、保温2、保温3和保温4。
回火炉共10个控温区。加热段沿炉宽分二个区，加热1为中间段，加热2为左右两段组成。均温段沿炉宽分4个区，即均温1、均温2、均温3、均温4。保温段沿炉宽也分4个区，即保温1、保温2、保温3和保温4。
以上每个区均为独立控温。
● 各区炉温的设定方式
各区的温度有二种设定方式：
手动设定方式：即在工控机上手动改变各区温度设定值对炉温进行设定。
程序设定方式：对于不同规格及材质的钢管，按工艺要求对应不同的设定温度，操作者可予先将不同规格和材质的钢管的炉温设定值以数据库形式保存在PLC内，并在工控机CRT的钢管选择界面上，可按需要，通过“一触式”软按键对各区炉温进行批量设定。
● 各区温度的调节方式
采用PID调节方式，其过程是由热电偶检测来的实际炉温传给FM355 PID模块，并与该区设定值进行比较，由该模块实现PID运算并输出4～20mA信号，并将此信号传输至Krom 公司的连续控制或脉冲控制器的输入端，再去控制燃烧系统，实现温度控制。
其体控制过程如下：
对于淬火炉加热1、加热2、加热3、加热4四个温区，是采用德国Krom公司的比例燃烧连续控制系统，温度模块的PID输出4～20mA信号控制系统的空气电磁蝶阀。空气电磁蝶阀开度发生变化，通过空/燃比例调节阀使烧嘴前煤气压力发生变化，从而使供热发生变化，实现炉温的自动控制，见图7。
图7 连续燃烧控制原理图
对于淬火炉的保温1、保温2、保温3、保温4四个区和回火炉的各区而言，是采用德国Krom公司的脉冲燃烧控制系统，脉冲控制器MPT-700，接受PID模块的PID输出信号并将该信号变成具有脉冲调宽时序信号去控制脉冲烧嘴的开关时序及开关时间比例，从而达到调节空气、煤气的流量，达到控制炉温的目的。
为保证炉温均匀度±5℃和沿钢管全长温度均匀性小于10℃要求，淬火炉的保温段及回火炉均采用脉冲燃烧控制，在脉冲燃烧控制中，烧嘴只工作在开或关两种状态下，根据对烧嘴的功率、混合比、喷出速度等要求，将烧嘴一次性调至最佳工作状态，我们采用的是Krom 公司的调温烧嘴，这样对于提高燃烧效率，降低排放物污染程度都有明显效果。其控制系统示意图见图8。
图8 脉冲燃烧控制原理图
5.3 紧急停炉保护和连锁
（1）自动停炉
当发生以下情况时应自动停炉：
● 车间煤气总管压力超低限
● 热风压力超低限
● 冷却水压力超低限或断水
● 助燃风机故障停转
● 停电
自动停炉过程：总管煤气紧急切断→氮气吹扫管道→管道内煤气放散。
（2）紧急手动停炉
它用于控制系统出现故障等特殊情况，该系统为独立于PLC控制的联锁系统，由操作者按急停按钮完成停炉。
停炉过程仍具有下面联锁功能：总管煤气紧急切断→氮气吹扫管道→管道内煤气放散。
步进梁式加热炉炉压问题分析及处理方法
步进梁式加热炉炉压问题分析及处理方法 发表时间：2018-12-26T11:02:57.330Z 来源：《建筑模拟》2018年第28期作者：王新龙 [导读] 加热炉作为钢铁工业轧钢生产线的关键设备和能耗设备，其自动化控制水平直接影响到能耗、烧损率、废钢率、产量、质量等指标。 王新龙 莱芜钢铁集团银山型钢有限公司宽厚板事业部山东莱芜 271104 摘要：加热炉作为钢铁工业轧钢生产线的关键设备和能耗设备，其自动化控制水平直接影响到能耗、烧损率、废钢率、产量、质量等指标。 关键词：步进梁式；加热炉；关键技术 1加热炉发展和现状 现代化的高产量热轧带钢轧机，由于对轧制带钢的厚度、尺寸、公差带、钢表面质量和板型控制的要求日益严格，因而对板坯加热温度均匀性和热板坯表面的质量要求也不断提高。加热炉是热轧带钢轧机必须配备的加热设备，随着工业自动化技术的不断发展，现代化的热连轧机应该配置大型化的高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产优质低耗节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短产量低烧损大，操作不当时会粘钢造成生产上的问题，钢坯断面温差较大，板坯背面滑轨擦痕多难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点，而步进梁式炉是靠专用的步进机构在炉内做矩形运动来移送板坯，可以留出空隙，板坯和步进梁之间没有摩擦，通过托出装置出炉完全消除了滑轨擦痕，又有适合加热断面较大的坯料钢坯，加热断面温差小、加热均匀，以及可出空炉料炉长不受限制、产量高、生产操作灵活等特点，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工艺要求。 2步进式加热炉工艺流程 步进式加热炉炉型为三段供热端进端出步进梁加热炉。加热炉自装料端至出料端沿炉长上分为预热段、加热一段、加热二段及均热段。为了便于灵活调节各段炉温，在加热二段与均热段之间设有无水冷隔墙。用无水冷隔墙隔开，可以精确控制两段炉温和炉压，减少两段之间的辐射干扰。各段均为上下加热，采用分布在炉子侧墙上的烧嘴进行供热。通过每对烧嘴的切换燃烧，加强了炉气在炉内的扰动，增强了炉气对钢坯的传热。空气预热温度600℃以上，排烟温度250℃以下。加热工艺的操作包括正常生产时的加热温度、加热速度、加热时间等工艺参数的控制，以及对炉内气氛和炉压控制等项。计算机还有适应轧机计划和非计划停轧的功能。炉内钢坯通过步进梁的步进动作，自装料端一步一步经过加热一段、加热二段和均热段传送到炉子的出料端。在接到轧机要钢信号后，步进梁就将固定梁上最终料位处的钢坯托出到出料辊道上面，然后送出进入轧线轧制。全炉采用多台烧嘴，最大限度的保证了生产的连续稳定运行。通过控制烧嘴的开闭，可以适应多品种、小批量生产的需要。在加热特殊钢种时，可以根据实际情况关闭一加热段靠近炉尾的部分烧嘴，延长预热段长度，方便的实现低温入炉。在不需要低温入炉同时又有较大产量要求时，可以将全部烧嘴打开，延长加热段长度，提高产量，最大限度的实现操作的灵活性。加热炉采用端进料、端出料，可以减少冷风吸入和高温炉气外溢，必要时可出空炉。