中厚板生產線加熱爐爐型比較與加熱質量分析

摘 要 加熱爐是中厚板生產線必要工序和設備之一。本文對比了步進梁式、推鋼式、車底式等3種爐型，列舉了國內典型的中厚板廠加熱爐性能指標，并簡要分析了加熱質量對鋼板質量的影響。

關鍵詞 中厚板 加熱爐 加熱質量

一、加熱爐爐型概述

由于中厚板生產規格尺寸范圍很廣，品種也多，因此用的原料差別就很大，采用爐型也比較多。中厚板軋機上配設的加熱爐有三種型式：（1）步進式加熱爐；（2）推鋼式連續加熱爐；（3）車底式爐。

（一）步進式加熱爐

這種爐型是現代中厚板軋機上普遍推廣采用的一種爐型，其主要優點是：（1）由于中厚板軋機所使用的坯料尺寸及重量相差很大（見表1），而且生產中坯料變化非常頻繁，采用步進式加熱爐時可以較方便地自由組織生產。（2）由于中厚板軋機所用坯料長度受軋輥輥身長限制，不能太長，因此為保證軋機的高產量要求，需要加長爐子長度，步進式加熱爐不受推鋼式加熱爐推鋼比（250～300）的限制，可以作的較長，最長可達60m，單座爐子產量最大可做到260t/h。使車間加熱爐座數控制在2～3座以下。（3）鋼坯與活動梁和固定梁交替接觸，且支承梁可以設計為分段錯開布置，從而可以大大降低爐底水印溫差（可達30℃以下）。（4）步進式加熱爐裝出料組織生產非常靈活。鋼坯在爐內既可前進也可后退。因此可以避免軋機停軋時板坯在爐內長期停留造成氧化鐵皮增加。同時也可以避免更換軋制規格及品種時前后二批坯料之間的銜接產生的過燒或加熱不足。

步進式加熱爐的缺點是：設備較復雜，投資較大。

（二）推鋼式連續加熱爐

這種爐型是過去國內絕大部分中厚板軋機上所使用的老爐型。由于其投資低，設備較簡單，在國內仍有不少生產單位繼續使用。其存在的主要問題是：（1）受推鋼比（250～300）限制，單臺加熱爐爐長不能太長，單座推鋼式連續加熱爐產量一般為90～120t/h。（2）其裝出料方式是靠爐尾推鋼，爐頭出鋼，爐內必需長期保留一定量的鋼坯，從而增加了氧化燒損，同時規格更換時，前后二批坯料之間的銜接配合需有一定限制。（3）爐底水管與鋼坯的接觸位置是固定的，因此水印溫差較大（約40～50℃），鋼坯在滑軌上磨擦運動，而造成鋼坯表面劃傷，影響成品表面質量，鋼坯運動引起的爐底水管振動使水管絕熱包扎材料壽命縮短，水管冷卻熱損失增大。由于振動而導致氧化鐵皮在爐內脫落也會增加鋼坯的氧化燒損。

目前國外情況：日本及韓國現已全部采用步進式爐，德國仍有少部分工廠如：迪林根用連續式加熱爐，大部分已改用步進式爐。

（三）車底式加熱爐

車底式加熱爐用于加熱重量達60t的巨型鋼錠，鋼錠尺寸為： €？ （下轉第98頁）（上接第82頁）

這種重達60t的鋼錠用以軋制厚150～400mm的超特厚鋼板。

根據產品大鋼的要求，在車間內設置1～2座車底式加熱爐。采用車間吊車及專用吊具裝出料。

車底式爐外形尺寸：14132（長）€？968（寬）€？900（高）

加熱能力：20t/時·座

二、三種爐型對比分析

步進梁式加熱爐這種爐型由于加熱質量好、氧化少、耐火材料損傷少、靈活、適合于厚度為60～350mm不同鋼種的加熱，爐長不受限制，單座爐子加熱能力可以很大，爐子座數可減少，也可加熱薄的板坯，便于空爐，特別能滿足中厚板生產中多品種多規格的要求，因此，國外已得到普遍采用。但燃料、水、電等消耗大，投資多，與推鋼式加熱爐相比，各有優缺點，選用時量力取舍。目前，國內已被認識，最早只邯鋼和鞍鋼各有一座，寶鋼有2座。但新建廠已普遍采用。車底式加熱爐適于2～250t大型鋼錠，鍛坯及連續式爐加熱不了的一些特殊原料的加熱，投資少，但單位燃耗大，產量低，采用吊車輔助裝出爐。

國內典型中厚板廠加熱爐性能指標見表1所列。

三、加熱質量與鋼板質量關系

（一）鋼坯加熱溫差控制

衡量板坯加熱溫度差有如下幾項：（1）板坯頭、尾與中部的溫度差：25～30℃；（2）板坯水印溫差：25～30℃；（3）板坯表面溫度與芯部溫度差：25～30℃。

板坯上存在的上述溫度差值不僅影響成品鋼板的尺寸偏差，而且影響整張鋼板上機械性能的均勻性。為此現代化加熱爐上采用以下措施均勻加熱板坯：（1）爐溫均勻分布，為防止軸流式燒嘴附近爐溫偏低，采用整體箱式爐型，使爐子長度方向爐溫均勻，且細分成10個加熱段，并附有活動空氣噴嘴，使爐寬方向爐溫也達到均勻。（2）減少黑印，因板坯短、滑軌間距窄、板坯下面熱量減少，加大了黑印，因此加強了爐底燒嘴，并對滑軌的配置及其形狀和滑軌支點的形狀與高度進行改進后黑印得到有效地解決。（3）防止坯端過熱，坯兩端加熱比中間溫高，采用坯端遮蔽裝置，降低坯端受熱，也防止加熱能力的下降。（4）提高滑軌（墊塊）與鋼坯接觸的溫度，即增加滑軌（墊塊）的高度并相應提高滑軌（墊塊）的材質。在推鋼式加熱爐上采用熱滑軌。

（三）鋼坯表面氧化鐵皮控制

加熱爐應使鋼坯加熱盡可能減少氧化，以保證成品鋼板的表面質量。

影響鋼坯氧化的主要因素有：加熱溫度，加熱時間（特別是高溫區的停留時間）和爐內氣氛。對于新設計加熱爐而言，合理的溫度制度設計和嚴格的爐內氣氛控制是減少鋼坯表面氧化的關鍵。

鋼坯在加熱過程中，通常都要產生氧化鐵皮，而氧化鐵皮生成量與鋼種、加熱溫度、加熱時間、爐內氣氛等因素有關，操作水平也起著相當重要的作用。

氧化鐵皮去除難以決定于它的粘結性，控制好爐內氣氛，保持加熱段為氧化氣氛，均熱段為為還原性氣氛，這樣所產生的氧化鐵皮粘結性較小，氧化鐵皮就容易除掉。

氧化鐵皮的減少，既減少了鋼坯氧化的損失，也減少了因氧化鐵皮所導致的鋼材廢品量。