山東鋼管鋼坯管坯加熱工藝
1 鋼坯管坯加熱工藝
對 130/185 工件計算切屑厚度 每次重磨后鋸片壽命 鋸片重磨次數(shù) 鋸片更換用時 主驅(qū)動 AC 電機 芯軸旋轉(zhuǎn)無級變速 AC 電機進給能力 無級變速進給 快速返回恒定值 中心潤滑系統(tǒng) 刷掃裝置 液壓 3 條鋸切系統(tǒng) 西門子控制系統(tǒng) 表示質(zhì)量 Ra 平直度最大 毛刺高度 切屑長度公差 尺寸： 寬 長
0.1～0.15mm 10～鑄鐵2 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 大約 2850mm 大約 1200mm 大約 1920mm 大約 14000kg mm
高 每條坯總重
一個切斷周期為 70 秒(包括夾緊、管坯切斷、鋸片返回、打開夾緊裝置和管坯出料以及 切頭、切尾的時間，但不包括管坯運輸時間)。 3 臺鋸的最大生產(chǎn)能力為 50 萬噸/年。管坯鋸有一特殊的倒向裝置(液壓伺服裝置)有利 于減振和提高鋸的使用壽命(只在進給時起作用)。 鋸床有兩個夾緊裝置分布于入出口(輸入?yún)^(qū) 有輥道支撐保證彎坯的夾緊)鋸切后入口端。夾緊打開保證鋸片返回時不與坯子接觸。 —進給鋸齒輪 —鋸齒輪減振， 由三個固定齒輪的減振組成， 作為可移動的減振避免了鋸片相對于軸向 的擺動。 —刷掃裝置 —在鋸片的底部安裝有一個驅(qū)動刷掃裝置，清掃齒上的鐵屑，不會影響鋸片的壽命。 —鋸片噴射潤滑。 為了提高鋸片的使用壽命， 高負載潤滑劑的容器由空氣霧化少量澆注 在鋸片上，沒有殘留。 —鋸片冷卻裝置。一個特殊的噴嘴，冷的空氣-5oC 噴在鋸片上。 鋸切后的定尺坯經(jīng)出口輥道和稱重裝置后撥至裝料機前緩沖鏈(注：3#鋸前有一尚需切 頭的單倍尺坯上料臺架，稱重后有一回爐坯上料臺架)，緩沖移送鏈將管坯運至裝料機下輥 道前， 坯子由翻料鉤從鏈上翻至輥道上稱重合格的管坯由裝料機裝入環(huán)形爐， 稱重不合格的 管坯由輥道運輸至剔除臺架前剔除。
2 環(huán)形爐簡述
環(huán)形爐在熱軋生產(chǎn)線中的作用是將管坯鋸鋸切之后的合格定尺管坯由常溫 (20℃) 加熱 到 1280±5℃以供穿孔機組進行穿孔工序。環(huán)形爐是目前世界上用于加熱圓管坯的最理想的 工業(yè)爐爐型。 此爐型的特點是爐底呈環(huán)形， 在爐底驅(qū)動裝置的作用下承載管坯由入料端旋轉(zhuǎn) 至出料端， 再由出料機從出料爐門將加熱好的管坯取出。 在管坯隨爐底運動過程中通過爐墻、 爐頂?shù)忍幍臒旒訜徇_到合格的出料溫度，并滿足溫度均勻性要求。 為了達到理想的加熱質(zhì)量， 從熱工控制上將爐子從圓周方向上分成若干控制區(qū)， 依次形 成預(yù)熱段、加熱段、均熱段，各段亦可再分若干控制區(qū)以提高控制精度，例如我廠環(huán)形爐就 分成 7 個控制區(qū)，預(yù)熱段一個控制區(qū)，加熱段四個控制區(qū)，均熱段一個控制區(qū)，最后一個出 料區(qū)。各控制區(qū)按不同的溫度進行控制，實現(xiàn)對管坯的合理加熱，達到要求的加熱質(zhì)量。各 區(qū)的基本加熱設(shè)備是燒嘴，燒嘴將助燃空氣、燃料按合理的比例(空燃比)混合燃燒形成火 焰加熱管坯。 其中燃料由管道系統(tǒng)供送， 助燃空氣是由鼓風(fēng)機 (助燃風(fēng)機) 經(jīng)由換熱器加熱， 再由空氣管道分配至各區(qū)燒嘴參與燃燒。 