一种步进梁式连续加热炉及其使用方法与流程

[0001]
本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种步进梁式连续加热炉及其使用方法。


背景技术：

[0002]
步进梁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。步进式加热炉也是一种连续式加热炉，它是靠专用的步进机构，按照一定的轨迹(通常是矩形轨迹)运动，使炉内的钢料一步一步地前进，故被称之为步进式加热炉。 使用时，钢料坯在炉内靠步进梁上、下往复运动而移动，各钢料之间有一定间隔，钢料可以四面受热，具有热效率高，加热时间短，氧化铁皮少，脱碳可能性小，不会产生粘钢，钢料表面不会产生划伤，有利于消除黑印，提高加热质量的优点，适用于钢锭、 钢坯、板坯、圆坯等多种钢料的加热。现有的步进梁式加热炉按其工作过程可分为预热段、加热段和均热段，其具体包括炉体、动梁、底面水平的水封槽、气化组件、加热组件等，其中，炉体底部设有伸到炉体外的多个间隔设置的密封箱， 水封槽位于炉体下方，上述密封箱的下端伸入水封槽内，且其端部没入水封槽的液面以下，动梁设置在炉体内，且其下部连有位于密封箱内的动梁立柱， 工作时，动梁立柱在密封箱内移动并带动动梁移动，同时，水封槽随动梁 柱运动，正常工作时，动梁在动梁立柱的作用下上升并承载钢坯，然后，沿水平方向由预热段通过加热段移向均热段，并在均热段的出口处将钢坯通过静梁送上辊道，最后，动梁下降到初始高度后沿水平方向向预热段移动至初始位置；之后，动梁再次上升并重复上述步骤形成循环，具体的，上述动梁立柱的水平移动依靠连有驱动装置的活动框架实现。上述结构的加热炉在实际的使用过程中发现，一是炉体结构设计的缺陷，在进行加热的时候，进入的空气和天然气的比例不能实现较好的调配，使得炉内的天然气在燃烧的时候会存在燃烧不充分，炉内燃烧不均匀的现象，致使炉内各个加热段内的加热温度温差波动幅度大，导致钢料加热不均匀、不稳定的情况；二是现有的步进梁机构结构较为复杂，运行的过程不稳定；三是现有的加热炉能耗较大，使用成本较高。因此，研制开发一种结构设计合理、炉内温度容易控制、加热效果均匀、运行稳定、能耗低、使用更加方便的步进梁式连续加热炉及其使用方法是客观需要的。


技术实现要素：

[0003]
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构设计合理、炉内温度容易控制、加热效果均匀、运行稳定、能耗低、使用更加方便的步进梁式连续加热炉及其使用方法。
[0004]
本发明所述的一种步进梁式连续加热炉，包括炉坑、水封槽装置、步进梁装置和加热炉本体，加热炉本体包括炉底、炉体和炉顶，炉体的一端设置有进料口，另一端设置有出料口，进料口和出料口处设置有自动升降炉门，炉体内自进料口到出料口处沿炉体的水平方向依次设置为预热段、加热一段、加热二段和均热段，预热段、加热一段、加热二段和均热段的顶部均设置有结构相同的加热机构和调风机构，
加热机构包括对称设置在炉顶顶部两侧的第一横管和第二横管，第一横管和第二横管沿着炉体的长度方向设置，第一横管和第二横管的底部等间距安装有多个伸入到炉体内部的烧嘴，第一横管的一侧分别设置有第一天然气支管和第一空气接入管，第一天然气支管上安装有第一比例调节阀，第一空气接入管上安装有第三比例调节阀，第二横管的一侧分别设置有第二天然气支管和第二空气接入管，所述第二天然气支管上安装有第二比例调节阀，第二空气接入管上安装有第四比例调节阀，炉顶的顶部沿着炉顶的长度方向设置有一根天然气主管，天然气主管的一端封闭，另一端与天然气源接通，预热段、加热一段、加热二段和均热段上对应的第一天然气支管和第二天然气支管均与天然气主管连通；调风机构包括调风