加热炉论文（锦集3篇）-澳门凯发

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篇1：加热炉论文

加热炉论文

浅谈步进式加热炉

加热炉是将物料或工件加热的设备。按热源划分有燃料加热炉、电阻加热炉、感应加热炉、微波加热炉等。应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。在冶金工业中，加热炉习惯上是指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉。

在加热炉中， z在炉底上的料坯随炉底转动由进料口移送到出料口。冶金厂轧钢车间多靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。炉子有固定炉底和步进炉底，或者有固定梁和步进梁。前者叫做步进底式炉，后者叫做步进梁式炉。轧钢用加热炉的步进梁通常由水冷管组成。步进梁式炉可对料坯实现上下双面加热。近些年步进式加热炉得到了越来越多的使用。

步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。同推钢式炉相比，它的优点是：运料灵活，必要时可将炉料全部排出炉外；料坯在炉底或梁上有间隔地摆开，可较快地均匀加热；完全消除了推钢式炉的拱钢和粘钢故障，因而使炉的长度不受这些因素的限制。

改进的步进式加热炉，属于冶金行业生产设施，它包括

炉体，炉体的侧墙由内向外分别是低水泥料层、隔热砖层、硅酸铝纤维毡隔热层，炉体分为预热段、加热段、均热段，加热段的两面侧墙上设z调焰烧嘴，均热段的上加热段设z平焰烧嘴，均热段的下加热段设z调焰烧嘴，调焰烧嘴的煤气和空气的混合气管道上设z电磁阀和调节阀，平焰烧嘴的煤气和空气的混合气管道上设z调节阀，空气总管道和煤气总管道设z在炉顶。

一．步进式加热炉的炉型特点

步进梁式加热炉依靠专用的步进机构使钢坯在炉内移动的机械炉子。其基本特征是钢坯在炉底上的移动靠炉底可动的步进梁作矩形轨迹的往复运动，把放z在固定梁上钢坯一步一步的由进料端送到出料端。步进炉向钢坯上下两面供热，是一种连续作业的加热 采用空、煤气双预热的燃烧系统。

步进式加热炉炉底机械设备包括斜轨座、提升框架、水平框架、滚轮装配、水平定心装z、侧档轮、液压缸、固定水梁及其立柱、步进水梁及立柱等主要部件，上述部件均为工厂制作，现场组对安装。

二．步进式加热炉的工艺流程

原料跨的连铸坯由吊车吊到上料台架，测长合格后输送到辊道上等待人炉。当允许装入信号到达后，装料炉门打开，升降挡板下降，炉内、炉外装料辊道同时转动，将钢坯停放

在指定位z。当钢坯尾部通过炉外检测器后，装料炉门关闭。然后装料定位推钢机的4个推头同时动作，在辊道上将钢坯推正后推返回起始位z，完成钢坯装炉。人炉后的钢坯通过活动梁和固定梁的相对运 动，由入炉端运送到出炉端。钢坯经过预热段、加热段和均热段完成加热过程，最终被输送到出料端。当钢坯被出料端炉内激光检测器检得时，步进梁马上减速、停止前进并下降把钢坯放到固定梁上。

钢坯运行至炉内最后一个料位时，其温度也正好被加热到轧机要求的出钢温度；此时，加热炉也收到轧线计算机的要钢信号，出料炉门打开，出料辊道和炉外接钢辊道一起同步转动将钢坯运送到出料辊道上，由辊道快速正转送往轧机进行轧制。当钢坯尾部通过炉外检测元件时，钢坯出炉的同时出料炉门关闭。

三．步进式加热炉的温度分布

按炉温分布，炉膛沿长度方向分为预热段、加热段和均热段；进料端炉温较低为预热段，其作用在于利用炉气热量，以提高炉子的热效率。加热段为主要供热段，炉气温度较高，以利于实现快速加热。均热段位于出料端，炉气温度与金属料温度差别很小，保证出炉料坯的断面温度均匀。用于加热小断面料坯的炉子只有预热段和加热段。习惯上还按炉内安装烧嘴的供热带划分炉段，依供热带的数目把炉子称为一段式、二段式，以至五段式、六段式等。50～60年代，由于轧

