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劉卓倫，呼啟同，竇　偉

（北京京誠鳳凰工業爐工程技術有限公司，北京100176）

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劉卓倫，呼啟同，竇偉

（北京京誠鳳凰工業爐工程技術有限公司，北京100176）

論述了廣西柳州鋼鐵（集團）公司中板廠輥底式熱處理爐工程的設計特點，以及在設計當中采用的先進技術和設備。該輥底爐設計新穎，技術性能先進，能夠靈活適應各種坯料和熱處理制度的工作特性，起到連續高效熱處理鋼板的作用。

熱處理；輥底爐；設計特點

根據廣西柳州鋼鐵（集團）公司中板廠?；療崽幚砩a線生產工藝的特點和要求，該廠擬分兩期建二條熱處理爐生產線，一期建設一條?；療崽幚砩a線，主要用于鋼板的正火和回火。?；療崽幚頎t生產線由上料磁力小車、裝料輥道、輥底式?；療崽幚頎t、出料輥道等組成。裝、出爐輥道及爐內輥道全部采用分組交流變頻傳動，以滿足不同鋼種、不同規格以及不同熱處理制度情況下的各種速度要求。鋼板通過上料磁力小車運至爐區上料輥道上，完成對中和測長后，當爐內空出將要人爐鋼板的位置，并接到允許人爐信號后，快速將鋼板裝人爐內，同時保證與前一塊鋼板之間的間隔符合工藝要求。依據不同熱處理要求，鋼板在熱處理爐內經加熱、保溫，完成鋼板?；?、高溫回火和中溫回火的熱處理要求，以改善鋼板的性能。依據不同熱處理工藝和鋼板規格參數，鋼板在爐內采用連續運行或擺動運行，以滿足鋼板熱處理時間。

輥底式熱處理爐設計產量為17萬t/a，加熱鋼種包括普碳鋼、優質碳素結構鋼、低合金鋼、壓力容器及鍋爐用板等。板坯規格為厚度12～160 mm，寬度1 500～2 600 mm，長度4 000～15 000 mm；代表板坯規格為30 mm×2 000 mm×10 000 mm。

1　輥底爐主要技術參數

1.1爐子熱處理能力

正火處理：150 000 t/a。

高溫回火：10 000 t/a。

中溫回火：10 000 t/a。

全年熱處理量：170 000 t/a。

1.2燃料及熱值

輥底爐用燃料種類：焦爐煤氣，低發熱量為4 000×4.18 kJ/m3。

燃料消耗量：48 t/h產量時煤氣消耗量為4 000 m3/h

單位熱耗：333×4.18 kJ/kg。

1.3輥底爐主要尺寸

輥道上表面標高：+900 mm。

輥底爐砌筑長度：76 200 mm。

輥底爐內寬：3 100 mm。

輥底爐砌筑寬度：3 700 mm。

有效布料寬度：2 700 mm。

2　輥底爐設計特點

2.1熱處理溫度、加熱及保溫時間

熱處理溫度見表1，加熱及保溫時間見表2。

表1　熱處理溫度（℃）

表2　加熱及保溫時間（℃）

2.2熱處理操作制度

正火熱處理連續熱處理工藝曲線見圖1。

圖1　正火熱處理工藝曲線圖

高、中溫回火熱處理采用連續熱處理工藝制度，對于較厚鋼板采用擺動熱處理工藝制度（見圖2）。

圖2　650℃高溫回火熱處理工藝曲線圖

2.3鋼板的入爐設計

根據車間的平面布置，在裝爐輥道安裝鋼板的對中裝置和鋼板的測長裝置。當檢測到熱處理爐裝料區域有足夠的空間裝下將要人爐的鋼板，同時和前一塊鋼板尾部之間的間隔距離等于已設定好的間隔距離時，在接到允許人爐的信號后，爐門開啟，爐外裝料輥道和爐內裝料區域輥道同速運行，鋼板以最快速度20 m/min人爐；當鋼板的尾部離開設置在裝料爐口內處的熱金屬檢測器后，關閉爐門，同時輥道降速并按照PLC給定的工藝速度運行；鋼板運行的工藝速度取決于鋼板的厚度及相應鋼種的熱處理制度。