确保钢坯初始位定位准确，保证钢坯在炉内运行后准确达到出炉辊上面，顺利出炉。 2运行中存在的主要问题 2.1炉衬维修率高 步进炉炉衬目前国内大部分采用高铝混凝土浇注料复合保温结构，从内到外依次为：高铝混凝土浇注料、轻质耐火砖和硅钙板（也有用硅酸铝纤维板的），炉顶采用预制块吊挂，炉墙采用浇注料整体浇注。在使用过程中发现，由于高温浇注料的抗热震型较差，经常出现由于浇注料开裂而引起跑火现象，炉顶预制块碎裂掉落也时有发生。 2.2料坯跑偏 步进梁式加热炉料坯跑偏，是指料坯在步进梁加热炉内从输入辊道运行至出辊道时与理想工作位置的偏差。理想的工作状况是料坯的上述运行过程在加热炉长度和宽度方向上都不应有偏移。若料坯在长度方向上跑偏会造成炉墙擦伤，严重时会刮伤侧墙保温层，料坯相互碰撞造成划伤，影响工件质量；宽度方向的跑偏会造成无法将料坯两端都放在出料辊道上，从而导致出料故障，造成无法出坯。 2.3水梁黑印 在步进梁式加热炉内，料坯升温缓慢，与水梁上的垫块接触时间长，尤其是为了保证梁的高温强度而中间通冷水冷却，造成梁表面温度比炉温低很多，与梁接触的料坯部位温度比其它部位低20～30℃，导致料坯与垫块的接触处不能被很好地加热，形成黑印，影响钢坯轧制，对锻造极为不利。特别是400系不锈钢，高温时强度非常低，钢坯受自重力的影响，与水梁接触的部位易形成压痕，造成钢坯缺陷，影响产品品质。 2.4炉压波动 在步进梁加热炉布置中如果排烟口位置设置不合理、排烟不通畅，都容易引起炉压较大波动。炉压过大，会造成两端炉门烟气溢出，对炉门及附近设备造成损伤，影响设备使用寿命，不利于节能。同时，高温烟气会沿保温层缝隙游走到炉体钢结构并对其造成破坏。炉压过低，会造成炉外冷风吸入炉膛，降低炉温均匀性及加热效率。分析表明，步进梁加热炉在使用过程中出现的这些故障，造成维修时间长、费用高、生成效率低、产品质量下降，有时故障同时出现，严重影响了生产的正常进行。 3步进梁加热炉关键技术先进优化 3.1炉温控制 炉温控制器是炉温控制的核心。仅靠常规PID来控制炉温这个具有大惯性、大滞后的对象，会造成炉温控制系统的超调量大、响应速度慢。为此，提出了采用模糊PID控制策略，一方面通过能量需求分析建立煤气的消耗量与加热炉生产能力之间的基本函数关系，另一方面根据现场操作经验将加热炉生产分为几种典型工况，制定相应的模糊决策规则。在此基础上，建立了炉温模糊控制器。该模糊控制器采用前馈控制结构实现，这样既实现了模糊决策规则对煤气/空气流量控制的作用，又兼顾了PID的控制作用，两者作用的大小依生产情况决定。当生产比较平稳时，炉温模糊控制器的输出基本上没有变化，PID控制起主要作用；当生产变化大时，特别是在炉温发生波动前，模糊控制
加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任
加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任宝钢1780热轧带钢生产线，采用步进梁式加热炉，步进动作靠液压驱动。自投产以来，三个加热炉的液压系统均出现了梁下降时管路振动和啸叫。每个加热炉配一套液压系统，完成步进梁的升降和平移动作。系统利用比例阀控制，使步进梁能按设定的速度曲线运行。升降缸的系统原理如图1，上升时，电磁阀1、3、6、7得电动作。下降时，电磁阀2、3、4、5、7得电动作。定差减压阀控制比例阀前后压差为恒定，使得速度线性可控。 一、故障现象 步进梁升降振动。下降过程中，在加速结束转为匀速运动时，出现啸叫现象。伴随着啸叫，压力瞬时降低，然后又慢慢恢复；负责上升和下降的电磁阀得电时，系统液压冲击大，振动剧烈。 二、故障分析
啸叫发生时，系统的压力降低，这是泵供油不足的表现。因此，啸叫是因为系统的流量供应不足引起的。但是，油缸上升时，泵给无杆腔供油，下降时，泵给有杆腔供油，油缸上升、下降的速度曲线基本一致，而无杆腔容积比有杆腔容积大得多，因此，上升所需流量比下降时大得多。既然下降时会发生系统流量供应不足的现象，为什么上升时没有发生泵供油不足的现象呢？啸叫发生时，油缸供油路和回油路的压力都下降了，但供油路压力降至极低点，因此啸叫产生在供油路上。现假设流量足够低，对供油路的两个阀进行分析，减压阀全开，不会有振动产生，当然也就不会啸叫。而5号插装阀在压力足够低的情况下，会因弹簧力作用使阀芯关闭，切断油路，而后，流量积蓄，压力上升，再顶开阀芯，泄掉压力，阀芯又关闭。这样周而复始，产生了振动，导致啸叫产生。因而得出，啸叫是因5号插装阀的快速频繁启闭而产生的。 仔细观察系统运行情况，发现油缸上升时，变量柱塞泵的斜盘很稳定，随速度变化而作相应变化。但油缸下降时，泵的斜盘倾角变化异常，下降开始时，泵的斜盘由最小打到最大，接着在接近最小时啸叫产生。然后倾角又增大，并稳定。接下来，随油缸的速度，倾角作相应变化。显然，啸叫产生时，泵处于倾角最小状态，这时的泵流量最低。啸叫的产生的确是系统供油不足，而供油不足是泵斜盘变化异常引起，进一步的原因是油缸下降时的加速度与泵的响应不能匹配的缘故。
液压比例技术在钢管步进梁式再加热炉的应用
