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加热炉知识

时间:2018/5/15 8:54:00   作者:aaaaaa

  在冶金工业中,加热炉是将物料或工件(一般是金属)加热到轧制成锻造温度的设备(工业炉)。
  
  加热炉应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域
  
  结构组成
  
  按炉温分布,炉膛沿长度方向分为预热段、加热段和均热段。
  
  进料端炉温较低为预热段,其作用在于利用炉气热量,以提高炉子的热效率。
  
  加热段为主要供热段,炉气温度较高,以利于实现快速加热。
  
  均热段位于出料端,炉气温度与金属料温度差别很小,保证出炉料坯的断面温度均匀。
  
  加热炉工作原理
  
  用于加热小断面料坯的炉子只有预热段和加热段。
  
  习惯上还按炉内安装烧嘴的供热带划分炉段,依供热带的数目把炉子称为一段式、二段式,以至五段式、六段式等。50~60年代,由于轧机能力加大,而推钢式炉的长度受到推钢长度的好不能太长,所以开始在进料端增加供热带,取消不供热的预热段,以提高单位炉底面积的生产率。用这种炉子加热板坯,炉底的单位面积产量达900~1000公斤/(米2·时),热耗约为(0.5~0.65)×106千卡/吨。70年代以来,由于节能需要,又由于新兴的步进式炉允许增加炉子长度,所以又增设不供热的预热段,好的炉底单位面积产量在600~650公斤/(米2·时),热耗约为(0.3~0.5)×106千卡/吨。
  
  连续加热炉通常使用气体燃料、重油或粉煤,有的烧块煤。为了有效地利用废气热量,在烟道内安装预热空气和煤气的换热器,或安装余热锅炉。
  
  加热炉分类标准
  
  加热炉包括有连续加热炉和室式加热炉等。金属热处理用的加热炉另称为热处理炉。初轧前加热钢锭或使钢锭内部温度均匀的炉子称为均热炉。广义而言,加热炉也包括均热炉和热处理炉。
  
  在锻造和轧制生产中,钢坯一般在完全燃烧火焰的氧化气氛中加热。采用不完全燃烧的还原性火焰(即“自身保护气氛”)来直接加热金属,可以达到无氧化或少氧化的目的。这种加热方式称为明火式或敞焰式无氧化加热,成功地应用于转底式加热炉和室式加热炉。
  
  加热炉连续加热炉
  
  连续加热炉包括推钢式加热炉、步进式炉、转底式炉、分室式炉等连续加热炉,但习惯上常指推钢式炉。
  
  连续加热炉多数用于轧制前加热金属料坯,少数用于锻造和热处理。
  
  主要特点是:料坯在炉内依轧制的节奏连续运动,炉气在炉内也连续流动;一般情况,在炉料的断面尺寸、品种和产量不变的情况下,炉子各部分的温度和炉中金属料的温度基本上不随时间变化而仅沿炉子长度变化。
  
  推钢式连续加热炉
  
  靠推钢机完成炉内运料任务的连续加热炉。料坯在炉底或在用水冷管支撑的滑轨上滑动,在后一种情况下可对料坯实行上下两面加热。炉底水管通常用隔热材料包覆,以减少热损失。为减小水冷滑轨造成的料坯下部的“黑印”,支撑在由耐火材料砌筑的基墙上,这种炉子叫“无水冷炉”。
  
  步进式连续加热炉
  
  靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。炉子有固定炉底和步进炉底,或者有固定梁和步进梁。前者叫做步进底式炉,后者叫做步进梁式炉。轧钢用加热炉的步进梁通常由水冷管组成。步进梁式炉可对料坯实现上下双面加热。
  
  70年代以来,由于轧机的大型化,步进梁式炉得到了广泛应用。同推钢式炉相比,它的优点是:运料灵活,必要时可将炉料全部排出炉外;料坯在炉底或梁上有间隔地摆开,可较快地均匀加热;完全消除了推钢式炉的拱钢和粘钢故障,因而使炉的长度不受这些因素的好。中国1979年投产的步进梁式炉长为32.5米,生产能力为每小时270吨。
  