2.4采用靈活可靠的運行制度

鋼板在爐內加熱的時間隨鋼板的厚度增加而加長，為了在有限爐長的條件下不同厚度鋼板能得到不同的在爐加熱時間，爐內輥道必須采取不同的運行制度。

連續運行：爐輥的傳動速度保持0.25～20 m/ min，在此速度范圍內，鋼板采用連續運行制度，即在爐鋼板以規定的速度（根據厚度選擇）向前運行。

擺動運行：對于較厚的鋼板進行回火熱處理時，采用擺動運行方式；另外在事故情況下，自動或手動進人擺動運行方式。擺動運行制度時，鋼板在爐內以1～3 m/min速度按預定的位置周期性擺動，但擺動應按以下規律進行，這樣能夠保證爐輥受力均勻，延長爐輥壽命。擺動運行規律如圖3所示。

圖3　擺動運行規律示意圖

2.5采用精確供熱控制系統

熱處理爐分為12個供熱長度段、上下供熱單獨控制，共24個溫度控制區。采用脈沖數字化燃燒控制技術，實現彈性分區和分段以適應不同熱處理制度的控制要求，并滿足多品種所要求的溫度制度調整的靈活性。輥底爐供熱分配情況見表3。

表3　輥底爐供熱分配

2.6采用先進輻射管加熱器技術

輻射管型式：直套型輻射管。

輻射管用燒嘴：混合型焦爐煤氣燒嘴，通過空氣與焦爐煤氣的多級混合，實現分段燃燒，形成較長的火焰形狀，從而保證沿輻射管長度方向上的溫度均勻性；同時燒嘴配有自動電點火和火焰監測裝置。

輻射管外管：直徑Φ280 mm×10 mm，材質Cr28Ni48W5，輻射管沿爐長方向交錯布置。

輻射管內管：多節柔性連接。

空氣預熱器：翅片對流型，空氣預熱溫度約為600℃（正火熱處理）。

2.7采用氮氣保護氣氛技術

利用氮氣作為保護氣體，提高爐子的嚴密性，并通過合理的爐壓控制，避免爐內鋼板的氧化和脫碳，減少輥面結瘤，避免鋼板劃傷提高鋼板的表面質量。

2.8采用多重密封結構

人口密封段及出口密封段具有裝、出料密封功能，長度各為1 500 mm。在人口密封段和出口密封段分別設有：密封門、密封簾及氣封裝置。

密封門：人口及出口各一個，型鋼及鋼板焊接的結構件，水冷橡膠密封，配有電動升降機構，爐門升降行程約為500 mm。爐門關閉后，由氣動壓緊裝置壓緊，確保密封嚴密。

壓緊裝置：每個爐門由一個氣缸完成。

密封簾：兩道，采用耐火纖維布外襯不銹鋼帶。

氣封裝置：安裝在鋼板運行線的上部和下部，N2通過噴嘴上下噴出，以減少爐內保護氣氛的外溢。

2.9采用輕型爐襯結構

根據爐子的特點，選擇輕型爐襯結構，在鋼板運行線上方采用高純型硅酸鋁耐火纖維模塊，在鋼板運行線下方采用JM系列隔熱磚r=0.8。這樣既增強爐體的保溫性能，又降低爐體的熱惰性，以滿足爐溫調整靈活的熱處理要求；同時爐襯還要適合氮保護氣氛的特定使用條件，即TiO2及FeO的含量要小于2%。

3　結論

柳鋼輥底爐設計新穎，技術性能先進，能夠靈活適應各種坯料和熱處理制度的工作特性，起到連續高效熱處理鋼板的作用。該熱處理爐于2011年5月一次點火烘爐成功，并正常生產，經實際生產運行檢驗表明，通過合理的爐型、燒嘴和控制設計，能夠滿足鋼板的±5℃均勻性的要求，截至目前，爐子生產運行良好，設備運行穩定，受到了用戶的一致好評。

Design Features of Normalizing Heat Treatment Roller Hearth Furnace

LIU Zhuolun，HU Qitong，DOU Wei
（CERI Phoenix Industrial Furnace Co.，Ltd，Beijing 100176，China）

The design features of normalizing heat treatment roller hearth furnace project and the advanced technology and equipment of the design in Guangxi Liuzhou Iron and Steel Group Co Ltd are discussed.The design of the roller hearth furnace is innovative and the technical performance is advanced，which is flexibility to adapt to a variety of operating characteristics of billet and the heat treatment system，and plays role of continuous high efficiency heat treatment of steel.

heat treatment；roller hearth furnace；design features

TG155.1

B

1001-6988（2016）03-0058-02

2016-02-03

劉卓倫（1983—），男，工程師，主要從事冶金工業爐的設計、施工及管理工作.

［1］秦啟泰.應用熱處理［M］.北京：金盾出版社，1997.

［2］鋼鐵廠工業爐設計參考資料編寫組.鋼鐵廠工業爐設計參考資料［M］.北京：冶金工業出版社，1979.