1、第4節 環形加熱爐1、 環形加熱爐特點環形加熱爐具有以下特點:(1) 可以加熱圓形或異形鋼坯;(2) 根據需要可以改變鋼坯在爐內的分布,從而改變加熱制度,在生產中有較大的靈活性;(3) 鋼坯在整個加熱過程中,隨爐底的轉動沒有相對摩擦和振動,氧化鐵皮不易脫落;(4) 鋼坯在爐底上相互間隔放置,三面受熱,加熱時間短,溫度均勻,沒有水冷"黑印",加熱質量較好(溫度差±10);(5) 與推鋼式連續加熱爐比較,爐子容易排空,可避免鋼坯在爐內長時間停留,同時便于更換鋼坯規格;(6) 環形爐的機械化與自動化程度較高,裝出料與鋼坯在爐內運送均可自動運行.另外,燃燒及管理可自控;(

2、7) 環形爐的轉動爐底與固定的內外環墻之間的環縫,由環狀水封槽進行水封.由于環狀爐底鋼結構高溫時向外熱膨脹,冷態的內外環縫大小是不同的,一般根據爐子的中徑大小不同相差約4070mm,故活動的爐底中心與固定的爐膛中心在冷態是不一致的,而熱態則趨向一致.環形爐尺寸是以爐膛的平均直徑(中徑)和爐膛的內寬來表示的.環形加熱路屬特殊工藝所要求的加熱設備,與長形連續加熱爐相比有其自身缺點:1) 爐子是圓環形的,特別是大直徑的環形爐,占用廠房面積較大;2) 環形爐一經建成,改建或擴建都比較困難,因此發展的余地、潛力都較小;3) 鋼坯在爐內呈輻射狀間隔分布,爐底面積利用較差.特別是爐膛較寬的爐子,爐底外半環利

3、用更低.環形加熱爐的爐子有效長度內的利用率(根據裝出料機夾鉗夾鋼所要求的不了間距與料長等有關)僅為30%50%.二、鋼坯的加熱與加熱時間環形加熱爐相當于一座頭尾相接的長形連續加熱爐,所以爐子的熱工制度及分段(預熱段、加熱段、均熱段)原則,均與推鋼式連續加熱爐等類似.但環形爐內的鋼坯加熱有其自身特點.(1) 間隔布料的影響由于裝出料機夾鉗操作的需要,爐底上鋼坯與鋼坯之間必須留有一定間隙,其大小視夾鉗操作所必需的空間而定.鋼坯三面加熱,加熱時間較單純上加熱可大大縮短,鋼坯內外溫差較少.但爐內的單位爐底過鋼面積的產量卻很低,一般管坯在300kg/m2·h左右.(2) 熱爐底的影響環形爐爐底

4、由高溫的均熱段過度到預熱段時,由于他積蓄的熱量只散失很少一部分,所以它的溫度仍高于預熱段爐膛的溫度約200左右,對剛入爐的冷坯有明顯的加熱作用.(3) 加熱時間據有關文獻統計,環形加熱爐內管坯的加熱由于間隔布料和熱爐底影響,加熱速度約5.56.5min/cm,普通鋼取5.55.7min/cm,合金鋼取6.06.5min/cm,.低碳鋼管坯的加熱時間可按有關計算手冊進行計算,也可按式3.5-3的經驗公式計算: =(5.1+0.034d)d (3.5-3)式中-加熱時間,min; D-管坯直徑,cm.3、 爐子產量和裝載量的確定環形爐的裝載量按式3.5-4確定: P=G1 (3.5-4) 式中 P

5、-爐子裝載量,t; G-爐子產量,t/h; 1-加熱時間,h.爐子生產能力(G)應與軋機的產量相配合.由于環形爐一經建成,改建或擴建都很困難,因此爐子產量要充分滿足軋機的需要.但也不能過大,一面爐子長期在低負荷下工作.4、 爐膛尺寸的確定環形爐爐內鋼坯是呈輻射狀布置,鋼坯在環形爐爐底上的布料,見圖3.5-13所示.(1) 爐子直徑的確定 D= Pd (3.5-5) gk(-0.5)式中 D-爐底平均直徑,m; P-爐子裝鋼量,t; d-鋼坯直徑,m; g-鋼坯單重,t; -圓周率; -裝料機與出料機軸線的中心角,rad(弧度).1°=÷180=0.0174533rad(或1

6、rad=57.2958°)中心角的大小與環形爐的直徑D均大小有光,一般大中型環形爐為0.170.26rad(10°15°),而小型環形爐可達0.44rad(25°); k-爐子有效長度內的填充系數,k=d/S2; S2-相鄰鋼坯的布料間距,m. D1= Pd (3.5-6) ngk(-0.5)式中D1-雙排布料時,那排鋼坯中心在爐底所占平均直徑,m; n-鋼坯在爐底徑向上的排數. D=D1+S1 (3.5-7) 式中S1-雙排鋼坯中心的徑向間距,m.由公式3.5-5或公式3.5-6和公式3.5-7計算所得D,是環形爐爐底的平均直徑,初定時可視為環形爐爐膛的平均直徑(D均).(2) 環形爐的爐膛高度環形爐的爐膛高度一般為1.52m,而非供熱段爐膛高度有時降到0.80.9m.(3) 環形爐有效爐底長度有效爐底長度是使鋼坯沿著爐底總長度移動的那一部分,即裝了口和出料口中心外側軸線之間的爐底長度.有效長度L(m)有式3.5-8確定: L=D(-0.5) (3.5-8) (4) 環形爐布料角為了把沿爐直徑方向排列的鋼坯從環形爐爐底上一次輪流取出,環形爐每次轉過的角度(rad,弧度)等于相鄰鋼坯的布料角,由式3.5-