  转底式加热炉
  
  炉身固定,炉底转动,放置在炉底上的料坯随炉底转动由进料口移送到出料口。根据炉底的形状,转底式加热炉可分为环形炉和盘形炉两种,冶金厂轧钢车间多用环形炉。图是一座生产能力为每小时75吨的转底环形加热炉剖面图。这种炉子适于加热不能用推钢和步进方式运送的物料,如圆坯、车轮和轮箍坯、模锻前的异形坯以及品种多和长短不一的料坯等。缺点是炉底面积利用率低,炉底单位面积产量通常约为350~400公斤/(米2·时)。
  
  分室式快速加热炉
  
  由若干个摆在一条线上的加热室所组成。加热室和加热室之间设间室,传送料坯的辊子设在间室内,料坯单根(或双根)地通过各加热室和间室而被加热。每个加热室与相邻的间室构成一个“炉节”,所以又称节式炉。这种加热炉能快速加热,氧化和脱碳少,适用于加热圆形料坯和钢管。与行星轧机相配合,可用来加热连铸板坯;也可对某些钢材进行局部加热。缺点是单位炉长的生产能力低,炉子热效率较低。
  
  加热炉室式加热炉
  
  用于金属坯或锭锻压前的加热。物料加热时不移动;炉内不分段,要求各处炉温均匀,对于大钢锭加热采用周期性的温度制度(即炉温按时间分为预热期、加热期、均热期等)。
  
  室式加热炉有两种:固定炉底室式炉和车底式炉。
  
  固定炉底室式炉
  
  炉底面积一般1~10米2。装出料多靠人工或简单机械;加热较大工件的室式炉,也有用专门装出料机的。燃料为煤、重油或煤气。有的炉在炉墙上开一缝隙,料坯由缝隙送入炉内加热,叫“缝式炉”,常用于小件加热或长料坯的端头或局部加热。这类炉的炉底单位面积产量通常为300~400公斤/(米2·时),单位热耗每吨钢约为(1.0~1.5)×106千卡。
  
  车底式炉
  
  用于重量为十几吨至几百吨的大钢锭在锻压前的加热,炉型为室式或隧道式。加热物件放置在台车上,炉外进行装卸料,由车间吊车或其他牵引装置把台车拽入或拖出炉膛,大钢锭加热要求炉温分布均匀,所以车底式炉常采用分散供热和分散排烟(烧嘴和烟道口分散地布置在炉子侧墙上)。
  
  按通风方式分类
  
  分为自然通风加热炉:利用烟囱的抽力吸入燃烧空气,并将烟气排出的加热炉。
  
  强制通风加热炉:燃料气燃烧所需要的空气是用鼓风机送入,而烟气则通过引风机(或烟囱抽力)排出的加热炉。
  
  按热源划分
  
  有燃料加热炉、电阻加热炉、感应加热炉、微波加热炉等。
  
  加热炉节能措施
  
  加热炉、各种工业炉、锅炉都是高耗能窑炉,资源耗费量大。加热炉对钢锭进行加热时的温度高,烟气带走了大量的高温热量,造成白白浪费,热利用率较低。节能降耗的措施有:
  
  1、在加热炉内壁涂刷RLHY-2黑体辐射节能涂料,增加加热炉壁耐火材料辐射率,加快炉内辐射换热,用此产品实现节能率10%好20%。
  
  2、在加热炉内壁加装高辐射率桶状装置,同样起到提高炉壁耐火材料辐射率的作用,加快炉内辐射换热,产品实现节能率3%好6%,此方法的缺点就是投资偏大,收回成本周期相对较长。
  
