步进式加热炉机械设备概述

【摘 要】 步进式加热炉用于钢铁企业轧制前各种板坯的连续加热，本文阐述了步进式加热炉的基本情况，重点介绍了主要的机械设备的一些特点，并通过与推钢式连续加热炉对比介绍了其优缺点。

【关键词】 步进式 加热炉 机械 设备

1 步进式加热炉概述

步进式加热炉分步进梁式和步进底式两种，是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、返回等动作将工件由进料端移至出料端的连续加热炉。炉子有固定炉底和步进炉底，或者有固定梁和步进梁。前者叫做步进底式炉，后者叫做步进梁式炉。轧钢用加热炉的步进梁通常由水冷管组成，步进梁式炉可对料坯实现上下双面加热。

改进的步进式加热炉，属于冶金行业生产设备，它包括炉体，炉体的侧墙由内向外分别是低水泥料层、隔热砖层、硅酸铝纤维毡隔热层，炉体分为预热段、加热段、均热段，加热段的两面侧墙上设置调焰烧嘴，均热段的上加热段设置平焰烧嘴，均热段的下加热段设置调焰烧嘴，调焰烧嘴的煤气和空气的混合气管道上设置电磁阀和调节阀，平焰烧嘴的煤气和空气的混合气管道上设置调节阀，空气总管道和煤气总管道设置在炉顶。

步进式加热炉的工艺过程为：从连铸机来的热坯（或库房的冷坯经上料辊道）、装料辊道、在装料辊道上对中、定位、装坯料入炉、加热、出坯。机械设备包括装出料炉门传动装置、装出钢机、炉底提升、平移机械、汽化冷却、风机传动等。

2 主要机械设备简介

2.1 装出料炉门传动装置

装出料炉门传动装置由液压缸、链条、链轮、炉门框架组成。在开启、闭合炉门时，液压缸的响应较快，在结构设计中，考虑了热辐射的防护问题。

2.2 装钢机

采用了两台装钢机设计方案。装长坯料时，两台装钢机同时动作，通过电气来实现同步；装短坯料时，两台装钢机单独动作，送坯料人炉。装钢机运动分为坏料的提升和平移。提升通过液压缸、连杆机构来完成、平移通过电机十齿轮齿条来完成。

弹性缓冲装置：因为坯料的表面弯曲变形度是不一样的，当变形较大的时候，有的托臂接触不到坯料的底部，使托臂受力不均匀。在提升机构设计中，采用了一种装置—弹性缓冲装置，在提升液压缸和托臂之间，当坯料底部与托臂之间存在间隙时，弹性缓冲装置就会在液压缸的作用下，通过内部的蝶型弹簧，与坯料底部接触，消除间隙。

平衡箱：在装钢机行走机构设计中，采用了平衡箱及平衡轮的结构。装钢机的齿条杆由电机通过减速箱、主动齿轮来驱动，在齿条杆的尾部有一个平衡轮装置，平衡轮与齿条杆通过一根过盈轴连在一体，当齿条杆前、后移动时，平衡轮就在平衡箱内滑动，使齿条杆前、后受力保持平衡。

减速箱：在装钢机的简图中，电机通过一个90度的减速箱来传动齿条杆，设计时，将高速轴传动部分设计为单独的箱体，使高速轴的轴向窜动、轴向力等基本消除。

2.3 炉底机械

炉底提升机械：提升机械将坯料提升，通过平移机械将坯料向前输送一个步长。整个提升框架被分成缓冲段和加热段，两段有单独的液压提升机构，并通过轮槽来进行导向，滚轮材料采用了耐磨性好的42CrMo。

炉底平移机械：平移机械被分为缓冲段和加热段，两段分别由液压缸通过连杆来执行平移动作，在两段之间，有连接液压缸。缓冲段通过轮槽导向加热段比较长，存放的坯料又较重，在平移时，如果没有平移导向装置，平移框架会发生偏斜，甚至会擦伤炉墙。固定框架是安装在炉底基础中间的焊接结构件，两侧的导向轮是与加热段平移框架连在一起的，当加热段平移机械移动时，两个导向轮就在固定框架两侧滑动，对平移框架起一个导向作用，同时导向轮的前端带有一层进口的耐磨的材料，导向轮还能轴向调节，从而消除导向轮与固定框架之间的间隙，保证平移框架平稳地移动。

2.4 其他设备

出钢机：出钢机与装钢机的区别在于出钢机没有弹性缓冲装置，其余结构一样。

汽化冷却系统：在汽化冷却系统的设计中，除了正常的电动泵、事故用柴油泵配置外，还采用了旋转接头，为炉内的平移框架水梁提供冷却水。

风机传动：在风机传动设计中，电机轴承箱的底座与水泥基础之间没有地脚螺栓，采用了减震垫装置，可以消除电机、轴承箱的振动问题。

3 步进式加热炉的优缺点

步进式加热炉与推钢式连续加热炉相比具有下列优点：①可以加热各种尺寸、形状的钢坯，，特别适合推钢式炉不便加热的大板坯和异型坯。②炉子生产能力大，炉底强度可以达到800～1000kg/（m2.h），与推钢式炉加热等量钢坯相比，炉子长度可以缩短10%～15%。③炉子长度不受推钢比的限制，不会产生拱钢、粘钢现象。④炉子的灵活性大，在炉长不变的情况下，通过改变钢坯之间的距离，就可以改变炉内坯料的数目，以适应产量变化的需要。而且步进周期也是可调的，加大步距即可缩短钢坯在炉时间，从而可以适应不同钢种加热的要求。⑤由于钢坯不在炉底滑轨上滑动，钢坯下表面不会有划痕，并且钢坯的“黑印”也少，加热质量好。推钢式炉因推力振动，而造成滑轨及绝热材料经常损坏，需要经常维修，而步进式炉不需要这些维修。⑥轧机有故障或停轧时，能将钢坯退出炉外，以免钢坯长期停留在炉内造成氧化和脱碳。⑦可以准确计算和控制加热时间，便于实现加热过程的自动化。

步进式炉的缺点是：炉子造价比推钢式炉高15%～20%，炉子耗水量和热耗量也高些。经验表明，在同样小时产量情况下，步进式炉的热耗量比推钢式炉高167.5kJ/kg。

4 结语

综上所述，在步进式加热炉的机械设备设计中，其在结构上有许多的特点和改进，这些新技术在实际应用中，还需进一步的发展和完善，进一步提高步进式加热炉设备的利用率。

参考文献：

[1]邓建中.步进式加热炉机械设备探讨[J].江苏冶金，2004.（02）：37-38.

[2]陈迪安.首钢迁钢2160mm热轧工程加热炉技术的研究与应用[N].世界金属导报，2011年.