文章编号:1004-9762(1999)01-0025-04 液压比例技术在钢管步进梁式再加热炉的应用 李建国1, 方桂花2 (1.包头钢铁设计院,内蒙古包头 014010;2.包头钢铁学院机械工程系,内蒙古包头 014010) 关键词:再加热炉;液压技术;设计 中图分类号:T H137 文献标识码:A 摘 要:对钢管步进梁式再加热炉运动速度采用比例方向阀控制,可实现控制步进机械的运动速度和方向,获得最优控制.介绍了采用比例方向阀再加热炉液压系统的设计要点、控制方式和使用效果,分析了比例技术的应用特点. Application of hydraulic proportional technology in the reheating furnace LI Jian-guo1,FANG Gui-hua2 (1.Bao to u Eng ineer ing and Research Co rper atio n of Ir on and Steel Industr y,Baot ou014010,China; 2.Depar tment o f M e-chanical Engineer ing,U IST Bao tou,Bao tou014010,China) Key words:reheating furnace;hy dr aulic;designing Abstract:It is possible to use pr o po rtional directio nal v alve to adjust speed a nd direction of r eheating fur nace and the optimal contr ol can be obtained.T he desig n m ain po ints,contr ols pa tter and applicatio n results o f hy dr aulic sy stem of r ehea ting fur-na ce using pr opo rtional dir ect ional v alve are pr esented and the applicatio n character istic of pro po rt ional techno lo gy is anal-ysed. 随着轧钢工业自动化程度的不断提高,步进式再加热炉的应用越来越广泛.步进式再加热炉具有加热周期短,温度均匀等优点〔1〕,是钢管加热的理想选择.本文结合某钢管厂 100热轧机组步进梁式再加热炉液压系统,阐述了液压比例技术的应用. 荒管再加热炉为连轧机与定径机或张力减径机之间的中间环节〔2〕.在加热过程中,荒管边步进边旋转,在动梁与定梁上停留的时间相同,以避免烧出黑印而轧出螺旋线.由于荒管壁薄且长,高温时刚度和强度都很低,且已接近成品,因此,炉底机械必须保证连续生产,安全可靠,对荒管“轻托轻放”,没有跑偏,没有冲击,采用液压比例技术可以很好地保证上述工况的实现. 1 工艺要求〔1〕 (1)动作状态.根据生产工艺要求,步进机械动作状态应为3种. A.自动工作制,动作循环连续进行. B.半自动工作制,动作完成一个循环即停止. C.手动工作制,各项动作手动操作. (2)步进梁动作时应平稳,不应对荒管产生冲击. (3)钢管在动梁与定梁上停留的时间须相等. 1999年3月第18卷第1期 包头钢铁学院学报M arch,1999 Jour nal o f Bao tou U niv ersit y o f Iro n and Steel T echnolog y Vo l.18,No.1 收稿日期:1998-12-16 作者简介:李建国(1960-),男,内蒙古包头人,包头钢铁设计院工程师.
步进式加热炉汽化冷却系统设计说明-设计院
首钢迁钢2#热轧工程 步进梁式加热炉汽化冷却系统设计说明 1、汽化冷却系统的设计概述 1.1汽化冷却系统的冷却效果取决于汽化水的热量吸收。对于步进梁式加热炉，汽化冷却系统设计为强制循环系统。系统产生的饱和蒸汽进入车间蒸汽管网，或者在紧急情况下排入大气。 1.2循环系统的主要设备如下： ——炉底水梁及立柱 ——汽包 ——循环水泵（共3台） ——旋转接头组 给水供应系统主要设备如下： ——电动给水泵 ——除氧器 16
——除盐水箱 ——电动除盐水泵 ——柴油机给水泵 ——加药装置 加热炉炉底水梁，其外表面包扎有耐高温的保温层。 活动梁：4根； 固定梁：4根； 每根固定梁分为3段；每根活动梁分为3段； 另外，在均热段设两根单独固定梁，各自并联进相邻的固定梁；梁的编号为： 活动梁（串联结构）：2#、4#、5#、7#； 固定梁（串联结构）：1#、8#； 固定梁（串并联结构）：3#、6#。 16
每段梁均由一根双水平管和若干立柱组成，其中一根立柱为双管立柱，是支撑梁冷却水进水和出水的接管；其它为采用带有芯管的单管立柱。 1.3主要运行参数 汽包设计工作压力：0.8—1.3MPa（g） 工作温度：对应压力下的饱和温度 蒸发量： 13.0t/h（保温完好，10%排污率时） 对应给水量： 14.3 m3/h 蒸发量： 16t/h（10%保温脱落，10%排污率时） 对应给水量： 17.6 m3/h 蒸发量： 25t/h（40%保温脱落，10%排污率时） 对应给水量： 27.5m3/h 给水温度： 102~104℃ 系统总循环水量： 700—600 m3/h 16
加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任
加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任宝钢1780热轧带钢生产线，采用步进梁式加热炉，步进动作靠液压驱动。自投产以来，三个加热炉的液压系统均出现了梁下降时管路振动和啸叫。每个加热炉配一套液压系统，完成步进梁的升降和平移动作。系统利用比例阀控制，使步进梁能按设定的速度曲线运行。升降缸的系统原理如图1，上升时，电磁阀1、3、6、7得电动作。下降时，电磁阀2、3、4、5、7得电动作。定差减压阀控制比例阀前后压差为恒定，使得速度线性可控。 一、故障现象 步进梁升降振动。下降过程中，在加速结束转为匀速运动时，出现啸叫现象。伴随着啸叫，压力瞬时降低，然后又慢慢恢复；负责上升和下降的电磁阀得电时，系统液压冲击大，振动剧烈。
