【導讀】主要內(nèi)容：1、確定產(chǎn)品方案的編制和金屬平衡表，及有關(guān)技術(shù)條件。度、速度制度等）。件、軋輥強度、和電機發(fā)熱校核等。[2]李世俊.《我國鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的現(xiàn)狀及展望》.冶金管理，2020，書.冶金工藝出版社.

　　

【正文】 產(chǎn)量相適應(yīng)。 加熱制度 加熱制度是指在保證實現(xiàn)加熱條件的要求下所采取的加熱方法。具體地說，加熱制度包括溫度制度和供熱制度兩個方面。 對連續(xù)式加熱爐來說，溫度制度是指爐內(nèi)各段的溫度分布。供熱制度對連續(xù)加熱爐是指爐內(nèi)各段的供熱分配。 從加熱工藝的角度來看，溫度制度是基本的，供熱制度是保證實現(xiàn)溫度制度的條件，一般加熱爐操作規(guī)程上 規(guī)定的都是溫度制度。 具體的溫度制度不僅決定于鋼種、鋼坯的形狀尺寸、裝爐條件，而且依爐型而異。加熱爐的溫度制度大體分為：一段式加熱制度、兩段式加熱制度、三段式及多段式加熱制度。這里重點介紹三段式加熱制度。 三段式加熱制度是把鋼坯放在 3 個溫度條件不同的區(qū)域內(nèi)加熱，依次是預(yù)熱段、加熱段、均熱段（ 或稱應(yīng)力期、快速加熱期、均熱期 ） 。 這種加熱制度是比較完善的加熱制度，鋼料首先在低溫區(qū)域進行預(yù)熱，這時加熱速度比較慢，溫度應(yīng)力小，不會造成危險。當鋼溫度超過 500~600 以后，進入塑性范圍，這時 就可以快速加熱，直到表面溫度迅速搞到出爐所要求的溫度。加熱期結(jié)束時，鋼坯斷面上還有較大的溫度差，需要進入均熱期，此時鋼的表面溫度不再升高，而使中心溫度逐漸上升，縮小斷面上的溫度差。 三段式加熱制度既考慮了加熱初期溫度應(yīng)力的危險，又考慮了中期快速加熱和最后溫度的均勻性，兼顧了產(chǎn)量和質(zhì)量兩個方面。在連續(xù)式加熱爐上采用這種加熱制度時，由于有預(yù)熱段，出爐廢氣溫度較低，熱能的利用較好，單位燃料消耗低。加熱段可以強化供熱，快速加熱減少了氧化和脫碳，并保證爐子有較高的生產(chǎn)率，所以對許多鋼坯的加熱來說，這種加熱制度是比較完 善和合理的。 這種就愛熱制度使用于大斷面坯料、高合金鋼、高碳鋼和中碳鋼冷坯加熱。 湖南冶金職業(yè)技術(shù)學院 年產(chǎn)量 110 萬噸中厚板車間設(shè)計 表 32 加熱制度 含碳量（質(zhì)量百分數(shù)） ％ 鋼種 出爐溫度/℃ 各段溫度 /℃ 加熱速度/m/min 均熱段 一加熱段 二加熱段 ＜ Q195F~Q235F Q235~255 15Mn~20Mn 15MnVg16Mnq 15MnVNq 15MnVNR 16MnR 15g~20g 09MnCuPTi 08~25 08F~20F 1180~1230 1200~1250 1250~1310 1170~1230 7~9/10 ~5 Q275 3040 43Mn=40Mn 25g 20CrMnSiA 25CrMnSi 1180~1210 1210177。 20 1270177。 30 1170177。 20 9~10/10 ~5 45~60 50Mn=65Mn 1170~1190 1200177。 20 1260177。 30 1160177。 