机能力加大，而推钢式炉的长度受到推钢长度的限制不能太长，所以开始在进料端增加供热带，取消不供热的预热段，以提高单位炉底面积的生产率。用这种炉子加热板坯，炉底的单位面积产量达900～1000公斤/（平方米?时），热耗约为(0.5～0.65)×106千卡/吨。70年代以来，由于节能需要，又由于新兴的步进式炉允许增加炉子长度，所以又增设不供热的预热段,最佳的炉底单位面积产量在600～650公斤/(平方米?时),热耗约为(0.3～0.5)×106千卡/吨。

四．步进式加热炉的余热回收

加热炉对钢锭进行加热时的温度高，烟气带走了大量的高温热量，造成白白浪费，热利用率较低，如果使用蜂窝陶瓷蓄热体可以达到余热回收的目的，但一次性投入大，切换机构多，维修成本高；另外在切换过程中也带走了相当多被烧嘴吹出但未燃烧的燃气，造成能源严重流失。而使用换热器则可弥补蜂窝陶瓷这方面的'不足，且投资少、无切换机构、免维修。

如果使用金属换热器，由于材质的限制，抗氧化能力差，不能在高温下长期使用，余热回收率低。如烟道温度达到800度以上，金属换热器非常容易被高温损坏，无法达到余热回收的目的。

如普通情况下窑温高于800度，而烟道温度低于800度，这种情况看起来适合用金属换热器，但如果出现停电、燃气

量偏大、助燃风量不足等情况，都会使烟道温度快速高于800度，使金属换热器很快被烧坏。而使用陶瓷换热器，可攻克这一难关，陶瓷换热器具有以下特点：

1、耐高温，耐腐蚀，所以可以把陶瓷换热器放在离烟道出口最近、温度最高的地方，那么它的余热利用率高，换热效果好，节能率高。但金属换热器放在陶瓷换热器的部位就很快被烧坏了。

2、陶瓷换热器使用方法直接、简单、快捷、一次性投资少、投资成本低、换热温度稳定、效率高、寿命长、不堵塞、不漏气、更换方便，不存在煤气在切换时浪费跑掉。

3、使用寿命上，同等情况下陶瓷换热器是金属换热器几倍或几十倍。

五．步进式加热炉的节能

尽管步进式加热炉具有很多的优点，但是它的节能空间还是非常大的。对生产过程中步进式加热炉的节能措施进行分析和探讨。

1、步进式加热妒的热平衡参数

炉子加热性能的重要参数之一就是热平衡参数，它是反应炉子性能的重要指标之一，也是操作和设计的重点，更是生产过程中进行技能改造的主要依据。

步进式加热炉热平衡是由热量的各收入项和支出项组成，从热力学第二定律可知，步进式加热炉热平衡热量收入项的总

和与热量支出项的总和，在数值上必须相等。这可以由热工测定和计算来精确求得。步进式加热炉热平衡的常用计算方法：对连续式炉，其热平衡中的各项是用单位时间的热量收入和支出的千焦数来确定。

在生产实践中，炉子的热量收入与热量支出都可以通过工程热力学与传热学进行测定，并对热量收入与热量支出的各项具体数值进行分析和细致地审核，并根据数值的大小来确定这些数值是否在合理的范围内，据此可以找出节能的方向与途径。

2、合理控制空气燃料配比

通过对空气燃料配比的合理化控制，能够显著的提高燃料的利用率。以中型加热炉为例，它所使用的燃料是高焦炉混合煤气，加热炉所产生的热值在7556kj／m3一8379kj／m3之间波动(造成这种现象的主要原因是煤气因配送企业的生产波动)。我们从燃烧理论出发，合理控制空气燃料配比，在最大程度上降低烟气带走的能量，可以很好地达到节约燃料消耗、降低企业生产成本的效果。