二、故障分析 啸叫发生时，系统的压力降低，这是泵供油不足的表现。因此，啸叫是因为系统的流量供应不足引起的。但是，油缸上升时，泵给无杆腔供油，下降时，泵给有杆腔供油，油缸上升、下降的速度曲线基本一致，而无杆腔容积比有杆腔容积大得多，因此，上升所需流量比下降时大得多。既然下降时会发生系统流量供应不足的现象，为什么上升时没有发生泵供油不足的现象呢？啸叫发生时，油缸供油路和回油路的压力都下降了，但供油路压力降至极低点，因此啸叫产生在供油路上。现假设流量足够低，对供油路的两个阀进行分析，减压阀全开，不会有振动产生，当然也就不会啸叫。而5号插装阀在压力足够低的情况下，会因弹簧力作用使阀芯关闭，切断油路，而后，流量积蓄，压力上升，再顶开阀芯，泄掉压力，阀芯又关闭。这样周而复始，产生了振动，导致啸叫产生。因而得出，啸叫是因5号插装阀的快速频繁启闭而产生的。 仔细观察系统运行情况，发现油缸上升时，变量柱塞泵的斜盘很稳定，随速度变化而作相应变化。但油缸下降时，泵的斜盘倾角变化异常，下降开始时，泵的斜盘由最小打到最大，接着在接近最小时啸
步进式加热炉开题报告
. . . . 开题报告 题目热轧1400t步进加热炉液压系 统设计 学院机械自动化学院 专业机械电子工程 学号8 学生王杰 指导教师新元 日期2013年3月
开题报告 一、步进式加热炉的起源与发展 步进式加热炉是机械化炉底加热炉中使用较为广泛的一种，是取代推钢式加热炉的主要炉型。步进式加热炉始建于20世纪60年代中期，这种炉子已存在多年，因受耐热钢使用温度的限制，开始只用在温度较低的地方，适用围有一定的局限性。 随着轧钢工业的发展，对加热产品质量、产量、自动化和机械化操作计算机控制等方面的日益提高，在生产中要求在产量和加热时间上有更大的灵活性，这就要求与之相适应的炉子机构也应具有很大的灵活性，以适应生产的需要，基于上述原因，传统的推钢式加热炉已难于满足要求。而与传统的推钢式加热炉相比，步进式加热炉具有加热质量好、热工控制与操作灵活、劳动环境好等优点，特别是炉长不受推钢长度的限制，可以提高炉子的容量和产量，更适应当代轧机向大型化、高速化与现代化发展的需要。 经过改造后的步进炉结构，采用了步进床耐火材料炉底或水冷步进梁的措施，已能应用于高温加热。目前，合金钢的板坯、方坯、管坯甚至钢锭等轧制前的加热已有不少采用步进炉加热，使用效果较好。它的炉长不受推钢比的限制，大型步进炉生产率高达420万吨/年。 70年代以来，国外新建的许多大型加热炉大都采用了步进式加热炉，不少中小型加热炉也常采用这种炉型。现在新建的具有经济规模的各类轧钢厂基本上都选用了步进式加热炉；一些老厂如美国底特律钢厂热轧车间、法国索拉克和恩西俄厂
的热轧车间、日本和歌山热连轧厂与鹿岛厚板厂以及加拿大汉密尔顿的多发斯科厂等，在改建或扩建中都选用了步进式加热炉替代原有的推钢式加热炉。但当前轧钢加热炉，特别是中小型轧钢厂推钢式加热炉仍较多，这与中国的原燃料条件等多种因素有关。 步进式加热炉的炉底基本由活动部分和固定部分构成。按其构造不同又有步进梁式、步进底式和步进梁、底组合式加热炉之分。一般坯料断面大于(120×120)mm2多采用步进梁式加热炉，钢坯断面小于(100×100)mm2多采用步进底式加热炉。 二、步进式加热炉的前景 近十多年来，随着轧钢技术向着连续化，大型化、自动化，多品种、高精度的发展，步进式加热炉为适应工艺的要求，也朝着大型化，多功能，优质，高产，低消耗，无公害和操作自动化的方向迈进。 （1）大型化 目前，步进式加热炉的发展最显著的一个特点就是为了适应轧机小时产量的提高向着大型化方向发展。原联契列波维茨钢铁厂热带车间用步进梁式加热炉，炉子产量A．20T／'h，炉宽11．25m，炉有效长49．59m ，采用汽化冷却，压力为18kg／cm。，步进梁水平行程480mm，垂直行程200mm ，步进周期为6O秒。 德国克勒克纳公司不来梅厂热轧用步进梁式炉产量为400T／h。法国索拉克热轧带钢厂步进式加热炉，炉子有效长53．9m，炉子最大产量达525t／h。 我国80年代从法国斯太因引进的2050热轧厂用步进炉，炉子有效长50m ，炉由宽12．6m，炉子额定产量350t／h，最大产量400t／h，步进行程为500mm，
再加热炉的设计
序言 毕业设计，它是一次深入的综合性的总复习，也是一种理论联系实际的训练踏实我们完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是我们综合运用所学过的基本理论基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。这对学生即将从事的有关技术工作和未来事业的开拓有一定意义。
毕业设计的主要目的： 1 培养我们综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学过的知识。 2培养我们树立正确的设计思想，设计构思和创新思维。掌握工程设计的一般程序，规范和方法。 3 培养我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书进行设计计算，数据处理。编写技术文件等方面的工作能力。 4 培养我们进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。 5 就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行 一次适应性训练。丛中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处。恳切各位老师给予指导。
课题简介 摘要： 步进梁式再加热炉是为连轧生产线提供钢管再加热在线常化（一种热处理方式）所用。它是依靠专用的步进机械使工件在炉内移动的一种机械化炉。 步进炉底的结构和传动方式要根据出料的频率和炉子的生产能力决定，它不仅要考虑炉内的温度、还要考虑被加工工件的尺寸参数和工地方面的实用性。所以必须严格计算其内部参数，保证炉子的生产和安全。 炉底机械采用双轮斜轨式机构。步进梁的升降和平移动作采用液压缸驱动。步进梁支柱穿炉底的孔洞采用干式“拖板”密封。装出料端设有拨料机，固定梁最末一个料位检测有料后，出料拨料机上升将钢管拖起后，出料拨杆立即下降将钢管拨送到出料悬臂轨道上，使钢管能够马上出炉，出料周期最快20s,可以满足125根/h的操作频率。 关键词：步进梁式再加热炉步进梁双轮斜轨式机构有效炉底长度梁距齿距 在生产中，利用燃料产生的热量，或者将电能转化成热量对工件或物料进行加热的设备，称为工业炉。锅炉也是工业炉的一种，机械工业应用的工业炉有多种类型，在铸造车间有熔炼金属的平炉、冲天炉、感应炉、电阻炉、真空炉等；在锻压车间有对钢锭或钢坯进行煅前加热的各种加热炉和消除应力的热处理炉；在热处理车间，有改善工件力学性能的各种退火、正火、淬火和回火的热处理炉；在焊接车间有压制前的钢板加热炉和焊后热处理炉；在粉末冶金车间还有烧结金属的加热炉等。 步进梁式再加热炉是为连轧生产线提供钢管再加热在线常化（一种热处理方式）所用。它是依靠专用的步进机械使工件在炉内移动的一种机械化炉。 参数：