而溫度的調(diào)節(jié)由自動化控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)管道上的 閥門開度實現(xiàn)燃料及配風(fēng)的流量來實現(xiàn)。而燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣通過煙囪排入大氣。爐底、 爐墻、煙道、煙囪等是由耐火材料砌筑而成的，以達到保溫節(jié)能的效果。 與其它的爐型相比，環(huán)形爐具有以下優(yōu)點： ★環(huán)形爐最適合加熱圓管坯， 并能適應(yīng)各種不同直徑和長度的復(fù)雜坯料組成， 易于按管坯規(guī) 格的變化調(diào)整加熱制度。 ★管坯在爐底上間隔放置，坯料能三面受熱，加熱時間短，溫度均勻，加熱質(zhì)量好。 ★管坯在加熱過程中隨爐底一起轉(zhuǎn)動， 與爐底之間沒有相對運動和摩擦， 氧化鐵皮不易脫落。 爐子除裝出料門外無其它開口，嚴密性好，冷空氣吸入少，因而氧化燒損較少。 ★爐內(nèi)管坯可以出空，也可以留出不裝料的空爐底段，便于更換管坯規(guī)格，操作調(diào)度靈活。 ★裝料、出料和爐內(nèi)運轉(zhuǎn)都能自動運行，操作的機械化和自動化程度高。 環(huán)形爐的缺點是：爐子是圓形的，占用車間面積較大，平面布置上比較困難;管坯在爐 底上呈輻射狀間隔布料，爐底面積的利用較差，單位爐底面積的產(chǎn)量較低。 目前，國際上 DALMING 廠環(huán)形爐中徑為φ46m。ALGOMA 廠環(huán)形爐中徑為φ36m， 國內(nèi)寶鋼環(huán)形爐中徑為φ35m，成都無縫廠環(huán)形爐中徑為φ20m，包頭無縫廠環(huán)形爐中徑為 φ35m，我廠一套環(huán)形爐中徑φ48m，這些都是環(huán)形爐在中空錨桿廠使用的一些例證。 我廠管坯加熱采用環(huán)形爐，中徑 33.25m，年加熱管坯量約為 50 萬噸，造價近 4000 萬人民 幣。 3.2.1.1 1 布置 環(huán)形爐在生產(chǎn)線中的布置和作用
環(huán)形爐為高架布置，座落在+5m 平臺上。爐體在 A-B 跨和 B-C 跨內(nèi)，占據(jù)著兩個跨。 從縱向看在 3 柱和 6 柱之間。 連鑄管坯經(jīng)冷鋸切割成定尺管坯后， 管坯經(jīng)由運輸設(shè)備送至爐 子裝料機夾鉗下方， 裝料機夾鉗夾起管坯裝入爐內(nèi)。 加熱好的管坯用出料機從爐內(nèi)取出送至 穿孔工藝工序。 2 作用 軋管廠設(shè)置一座管坯加熱爐，供連鑄圓坯軋制前加熱。
1) 生產(chǎn)任務(wù) 管坯規(guī)格：
鋼坯管坯加熱工藝
31
直徑(mm);200
210
150
長度(mm)：1122～4200 最大單重(kg)： 1040 注：管坯材質(zhì)為低合金鋼、合金鋼。 2) 工藝要求 管坯加熱溫度：1260～1280℃ 允許溫差：±5℃ 3.2.1.2 環(huán)形爐基本尺寸
爐底中心平均直徑：33250mm 爐膛內(nèi)部寬度:4800mm 爐底寬度：4350mm 爐膛高度：1800mm 裝出料爐門夾角：14.47。 有效爐底面積：600.85m2
3、鋼坯管坯加熱工藝之三
爐子結(jié)構(gòu)及輔助設(shè)備