3、应用新工艺与新材料

应用钢坯热送热装工艺。钢坯的热送热装工艺兴起于近几年，该工艺就是高温连铸坯经热送辊道直接推进到(步进式)加热炉中，因为钢坯没有经过冷却的环节并且直接就被送到加热炉中，所以钢坯本身所具有的热量在最大程度减少

了消耗，因此再次对它进行加热的时候会比较迅速。通常情况下，采用钢坯热送热装工艺之后，钢坯在进入加热炉之前的温度通常会在700℃以上，所以，在生产实践中的节能效果非常显著。

应用多晶莫来石纤维 在生产实践中，步进式加热炉通常会出现这样的问题，即由于长时间使用而出现的炉壁裂缝会将炉子的热量传递到炉墙的钢结构上面，因而导致钢结构受热变形，严重影响加热炉的使用。 为了能够有效地解决这种问题，我们可以通过应用多晶莫来石纤维的措施 来达到防止热量流失的目的。多晶莫来石纤维具有非常优良的耐高温性能，实践也证明此法的节能效果非常显著。

篇2：真空加热炉热效率因素及节能探讨论文

真空加热炉热效率因素及节能探讨论文

摘要：真空加热炉安全性高、不易结垢、高效节能在油气田生产及人们的日常生活中应用广泛。热效率是衡量真空加热炉的重要指标，关系着真空加热炉节能降耗效果，鉴于此，本文对真空加热炉相关知识进行阐述，分析影响真空加热炉热效率的因素，提出相关的节能措施，以供参考。

关键词：真空加热炉；热效率；因素；节能

1真空加热炉构成及原理

1.1真空加热炉构成

所谓真空加热炉指低于当地大气热力的负压状态下稳定运行的加热炉。真空加热炉构成复杂，包括烟囱、盘管、对流室、炉胆、燃烧器等，其中烟囱负责产生抽力，并将烟气排出；盘管将热量传递给流经的原油，促使原油温度提高；对流室内布置大量炉管，这些炉管以对流方式吸收热量；炉胆是燃料燃烧的场所。同时，炉膛壁面的炉管在该区域吸收火焰辐射热量。燃烧器作用在于按照一定比例将空气和燃料进行混合，确保燃料更好的燃烧（真空加热炉各部分构成）。

1.2真空加热炉原理

真空加热炉工作主要依据以下原理：在不同压力情况下，水的沸腾温度不同，借助沸腾排气法便可形成真空腔，炉筒内压力变为-0.03~0.01mpa的负压。在燃烧器中空气和燃料充分混合，在炉膛中燃烧，燃烧产生的热量便通过烟管、回燃室、炉胆传至热媒水。在负压作用下，热媒水便形成饱和蒸汽，经“蒸发-冷凝-再蒸发-再冷凝”的相变换热方式，热量便传递给盘管中流动的介质，确保温度满足用户要求。

2影响真空加热炉热效率的因素

（1）炉壁。炉壁是真空加热炉不可或缺的重要部分，其在为燃料提供燃烧环境的同时，也会传导热量，尽管有一定的保温材料，但不可能做到完全绝热，会散失部分热量。另外，热量经过汽水管道、烟风道、炉墙等也难免散失热量，尤其炉体、炉壁表面较大，热量散失较严重，导致加热炉的热效率降低。

（2）负荷。研究发现，负荷给真空加热炉热效率造成一定影响，尤其当负荷超过100%时，会导致真空加热炉中混入的燃料超过空气，燃料不能充分燃烧，部分燃料和烟气被排出，不仅增加燃料量，而且降低真空加热炉热效率。当负荷不足100%时，负荷越大真空加热炉的热效率越高，尤其当热负荷在100%左右时，真空加热炉的经济性达到最佳。