蓄热式加热炉
一、引言蓄热式加热炉是用于轧钢厂的一种新型的加热炉，具有高效燃烧、回收利用烟气及低二氧化碳排放等优点。在工业企业中广泛应用，对节能减排工作起着重要的促进作用。 二、蓄热式加热炉的工作原理及其特点蓄热式加热炉的高效蓄热式燃烧系统主要由蓄热式烧嘴和换向系统组成。它分为预热段、加热段和均热段三个主体。其原理是采用蓄热室预蓄热全，达到在最大程度上回收调温烟气的湿热，提高助燃空气温度的效果。新型蓄热式加热炉的蓄热室现在普遍采用陶瓷小球或蜂窝体作为蓄热体，其表面积大，极大的提高了传热系统，使蓄热室内的体积大大缩小。再加上新型可靠的自动控制技术及预热介质预热温度高，废气预热得到接近极限的回收。是一种新型的高效、节能的加热炉。参与控制的主要现场设备有：各段炉温测量热电偶；煤气预热器前后烟气温度测量热电偶；各段烟气及排烟机前烟气温度测量热电偶；各段煤气、空气及烟气流量测量孔板及差压变送器；各段煤气、空气及烟气流量调节阀；各段两侧烧嘴前煤气切断阀及空气/烟气三通换向阀；炉压测量微差压变送器及用于炉压调节的烟道闸板；用于风压调节的风机入口进风阀；煤气总管切断阀及压力调节阀；其它安全保护连锁设备等。三、换向原理换向装置是加热炉的重要部件，整个燃烧过程都是靠抽象向装置完成的。可以说它是整个加热炉的心脏。它的
换向原理是：初始状态下，换向装置处于某一固定状态时，向炉子一侧的燃烧器输送煤气、空气，在炉内实现混合燃烧，同时从炉子另一侧的燃烧器排出烟气，经过一个周期（120s-180s)改变方向，实现周期换向。换向装置一般采用双气缸、二位四通换向阀，它内有四个通道，每次动作开启两具通道，同时关闭两个通道以实现供气和排水气的周期性换向。四、自动控制系统蓄热式加热炉控制系统一般有：⑴换向控制系统；⑵炉温控制系统；⑶炉内压力控制系统；⑷安全保护控制系统；⑸烟空比控制；⑹HMI人机对话界面的功能。1、换向控制系统设备的选型换向控制是整个加热炉燃烧、控制系统的重中之重，是燃烧控制的关键控制系统。也就是说换向控制系统的正常运行决定着整个加热炉的正常燃烧和炉温的控制。所以在控制系统上采用计算机控制系统，由传感器采集各种变量PLC，再由PLC根据设定控制方式和目标值，分别驱动相应的换向装置和相应的执行机构，调节过程变量，实现对温度、压力、流量的调节控制。操作人员可通过键盘和鼠标经工控机HMI界面来设定炉子的各项热工参数,计算机根据设定的参数送上工控机处理,并在HMI上显示.同时随时可查看各种历史参数和打印各种生产报表。声光报警系统可即时对故障进行报警，并向操作者提示处理方法是目前较先进、实用的计算机控制系统。2、换向控制换向控制系统设有自动、手动控制两部分。在正常的运行过程中
步进式加热炉分析
论文（设计）题目：热轧带钢步进式加热炉特点及分析 系别：建筑工程与环保系 班级：材料071 姓名： 指导教师： 2012年6 月2日
热轧带钢步进式加热炉特点及分析 (建筑工程与环保系材料071) 摘要 本论文一迁钢2160加热炉为例介绍了步进式加热炉的特点及分析。加热炉是轧钢生产线上的重要设备之一,也是钢铁工业中的耗能大户,因此提高加热炉的加热效率,降低能耗,对整个钢铁工业的节能具有重要的意义。加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。 关键词：步进梁式加热炉特点工艺流程发展 绪论 我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大，操作不当时会粘钢造成生产上的问题，难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点，而步进梁式炉是靠专用的步进机构，在炉内做矩形运动来移送钢管，钢管之间可以留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦，出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活等特点，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工艺要求。
2010-6-2 目录 摘要---------------------------------------------------------------------------2 绪论---------------------------------------------------------------------------2 1.加热炉概述----------------------------------------------------------------5 2.炉区设备-------------------------------------------------------------------7 2.1装料辊道-------------------------------------------------------------7 2.2加热炉的炉底步进机构-------------------------------------------8 2.3步进梁的升降、平移装置----------------------------------------9 2.4附属装置-------------------------------------------------------------9 3.