板和排风筒，调风板固定安装在炉体内的上部，调风板沿着炉体的水平方向布置，调风板的中心位置处沿着炉体的长度方向上间隔设置有多个调风阀，调风板下侧的炉体两侧间隔设置有多个温度传感器，温度传感器沿着炉体的长度方向设置，调风板上侧的炉顶两侧对称设置有多个排风筒，排风筒沿着炉体的长度方向布置；步进梁装置包括固定梁和活动梁，固定梁为两根，固定梁沿着炉体的水平方向间隔对称安装在炉体内的两端，活动梁为两根，两根活动梁位于两固定梁之间的下方，活动梁沿着炉体的水平方向间隔设置在炉体的内部，活动梁的下方设置有多组驱动活动梁上下往复运动和水平往复移动驱动装置，驱动装置贯穿炉底后位于炉坑内部。
[0005]
进一步的，驱动装置为四组，预热段、加热一段、加热二段和均热段对应的活动梁的下方各设置一组，每组驱动装置均包括驱动活动梁上下升降的升降机构和驱动活动梁水平往复移动的水平机构，升降机构包括驱动电机和主减速机，驱动电机固定安装在炉坑内，主减速机安装在驱动电机上，主减速机上安装有两根传动轴，两根传动轴分别朝向两根活动梁方向，每根传动轴的端部均安装有一个转向机，每个转向机的两侧均安装有两个副减速机，每个副减速机的输出轴上均安装有一个凸轮，凸轮的上方竖直设置有升降杆，升降杆的顶部安装有滚轮，滚轮与活动梁的底部滑动连接，平移机构包括气缸和连接支架，气缸的缸座安装在升降杆上，连接支架的下端固定安装在气缸的活塞杆上，连接支架的上端固定安装在活动梁的底部。
[0006]
进一步的，炉坑内沿着炉坑的长度方向上上下间隔安装有两块限位板，限位板上加工有与升降杆相对应的限位孔，升降杆滑动安装在限位孔内。
[0007]
进一步的，预热段、加热一段、加热二段和均热段上的调风阀数量和排风筒数量依次减少，预热段、加热一段、加热二段和均热段上的烧嘴数量依次增多，所述预热段、加热一段、加热二段和均热段上的温度传感器的数量相同。
[0008]
进一步的，炉体和炉顶的内壁上均设置有传热层，传热层与炉顶和炉体之间形成密闭的蓄热腔，蓄热腔内间隔设置有蓄热体，相邻的蓄热体之间设置有保温材料。
[0009]
进一步的，两固定梁之间在沿着固定梁的长度方向上等间距的设置有多个限位槽，每个限位槽对应的固定梁上竖直加工有贯穿固定梁的连通孔，固定梁的两侧加工有与连通孔相通的旁通孔。
[0010]
进一步的，排风筒包括筒体，筒体包括固定连接锥体端和圆筒段，锥体段的一端固定连接在炉顶上，锥体段内设置有活性炭层，圆筒段内间隔安装有两块过滤板，两块过滤板之间的圆筒段内安装有引风机，圆筒段的端部安装有排气管，排气管与余热利用系统相连。
[0011]
本发明所述的一种步进梁式连续加热炉的使用方法，包括以下步骤：
驱动电机,610-副减速机,7-炉体, 701-预热段,702-加热一段,703-加热二段,704-均热段,8-蓄热体,9-排风筒, 901-筒体,902-活性炭层,903-过滤板,904-引风机,905-排气管,10-加热机构, 101-第一横管,102-第二横管,103-第一比例调节阀,104-第一天然气支管,105-第一空气接入管,106-第三比例调节阀,107-第二天然气支管,108-第二比例调节阀,109-第二空气接入管,110-第四比例调节阀,11-炉顶,12-天然气主管,13-烧嘴,14-调风板,15-调风阀,16-温度传感器,17-传热层,18-进料口,19-出料口。
[0016]
8-输出机构。
具体实施方式
[0017]
下面结合实施例和附图说明对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均实施例属于本发明的保护范围。
[0018]
