【正文】 結(jié)構(gòu)也是爐子的骨架，在其上可以安置爐門框、爐門、燒嘴和冷卻水管等各種爐子部件，井承受這些部件的重量。 (3)可抵抗砌體的高溫膨脹，使爐子受熱后不發(fā)生變形。 為使鋼架形成整體而把爐子夾固起來，各個獨立的鋼件之間必須互相連接來，除有特殊要求采用活動連接外．一般都采用焊接結(jié)構(gòu)。鋼鐵下端大都固定在爐子基礎(chǔ)上。由于鋼架是固定死的，故各部分砌體均需留有膨脹縫，以免受熱后鋼架變形。鋼結(jié)構(gòu)所用材料通常有槽鋼、工字鋼、角鋼、圓鋼、鋼軌和鋼板等。為使鋼結(jié)構(gòu)工作可靠，又能節(jié)約鋼材，各種鋼件的尺寸和規(guī)格的選用都應(yīng)通過計算，并參照實際使用資料來確定。 此外，爐子的平臺、欄桿及扶梯等，也都用于鋼結(jié)構(gòu)的范圍應(yīng)根據(jù)爐子具體情況來設(shè)置。 現(xiàn)代連續(xù)加熱爐 型可以歸為兩大類：推鋼式爐和步進式爐。兩類爐型的根本區(qū)別，僅在于爐內(nèi)的輸料方式。 推鋼式爐是連續(xù)加熱爐中歷史最長的一種爐型，自上世紀初沿用至今。在 1967年以前，所有的現(xiàn)代軋機都是采用推鋼式爐。步進式爐是在上世紀三十年代才出現(xiàn)的爐型，有一些優(yōu)點超過了推鋼式爐。這兩類爐型經(jīng)過七十年以上的時間的發(fā)展，其性能指標的相互比較也發(fā)生了很大的餓變化。推鋼式選用合理的溫度制度和供熱制度，降低爐內(nèi)的最高溫度和廢氣排放溫度，提高爐內(nèi)燃燒產(chǎn)物的熱量利用率，提高廢熱回收率，減少其他熱損失，進行現(xiàn)代化管理，采用計算機控制，推鋼式爐 和步進式爐有同等的效果，并且推鋼式加熱爐一次性投資少，維護運行費用低，所以 共 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 在這里只討論推鋼式連續(xù)加熱爐。 爐子的熱工制度和爐型 推鋼式連續(xù)加熱爐的爐問制度分為兩段式 .三段式及強化加熱三種。 兩段式連續(xù)加熱爐 按爐溫制度分為加熱期和預(yù)熱期，爐膛也相應(yīng)的分為加熱段和預(yù)熱段。加熱薄料坯的小爐子也有單面加熱的，一般多為兩面加熱。燒煤時設(shè)有端部的燃燒室。稱為爐頭，下加熱的燃燒室設(shè)在兩側(cè)，成為腰爐。 具有兩面加熱的兩段式連續(xù)加熱爐，其燃料的分配比例上加熱大約是 30%到40%，下加熱大約是 60%到 70%。以為下面的爐氣 要上浮，部分氣體有兩側(cè)的空隙上來，使下部的熱量供應(yīng)不足；其次鋼坯下面的冷卻水要帶走大量的熱量，這部分熱幾乎都要有下面加熱來供給；此外，鋼坯與水管接觸的地方要產(chǎn)生黑印，若下加熱能力不足，則黑印回更加嚴重，而到了實體段時，只有上表面能夠加熱。因而需要給下加熱燃料多供給些。 三段式連續(xù)加熱爐 三段式連續(xù)加熱爐在加熱制度上采用預(yù)熱期 .加熱期 .和均熱期的三段溫度制度。在爐子的結(jié)構(gòu)上也相應(yīng)的分為預(yù)熱段 .加熱段和均熱段。一般有三個供熱點，及上加熱 .下加熱和均熱段供熱。斷面尺寸較大的鋼料和合金鋼料的加熱，多采用三段式爐溫制 度的三段式連續(xù)加熱爐。 