钢坯管坯加热工艺◆江苏无缝管

　1 钢坯管坯加热工艺
　　对 130/185 工件计算切屑厚度 每次重磨后锯片寿命 锯片重磨次数 锯片更换用时 主驱动 AC 电机 芯轴旋转无级变速 AC 电机进给能力 无级变速进给 快速返回恒定值 中心润滑系统 刷扫装置 液压 3 条锯切系统 西门子控制系统 表示质量 Ra 平直度最大 毛刺高度 切屑长度公差 尺寸： 宽 长
　　0.1～0.15mm 10～20m2 8～10 3～5min 55kw 34～90rpm (180) 6.9kw 100～2000mm/min 8000mm/min 0.1kw 0.12kw 2×75kw S7 25µm 0.5/100 1.2mm ±1mm 大约 2850mm 大约 1200mm 大约 1920mm 大约 14000kg mm
　　高 每条坯总重
　　一个切断周期为 70 秒(包括夹紧、管坯切断、锯片返回、打开夹紧装置和管坯出料以及 切头、切尾的时间，但不包括管坯运输时间)。 3 台锯的最大生产能力为 50 万吨/年。管坯锯有一特殊的倒向装置(液压伺服装置)有利 于减振和提高锯的使用寿命(只在进给时起作用)。 锯床有两个夹紧装置分布于入出口(输入区 有辊道支撑保证弯坯的夹紧)锯切后入口端。夹紧打开保证锯片返回时不与坯子接触。 —进给锯齿轮 —锯齿轮减振， 由三个固定齿轮的减振组成， 作为可移动的减振避免了锯片相对于轴向 的摆动。 —刷扫装置 —在锯片的底部安装有一个驱动刷扫装置，清扫齿上的铁屑，不会影响锯片的寿命。 —锯片喷射润滑。 为了提高锯片的使用寿命， 高负载润滑剂的容器由空气雾化少量浇注 在锯片上，没有残留。 —锯片冷却装置。一个特殊的喷嘴，冷的空气-5oC 喷在锯片上。 锯切后的定尺坯经出口辊道和称重装置后拨至装料机前缓冲链(注：3#锯前有一尚需切 头的单倍尺坯上料台架，称重后有一回炉坯上料台架)，缓冲移送链将管坯运至装料机下辊 道前， 坯子由翻料钩从链上翻至辊道上称重合格的管坯由装料机装入环形炉， 称重不合格的 管坯由辊道运输至剔除台架前剔除。
　　2 环形炉简述
　　环形炉在热轧生产线中的作用是将管坯锯锯切之后的合格定尺管坯由常温 (20℃) 加热 到 1280±5℃以供穿孔机组进行穿孔工序。环形炉是目前世界上用于加热圆管坯的最理想的 工业炉炉型。 此炉型的特点是炉底呈环形， 在炉底驱动装置的作用下承载管坯由入料端旋转 至出料端， 再由出料机从出料炉门将加热好的管坯取出。 在管坯随炉底运动过程中通过炉墙、 炉顶等处的烧嘴加热达到合格的出料温度，并满足温度均匀性要求。 为了达到理想的加热质量， 从热工控制上将炉子从圆周方向上分成若干控制区， 依次形 成预热段、加热段、均热段，各段亦可再分若干控制区以提高控制精度，例如我厂环形炉就 分成 7 个控制区，预热段一个控制区，加热段四个控制区，均热段一个控制区，最后一个出 料区。各控制区按不同的温度进行控制，实现对管坯的合理加热，达到要求的加热质量。各 区的基本加热设备是烧嘴，烧嘴将助燃空气、燃料按合理的比例(空燃比)混合燃烧形成火 焰加热管坯。 其中燃料由管道系统供送， 助燃空气是由鼓风机 (助燃风机) 经由换热器加热， 再由空气管道分配至各区烧嘴参与燃烧。 而温度的调节由自动化控制系统通过调节管道上的 阀门开度实现燃料及配风的流量来实现。而燃料燃烧产生的烟气通过烟囱排入大气。炉底、 炉墙、烟道、烟囱等是由耐火材料砌筑而成的，以达到保温节能的效果。 与其它的炉型相比，环形炉具有以下优点： ★环形炉最适合加热圆管坯， 并能适应各种不同直径和长度的复杂坯料组成， 易于按管坯规 格的变化调整加热制度。 ★管坯在炉底上间隔放置，坯料能三面受热，加热时间短，温度均匀，加热质量好。 ★管坯在加热过程中随炉底一起转动， 与炉底之间没有相对运动和摩擦， 氧化铁皮不易脱落。 