如图1～6所示，本发明所述的一种步进梁式连续加热炉，包括炉坑1、水封槽装置、步进梁装置和加热炉本体，水封槽装置的结构为现有技术，所述加热炉本体包括炉底2、炉体7和炉顶11，所述炉体7的一端设置有进料口18，另一端设置有出料口19，进料口18和出料口19处设置有自动升降炉门，所述炉体7内自进料口18到出料口19处沿炉体7的水平方向依次设置为预热段701、加热一段702、加热二段703和均热段704，所述预热段701、加热一段702、加热二段703和均热段704的顶部均设置有结构相同的加热机构10和调风机构，将炉体7分为预热段701、加热一段702、加热二段703和均热段704四段加热温度区，这样能够更新一步的将钢料的加热温度进行均分细化，有利于保证钢料整体加热的均匀性，且能进一步的缩短钢料在炉体内的加热时间，提高加热的效率，通过在炉体7内设置预热段701、加热一段702、加热二段703和均热段704，每件钢料依次通过预热段701、加热一段702、加热二段703和均热段704进行加热，可有效保证钢料在折弯工序中不产生应力，从而防止工件在折弯处理中断裂。
[0019]
所述加热机构10包括对称设置在炉顶11顶部两侧的第一横管101和第二横管102，所述第一横管101和第二横管102沿着炉体7的长度方向设置，所述第一横管101和第二横管102的底部等间距安装有多个伸入到炉体7内部的烧嘴13，所述第一横管101的一侧分别设置有第一天然气支管104和第一空气接入管105，所述第一天然气支管104上安装有第一比例调节阀103，所述第一空气接入管105上安装有第三比例调节阀106，所述第二横管102的一侧分别设置有第二天然气支管107和第二空气接入管109，所述第二天然气支管107上安装有第二比例调节阀108，所述第二空气接入管109上安装有第四比例调节阀110，所述炉顶11的顶部沿着炉顶11的长度方向设置有一根天然气主管12，所述天然气主管12的一端封闭，另一端与天然气源接通，所述预热段701、加热一段702、加热二段703和均热段704上对应的第一天然气支管104和第二天然气支管107均与天然气主管12连通，在对每段加热段进行加热时，先将天然气主管的与天然气气源接通，加热前，先进行天然气管路、空气管路和调风机构的调试，然后排出炉体7内多余的空气和天然气，之后，先微开第三调节比例阀106和第四调节比例阀110，通过第一空气接入管105和第二空气接入管109向炉体7内送入空气，接着再微开第一比例调节阀103和第二比例调节阀108，通过第一天然气支管104和第二天然气支管107向炉体7内送入天然气，天然气和空气混合后，进入到各个烧嘴13内，然后接通电源点火，待烧嘴处的天然气着火正常后，再将第一比例调节阀103、第二比例调节阀
108、第三比例调节阀106和第四比例调节阀110按设定的空气比例和天然气比例进行调节，以使炉体7内的加热温度按升温曲线进行升温加热，在每段加热温区都设置加热机构10，实现对每段加热温度区的加热温度单独控制，让各段加热温区的温度互不影响，同时每段加热温度区的都设置有天然气和空气调配的比例，能够使进入到炉体7内的天然气和空气调配比例精确，使进入炉体7内的天然气能够充分的进行燃烧，通过调整各温度加热区内的烧嘴13数量来保证各加热段的加热温度，以保证钢料加热温度的均匀性，该结构的加热机构在能够保证较好加热效果的前提下，还能够使天然气燃烧更彻底，既能提高天然气的燃烧效率，还能降低能耗，控制使用的成本，在各加热段加热的过程中，各加热机构10进行加热，使预热段701的温度为600～750℃，加热一段702的温度为1000～1050℃，加热二段703的温度为1200～1250℃，均热段704的温度为1250～1280℃，当各加热段的温度传感器16检测到各加热段的实际温度低于需要的标准温度时，可以增加烧嘴的燃烧数量，从而调整各加热段内的加热温度。
[0020]