（3）空气。真空加热炉运行中，燃料中混入空气的比例是否得当，会影响燃料的正常燃烧，进而给热效率产生影响。一方面，燃料中混入的空气较少，燃料燃烧不充分，导致未燃烧的燃料排向大气中，不仅降低热效率，而且导致燃料的严重浪费。另一方面，当混入空气的比例较高时，燃烧时极易形成黑烟，除尘性能下降，热效率降低，由此可见，为提高真空加热炉的热效率，应将燃料中的空气量控制在合理范围内。

（4）排烟。排烟过程中不可避免的带走热量，因此，排烟给真空加热炉热效率造成的影响不容小视。研究发现，排烟温度越高，会导致真空加热炉的热效率越低，排烟温度每升高10~15℃，真空加热炉的热效率便降低1%，因此，为提高真空加热炉的热效率，生产单位应注重烟气中热量的回收利用，更好的实现节能效果。

（5）使用时间。真空加热炉使用的时间越长久，热效率越低，原因在于：一方面，真空加热炉长时间运行，导致加热炉各构件因磨损、腐蚀等性能降低，热损耗增加，热效率降低。另一方面，真空加热炉运行的越长久，内部构件积灰、结垢越多，热传导系数降低，热传导性能差，热效率越小。

3真空加热炉节能措施探讨

为提高真空加热炉热效率，节约能源，生产单位应在认真研究影响加热炉热效率因素的基础上，积极寻找可行性、针对性措施，提高热效率，降低真空加热炉运行成本及给环境造成的影响，实现企业的可持续发展。

（1）认真落实维护工作。做好真空加热炉日常维护，不仅有助于提高热效率，而且还能延长使用寿命，因此，生产单位应将真空加热炉的日常维护作为重要工作加以落实。首先，完善维护制度。生产单位应结合真空加热炉运行实际，制定完善的日常维护制度，成立专门的维护工作小组，明确组长及各成员职责。同时，为鞭策维护小组成员切实履行自身职责，实行维护工作责任制，并做好维护工作检查，发现问题及时解决的同时追究相关人员责任。其次，明确维护内容。真空加热炉维护内容较多，为提高热效率，应明确维护工作内容，做好真空加热炉各构建腐蚀、结垢情况检查，及时更换新的构件，并做好除垢工作，保证热量的正常传递。最后，严抓工作落实。为保证真空加热炉维护工作认真落实，生产单位应做好定期抽查、随机抽查，认真检查维护工作日志，及真空加热炉各部分运行参数，发现问题，及时要求维护小组解决。

（2）严格控制加热炉负荷。为提高真空加热炉热效率，生产单位充分认识到负荷给热效率造成的影响，及时采取措施控制负荷。一方面，生产单位应做好负荷、热效率关系的研究，总结负荷、热效率在不同状况下的变化规律，根据加热工作需要，合理设置真空加热炉负荷。另一方面，如上文所述，当将负荷控制在100%左右时，真空加热炉的`热效率最高，因此，真空加热炉运行中，生产单位应实时监视真空加热炉各项运行参数，严格控制负荷，杜绝超负荷情况的发生。

（3）合理配比加热炉风量。真空加热炉中燃料中的风量直接影响热效率，因此，生产单位应确保燃料中风量配比的合理性，具体应认真落实以下内容：首先，优化燃烧器性能。生产单位应做好燃烧器性能研究，根据热效率情况，采用知名厂家生产、性能优良的燃烧器，保证燃料的充分燃烧，促进真空加热炉热效率进一步提升。其次，控制过剩空气。真空加热炉中，为保证燃料充分燃烧，空气需具有一定余量，因此，生产单位应做好烟囱、气门、风门管理工作，将空气余量控制在合理水平。最后，提高加热炉密封性能。生产单位做好炉墙、弯头箱门、火门等的检查，发现泄漏或关闭不严的情况，应及时进行密封处理，避免混入空气带走热量，降低热效率。另外，严格控制真空加热炉散热量。生产单位除做好炉墙修补、密封工作外，还应喷涂隔热涂料，降低热量以辐射形式向大气散失热量。