20 11~12/10 特鋼 按專用規(guī)程 坯料常見就加熱缺陷及防止方法 （ 1）鋼的過熱 當鋼的溫度超過臨界點 Ac3 以上時，鋼的 晶粒開始長大，晶粒粗化是過熱的主要特征。以過熱的鋼，可進行?；嘶鹛幚恚愿纳破淞W性能，為了防止鋼的過熱，在坯料的加熱過程中應(yīng)掌握好加熱溫度及其在高溫段停留的時間，并應(yīng)適當縮短加熱時間，當因軋機故障停機時間較長時，應(yīng)減少燃料用量，適當降低爐膛溫度。 常見的幾種典型鋼種的過熱溫度為： 碳鋼（ %C） 1250 攝氏度 碳鋼（ %C） 1150 攝氏度 鉻鋼（ 40Cr） 1150~1200 攝氏度 鉻鎳鋼（ 20CrNi3A） 1150 攝氏度 湖南冶金職業(yè)技術(shù)學院 年產(chǎn)量 110 萬噸中厚板車間設(shè)計 （ 2）鋼的過燒 當鋼加熱到比過熱更高溫度，時間又長時，不僅鋼的晶粒長大，而且晶粒之間邊界開始熔化，氧進入晶粒間隙，使金屬發(fā)生氧化并促使熔化，導致晶粒結(jié)合力破壞而使鋼失去本身的強度和塑性，這就是過燒。過燒的鋼無法挽救，必須報廢重新冶煉。 過燒同加熱溫度及爐內(nèi)氣氛有關(guān)，加熱溫度愈高，高溫段時間停留愈長，爐氣氧化能力愈強，便愈容易發(fā)生鋼的過燒，鋼中含碳量愈高，產(chǎn)生過燒的溫度 愈低。 為了防止鋼的過燒，應(yīng)避免加熱溫度過高及其在高溫段長時間的停留，軋機發(fā)生故障時，應(yīng)設(shè)法降低爐膛溫度并減少進入爐內(nèi)空氣量。 （ 3）鋼的脫碳 鋼在加熱過程中，其表層內(nèi)含碳量減少稱為脫碳。通常，僅在易脫碳的鋼中予以考慮對含碳量高的鋼及碳素工具鋼等容易脫碳的鋼，不允許長時間在高溫段保溫過待軋，避開易脫碳鋼的脫碳峰值溫度范圍，對易脫碳的鋼，通常應(yīng)保持爐內(nèi)的氧化氣氛，是氧化速度大于脫碳速度。 （ 4） 鋼的氧化和麻點 鋼在高溫爐內(nèi)加熱時，鋼的表面層同爐氣中氧氣、二氧化碳、水等發(fā)生反應(yīng)并生成氧化鐵皮，不僅造成鋼的損耗， 而且因其堆積在推鋼式加熱爐爐底上，影響爐體壽命。 當爐內(nèi)氧化氣氛和坯料在高溫段長時間的停留時，特別是發(fā)生軋制故障、加熱調(diào)整不及時，將導致鋼的氧化鐵皮增厚，一般情況為 1~5mm，嚴重時可達 10mm，如不及時清除干凈，在軋制時氧化鐵皮將壓入板面，便形成麻點缺陷。軋機設(shè)備事故造成事故造成長時間停軋，是鋼在加熱爐內(nèi)保溫時間過長，或爐膛溫度和壓力的變化，是停軋時的均熱溫度低于正常的出鋼溫度，此時，時常會引起 爐內(nèi)均熱段坯料表面氧化鐵皮發(fā)粘、不宜分離，軋制時易出現(xiàn)麻點。 氧化鐵皮在 900~1000℃ 時有最大粘著力，在 1200℃ 時晶粒邊緣之間有氧化物和硅酸鹽，易于除支熱門貨鐵皮，而 1350℃ 時晶粒邊緣開始氧化。 為了最大限度地減少或避免氧化麻點的產(chǎn)生，對碳素和低合金鋼應(yīng)盡量 提高鋼坯的加熱溫度和出爐溫度；縮短加熱時間或快速加熱；減少空氣過剩率；適當 2~3Pa 微正壓，同時，軋制前應(yīng)使用高壓水除鱗裝置，清楚氧化鐵皮。 鋼的溫度不均； 加熱溫度不均包括：鋼的中心溫度和表面溫差大，上、下表面溫差大，鋼在長度方向的溫度不均，鋼的溫度不均會直接影響成品鋼板厚度尺寸精度，還會造成鐮刀旁及波湖南冶金職業(yè)技術(shù)學院 年產(chǎn)量 110 萬噸中厚板車間設(shè)計 浪等缺陷，以及引起軋機的設(shè)備事故。 