加热炉主要工艺条件-----------------------------------------------------10 3.1用途-------------------------------------------------------------------10 3.2炉型-------------------------------------------------------------------10 3.3主要生产钢种-------------------------------------------------------10 3.4影响因素-------------------------------------------------------------10 3.5加热炉的缓冲时间-------------------------------------------------11 3.6 炉区的加热能力---------------------------------------------------11 4.炉型及结构----------------------------------------------------------------12 4.1轴向反向烧嘴供热的优缺点--------------------------------------12 4.2侧部调焰烧嘴供热优缺点-----------------------------------------12 5.加热炉的工艺特点-------------------------------------------------------14
浅析步进式加热炉
辽宁科技大学 实习论文 题目：浅析步进式加热炉 课程名称：实习 院系：材料与冶金学院 专业：热能与动力工程 班级：热能09·3 姓名：宫琛琛 学号: 120093206086 2012年 09月 19日
一、步进式加热炉的起源与发展 步进式加热炉是机械化炉底加热炉中使用较为广泛的一种，是取代推钢式加热炉的主要炉型。步进式加热炉始建于20世纪60年代中期，这种炉子已存在多年，因受耐热钢使用温度的限制，开始只用在温度较低的地方，适用范围有一定的局限性。随着轧钢工业的发展，对加热产品质量、产量、自动化和机械化操作计算机控制等方面的日益提高，在生产中要求在产量和加热时间上有更大的灵活性，这就要求与之相适应的炉子机构也应具有很大的灵活性，以适应生产的需要，基于上述原因，传统的推钢式加热炉已难于满足要求。而与传统的推钢式加热炉相比，步进式加热炉具有加热质量好、热工控制与操作灵活、劳动环境好等优点，特别是炉长不受推钢长度的限制，可以提高炉子的容量和产量，更适应当代轧机向大型化、高速化与现代化发展的需要。经过改造后的步进炉结构，采用了步进床耐火材料炉底或水冷步进梁的措施，已能应用于高温加热。目前，合金钢的板坯、方坯、管坯甚至钢锭等轧制前的加热已有不少采用步进炉加热，使用效果较好。它的炉长不受推钢比的限制，大型步进炉生产率高达420万吨/年。 70年代以来，国内外新建的许多大型加热炉大都采用了步进式加热炉，不少中小型加热炉也常采用这种炉型。现在新建的具有经济规模的各类轧钢厂基本上都选用了步进式加热炉；一些
老厂如美国底特律钢厂热轧车间、法国索拉克和恩西俄厂的热轧车间、日本和歌山热连轧厂与鹿岛厚板厂以及加拿大汉密尔顿的多发斯科厂等，在改建或扩建中都选用了步进式加热炉替代原有的推钢式加热炉。但当前轧钢加热炉，特别是中小型轧钢厂推钢式加热炉仍较多，这与中国的原燃料条件等多种因素有关。 步进式加热炉的炉底基本由活动部分和固定部分构成。按其构造不同又有步进梁式、步进底式和步进梁、底组合式加热炉之分。一般坯料断面大于(120×120)mm2多采用步进梁式加热炉，钢坯断面小于(100×100)mm2多采用步进底式加热炉。 二、步进式加热炉的工作原理 步进式加热炉是靠炉底或步进梁的升降进退来带动料坯前进的，其工作原理如下：起始位置，活动炉底在坯料下面最低位置，坯料两端架在炉内的固定炉底上，以后在活动炉底升起将坯料托起，接着活动炉底下降将坯料放在固定炉底上，最后活动炉底又回复到原来位置，由上可知，活动炉底运动的轨迹为一个矩形，它运动一个循环的时间叫“周期”，它运动一次使坯料前行的距离叫“行程”。 步进炉加热的特点是：步进炉可以采取坯料之间分开的加热方式，这样加热速度快而且内外温度均匀。除此之外，步进式加热炉的装出料装置也是加热炉的重要部分。鞍钢厚板厂的步进梁式加热炉板坯装出炉程序及PLC联锁条件在设计原则上有利于提高生产率，合理节能且安全可靠。
步进梁式圆坯加热炉设计分析_姜世龙
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V ol.42N o.32013 INDUSTRIAL HEATING 3 4 75mm ～ 3 单重/kg 需要量/t ?a 400 max 60007.7 5806 连铸圆坯 2 min 4 500 600 max 6 0007.713063 连铸圆坯 合计 846080 2.2 加热炉小时产量及座数的确定加热炉年加热坯料量846080t ，年工作时间6800h ，则加热炉的年平均小时产量为155.5t 。 加热炉的实际产量受到加热钢种、轧制品种、轧制 节奏等多种因素的影响，在实际生产过程中不可能一直以平均产量进行生产。并且加热炉生产能力应具有一定的富余，因此在配备加热炉的实际产量时要考虑一定的富裕系数，该系数是一个经验数据，也跟整条轧线的操作管理水平、加热炉的总座数等很多因素有关。 结合产品大纲及车间工艺平面布置，最终确定车间布置2座加热炉，两座炉子产量不同，1座最大产量为180t/h ，1座最大产量为90t/h 。配套2座加热炉，是考虑该大棒生产线主要生产优特钢种，在生产优特钢种时加热炉产量较低，节奏较慢，加热炉产量成为影响轧线产能的瓶颈，配套2座加热炉能够满足生产的灵活性。