（4）注重运用烟气余热。起初真空加热炉的烟道排出的烟气温度较高，一般不会＜200℃。燃料气经由换热盘未达到燃烧器前产生的热量，加热炉无法进行有效输出，该部分热量损失，降低了真空加热炉的热效率，因此，生产单位应加强技术攻关，应用烟气余热回收技术，回收产生的热量，避免热量的无端损失，具体做法是：在加热炉烟道中安装燃料气换热盘管，利用烟气余热加热燃料气，实现提升真空加热炉热效率的目的。

4结论

真空加热炉结构及运行原理复杂，为提高热效率，降低燃料成本，增加经济效益，生产单位应做好真空加热炉热效率研究，明确影响热效率的因素，积极采取相关节能措施。本文通过研究得出的结论有：

（1）真空加热炉应用广泛，构成复杂，包括烟囱、盘管、对流室、炉胆、燃烧器等，生产单位应明确各构件所处位置，掌握真空加热炉运行原理，为提升热效率提供依据。

（2）研究发现，影响真空加热炉热效率的影响因素包括炉壁、负荷、排烟、使用时间等，都会导致热量不同程度的散失，导致热效率降低，因此，生产单位应提高认识，总结以往经验，积极采取措施及时对相关部件进行优化，提高热效率。

（3）生产单位一方面，做好真空加热炉日常养护，及时发现与修复存在问题的部件，避免热量散失。同时，根据生产要求，将真空加热炉负荷控制在100%左右。另一方面，合理配比加热炉风量，保证燃料充分燃烧的同时，减少烟尘量。另外，生产单位还应提升自身技术，注重运用烟气余热。

参考文献：

[1]王麒，田园.提高加热炉效率措施及改造思路[j].石油石化节能，,1(10):37~40 49.

[2]宋巍，吴贺.提高真空加热炉热效率节能效果分析[j].石油石化节能，,3(07):62~64.

篇3：冶金业加热炉控制体系完善论文

冶金业加热炉控制体系完善论文

1引言

钢铁工业是能源消耗大户，而其中冶金加热炉的能耗就接近钢铁工业总能耗的1/4。加热炉是冶金工业中重要的换热设备，提高加热炉的加热效率，设计其优化控制系统，降低能源消耗，对整个钢铁工业的节能具有重要的意义［1］。同时，随着现代化轧机向连续、大型、高速、高精度和多品种方向发展，对板坯的加热质量要求提高，加上加热炉具有强祸合、大滞后等特性，因而对加热炉的控制提出更为严格的要求［2］。本文主要分析了冶金工业中的加热炉及控制的相关问题，对控制系统的优化进行了探讨。

2冶金步进炉的发展及结构特点

在国外，20世纪中叶，美国“表面燃烧”公司首创上下供热的步进梁式加热炉（图1）；紧接着日本“中外炉”公司设计的炉子在名古屋热轧带钢厂投入了生产。自此步进梁式加热炉成为20世纪70年代日本以及欧洲国家新建带钢轧机和原板轧机的主要用炉。［3,4］在国内，我国也于20世纪70年代从日本引进3座步进梁式炉；20世纪80年代宝钢2050热轧带钢厂从“斯太因”公司引进了3座现代化的步进炉。但是设计技术都是由国外“中外炉”公司和“斯太因”公司提供，尚未有自主产权和自主创新。步进式加热炉加热比较灵活，炉长在一定的情况下，炉内的坯料数目是可调的。同时步进炉可以通过改变坯料间距离来达到改变或保持加热时间不变的目的。在步进式加热炉内可以使坯料间保留一定的间隙，这样扩大了坯料受热面，加热温度比较均匀，保证了加热质量。且步进式加热炉的炉长不受限制。对于不利于推钢的细长坯料、圆棒、弯曲坯料等均可在步进炉内加热。另外步进炉操作方便，可以准确地控制炉内坯料的位置，便于实现加热炉的自动化操作，使用极为广泛。［5］