結(jié)構(gòu)概述：
環(huán)形爐由轉(zhuǎn)動的爐底和固定的爐墻、爐頂組成。
圖 3-1 環(huán)形爐運轉(zhuǎn)示意圖
管坯由裝料機 A 送入環(huán)形爐并放置在爐底上，隨爐底一起轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中，被安 裝在爐子側(cè)墻和爐頂?shù)臒旒訜幔D(zhuǎn)動一圈后，由出料機 B 將被加熱好的管坯取出。 環(huán)形爐爐內(nèi)煙氣按照與爐底轉(zhuǎn)動相反的方向流動， 加熱管坯后廢氣經(jīng)由裝料端內(nèi)環(huán)側(cè)墻上的 排煙口排除爐外。 1 具體的特點如下： 爐子的鋼結(jié)構(gòu)： 爐體外殼由軋制型鋼焊接的柱梁和爐皮鋼板組成。爐頂鋼結(jié)構(gòu)承載吊掛爐頂?shù)哪突鸩?料。 2 環(huán)縫與水封：為了保證爐底運轉(zhuǎn)良好,爐底和側(cè)墻的內(nèi)外環(huán)之間留有一定的縫隙,即環(huán)縫.考慮到爐子 工作時受熱膨脹，爐子外環(huán)縫要比內(nèi)環(huán)縫的縫隙稍大一些。 爐底和爐墻之間的環(huán)縫采用水封，水封系統(tǒng)由水封槽、活動刀和固定刀組成。活動刀安裝在 爐墻上不動。在活動刀底部裝有刮板，這樣爐底在轉(zhuǎn)動時，通過刮板，把水封槽內(nèi)的氧化鐵 皮和其它一些雜質(zhì)刮到水封槽的漏斗處，最后通過漏斗清渣。
4、鋼坯管坯加熱工藝之四
隔墻：
在裝料門和出料門之間的爐膛內(nèi)設(shè)有一道隔墻 A， 其目的是減少低溫管坯區(qū)對高溫管坯 區(qū)及高溫出爐管坯的吸熱。及高溫?zé)煔庵苯舆M入低溫區(qū)形成煙氣短路。 在裝料門后煙氣出口前又設(shè)有一道隔墻 B，因為煙氣出口處為負壓，即有抽力。為了防止爐 膛從裝料門吸入大量的冷空氣，造成熱耗和燒損的增加，就設(shè)置了這道隔墻 B。出料段與均 熱段間設(shè)有一道隔墻 C,起到了隔離均熱段與出料段,提高加熱均勻性， 進一步防止煙氣短路。
爐門及其它
爐子四周設(shè)有必要的檢修門和觀察門。 操作平臺， 走道和梯子可以通達所有的燒嘴和閥 門處。 3.2.2.2 1 爐子機械 裝出料機
鋼坯管坯加熱工藝
33
1)
結(jié)構(gòu)
裝出料機都是由一個固定的鋼架和安裝在鋼架上的操作小車組成， 操作小車又由帶有夾 鉗的機械臂的提升裝置組成。操作小車的運動用電機驅(qū)動，夾鉗用液壓缸開閉，所有暴露在 爐膛高溫下的機械部件都采用水冷，裝有絞盤，在緊急情況下把機械臂從爐內(nèi)退出。 為了使夾鉗夾管坯平穩(wěn)，最大行程為 7600mm，且出料機夾鉗可以左右擺動。扒渣機設(shè)在裝 料機之間負責(zé)扒除爐底氧化鐵皮積渣。 2) 動作描述 裝出料機可以同步工作，也可以分別工作，所有動作都是由液壓傳動來完成的。裝出料 機的動作可以近似看為一個矩形， 機械臂提升 前進 下降 夾鉗打開 (夾緊夾鉗) 3) 提升 后退 技術(shù)參數(shù)： 起重能力：1040kg 運行速度：>1m/s 運送行程：7600mm 動作頻率：180 次/小時 2 爐底裝置 1) 結(jié)構(gòu) 環(huán)形爐的中樞部分是在爐底結(jié)構(gòu)。 轉(zhuǎn)動爐底是由一個型鋼制成的雙層鋼架， 上下兩層鋼 架之間不是緊固連接的。