炉子除装出料门外无其它开口，严密性好，冷空气吸入少，因而氧化烧损较少。 ★炉内管坯可以出空，也可以留出不装料的空炉底段，便于更换管坯规格，操作调度灵活。 ★装料、出料和炉内运转都能自动运行，操作的机械化和自动化程度高。 环形炉的缺点是：炉子是圆形的，占用车间面积较大，平面布置上比较困难;管坯在炉 底上呈辐射状间隔布料，炉底面积的利用较差，单位炉底面积的产量较低。 目前，国际上 DALMING 厂环形炉中径为φ46m。ALGOMA 厂环形炉中径为φ36m， 国内宝钢环形炉中径为φ35m，成都无缝厂环形炉中径为φ20m，包头无缝厂环形炉中径为 φ35m，我厂一套环形炉中径φ48m，这些都是环形炉在无缝钢管厂使用的一些例证。 我厂管坯加热采用环形炉，中径 33.25m，年加热管坯量约为 50 万吨，造价近 4000 万人民 币。 3.2.1.1 1 布置 环形炉在生产线中的布置和作用
　　环形炉为高架布置，座落在+5m 平台上。炉体在 A-B 跨和 B-C 跨内，占据着两个跨。 从纵向看在 3 柱和 6 柱之间。 连铸管坯经冷锯切割成定尺管坯后， 管坯经由运输设备送至炉 子装料机夹钳下方， 装料机夹钳夹起管坯装入炉内。 加热好的管坯用出料机从炉内取出送至 穿孔工艺工序。 2 作用 轧管厂设置一座管坯加热炉，供连铸圆坯轧制前加热。
　　1) 生产任务 管坯规格：
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　　直径(mm);200
　　210
　　150
　　长度(mm)：1122～4200 最大单重(kg)： 1040 注：管坯材质为低合金钢、合金钢。 2) 工艺要求 管坯加热温度：1260～1280℃ 允许温差：±5℃ 3.2.1.2 环形炉基本尺寸
　　炉底中心平均直径：33250mm 炉膛内部宽度:4800mm 炉底宽度：4350mm 炉膛高度：1800mm 装出料炉门夹角：14.47。 有效炉底面积：600.85m2
　　3、钢坯管坯加热工艺之三
　　炉子结构及辅助设备
　　结构概述：
　　环形炉由转动的炉底和固定的炉墙、炉顶组成。
　　图 3-1 环形炉运转示意图
　　管坯由装料机 A 送入环形炉并放置在炉底上，随炉底一起转动，在转动过程中，被安 装在炉子侧墙和炉顶的烧嘴加热，转动一圈后，由出料机 B 将被加热好的管坯取出。 环形炉炉内烟气按照与炉底转动相反的方向流动， 加热管坯后废气经由装料端内环侧墙上的 排烟口排除炉外。 1 具体的特点如下： 炉子的钢结构： 炉体外壳由轧制型钢焊接的柱梁和炉皮钢板组成。炉顶钢结构承载吊挂炉顶的耐火材 料。 2 环缝与水封：为了保证炉底运转良好,炉底和侧墙的内外环之间留有一定的缝隙,即环缝.考虑到炉子 工作时受热膨胀，炉子外环缝要比内环缝的缝隙稍大一些。 炉底和炉墙之间的环缝采用水封，水封系统由水封槽、活动刀和固定刀组成。活动刀安装在 炉墙上不动。在活动刀底部装有刮板，这样炉底在转动时，通过刮板，把水封槽内的氧化铁 皮和其它一些杂质刮到水封槽的漏斗处，最后通过漏斗清渣。
　　4、钢坯管坯加热工艺之四
　　隔墙：
　　在装料门和出料门之间的炉膛内设有一道隔墙 A， 其目的是减少低温管坯区对高温管坯 区及高温出炉管坯的吸热。及高温烟气直接进入低温区形成烟气短路。 在装料门后烟气出口前又设有一道隔墙 B，因为烟气出口处为负压，即有抽力。为了防止炉 膛从装料门吸入大量的冷空气，造成热耗和烧损的增加，就设置了这道隔墙 B。出料段与均 热段间设有一道隔墙 C,起到了隔离均热段与出料段,提高加热均匀性， 进一步防止烟气短路。
　　炉门及其它
　　炉子四周设有必要的检修门和观察门。 操作平台， 走道和梯子可以通达所有的烧嘴和阀 门处。 3.2.2.2 1 炉子机械 装出料机