为了能够更加实时的调节各加热段的温度，所述调风机构包括调风板14和排风筒9，所述调风板14固定安装在炉体7内的上部，所述调风板14沿着炉体7的水平方向布置，所述调风板14的中心位置处沿着炉体7的长度方向上间隔设置有多个调风阀15，所述调风板14下侧的炉体7两侧间隔设置有多个温度传感器16，所述温度传感器16沿着炉体7的长度方向设置，所述调风板14上侧的炉顶11两侧对称设置有多个排风筒9，所述排风筒9沿着炉体7的长度方向布置，当各加热段内的温度传感器16检测到某一段的实际加热温度高于标准温度时，一方面可以较少天然气的燃烧量，另一方面还可以打开调风阀15，适当的将炉体7内的热风排出一部分，排出的热风在炉体7的顶部聚集，再通过排风筒9排出到炉体7外，达到快速调温的效果。
[0021]
所述步进梁装置包括固定梁4和活动梁5，所述固定梁4为两根，固定梁4沿着炉体7的水平方向间隔对称安装在炉体7内的两端，所述活动梁5为两根，两根活动梁5位于两固定梁4之间的下方，所述活动梁5沿着炉体7的水平方向间隔设置在炉体7的内部，所述活动梁5的下方设置有多组驱动活动梁5上下往复运动和水平往复移动驱动装置6，所述驱动装置6贯穿炉底2后位于炉坑1内部，设置的步进梁结构稳定性好，能够使活动梁5上升、前进、下降和后退的步进动作更加平稳，可有效的提高钢料在步进过程中的平稳性，防止钢料掉落、碰撞的现象发生。
[0022]
现有技术中使用的驱动装置多为曲柄连杆式的机构，优选的，所述驱动装置6为四组，所述预热段701、加热一段702、加热二段703和均热段704对应的活动梁5的下方各设置一组，每组驱动装置6均包括驱动活动梁5上下升降的升降机构和驱动活动梁5水平往复移动的水平机构，所述升降机构包括驱动电机609和主减速机601，所述驱动电机609固定安装在炉坑1内，所述主减速机601安装在驱动电机609上，所述主减速机609上安装有两根传动轴，两根传动轴分别朝向两根活动梁5方向，每根传动轴的端部均安装有一个转向机608 ，每个转向机608的两侧均安装有两个副减速机610，每个副减速机610的输出轴上均安装有一个凸轮602，所述凸轮602的上方竖直设置有升降杆603，所述升降杆603的顶部安装有滚轮605，所述滚轮605与活动梁5的底部滑动连接，驱动电机609带动主减速机412转动，主减速机412上的传动轴与转向机608的输入轴相连，并通过转向机608内的锥齿轮改变转向机608动力的输出方向，进而带动副减速机610的输出轴转动，从而带动凸轮602向相同方向旋
转，通过凸轮602带动升降杆603升降，随之实现活动梁5随升降杆603的升降而升降，所述平移机构包括气缸607和连接支架606，所述气缸607的缸座安装在升降杆603上，所述连接支架606的下端固定安装在气缸607的活塞杆上，所述连接支架606的上端固定安装在活动梁5的底部，气缸607为现有技术，气缸607的活塞杆伸长或者缩短，就能通过连接支架606带动活动梁5左右移动，驱动电机609、主减速机601和副减速机610为现有技术，具体的，驱动装置6的工作过程是：钢料从进料口18放入固定梁4，平移驱动机构驱动活动梁5向出料口19方向移动一个工位，升降驱动机构驱动活动梁5上升至高于固定梁4，使活动梁5将固定梁4上的钢料抬起，同时平移驱动机构驱动活动梁5向进料口18方向回退一个工位，升降驱动机构再驱动活动梁5下降至低于固定梁4，使活动梁5上的钢料放置在固定梁4上，此时，之前在固定梁4上的钢料相对于活动梁5移动一个工位，再将下一个钢料放置到固定梁4一端，平移驱动机构再驱动活动梁5向出料口19方向移动一个工位，使固定梁4上的钢料放置在活动梁5上，而上一次放置的钢料再沿固定梁4向前一个工位，如此循环，直至最先放入固定梁4上的钢料移至出料口19的出料机构上，再由出料机构将其从出料口19推出，如此周而复始，钢料加热按照生产节拍：上升-前移-下降-上升
