[发明专利]蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种加热炉，尤其是涉及一种蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统。

背景技术

目前我国是钢铁产量大国，钢铁生产企业是能源消耗和排放大户，节约减排不仅是社会可持续性发展的必然要求，而且对企业降低成本提高效益有明显的作用。汽化冷却技术从上世纪60年代开始在推钢式加热炉就开始采用，90年代中后期，步进梁式加热炉汽化冷却技术开始运用，经过多年的设计及使用积累了很多经验。由于燃料成本的持续增长，蓄热式燃烧技术使低热值燃料高炉煤气得到充分利用，蓄热式加热炉在市场中得到广泛认可及应用，随着建筑用钢需求的不断增加，新建加热炉中蓄热式棒线材步进梁式加热炉占很大比例。

蓄热式棒线材步进梁式加热炉的坯料规格150～165×150～165×10000～12000，加热能力120～180t/h，炉长18～26米。加热炉支撑梁分为固定梁与活动梁，炉底汽化冷却系统对应分为固定梁冷却回路系统和活动梁冷却回路系统，各回路冷却水靠循环泵提供的动力进行冷却，以确保炉底支撑梁有足够的强度支撑炉内钢坯进行步进运动。棒线材步进炉一般设置5根固定支撑梁、4根活动支撑梁，支撑梁采用双层厚壁管设计，依靠单柱和双柱支撑，双柱接循环回路进出管道冷却，单柱靠密度差自然循环冷却。

汽化冷却各回路的常用系统连接方式如图1所示：单列支撑梁高温段和低温段串联在一起组成一个回路，5根固定梁组成5个固定梁冷却回路，4根活动梁组成4个活动梁冷却回路；固定梁冷却回路由固定梁给水总管供水，各回路设置手动调节阀7，流量检测装置6，回路出口管段设置有止回阀8；活动梁回路由给水总管、进水步进装置4，回水步进装置5等组成，各回路设置有手动调节阀7、流量检测装置6、止回阀8等，回路流量及动力由电动循环泵2或柴油循环泵3提供，循环回路的出水经回水管流入汽包1进行汽水分离。

步进装置的功能主要是配合活动梁的运动，活动梁的动作是：提升→前进→下降→后退，并做周期性的运动，这种运动是由加热炉的步进机构带动的。对于汽化冷却系统由于压力和温度较高，以及频繁的周期运动，对步进装置的柔性接头性能要求比较高。

步进装置主要由上集箱、闸阀、柔性组件、下集箱、排气装置等组成。上集箱固定在炉底机械设备的金属框架上，随炉底框架做周期性运动，下集箱固定在炉底基础上。柔性组件是步进装置的主要部件，每套柔性组件由3个球形旋转接头、管件及连接管组成，依靠3个旋转接头的转动来完成相应的动作。为了达到动作灵活、平稳，在其上设置了导向装置、防震装置及恒力弹簧吊架等装置来实现这一目的。旋转接头是柔性组件的主要部件，也是关键设备。

常用串联汽化冷却系统把前后两段的一根水梁串接在一起，由于各支路水梁的结构基本相同，就可以保证了各个回路受热管段的热负荷基本相同。棒线材步进炉水梁规格φ114×16，内径φ82，棒线材步进炉水梁表面热流11000kcal/㎡·h，汽化冷却系统运行压力0.8Mpa，临界循环流速0.4m/s，实际运行中流速2m/s。实际运行流速远大于临界流速，虽然可以保证水梁的冷却效果，但回路阻力增大，系统循环流量增大，导致循环泵的扬程增高、流量加大，设备功率增高，系统投入费用及运行费用都相应较高。

如图1所示，每排活动梁和固定梁前后两段支撑梁串联组成一个回路，全炉共计9个循环回路，回路给回水总管DN250，各回路进水管和串联管道DN100，各回路回水支管DN125；每个回路设置一个DN100的手动调节阀，1个DN100的流量检测装置，1个DN125的止回阀；4组活动梁循环回路前后设置有1进水步进装置和回水步进装置，每套步进装置设有4组柔性旋转组件，共计需要旋转接头24个；各循环回路设定正常循环流量50m3/h，最大流量55m3/h；2台电动循环泵，1台柴油循环泵，流量495m3/h，扬程0.5Mpa。

发明内容

本发明是对现有蓄热式步进梁式加热炉汽化冷却系统循环流程的改进，提供一种改良后的蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，采用本发明可有效降蓄热式低棒线材加热炉汽化冷却系统的投入，降低生产能耗和运行费用。其技术方案如下所述：

一种蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，包括依次相连的汽包、循环水泵进水联箱、循环水泵出水联箱，以及与循环水泵出水联箱相连的四组固定梁冷却回路和三组活动梁冷却回路，所述活动梁冷却回路包括两个由3段活动支撑梁构成的回路、一个由2段活动支撑梁构成的回路；所述固定梁冷却回路包括两个由3段固定支撑梁构成的回路、两个由2段固定支撑梁构成的回路。