3加热炉控制系统分析及优化

1580加热炉是宝钢企业引进日本的先进加热炉设备，该加热炉的控制系统是采用4级计算机控制，该系统包括基础自动化级、过程级、生产控制级和区域管理船，相互之间通过以太网scc光纤数据大道组成多级计算机控制系统。［6，7］步进炉自动控制系统的基本功能是信号传递、加工和比较。这些功能往往是由测量元件、变送器、调节器和执行机构来完成的。步进炉自动调节控制系统原理框图如图2所示。1580加热炉计算机管理和控制系统控制的区域范围是从炉子区的a1辊道开始，经过a辊道、b辊道以及3个加热炉，一直到板坯从炉内抽出过程结束。1580加热炉控制系统的工艺过程的简要和分析为：步进式加热炉控制系统首先接收上位计算机（简称pcc）传输的轧制计划，然后板坯库搬送计算机（简称syc）按照计划利用板坯搬运小车、板坯升降机等等搬运工具移到a1辊道。把板坯从板坯库放入a1辊道结束后，syc向scc1（1580热轧加热炉计算机系统）发送板坯电文，然后scc1对该板坯开始进行跟踪并控制。板坯进炉控制流程分析和优化如下：流程基础自动化级启动al辊道，将扳坯从a1辊道移动到a2辊道。在a2辊道完成对中后，scc1向秤重机发出秤重命令请求。秤重机完成称重后，通过基础自动化级dataway把结果传送给scc1。测长则在板坯进入a2辊道的时候进行。这样就简化了工艺流程，在提高效率的同时降低了能耗。scc1根据板坯的长度和重量确定该板坯合适装入的炉号、列号。

并由操作工对计算机的判定结果和板坯号进行板坯是否装炉的最终确认。确认完毕后，scc1便向基础自动化发出a2辊道启动命令，基础自动化级把此板坯移动到scc1指定的炉前以及列前，并对此板坯进行b辊道对中，scc1收到对中完成信号后，向装钢机发出装钢的命令，由基础自动化级将板坯装入炉内。板坯出炉控制流程分析和优化如下：在板坯装入炉内后，scc1向基础自动化级发出步进梁开始启动命令。然后基础自动化根据scc1的命令把板坯从加热炉的入口处逐步移动至出口，在这过程当中，scc1周期性地进行板坯的'温度以及炉温设定计算，并将计算结果发送给仪表ddc控制系统，仪表ddc控制系统同时把炉况的实际数据传送给scc1，随后提供给自动燃烧控制模型，作为周期控制的设定值计算。当板坯到达出炉口时，到达抽出时刻后，由scc2向scc1发抽出命令，之后scc1向基础自动化级发出抽钢命令，基础自动化把由scc1指定的炉列号的板坯从炉内自动抽出。等到板坯抽出后，scc1向轧线过程监控计算机（简称scc2）发出抽出完成电文，并向scc2发出下一块抽出板坯的信息，将出炉板坯的跟踪任务移交给scc2，scc2从出炉辊道―c辊道开始进行跟踪和控制，scc1对该板坯的跟踪和控制宣告结束，尽量实现控制的最优化。

4结语

为了适应国际新技术的发展，使我国加热炉水平与国际接轨，就必然要求我们从设计步进梁式炉结构及控制系统到设备加工制造安装，必须坚持技术先进和节能环保的方针。本文以1580步进梁加热炉控制系统为例进行分析，给出了相关控制系统技术分析及优化思想，对于今后加热炉控制系统设计具有一定的帮助。另外，利用微机技术对步进炉进行优化控制也是今后进一步研究的方向。