600×6 000 400× 6 000 500× 6 000 1180165150143196178 根据坯料情况，在相同的布料间距情况下，加热炉小时产量将按照坯料规格由大至小逐级递减。而在变步距情况，则根据布料间距，加热炉小时产量按照坯料规格由大至小呈现先增大后减小。两种不同步距产量比较柱状图如图7 所示。 图7两种步距布料产量比较图 加热炉步距的最终确定需要根据轧机能力及轧制表，以及原料规格所占比例情况，综合比较，选择合适的步距。 2.4特定步距情况下的垫块形式 圆坯的特殊形状对加热和输送都有特殊要求，尤其是钢坯的输送过程，输送过程的稳定是保证圆坯能够满足加热需求的前提。需加热的圆坯规格较多时，炉内布料很难像方坯那样能满足各种规格最理想的间距要求。 由于本步进梁式加热炉所加热的坯料为大圆坯，且有三种直径的坯料，因此采用双斜面槽形垫块，将耐热滑块制成“V”槽形状，横截面接触为双根线接触（实际为双条面接触），与弧形槽垫块的单根线（单条面接触）相比，由于接触面积大，钢坯输送的稳定性和钢坯接触面受压变形都会好很多。弧形槽垫块与“V”槽垫块布置见图8 。 图8弧形槽与“V”槽垫块布置图 由于钢坯与滑块之间的接触为线接触，加大了耐热垫块单位面积上所承受的压力。因此在选择耐热垫块时一定要高强度，一是考虑垫块材质，二是考虑垫块高度及单位面积。 2.5系统供热方案及炉型选择的确定 对于步进梁式加热炉，其炉型选择及供热方案的选 （下转第23页）
步进式加热炉介绍
?步进式加热炉 ? ?步进式加热炉是机械化炉底加热炉中使用较为广泛的一种，是取代推钢式加热炉的主要炉型。70年代以来，国内外新建的许多大型加热炉大都采用了步进式加热炉，不少中小型加热炉也常采用这种炉型。?步进式加热炉的炉底基本由活动部分和固定部分构成。按其构造不同又有步进梁式、步进底式和步进梁、底组合式加热炉之分。一般坯料断面大于(120×120)mm2多采用步进梁式加热炉，钢坯断面小于(100×100)mm2多采用步进底式加热炉。 ?与推钢式加热炉相比，步进式加热炉有下列优点： ? 1)加热的坯料不受断面形状和尺寸的限制，可以加热推钢式加热炉难以加热的大型板坯、异形坯以及细小和较薄的钢坯。 ?2)加热制度灵活，适应性较大。在炉长一定的情况下，可以通过改变钢料之间的距离即可改变炉内装料的数目，以适应轧机产量和钢种变化的需要。而调整步进周期，即可变化钢料在炉内的加热时间，从而适应不同钢种不同加热速度的需要。 ? ?步进式加热炉 产品特点
本公司步进式加热炉的优点： 1.炉形：分为预热段、加热段和均热段三段连续式。具有生产效率高、控温精确、工艺适用面广、高效节 能等特点。 2.炉衬：选用我公司自产的耐火材料，寿命长，结实耐用。 3.供热方式：炉子供热制度两侧墙多点、小火供热，炉压稳定；炉温均匀：根据不同的状况可选用单蓄热 或双蓄热等节能加热方式。 4.能耗： 1.1～1.2GJ/t 5.产量: 30t/h~220t/h 6.炉底水管冷却方式：水冷或汽化冷却 7.二、三级自动控件系统 ?步进式加热炉 ? ?步进式加热炉 ?步进式加热炉是机械化炉底加热炉中使用较为广泛的一种，是取代推钢式加热炉的主要炉型。70年代以来，国内外新建的许多大型加热炉大都采用了步进式加热炉，不少中小型加热炉也常采用这种炉型。 ?步进式加热炉的炉底基本由活动部分和固定部分构成。按其构造不同又有步进梁式、步进底式和步进梁、底组合式加热炉之分。一般坯料断面大于(120×120)mm2多采用步进梁式加热炉，钢坯断面小于 (100×100)mm2多采用步进底式加热炉。 ?与推钢式加热炉相比，步进式加热炉有下列优点：
加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任实用版
YF-ED-J7780 可按资料类型定义编号 加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
加热炉步进梁运动啸叫原因及处 理责任实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 宝钢1780热轧带钢生产线，采用步进梁式 加热炉，步进动作靠液压驱动。自投产以来， 三个加热炉的液压系统均出现了梁下降时管路 振动和啸叫。每个加热炉配一套液压系统，完 成步进梁的升降和平移动作。系统利用比例阀 控制，使步进梁能按设定的速度曲线运行。升 降缸的系统原理如图1，上升时，电磁阀1、 3、6、7得电动作。下降时，电磁阀2、3、 4、 5、7得电动作。定差减压阀控制比例阀前后压 差为恒定，使得速度线性可控。
一、故障现象 步进梁升降振动。下降过程中，在加速结束转为匀速运动时，出现啸叫现象。伴随着啸叫，压力瞬时降低，然后又慢慢恢复；负责上升和下降的电磁阀得电时，系统液压冲击大，振动剧烈。 二、故障分析 啸叫发生时，系统的压力降低，这是泵供油不足的表现。因此，啸叫是因为系统的流量供应不足引起的。但是，油缸上升时，泵给无杆腔供油，下降时，泵给有杆腔供油，油缸上升、下降的速度曲线基本一致，而无杆腔容积比有杆腔容积大得多，因此，上升所需流量比
双蓄热式步进梁加热炉在宣钢高线(精)