鋼的中心與表面溫 差大，這是由于鋼的加熱時間與均熱時間過短所致，應(yīng)適當延長均熱時間，可減少溫差。 由于爐底 水管的吸熱及熱氣流上浮，是坯料的下表面加熱條件較差，因此下表面鋼溫通常低于上表面，可以提高下加熱段的溫度，適當延長在均熱段停留時間予以改善。 剛在長度方面上的溫度不均，應(yīng)適當調(diào)整燒嘴的開啟度及開啟燒嘴的個數(shù)，用以配整燃料在長度方向上的分配。 鋼在寬度方向上的溫度不均，是推鋼過頭及出料端負壓過大，吸入冷風所致，這種缺陷可通過正常的推鋼（不推過頭），提高爐膛的壓力，改善爐頭結(jié)構(gòu)等措施。 加熱爐主要技術(shù)性能 爐子用途及加熱鋼種 爐子選用步進式連續(xù)加熱爐，主要用途是板坯軋制前加熱。加熱的鋼種主要有：碳素結(jié)構(gòu)鋼坯、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼坯、低合金鋼高強度結(jié)構(gòu)鋼坯、造船板坯、管線板坯、鍋爐板坯、壓力容器用鋼板坯、橋梁及耐候板坯、工程機械用板板坯、汽車大梁板板坯 表 33 步進梁式加熱爐設(shè)備參數(shù) 鋼坯規(guī)格 （ 180~300） mmx（ 1200~2300） mmx（ 2200~7500） mm 燒嘴數(shù)量 85 個，其中加熱 1 段 26 個，加熱 2 段 33 個，均熱段 26 個。 裝料溫度 冷裝，常溫，熱裝 爐子尺寸 爐子有效長度 40m 出料溫 度 1050~1250℃ 爐子內(nèi)寬 爐子額定加熱能力 160t/h(冷坯，標準板坯： 220X2100X3300) 布料方式 雙排布料料長 2200~3600mm 最大加熱能力 185t/h(冷坯，標準板坯：2200X2100X3300) 單排布料料長 4200~7500mm 設(shè)計有效爐底強度 606Kg/(平方米每小時 ) 裝出料方式 裝料 1 號、 2 號爐推鋼機裝料（ 3 號爐裝鋼機裝料） 設(shè)計燃料種類、燃料發(fā)熱量 轉(zhuǎn)焦混合煤氣 Q=（ 1800~2200）出料 托鋼機出 料 設(shè)計單位燃耗（冷坯） 點位置 距爐子出料側(cè)砌磚線 1400mm 湖南冶金職業(yè)技術(shù)學院 年產(chǎn)量 110 萬噸中厚板車間設(shè)計 燃料最大消耗量（標坯） 34150 立方米 /小時 爐子裝出料輥道中心距 47200mm 空氣最大消耗量（標坯） 58436 立方米 /小時 爐子砌磚線長 4140mm 最大煙氣量（標態(tài)） 92877 立方米 /秒 裝料輥道中心線至裝料端砌磚線 2900mm 供熱方式 空氣、煤氣雙預(yù)熱 煙囪 高度 85m 空氣預(yù)熱溫度 500~550℃ 內(nèi)徑 煤氣預(yù)熱溫度 250~300℃ 燒嘴 燒嘴 配置見表 34 空氣預(yù)熱器形式 帶插入件金屬管狀 燒嘴型號見表 35 煤氣預(yù)熱器形式 金屬管狀 爐內(nèi)水冷管支撐立柱間距 2600mm 步進機構(gòu)形式 雙輪斜軌式、液壓傳動 爐內(nèi)活動梁間距 1380m 步進機構(gòu)行程 升降 200mm 爐內(nèi)固定梁間距 1380m 水平 590mm 冷卻水壓力 ~ 凈循環(huán)水耗量 550~660t/h 濁循環(huán)水耗量 150~180t/h 步進周期 45s 表 34 燒嘴配置 序號 分段名稱 燒嘴形式 燒嘴數(shù)量 /個 每個燒嘴能力（標態(tài) /立方米每小時） 各段能力配備 