　　钢坯管坯加热工艺
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　　1)
　　结构
　　装出料机都是由一个固定的钢架和安装在钢架上的操作小车组成， 操作小车又由带有夹 钳的机械臂的提升装置组成。操作小车的运动用电机驱动，夹钳用液压缸开闭，所有暴露在 炉膛高温下的机械部件都采用水冷，装有绞盘，在紧急情况下把机械臂从炉内退出。 为了使夹钳夹管坯平稳，最大行程为 7600mm，且出料机夹钳可以左右摆动。扒渣机设在装 料机之间负责扒除炉底氧化铁皮积渣。 2) 动作描述 装出料机可以同步工作，也可以分别工作，所有动作都是由液压传动来完成的。装出料 机的动作可以近似看为一个矩形， 机械臂提升 前进 下降 夹钳打开 (夹紧夹钳) 3) 提升 后退 技术参数： 起重能力：1040kg 运行速度：>1m/s 运送行程：7600mm 动作频率：180 次/小时 2 炉底装置 1) 结构 环形炉的中枢部分是在炉底结构。 转动炉底是由一个型钢制成的双层钢架， 上下两层钢 架之间不是紧固连接的。上层钢架承载炉底耐火材料，下层钢架的横断面呈梯形，可把传动 设备、支撑辊、定心辊布置在炉底两侧，有利于设备的更换和维修。 2) 转动机械 环形炉通过均匀分布在炉底圆周上的两台液压马达销轮和柱销装置驱动， 柱销安装在炉 底下层钢架的外环侧。 炉底可以反向转动， 通过液压靠紧装置可以保持传动销轮和柱销之间 始终能良好的咬合。 表 3-1 每步转动距离 mm 炉内根数 每步周期(最小)S 布料排数 3 1) 定心辊和支撑辊 定心辊 为了使炉底以一个固定中心转动，采用了水平定心辊来实现定心，即沿圆周设有 12 组 321.4 313 20 单排或交错
　　带弹簧压紧装置的弹簧式定心辊。 定心是从内环方向向外顶住炉底下层钢架来实现。 定心力 的大小通过调节弹簧的压力来实现。 2) 4 支撑辊 整个炉底由 96 个锻钢滚轮支撑。 炉门开闭机械 装料门、出料门和清渣门用加筋的钢结构制成，内衬以浇注料,传动采用液压缸,炉门的开闭与装、出料机操作连锁。
　　2
　　炉子的供热与燃烧系统
　　概述 环形炉烧天然气,按照加热制度分为七个控制段供热,从装料门开始,第一段为预热段,中间四段为加热段,第六段为均热段， 第七段为出料段,预热段、 加热段侧墙上均装有德国 Krom 公司的高速型侧烧嘴,均热段和出料段炉顶装有德国 Krom 公司的平焰顶烧嘴。 2 燃烧系统的组成及设备性能 燃烧系统由一台助燃风机、空气管道、一台烟气稀释风机、一台空气换热器、一套燃气 分配系统和烧嘴形成。构成燃烧系统的这些设备，保证了燃料、助燃空气通过烧嘴达到正常 燃烧的目的。下面分别介绍： 1) 助燃空气鼓风机(1 台) 鼓风机的作用
　　是提供足够的助燃空气。 直联离心式 风量 60000m3/h 风压 转速 2) 功率 烟气稀释风机(1 台) 12000pa 1450r/min 355kw(10kv 50HZ)作用：烟气出炉温度很高时(850℃),则起动稀释风机，向烟气内鼓入冷空气，这样烟 气温度就下降，保证烟气到达换热器处的温度最高值低于允许温度(930℃)，保护换热器 不至于被烧毁.这种操作是自动进行的，随烟气温度的升降自动开闭稀释风机。 性能： 型式 直联离心式 风量 风压 转速 功率 3 空气预热器 1) 作用 烟气出炉温度很高近 1000℃，具有很高的热能，把这部分能量传给空气，这样便可回 收一定的热能，达到节能，提高热效率的目的。 2) 结构 换热器是由许多无缝钢管组成的。钢管内部走空气，换热器置于烟道内，这样，钢管内 12000m3/h 1960pa 1450r/min 15kw的空气就被加热了。 由于烟气的走向和空气的走向是相反方向的， 所以叫做逆流管状换热器。