緒論錯誤!未找到引用源。11緒論1.1步進式加熱爐1.1.1步進式加熱爐概述隨著西方資本主義社會在18世紀進入工業革命以來，社會的發展進入到了一個全新的速度。據統計在工業革命以前世界上人均鋼鐵的使用量是不足5kg。然而，現在的社會發展到人均鋼鐵擁有量為418kg。越來越多的鋼結構出現在社會建設中。所以鋼鐵一直是現在社會發展的主要材料。甚至一度到了供不應求的狀況。這樣就促使了鋼鐵產業的迅速壯大。至2007年，世界鋼鐵量已經達到了近九億噸。但是由于技術有限，加上人們對鋼鐵的運用越加廣泛，出現對鋼材更多更新的要求。所以鋼鐵的冶煉技術要不斷地改良。1967年第1座步進梁式加熱爐投產。中國1979年投產的步進梁式爐長為32.5米，生產能力為每小時270頓。步進梁式爐比推鋼爐具有許多優點，因而成為新建軋鋼廠的首選爐型。熱軋寬帶鋼廠的規模正向大型化發展，步進梁式爐的特點之一是爐長不受推鋼長度限制，因而能適應軋機的小時產量增長的形勢。北京鋼鐵設計研究總院近20年設計投產的40余座步進爐，已遍及熱連軋、型鋼、棒線材、帶鋼、無縫管、開坯、鍛壓等鋼廠以及鋼帶廠，1994年相繼投產的太鋼、梅山熱連軋廠的步進梁式爐，額定產量分別為180t/h和280t/h，重慶鋼鐵設計研究院為攀鋼1450熱連軋廠設計的步進梁式爐，額定產量為150t/h，也在1992年投產。早期加熱爐內部是用一種連續式推鋼機，它的作用是將鋼錠或鋼坯依次推入爐內。在端出料的加熱爐中，推鋼機可以將加熱好的鋼坯從加熱爐的另一端推出去。在側出料的加熱爐中，推鋼機將鋼坯推出至出料位置，再由出鋼機將鋼錠推出去；現在大多數采用的是步進式移動裝置。步進式加熱爐加熱溫度均勻，加熱時間快，產量高，生產靈活性大，必要時可以將爐內坯料排空。加熱時，坯料下表面的水管黑印小，坯料溫度均勻，加熱的效率也比較高。加熱特殊鋼材是，能滿足對坯料表面質量（氧化、脫碳、劃傷等）的高度要求；加熱大型板材時，由于板坯溫度均勻，有利于減少軋制時的厚度差。所以目前步進式爐在熱軋板帶車間以及中小型軋鋼車間都得到了廣泛的應用。緒論錯誤!未找到引用源。2從上世紀50年代起由于步進式加熱爐移動裝置的出現并且日漸成熟，在許多鋼板和小型型鋼生產中得到了很好的應用。作為現代冶金行業普遍采用的一種加熱爐，他的優點值得我們學習。步進式加熱爐的結構A、爐底結構從爐子的結構看，步進式加熱爐分為上加熱步進式爐、上下加熱步進式爐、雙步進梁步進式爐等。上加熱步進式爐顧名思義只有上部有加熱裝置，固定梁和移動梁是耐熱金屬制作的，固定爐底是耐火材料砌筑的。這種爐子基本上沒有水冷構件，所以熱耗較低。這種爐子只能單面加熱，一般用于較薄鋼坯的加熱。與推鋼式加熱爐一樣，為了滿足加熱大鋼坯的需要，步進式爐也逐步發展了下加熱的方式，出現了上下加熱的步進式加熱爐。這種爐子相當于把推鋼式爐的爐底水管改成了固定梁和移動梁。固定梁和移動梁都是用水冷立管支承的。梁也由水冷管構成，外面用耐火可塑性包扎，上面有耐熱合金的鞍座式滑軌，類似推鋼式加熱爐的爐底縱水管。爐底是架空的，可以實現雙面加熱（步進式爐鋼坯與鋼坯不是緊靠在一起，中間有空隙，可認為是四面受熱）。下加熱一般只能用側燒嘴，因為立柱擋住了端燒嘴火焰的方向，如果要采用端燒嘴，需要改變立柱的結構型式。上加熱可以用軸向端燒嘴，也可以用側燒嘴或爐頂燒嘴供熱。考慮到軸向燒嘴火焰沿長度方向的溫度分布和各段溫度的控制，某些大型步進式爐在上加熱各段之間的邊界上有明顯的爐頂壓下，而下加熱各段間設有段墻，以免各段之間溫度的干擾；因此這樣的步進式爐沿爐子長度溫度調節有更大的靈活性，如果爐子寬度較大，火焰長度又較短時，可以在爐頂上安裝平焰燒嘴。B、傳動機構步進式爐的關鍵設備是移動梁的傳動機構。傳動方式分機械傳動和液壓傳動兩種。目前廣泛采用液壓傳動的方式。現代大型加熱爐的移動梁及上面的鋼坯重達數百噸，使用液壓傳動機構運行穩定，結構簡單，運行速度的控制比較準確，占地面積小，設備重量輕，比機械傳動有明顯的優點。液壓傳動機構如圖2-12所示。圖2-12b、圖2-12c、圖2-12d三種結構型式目前是比較常見的。我國應用較普遍為圖2-12c所示的斜塊滑輪式。以斜塊滑輪式為例說明其動作的原理：步進梁（移動梁）由升降用的下步進梁和進退用的上步梁兩部分組成。