现代推钢式连续加热炉分析

摘要：现代连续加热炉型可以分为两大类：推钢式炉和步进式炉。两类炉型的根本区别仅在于炉内的输料方式。文章对推钢式连续加热炉进行了介绍。

关键词：连续加热炉；推钢式炉；步进式炉

中图分类号：TF572 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）05-0095-02

推钢式炉是连续加热炉中历史最长的一种炉型，自20世纪初沿用至今。在1967年以前，所有的现代轧机都是采用推钢式炉。步进式炉是在20世纪30年代才出现的炉型，有一些优点超过了推钢式炉。这两类炉型经过70年以上的时间的发展，其性能指标的相互比较也发生了很大的变化。推钢式炉选用合理的温度制度和供热制度，降低炉内的最高温度和废气排放温度，提高炉内燃烧产物的热量利用率，提高废热回收率，减少其他热损失，进行现代化管理，采用计算机控制，推钢式炉和步进式炉有同等的效果，并且推钢式加热炉一次性投资少、维护运行费用低，所以在这里只讨论推钢式连续加热炉。

1 炉子的热工制度和炉型

推钢式连续加热炉的炉间制度分为两段式、三段式及强化加热三种。

1.1 两段式连续加热炉

按炉温制度分为加热期和预热期，炉膛也相应地分为加热段和预热段。加热薄料坯的小炉子也有单面加热的，但一般多为两面加热。烧煤时设有端部的燃烧室，称为炉头，下加热的燃烧室设在两侧，称为腰炉。具有两面加热的两段式连续加热炉，其燃料的分配比例上加热大约是30%～40%，下加热大约是60%～70%。首先下面的炉气要上浮，部分气体由两侧的空隙上来，使下部的热量供应不足；其次钢坯下面的冷却水要带走大量的热量，这部分热几乎都要由下面加热来供给；最后钢坯与水管接触的地方要产生黑印，若下加热能力不足，则黑印会更加严重，而到了实体段时，只有上表面能够加热，因而需要多供给些下加热燃料。

1.2 三段式连续加热炉

三段式连续加热炉在加热制度上采用预热期、加热期和均热期的三段温度制度。在炉子的结构上也相应地分为预热段、加热段和均热段。一般有三个供热点，即上加热、下加热和均热段供热。断面尺寸较大的钢料和合金钢料的加热，多采用三段式炉温制度的三段式连续加热炉。

三段式加热炉炉型的变化很多，但在结构上仍有一些共同的基本点。炉顶轮廓曲线变化是很大的，它大致与炉温曲线相一致，即炉温高的区域炉顶也高，炉温低的区域其炉顶相应的也低。在加热段与预热段之间，有一个比较明显的过渡，炉顶向预热段压下。这是为了避免加热段高温区域有许多热量向预热段的低温区域辐射，加热段是主要燃烧区域，空间比较大，有利于辐射传热：预热段是余热利用的区域，压低炉顶缩小空间，有利于强对流换热。但是也有的炉子着眼于强化加热，使加热段相对的延长，加热段与预热段的界限也不再十分的明显。

下图1是二段式和三段式加热炉炉温时间表比较，（a）是二段式，（b）为三段式。

加热钢锭用推钢式加热炉多采用平焰烧嘴，其火焰呈圆盘形，辐射能力强，加热速度快，火焰直径800～1000mm，厚度50150mm，对降低炉膛高度有利。烧嘴分布有矩形排列（a）和交错排列（b）两种形式，如图2所示。图2中，在炉膛尺寸和烧嘴总功率一致的前提下，由于烧嘴火焰呈圆盘形，（b）种排列烧嘴间的死角较（a）小，且两排烧嘴在钢锭运行方向上的位置互补，有利于避免因烧嘴间隔过大而造成钢锭表面黑线的产生。炉子加热段烧嘴配置的功率要大，数量要多，炉膛温度相对较高，使钢锭快速加热到设定温度。而均热段烧嘴配置的功率应相对较小，炉膛温度相对较低，使钢锭由表及里温度趋于均匀。

2 排烟方式

排烟方式分为自然排烟和强制排烟两种。当烟道阻力<500600Pa时，推荐自然排烟方式，该方式无动力消耗，运行成本低，但随烟囱高度的增加，建筑费用将激增。烟道阻力较大时，应采用强制排烟方式，其又分为引风机排烟和引射风机排烟。前者采用的是高温风机，开炉时因烟气温度低风机负荷较大，炉子正常工作时又因为高温烟气的自身抽力使风机负荷下降，因此引风机应变频控制，此方案虽然有烟囱高度小的优点，但因排烟温度高，风机易损坏而会造成停炉事故；后者为普通风机，但排烟效率低，功率应相对较大，有能量转换损失，也可用变频控制。

作者简介：郭才旺（1973-），男，吉林人，吉林成大弘晟能源有限公司工程师，研究方向：电厂未来发展。

（责任编辑：周 琼）