上層鋼架承載爐底耐火材料，下層鋼架的橫斷面呈梯形，可把傳動 設(shè)備、支撐輥、定心輥布置在爐底兩側(cè)，有利于設(shè)備的更換和維修。 2) 轉(zhuǎn)動機械 環(huán)形爐通過均勻分布在爐底圓周上的兩臺液壓馬達銷輪和柱銷裝置驅(qū)動， 柱銷安裝在爐 底下層鋼架的外環(huán)側(cè)。 爐底可以反向轉(zhuǎn)動， 通過液壓靠緊裝置可以保持傳動銷輪和柱銷之間 始終能良好的咬合。 表 3-1 每步轉(zhuǎn)動距離 mm 爐內(nèi)根數(shù) 每步周期(最小)S 布料排數(shù) 3 1) 定心輥和支撐輥 定心輥 為了使爐底以一個固定中心轉(zhuǎn)動，采用了水平定心輥來實現(xiàn)定心，即沿圓周設(shè)有 12 組 321.4 313 20 單排或交錯
帶彈簧壓緊裝置的彈簧式定心輥。 定心是從內(nèi)環(huán)方向向外頂住爐底下層鋼架來實現(xiàn)。 定心力 的大小通過調(diào)節(jié)彈簧的壓力來實現(xiàn)。 2) 4 支撐輥 整個爐底由 96 個鍛鋼滾輪支撐。 爐門開閉機械 裝料門、出料門和清渣門用加筋的鋼結(jié)構(gòu)制成，內(nèi)襯以澆注料,傳動采用液壓缸,爐門的開閉與裝、出料機操作連鎖。
2
爐子的供熱與燃燒系統(tǒng)
概述 環(huán)形爐燒天然氣,按照加熱制度分為七個控制段供熱,從裝料門開始,第一段為預(yù)熱段,中間四段為加熱段,第六段為均熱段， 第七段為出料段,預(yù)熱段、 加熱段側(cè)墻上均裝有德國 Krom 公司的高速型側(cè)燒嘴,均熱段和出料段爐頂裝有德國 Krom 公司的平焰頂燒嘴。 2 燃燒系統(tǒng)的組成及設(shè)備性能 燃燒系統(tǒng)由一臺助燃風(fēng)機、空氣管道、一臺煙氣稀釋風(fēng)機、一臺空氣換熱器、一套燃氣 分配系統(tǒng)和燒嘴形成。構(gòu)成燃燒系統(tǒng)的這些設(shè)備，保證了燃料、助燃空氣通過燒嘴達到正常 燃燒的目的。下面分別介紹： 1) 助燃空氣鼓風(fēng)機(1 臺) 鼓風(fēng)機的作用
是提供足夠的助燃空氣。 直聯(lián)離心式 風(fēng)量 60000m3/h 風(fēng)壓 轉(zhuǎn)速 2) 功率 煙氣稀釋風(fēng)機(1 臺) 12000pa 1鑄鐵r/min 355kw(10kv 50HZ)作用：煙氣出爐溫度很高時(850℃),則起動稀釋風(fēng)機，向煙氣內(nèi)鼓入冷空氣，這樣煙 氣溫度就下降，保證煙氣到達換熱器處的溫度最高值低于允許溫度(930℃)，保護換熱器 不至于被燒毀.這種操作是自動進行的，隨煙氣溫度的升降自動開閉稀釋風(fēng)機。 性能： 型式 直聯(lián)離心式 風(fēng)量 風(fēng)壓 轉(zhuǎn)速 功率 3 空氣預(yù)熱器 1) 作用 煙氣出爐溫度很高近 1000℃，具有很高的熱能，把這部分能量傳給空氣，這樣便可回 收一定的熱能，達到節(jié)能，提高熱效率的目的。 2) 結(jié)構(gòu) 換熱器是由許多中空錨桿組成的。鋼管內(nèi)部走空氣，換熱器置于煙道內(nèi)，這樣，鋼管內(nèi) 12000m3/h 1960pa 1鑄鐵r/min 15kw
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