上步進梁通過輥輪作用在下步進梁上，下步進梁通過傾斜滑塊支承在輥子上。上下步進梁分別由兩個液壓油緒論錯誤!未找到引用源。3缸驅動，開始時上步進梁固定不動，上升液壓缸驅動下步進梁沿滑塊斜面抬高，完成上升運動。然后上升液壓缸使下步進梁固定不動，水平液壓缸牽動上步進梁沿水平方向前進，前進行程完結時，以同樣方式完成下降和后退的動作，結束一個運動周期。為了避免升降過程中的振動和沖擊，在上升和下降及接受鋼坯時，步進梁應該中間減速。水平進退時開始與停止也應該考慮緩沖減速，以保證梁的運動平穩，避免鋼坯在梁上擦動。辦法是用變速油泵改變供油量來調整步進梁的運行速。由于步進式爐很長，上下兩面溫度差過大，線膨脹的不同會造成大梁的彎曲和隆起。為了解決這個問題，目前一些爐子將大梁分成若干段，各段間留有一定的膨脹間隙，變形雖不能根本避免，但彎曲的程度大為減輕，不致影響爐子的正常工作。C、密封機構為了保證步進爐活動梁（床）能正常無阻礙地運動，在活動梁（床）和固定梁（床）之間要有足夠的縫隙，縫隙一般為25mm或30mm，對步進梁來說則在梁支撐（或水管）穿過爐底部分有保證它運動的足夠大的開孔。這些縫隙或開孔的存在雖然是必要的，但也容易吸入冷風，影響加熱質量和降低燃料利用率，也可能造成爐氣外逸，危害爐底下部設備，對軋鋼用步進爐則必須考慮密封問題，目前有兩種密封結構，一是滑板式密封，一是水封，前者密封較差，尤其當滑板受熱變形后更不能起到密封作用，水封是用得最多的結構，密封效果比較好，水封由水封槽和水封刀兩部分組成，分開式和閉式兩種結構，開式結構有動床和定床二重水封刀，便于清渣；閉式結構僅有動床水封刀，優點是占用空間小，緊湊。動床端頭水封槽的寬度要保證大于動床水平行程的長度，水槽下部開有集渣斗，由爐底縫隙中掉落的氧化鐵皮隨水流定期放出。這里不得不提到的是，之所以在20世紀50年代才采用（相對于鋼鐵鋼鐵行業來說），是因為液壓傳動本身的特殊才致使其發展較為緩慢。到20世紀初液壓傳動技術從理論到實際運用才基本成熟。在21世紀液壓技術的運用則標志著一個國家基礎工業發展水平。在步進式加熱爐移動裝置液壓傳動系統中，液壓傳動作為提供動梁運動的動力源起著至關重要的作用。如何設計高質量的液壓裝置則直接成為影響鋼坯的燒結質量。早期加熱爐內部是用一種連續式推鋼機，它的作用是將鋼錠或鋼坯依次推入爐內。在端出料的加熱爐中，推鋼機可以將加熱好的鋼坯從加熱爐的另一端推出去。在側出料的加熱爐中，推鋼機將鋼坯推出至出料位置，再由出鋼機將鋼錠推出去；緒論錯誤!未找到引用源。4現在大多數采用的是步進式移動裝置。步進式加熱爐加熱溫度均勻，加熱時間快，產量高，生產靈活性大，必要時可以將爐內坯料排空。加熱時，坯料下表面的水管黑印小，坯料溫度均勻，加熱的效率也比較高。加熱特殊鋼材是，能滿足對坯料表面質量（氧化、脫碳、劃傷等）的高度要求；加熱大型板材時，由于板坯溫度均勻，有利于減少軋制時的厚度差。所以目前步進式爐在熱軋板帶車間以及中小型軋鋼車間都得到了廣泛的應用。加熱爐步進式移動裝置液壓傳動系統主要是由動梁和靜梁組成。當鋼坯被推進加熱爐后將其置于靜梁上的，此時鋼坯開始被加熱升溫。加熱爐是軋鋼工業必須配備的熱處理設備。隨著工業自動化技術的不斷發展，現代化的軋鋼廠應該配置大型化的、高度自動化的步進梁式加熱爐，其生產應符合高產、優質、低耗、節能、無公害以及生產操作自動化的工藝要求，以提高其產品的質量，增強產品的市場競爭力。我國軋鋼工業的加熱爐型有推鋼式爐和步進式爐兩種，但推鋼式爐有長度短、產量低，燒損大，操作不當時會粘鋼造成生產上的問題，難以實現管理自動化。由于推鋼式爐有難以克服的缺點，而步進梁式爐是靠專用的步進機構，在爐內做矩形運動來移送鋼管，鋼管之間可以留出空隙，鋼管和步進梁之間沒有摩擦，出爐鋼管通過托出裝置出爐，完全消除了滑軌擦痕，鋼管加熱斷面溫差小、加熱均勻，爐長不受限制，產量高，生產操作靈活等特點，其生產符合高產、優質、低耗、節能、無公害以及生產操作自動化的工藝要求。全連續、全自動化步進式加熱爐。1.1.2選題背景軋鋼廠在熱軋鋼材時，需要對鋼坯進行加熱。為了更好的保證鋼材表面質量，使鋼坯受熱均勻，采用了步進加熱方式。鋼坯在加熱過程中其前移為矩形運動；即活動梁上升，將鋼坯從固定梁上托起；活動梁前移，使鋼坯前步進一次；