节约能源是我国能源战略的重要目标。在轧钢生产中,加热炉是主要的耗能设备之一。合理选用加热炉, 提高燃料利用率, 对于降低能源消耗, 减少钢坯氧化烧损, 提高加热质量, 从而充分创造整个轧线生产过程的经济效益,具有非常重要的意义。宣钢基于 2000年建成投产的第一条线材生产线加热炉的状况,并且对国内外大中型线材生产线加热炉在节能降耗、环境保护等方面进行调研对比, 在新建的第二条高速线材生产线中采用了双蓄热式步进梁加热炉。 宣钢二高线厂步进梁加热炉的作用是将大于 500℃的热装或常温下冷装的连铸坯加热到轧制所需要的温度, 以提高金属的塑性, 减少轧制变形抗力和机械电气负荷, 节约能源和能耗。 蓄热式加热炉的工作原理 1 蓄热式加热炉的理论基础 蓄热式燃烧技术, 19世纪中期就开始用于高炉热风炉、平炉、焦炉、玻璃熔炉等规模大且温度高的炉子。其原理是采用蓄热室余热回收装置, 交替切换烟气和空气, 使之流经蓄热体, 达到在最大程度上回收高温烟气的显热, 提高助燃空气温度的效果。但传统的蓄热室采用格子砖作蓄热体, 传热效率低, 蓄热室体积庞大, 换向周期长, 限制了它在其他工业炉上的应用。新型蓄热室, 采用陶瓷小球或蜂窝体作蓄热体, 其比表面积高达 200~1000m2/m3, 比老式的格子砖大几十倍至几百倍, 因此极大地提高了传热系数, 使蓄热室的体积可以大为缩小。另外, 由于换向装置和控制技术的提高, 使换向时间大为缩短, 传统蓄热室的换向时间一般为 20~30min ,而新 型蓄热室的换向时间仅为 0.5~3min 。新型蓄热室传热效率高和换向时间短, 带来 的效果是排烟温度低 (200℃以下 , 被预热介质的预热温度高 (只比炉温低 100~150℃。因此, 废气余热得到接近极限的回收, 蓄热室的温度效率可达到 85% 以上, 热回收率达 80%以上。 2 蓄热式加热炉的工作原理
步进式加热炉分析报告
论文（设计） 题目：热轧带钢步进式加热炉特点及分析 系别：建筑工程与环保系 班级：材料071 姓名： 指导教师：
2012年6 月2日 热轧带钢步进式加热炉特点及分析 (建筑工程与环保系材料071) 摘要 本论文一迁钢2160加热炉为例介绍了步进式加热炉的特点及分析。加热炉是轧钢生产线上的重要设备之一,也是钢铁工业中的耗能大户,因此提高加热炉的加热效率,降低能耗,对整个钢铁工业的节能具有重要的意义。加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。 关键词：步进梁式加热炉特点工艺流程发展 绪论 我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大，操作不当时会粘钢造成生产上的问题，难以实
现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点，而步进梁式炉是靠专用的步进机构，在炉做矩形运动来移送钢管，钢管之间可以留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦，出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕，钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高，生产操作灵活等特点，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工艺要求。 2010-6-2 目录 摘要---------------------------------------------------------------------------2 绪论---------------------------------------------------------------------------2 1.加热炉概述----------------------------------------------------------------5 2.炉区设备-------------------------------------------------------------------7 2.1装料辊道-------------------------------------------------------------7 2.2加热炉的炉底步进机构
本钢特钢厂蓄热式烧嘴步进梁式加热炉的应用
本钢特钢厂蓄热式烧嘴步进梁式加热炉的应用 摘要：介绍了本溪钢铁集团公司特钢厂蓄热式烧嘴步进梁式加热炉的特点、技术性能参数及对该炉的控制和管理情况，并介绍了蓄热式燃烧系统的主要特征。该炉投产后，加热能力、加热质量大幅提高，氧化烧损及煤气排放量大幅降低。 关键词：步进梁式加热炉；燃烧系统；蓄热式烧嘴 1 加热炉的特点 本溪钢铁集团公司特钢厂新建2座单(双)排装料、加热能力为120t／h(冷料)的步进梁式加热炉。该炉采用先进的高温空气蓄热式燃烧技术。 1．1 采用新型空气单预热蓄热式烧嘴 采用新型空气单预热蓄热式烧嘴，燃烧组织更优化，可在钢坯上下表面形成微还原性气氛，减少氧化烧损；采用允许工作温度达1600℃的高级蜂窝状蓄热体材料，传热特性好，使用时间长；烧嘴的金属部件远离高温区，烧嘴使用寿命长，维护工作量少。 1．2采用多段炉温控制系统 炉温控制分为均热段、第1加热段和第2加热段，各段之间用隔墙隔开，可灵活、准确地控制各段炉温和空、燃比，实现各种加热工艺和炉温制度，使燃料燃烧过程更加可控，提高燃料利用率。换向系统也相应分为3段控制，还可分成更多的组段错开换向，使换向对炉温、炉压以及空煤气系统压力的波动影响减小。 1．3具有多种节能措施 (1)采用高效蓄热式预热技术，可将助燃空气预热到1000"C以上，排烟温度降至140℃； (2)垫块的错位和采用高温Co合金垫块，有效减少了钢坯黑印，间接减少了燃料消耗； (3)合理的炉内水梁支撑，力求减少冷却管的面积，同时水梁采用双层绝热包扎，以减少冷却水带走的热量； (4)采用优化设计的复合炉衬砌筑结构，减少了散热损失，提高了炉子使用寿命； (5)配备了先进的自动化系统，可集中控制管理加热炉各系统和整个加热过程，确保了空燃比和合理的炉压控制，提高了炉子的热效率； (6)加热炉采用多段炉温自动控制系统，可灵活调节各区段的供热量，以实现最低能耗； (7)采用高效液压系统，可节约能源，并具有轻抬轻放和安全自锁功能。 2加热炉的技术性能 该加热炉加热的主要钢种为低合金钢、碳结钢等，室温装炉。加热炉的有关参数见表1。 3 加热炉的控制与管理