三段式加熱爐爐型的變化很多，但在結(jié)構(gòu)上仍有一些共同的基本點。爐頂輪廓曲線變化是很大的，它大致與爐溫曲線相一致，及爐溫高的區(qū)域爐頂也高，爐溫低的區(qū)域，其爐頂也相應(yīng)的壓低。在加熱段與預(yù)熱段之間，有一個比較明顯的過渡，爐頂向預(yù)熱段壓下。這是為了避免加熱段高溫區(qū)域有許多熱量向預(yù)熱段的低溫區(qū)域輻射，加熱段是主要燃燒區(qū)域，空間比較大，有利于輻射傳熱：預(yù)熱段是余熱利用的區(qū)域，壓低爐頂縮小空間，有利于強對流換熱。但是也有的爐子著眼于強化加熱，使加熱段相對的延長，加熱段與預(yù)熱段的界限也不在十分的明顯。 下面是二段式和三段式加熱爐爐溫 時間表比較，圖（ a）是二段式 ，圖（ b） 為三段式。 共 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 燒嘴及其分布 加熱鋼錠用推鋼式加熱爐多采用平焰燒嘴，其火 焰呈圓盤形，輻射能力強，加熱速度快，火焰直徑 8001 000 mm,厚度 50150 mm，對降低爐膛高度有利。 燒嘴分布有矩形排列 (a)和交錯排列 (b)兩種形 式，如圖 4所示。 圖 4中，在爐膛尺寸和燒嘴總功率一致的前提下，由 于燒嘴火焰呈圓盤形， (b)種排列燒嘴間的死角較 (a)小， 且兩排燒嘴在鋼錠運行方向上的位置互補，有利 于避免因 燒嘴間隔過大而造成鋼錠表面黑線的產(chǎn)生。爐子加熱段燒 嘴配置的功率要大，數(shù)量要多，爐膛溫度相對較高，使鋼錠快速加熱到設(shè)定溫度。而均熱段燒嘴配置的功率應(yīng)相對較小，爐膛溫度相對較低，使鋼錠由表及里溫度趨于均勻。 燃燒控制技術(shù) 燒嘴及其燃燒控制是步進爐的核心技術(shù)之一，手動控制已被自動控制方式所取代。目前大規(guī)格鋼錠推鋼式加熱 爐可選用的燃燒自控方式通常有 : (1)空燃比例連續(xù)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣 /燃氣比例閥、空氣 /燃氣電動蝶閥、空氣 /燃氣流量計、熱電偶、氣體分析裝置、 PLC等組 成。工作原理是由熱電偶或氣體分析裝置檢測出來的數(shù)據(jù)傳送到 PLC與其設(shè)定值進行比較，偏差值按比例積分、微分運算輸出 420 mA的電信號分別對空氣 /燃氣比例閥和空氣 /燃氣電動蝶閥的開度進行調(diào)節(jié)，從而達到控制空氣 /燃氣比例和爐內(nèi)溫度之目的。 (2)雙交叉限幅控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣 /燃氣流量閥、空氣 /燃氣流量計、熱電偶等組成。工作原理是 :通過一個溫度傳感器熱電偶把測量的溫度變成一個電信號，該信號表示測量點的實際溫度，該測量點的 溫度期望給定值是由預(yù)存貯在上位機中的工藝曲線自動給定的。根據(jù)這兩個 溫度值偏差的大小，PLC自動校準燃氣 /空氣流量閥的開度。該閥通過電動執(zhí)行機構(gòu)定位?？諝?/燃料比控制，借助于孔板和差壓變送器來測量空氣流量，燃氣的流量是借助于一臺安裝在燃氣支管上的質(zhì)量流量計來測量，使精確的溫度控制得以實現(xiàn)。 (3)數(shù)字化脈沖控制系統(tǒng)，該設(shè)計的前提思路是 :某種形式分布的燒嘴，在額定的燃氣壓力、熱值條件下，單位時間內(nèi)噴出熱 氣流的總熱烙是一個定值，根據(jù)錠坯在爐內(nèi)的具體分布情況和加熱要求 (已輸 PLC)，對各燒嘴的燃燒工況進行合理組合， 共 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 就會獲得滿意的爐內(nèi)溫度場的分布，從而保證了錠坯的加熱質(zhì)量。數(shù)字化 脈沖控制的工作原理 (圖 5)是在一段時間內(nèi)燃氣總量不變的情況下，根據(jù)預(yù)調(diào)好的空氣 /燃氣比，按時序分配的結(jié)果，對各燒嘴的燃燒功率進 行大小火控制，實現(xiàn)爐內(nèi)各區(qū)的供熱量與負荷的合理配置。 (4)其他控制技術(shù)①助燃空氣溫度一流量控制。推鋼 爐開爐或爐內(nèi)工況變化時，由熱交換器加熱的助燃空氣溫 度是不穩(wěn)定的。當爐壓不變時，溫度升高，導(dǎo)致相同流量時空氣質(zhì)量的減少，使得燒嘴前的實際空氣 /燃氣比下降 。反之亦然。為確保燒嘴能合理燃燒， PLC應(yīng)輸人助燃空氣量隨溫度變化的邏輯程序，用實測的熱空氣溫度信號對其 進行流量補償。②燒嘴燃燒安全控 制系統(tǒng)。高水平的燒嘴 燃燒安全控制系統(tǒng)是爐子安全生產(chǎn)的重要保證，包括點火 前的安全吹掃、點火程序控制、燃燒火焰的自動檢測和燃氣快速切斷閥，不僅要求系統(tǒng)設(shè)計可靠，而且要求構(gòu)成系 統(tǒng)的每個部件的質(zhì)量要極為可靠。燃燒設(shè)備的爆炸事故大多為燒嘴點火時引起的。每次燒嘴點火前應(yīng)啟動氮氣 (也有用空氣的 )吹掃系統(tǒng)，對燃氣管道吹掃一定時間，耗氣量約為管道容積的 35倍，以清除燒嘴前燃氣管道內(nèi)殘留的可燃性混合氣體，然后再將空氣管道至燒嘴間閥門開啟至最大位置，啟動爐膛空氣吹掃系統(tǒng)，用助燃風(fēng)機對爐膛進行吹掃。③自動點火安全控制。工作原理是 :吹掃結(jié)束時，閥門回到最小開度，燃氣電磁閥打開，同時點火變壓器通過燒嘴上的點火電極高壓放電，將燃氣點燃，然后進人火焰檢測程序。火焰穩(wěn)定后，經(jīng)燒嘴上的監(jiān)測電極反饋 給自動點火控制器一個 530 mA 的信號，自動點火控制 器接受到信號后，各閥門逐漸進人工作開度。若燒嘴沒有形成穩(wěn)定火焰或熄火時，自動點火控制器不能接受到監(jiān)測信號，此時進人故障狀態(tài)，輸出一個故障信號，自動點火控制器自動切斷燃氣電磁閥。自動點火控制器可按設(shè)定程序或在手動復(fù)位后才能進行第二次點火程序?；鹧姹O(jiān)測器分為離子式、紫外線式和光敏元件等 系統(tǒng) 排煙系統(tǒng)要求一是能克服煙道阻力，順利地將煙氣排空 。二是精確控制爐膛壓力 。三是采用熱交換器，最大程度地回收煙氣熱量以預(yù)熱助燃空氣。排煙系統(tǒng)主要由保溫?zé)煹馈Q熱器、煙道閘門、排煙風(fēng)機 (強制排煙時 )和煙囪等組成。 煙道 一般煙道常常埋在地下，這樣對車間布置方便，但如地下水位較高時也可把煙道放在地上。埋設(shè)在地下的煙道結(jié)構(gòu)如圖 l— 9所不，埋設(shè)深度一般都布置離地面至少300mm以下。