各段正常用量 （標態(tài)）立方米每小時 ％ （標態(tài)）/立方米每小時 ％ 1 均熱段上部 平焰燒嘴 20 150 3000 2368 2 均熱段下部 側(cè)部調(diào)焰燒嘴 6 750 4500 3550 3 加熱 2段上部 平焰燒嘴 25 250 6250 4933 4 加熱 2段下部 側(cè)部調(diào)焰燒嘴 8 1100 8800 6946 5 加熱 1段上部 平焰燒嘴 20 250 5000 3946 6 加熱 1段下部 側(cè)部調(diào)焰燒嘴 6 1100 6600 5210 合計 34150 26955 100 湖南冶金職業(yè)技術(shù)學院 年產(chǎn)量 110 萬噸中厚板車間設(shè)計 表 35 燒嘴型號 均熱段上部 MRP150型平焰燒嘴 加熱 2 段下部 MTY1100 型調(diào)焰燒嘴 均熱段下部 MTY750 型調(diào)焰燒嘴 加熱 1 段上部 MRP250 型平焰燒嘴 加熱 2 段上部 MRP250型平焰燒嘴 加熱 2 段下部 MTY1100 型調(diào)焰燒嘴 表 36 加熱爐附屬設(shè)備參數(shù) 入爐輥道 出爐輥道 數(shù)量 88 根 數(shù)量 65 根 輥子直徑 400mm 輥子直徑 400mm 輥身長度 2500mm 輥身長度 2500mm 輥子間距 600mm 輥子間距 600mm 傳遞速度 0~2m/s 傳遞速度 0~2m/s 電機功率 13KW 電機功率 13KW 粗軋工藝與設(shè)備參數(shù) 粗軋階段的主要任務(wù)是將板坯或扁錠展寬到所需要的寬度并進行大壓縮延伸。根據(jù)原料條件和產(chǎn)品要求，可以有多種軋制方法供選擇。這些全縱軋、綜合軋制法、全橫軋制法、角軋 縱軋法。 本設(shè)計將采用綜合軋制法（橫軋 縱軋法） (1)全縱軋法 定義：鋼板的延伸方向與原料 (鋼錠或鋼坯 )縱軸方向相一致的軋制方法。 適用范圍：當原料的寬度稍大于或等于成品鋼板的寬度時采用。 特點：操作簡單所以產(chǎn)量高，軋制鋼錠時鋼錠頭部的缺陷不致擴展到鋼板的全長上去（優(yōu)點）。軋件始終沿著一個方面延伸，使鋼中偏析和夾雜等呈明顯的帶狀分布，帶來鋼板組織和性能的各向異性，使橫向性能 (尤其是沖擊性能 )降低。 (2)全橫軋法 定義：鋼板的延伸方向與原料的 縱軸方向相 垂直的軋制方法。 適用范圍：用于板坯長度大于或等于鋼板寬度時。 特點：如果用初軋板坯作原料，那么由于初軋時軋件的延伸方向與厚板軋制時的延伸方向相垂直，因而大大地改善鋼板的各向異性，顯著改善鋼板的橫向性能。因此全橫軋法經(jīng)常用于以初軋坯為原料的中厚板生產(chǎn)。但由于受到鋼坯長度規(guī)格數(shù)量的限制，調(diào)湖南冶金職業(yè)技術(shù)學院 年產(chǎn)量 110 萬噸中厚板車間設(shè)計 整鋼板寬度的靈活性小。 (3)綜合軋制法（橫軋 —縱軋法） 首先縱軋 1～ 4 道次，平整板坯（成形軋制），再將板坯轉(zhuǎn) 90176。進行橫軋，將板坯寬度延伸至鋼板所需寬度（展寬軋制），然后再轉(zhuǎn) 90176。進行縱軋（延伸軋制）。 優(yōu)點：板坯寬度不受 鋼板寬度的限制，比較靈活；軋件在橫向有一定的延伸，改善了鋼板的橫向性能。 缺點：軋件共有兩次 90176。旋轉(zhuǎn)，因此使產(chǎn)量有所降低；并易使鋼板成桶形，增加切邊損失，降低成材率。板坯橫向延伸率還不大，