  3、使用蜂窝陶瓷蓄热体可以达到余热回收的目的,但一次性投入大,切换机构多,维修成本高;另外在切换过程中也带走了相当多被烧嘴吹出但未燃烧的燃气,造成能源严重流失。而使用换热器则可弥补蜂窝陶瓷这方面的不足,且投资少、无切换机构、免维修。
  
  如果使用金属换热器,由于材质的好,抗氧化能力差,不能在高温下长期使用,余热回收率低。如烟道温度达到800度以上,金属换热器非常容易被高温损坏,无法达到余热回收的目的。
  
  如普通情况下窑温高于800度,而烟道温度低于800度,这种情况看起来适合用金属换热器,但如果出现停电、燃气量偏大、助燃风量不足等情况,都会使烟道温度快速高于800度,使金属换热器很快被烧坏。
  
  陶瓷换热器具有以下特点:
  
  a、耐高温,耐腐蚀,换热效果好,节能率高。但金属换热器放在陶瓷换热器的部位就很快被烧坏了。
  
  b、陶瓷换热器使用方法直接、简单、快捷、一次性投资少、投资成本低、换热温度稳定、效率高、寿命长、不堵塞、不漏气、更换方便,不存在煤气在切换时浪费跑掉。
  
  c、使用寿命上,同等情况下陶瓷换热器是金属换热器几倍或几十倍。
  
  如果不使用换热器,助燃风温度就是一般常温(-10℃-40℃),但通过陶瓷换热器加热的助燃风温度可达300℃-800℃,不但可以达到节能的目的,而且提高了环境效益。
  
  在加热炉余热回收利用,实现节能率1%好2%。
  
  安全规程
  
  1、安全,所有加热炉都必须具有如下部件和安全设施。出口温度自动调节装置;原料油自动控制装置;炉膛、对流、炉管、辐射、烟道的温度指示计;
  
  2、炉出人口及过热蒸汽压力计;调节风门及烟道挡板;紧急放空装置;防爆门;炉膛及回弯头箱灭火蒸汽线。
  
  3、新炉投用必须按规定程序、升温曲线进行烘炉。
  
  4、加热炉点火前,应关好人孔,烟道挡板开至1/3一1/2,建立燃料油系统循环和原料循环,准备好浸透柴油的点火棒。
  
  5、点火前,应先用蒸汽将炉膛内残留瓦斯赶净,将已点燃的点火棒放在火嘴的上端,待人离开炉膛底部后,稍开蒸汽,再开油线。点燃油火后,调节油汽比至正常状态。
  
  6、引瓦斯时要注意脱净存水及凝缩油,并在安全地点排空15分钟以上,经化验分析含氧量小于1%,方可投用点火。瓦斯进炉前一定要经过阻火器。
  
  7、点火时司炉工不能面对火嘴及看火窗,以免回火伤人。如火焰熄灭,应立即关闭燃料阀,炉膛内需用蒸汽吹扫后,方能重新点火。
  
  8、正常操作中应经常检查炉子燃烧情况,随时调节,注意检查炉管是否弯曲、鼓泡、脱皮、发红和发暗等异常情况,注意检查回弯头、堵头、出入口阀法兰有无漏油现象,发现异常,立即向领导汇报,采取措施进行处理。
  
  9、遇有炉管烧穿破裂造成炉膛着火或有紧急情况需人进入炉膛处理时,应用蒸汽进行灭火降温处理,严禁用水喷入炉膛内进行灭火和降温。
  
  10、进入炉内检修时,应办理进入设备内作业手续。防爆门不得用其它物件堵死,以免失去防爆作用。
  
  11、点炉升温或停炉降温都要严格按规定的升降温速度进行。
  
  12、紧急停炉时,禁止只用仪表风关闭控制阀,一定要关闭炉前手阀。
  
  13、如遇被加热介质中断,应立即灭火,炉膛通入蒸汽。
  
  14、非工作人员禁止入内。

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