……
下降-出料的顺序，活动梁5不断将钢料依次由进料口18移动至出料口19，使钢料呈步进式依次通过预热段701、加热一段702、加热二段703和均热段704，实现钢料的加热。
[0023]
进一步的，所述炉坑1内沿着炉坑1的长度方向上上下间隔安装有两块限位板604，所述限位板604上加工有与升降杆603相对应的限位孔，所述升降杆603滑动安装在限位孔内，通过设置限位孔对升降杆603进行限位，使升降杆603运动更加平稳。
[0024]
优选地，为了能够使各个加热段内的温度控制更加精确，所述预热段701、加热一段702、加热二段703和均热段704上的调风阀15数量和排风筒9数量依次减少，所述预热段701、加热一段702、加热二段703和均热段704上的烧嘴13数量依次增多，所述预热段701、加热一段702、加热二段703和均热段704上的温度传感器16的数量相同。
[0025]
进一步的，所述炉体7和炉顶11的内壁上均设置有传热层17，传热层17能够实现炉体7的快速传热，所述传热层17与炉顶11和炉体7之间形成密闭的蓄热腔，所述蓄热腔内间隔设置有蓄热体8，相邻的蓄热体8之间设置有保温材料3，蓄热体8和保温材料3采用现有技术，设置的保温材料3和蓄热体8能够减少炉体7内的热量散失，有效地减少炉体7内的热量散失，提高热能的利用率。
[0026]
进一步的，两固定梁4之间在沿着固定梁4的长度方向上等间距的设置有多个限位槽，设置的限位槽能够便于对钢料进行限位，防止钢料在步进的过程中发生倾斜或者掉落的情况，每个限位槽对应的固定梁4上竖直加工有贯穿固定梁4的连通孔，所述固定梁4的两侧加工有与连通孔相通的旁通孔，通过设置的连通孔和旁通孔可以将炉体7内热量传递至固定梁4上的钢料上，避免钢料上产生黑印的现象。
[0027]
进一步的，所述排风筒9包括筒体901，所述筒体901包括固定连接的锥体段和圆筒段，所述锥体段的一端固定连接在炉顶11上，所述锥体段内设置有活性炭层902，所述圆筒段内间隔安装有两块过滤板904，两块过滤板904之间的圆筒段内安装有引风机903，所述圆筒段的端部安装有排气管905，所述排气管905与余热利用系统相连。热风从锥体段排出后，在引风机903的作用下，活性炭吸附层902和过滤板904能够对热空气中的固体颗粒进行过
滤，过滤后的热空气从排气管905排出。
[0028]
本发明中所述的步进梁式连续加热炉的使用方法，包括以下步骤：第一步：加热前，先进行天然气管路、空气管路和调风机构的调试，然后排出炉体7内多余的空气和天然气；第二步：先微开第三调节比例阀106和第四调节比例阀110，向炉体7内送入空气，接着再微开第一比例调节阀103和第二比例调节阀108，向炉体7内送入天然气，然后接通电源点火，待天然气着火正常后，再将第一比例调节阀103、第二比例调节阀108、第三比例调节阀106和第四比例调节阀110按设定的空气比例和天然气比例进行调节，以使炉体7内的加热温度按升温曲线进行升温加热；第三步： 钢坯加热时，先将需要加热轧制的钢坯从进料口18传送至炉体7内的固定梁4上，钢坯随着活动梁5的上升、水平前进、下降和水平后退的循环运动，一步步的将钢坯移动到炉体7的出料口19，钢坯在此移动的过程中，需要根据温度传感器16的测量值，通过加热机构10和调风机构实时的调整预热段701、加热一段702、加热二段703和均热段704的温度，使预热段701的温度为600～750℃，加热一段702的温度为1000～1050℃，加热二段703的温度为1200～1250℃，均热段704的温度为1250～1280℃。

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