[实用新型]一种加热炉试验装置

说明书

本实用新型公开了一种加热炉试验装置，属于加热炉技术领域。本实用新型包括炉膛，炉膛内设有用于承托钢坯的托架，分段式温度控制单元包括多个分别设定有不同加热曲线的加热段，循环空气依次通过上述加热段进入炉膛后实现对钢坯的加热；炉膛出口设有热空气出口管道，循环空气经热空气出口管道分为两路，一路循环空气通过排气管道直接排出，另一路循环空气与新风管道来的新风相混合后进入循环空气管道，混合后的循环空气再次经过分段式温度控制单元进入炉膛。本实用新型的目的在于克服现有钢坯加热制度研究的试验装备成本高、测试的时间不确定等的不足，不仅能够解决钢坯加热制度优化，还能够降低成本，掌控试验时间。

技术领域

本实用新型涉及加热炉技术领域，更具体地说，涉及一种加热炉试验装置。

背景技术

在钢铁冶金行业的热轧工序中，为了保证轧制的要求，钢坯需要在加热炉内完成二次加热过程，其加热目标温度一般为1200℃左右，断面温差低于30℃。加热炉的加热制度决定了钢坯的出炉温度和断面温差，而温度制度是由炉膛温度分布和加热时间共同决定的。因此，加热制度对钢坯温度场影响规律的研究，一直是人们关注的焦点。现有的研究主要是从CFD 模拟和黑匣子测试两方面着手完成的。

CFD模拟：利用CFD软件，对加热炉物理模型进行适当假设，建立几何建模，并对其进行网格划分，设置相应的边界条件，完成加热炉炉膛温度场、速度场，以及钢坯的温度场模拟任务。通过设置不同的边界条件，寻找优化的加热制度，实现钢坯的高效加热。这种理论研究本身存在着非常大的不确定性，而这种不确定性会引起较大的误差。首先，由于加热炉炉膛结构的复杂性，在几何建模时，需要做出各种假设，否则无法有效建立几何模型；其次，网格划分的质量也严重影响模型计算的精度。因此，通过CFD模拟的方法，获得的优化加热制度，在实际应用时，还需用黑匣子进行测试后，对其进行修正。

黑匣子测试：为了研究钢坯在整个加热过程中温度场的变化规律，黑匣子测试是非常重要的手段。即在钢坯上打出不同深度的孔，布置热电偶，把黑匣子(一种带水冷的温度检测装置)固定在试验钢坯上，并按正常生产计划，与其他钢坯一起装炉。在其加热过程中，完成该试验钢坯的炉气温度，各测点温度的检测，最终出炉。该试验方法虽然可以获得钢坯加热过程的炉气温度和钢坯的温度场。但是黑匣子测试一方面受到严重的生产计划的时间制约，另一方面受到高昂的测试费用制约的影响，而无法及时和有效的开展。

因此，以上两种方式的核心是黑匣子测试，而黑匣子测试的时间和成本限制是无法克服的。所以亟需提出全新的、低成本的钢坯加热制度研究的试验装备。目前国内外均已开展了该项研究，已有成果展现如下。

经检索，关于钢坯加热制度的研究已有大量专利公开，如法孚斯坦因冶金技术(上海) 有限公司申请的专利-一种用于热轧的步进式加热炉，其专利申请号为2018207344333，该专利方案主要在传统的加热炉测温控制方面做出了优化改进，即增设了上排烧嘴加热控装置和下排烧嘴加热控装置，分别布置与炉膛内顶部和炉膛内底部用来解决因侧面烧嘴测温不准，造成烧嘴下部过烧或少烧，使加热炉内被加热产品的上下表面受热不均的问题。

又如，常州市龙特耐磨球有限公司申请的专利-一种环形加热炉双温双控装置，其专利申请号为2018212194035，该专利方案为了解决测温器件长时间处于高温环境而导致的老化，进而引起温度失真等问题，在现有的环形加热炉上增设了第一热电偶、第二热电偶、第一温度监测装置以及第二温度监测装置，增加了测温的可靠性，保证了加热炉控制的精度和准确性。

又如，鞍钢股份有限公司申请的专利-一种热轧加热炉动态炉温控制方法，其专利申请号为2017105693626，该方法包括周期计算炉内钢坯实时温度、预测炉内钢坯剩余时间等，并可对不同钢种做炉温动态调整，确定最优炉温设定值，实现加热炉的优化运行。