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 鋸片更換用時 主驅動 AC 電機 芯軸旋轉無級變速 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 刷掃裝置 液壓 3 條鋸切系統 西門子控制系統 表示質量 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(輸入區 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 環形爐簡述
環形爐在熱軋生產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。環形爐是目前世界上用于加熱圓管坯的最理想的 工業爐爐型。 此爐型的特點是爐底呈環形， 在爐底驅動裝置的作用下承載管坯由入料端旋轉 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、 爐頂等處的燒嘴加熱達到合格的出料溫度，并滿足溫度均勻性要求。 為了達到理想的加熱質量， 從熱工控制上將爐子從圓周方向上分成若干控制區， 依次形 成預熱段、加熱段、均熱段，各段亦可再分若干控制區以提高控制精度，例如我廠環形爐就 分成 7 個控制區，預熱段一個控制區，加熱段四個控制區，均熱段一個控制區，最后一個出 料區。各控制區按不同的溫度進行控制，實現對管坯的合理加熱，達到要求的加熱質量。各 區的基本加熱設備是燒嘴，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供送， 助燃空氣是由鼓風機 (助燃風機) 經由換熱器加熱， 再由空氣管道分配至各區燒嘴參與燃燒。 而溫度的調節由自動化控制系統通過調節管道上的 閥門開度實現燃料及配風的流量來實現。而燃料燃燒產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，以達到保溫節能的效果。 與其它的爐型相比，環形爐具有以下優點： ★環形爐最適合加熱圓管坯， 并能適應各種不同直徑和長度的復雜坯料組成， 易于按管坯規 格的變化調整加熱制度。 ★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，加熱質量好。 ★管坯在加熱過程中隨爐底一起轉動， 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，便于更換管坯規格，操作調度靈活。 ★裝料、出料和爐內運轉都能自動運行，操作的機械化和自動化程度高。 環形爐的缺點是：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，單位爐底面積的產量較低。 目前，國際上 DALMING 廠環形爐中徑為φ46m。ALGOMA 廠環形爐中徑為φ36m， 國內寶鋼環形爐中徑為φ35m，成都無縫廠環形爐中徑為φ20m，包頭無縫廠環形爐中徑為 φ35m，我廠一套環形爐中徑φ48m，這些都是環形爐在中空錨桿廠使用的一些例證。 我廠管坯加熱采用環形爐，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 環形爐在生產線中的布置和作用
環形爐為高架布置，座落在+5m 平臺上。爐體在 A-B 跨和 B-C 跨內，占據著兩個跨。 從縱向看在 3 柱和 6 柱之間。 連鑄管坯經冷鋸切割成定尺管坯后， 管坯經由運輸設備送至爐 子裝料機夾鉗下方， 裝料機夾鉗夾起管坯裝入爐內。 加熱好的管坯用出料機從爐內取出送至 穿孔工藝工序。 2 作用 軋管廠設置一座管坯加熱爐，供連鑄圓坯軋制前加熱。
1) 生產任務 管坯規格：
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 環形爐基本尺寸
爐底中心平均直徑：33250mm 爐膛內部寬度: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
爐子結構及輔助設備
結構概述：
環形爐由轉動的爐底和固定的爐墻、爐頂組成。
圖 3-1 環形爐運轉示意圖
管坯由裝料機 A 送入環形爐并放置在爐底上，隨爐底一起轉動，在轉動過程中，被安 裝在爐子側墻和爐頂的燒嘴加熱，轉動一圈后，由出料機 B 將被加熱好的管坯取出。 環形爐爐內煙氣按照與爐底轉動相反的方向流動， 加熱管坯后廢氣經由裝料端內環側墻上的 排煙口排除爐外。 1 具體的特點如下： 爐子的鋼結構： 爐體外殼由軋制型鋼焊接的柱梁和爐皮鋼板組成。爐頂鋼結構承載吊掛爐頂的耐火材 料。 2 環縫與水封：為了保證爐底運轉良好,爐底和側墻的內外環之間留有一定的縫隙,即環縫.考慮到爐子 工作時受熱膨脹，爐子外環縫要比內環縫的縫隙稍大一些。 爐底和爐墻之間的環縫采用水封，水封系統由水封槽、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，這樣爐底在轉動時，通過刮板，把水封槽內的氧化鐵 皮和其它一些雜質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設有一道隔墻 A， 其目的是減少低溫管坯區對高溫管坯 區及高溫出爐管坯的吸熱。及高溫煙氣直接進入低溫區形成煙氣短路。 在裝料門后煙氣出口前又設有一道隔墻 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，就設置了這道隔墻 B。出料段與均 熱段間設有一道隔墻 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
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1)
結構
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退出。 為了使夾鉗夾管坯平穩，最大行程為 7600mm，且出料機夾鉗可以左右擺動。扒渣機設在裝 料機之間負責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 技術參數： 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) 結構 環形爐的中樞部分是在爐底結構。 轉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 設備、支撐輥、定心輥布置在爐底兩側，有利于設備的更換和維修。 2) 轉動機械 環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動， 柱銷安裝在爐 底下層鋼架的外環側。 爐底可以反向轉動， 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 每步轉動距離 mm 爐內根數 每步周期(最小)S 布料排數 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動，采用了水平定心輥來實現定心，即沿圓周設有 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。 定心是從內環方向向外頂住爐底下層鋼架來實現。 定心力 的大小通過調節彈簧的壓力來實現。 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構制成，內襯以澆注料,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
概述 環形爐燒天然氣,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,預熱段、 加熱段側墻上均裝有德國 Krom 公司的高速型側燒嘴,均熱段和出料段爐頂裝有德國 Krom 公司的平焰頂燒嘴。 2 燃燒系統的組成及設備性能 燃燒系統由一臺助燃風機、空氣管道、一臺煙氣稀釋風機、一臺空氣換熱器、一套燃氣 分配系統和燒嘴形成。構成燃燒系統的這些設備，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) 助燃空氣鼓風機(1 臺) 鼓風機的作用
是提供足夠的助燃空氣。 直聯離心式 風量 60000m3/h 風壓 轉速 2) 功率 煙氣稀釋風機(1 臺) 12000pa 1鑄鐵r/min 355kw(10kv 50HZ)作用：煙氣出爐溫度很高時(850℃),則起動稀釋風機，向煙氣內鼓入冷空氣，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機。 性能： 型式 直聯離心式 風量 風壓 轉速 功率 3 空氣預熱器 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，達到節能，提高熱效率的目的。 2) 結構 換熱器是由許多中空錨桿組成的。鋼管內部走空氣，換熱器置于煙道內，這樣，鋼管內 12000m3/h 1960pa 1鑄鐵r/min 15kw
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