對于穿過有動載荷 (如 共 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 車輛通過 )的地段，穿過料場或成品庫以及汽錘等振動較大的操作區(qū)域的煙道，應(yīng)該用混凝土框把煙道包起來 。處于地下水位以下的煙道應(yīng)設(shè)有可靠的防水措施．通常是包以混凝土框，并在混凝土外面包以鋼板。必要時須在煙道附近設(shè)置深水井，并用水泵抽水。 煙道布置要盡量縮短長度和減少煙氣流動阻力損失，要與廠房柱基、設(shè)備基礎(chǔ)和電纜等保持一定的距離，以免它們受煙道溫度的影響。當煙道內(nèi)設(shè)有余熱回收裝置時，一般要設(shè)置分煙道和相應(yīng)的煙道閘板。為了控制排煙量以調(diào)節(jié)滬膛壓力，煙道上必須設(shè)置煙道閘板。當煙氣溫度低于 400一 600℃時，閘板可用灰口鑄鐵件或鑄鋼件制作；當溫度高于 600一 700℃時，應(yīng)采用水冷閘板、空冷閘板、襯磚閘板或耐熱合金鋼 制造的閘板。 煙囪 煙囪是通常用的一種排煙裝置。煙囪結(jié)構(gòu)有磚煙囪、鋼筋混凝土煙囪 (內(nèi)襯磚 )和金屬煙囪 (有的襯磚省的不襯磚 )。煙囪高度低于 60一 70m時，磚煙囪比鋼筋混凝土煙囪造價低，但磚煙囪砌筑比較因難 (不便于機械化施工 )，而且壽命也不如鋼筋混凝土煙囪。所以，小煙囪常用磚煙囪， 45m高以上的煙囪一般采用鋼筋混凝土煙囪。煙囪必須有獨立的基礎(chǔ)，不能與煙道基礎(chǔ)相連，以免煙囪下沉?xí)r煙道基礎(chǔ)斷裂。煙囪底部應(yīng)設(shè)人孔烈備烘烤煙囪、扒灰和修理內(nèi)襯之用。金屬煙囪一般用 5—10mm厚鋼板焊成，其壽命低，但修 建快，造價低，在小爐子上時常采用。當溫度較高時，內(nèi)部須襯以耐火材料。 排煙方式 分為自然排煙和強制排煙兩種。當煙道阻力 500600Pa時，推薦自然排煙方式，該方式無動力消耗，運行成本低，但隨煙囪高度的增加，建筑費用將激增。煙道阻力較大時，應(yīng)采用強制排煙方式。又分為引風(fēng)機排煙和引射風(fēng)機排煙。前者采用的是高溫風(fēng)機，開爐時因煙氣溫度低風(fēng)機負荷較大，爐子正常工作時又因為高溫?zé)煔獾淖陨沓榱κ癸L(fēng)機負荷下降，因此引風(fēng)機應(yīng)變頻控制，此方案雖然有煙囪高度小的優(yōu)點，但因排煙溫度高，風(fēng)機 易損壞而會造成停爐事故 。后者為普通風(fēng)機，但排煙效率低，功率應(yīng)相對較大，有能量轉(zhuǎn)換損失也可用變頻控制。 換熱器及其保護 目前常用的換熱器有熱管式、帶翅片管式、麻花管式和噴流幅射式等類型。其中熱管式換熱器的換熱效率較貴 。噴流幅射式換熱器煙氣人口溫度要求》 800℃ 。其他兩種 價格適中，但體積相對較大。換熱器除了具有良好的換熱 性能外，使用壽命也是其重要的質(zhì)量指標。換熱器長期在高溫狀態(tài)下工作，其焊縫會產(chǎn)生熱脆性而燒裂，在煙氣人口處的材質(zhì)可選 1Crl8Ni9Ti, 1Crl8Ni9和 1Crl3等，應(yīng)裝設(shè)膨脹節(jié)， 共 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