浅谈辊底式加热炉技术

【摘要】辊底式加热炉是薄板坯连铸连轧生产线上的一个重要设备。本文阐述了辊底式加热炉的基本概念及作用，并重点介绍了辊底式加热炉的主要技术特点。

【关键词】步进式 加热炉 机械 设备

辊底式加热炉是薄板坯连铸连轧生产线上的一个重要设备，在功能上起着承上启下的作用，它一面将连铸出来的板坯加热至轧钢工艺所要求的出钢温度1150±10℃，这个温度精度要远高于一般步进炉所能够达到的±30℃的温差值，这样就为生产超薄热带产品奠定了基础，另一方面，辊底炉在整个工艺中还起着重要的缓冲作用。

一、辊底式加热炉概述

辊底式加热炉用炉内辊道运送热处理材，沿炉子整个长度每隔一定距离安装一根辊子，物料在辊子上运行，在辊子上面和下面的炉膛都可布置烧嘴供热。辊子有环辊（带有盘形辊环）和平辊二种，前者只能用于加热板材，后者可用于加热板材、型钢、管材和棒材。辊子外层辊套的材质通常为耐热钢，有的也用碳化硅。温度高的炉子（1000-1150℃）采用水冷轴并带绝热内衬的耐热钢炉辊，或全水冷的炉辊。为了防止炉辊弯曲，在高温下工作的辊子必须不停地旋转；当炉子空烧或不出料时，也要用低速以每分钟0.5-1.5周的转速摆动或旋转。辊底式炉因物料两面受热，加热较快、较均匀，广泛应用于常化、退火、淬火、回火等热处53工艺。

二、辊底式加热炉的作用

将连铸机送来的薄板坯按工艺要求均匀地加热到轧制温度。投产的生产线连铸坯入炉温度一般在850℃-1050℃之间，出炉温度（轧制温度）1100℃-1150℃，在炉内需提温50℃-300℃。要求出炉板坯长度与宽度方向温差≤±10℃，板坯边部（约40ram范围内）温度比中部温度高40℃左右。

在单尺坯轧制时，炉子能储存若干块单尺坯，当轧机换辊或事故停轧时，连铸机送来的薄板坯可储存在加热炉内，保证连铸机正常生产，炉子起到了缓冲储存作用。根据轧钢工艺要求，单尺坯生产时的缓冲时间应≥12min，确保轧机有充足的时间换辊和处理事故。

在薄板坯连铸连轧生产线上，除了辊底式加热炉外，还有部分生产工艺使用电感应加热、钢卷保温炉和较短的辊底式炉组合（ISP工艺）、步进式加热炉（CONROLL工艺）来满足上述要求，但由于各种因素使这种组合加热方式没有得到较大发展。目前，使用炉长较长的辊底式加热炉仍是薄板坯连铸连轧生产工艺主流加热设备。

三、辊底式加热炉技术特点

辊底式加热炉最早由美国Bricmont公司设计，并在美国Nucor公司投入了使用，取得了理想的效果。此后该公司在世界上有了17条生产线，占当时世界辊底炉总量的70%。Bricmont公司的技术简洁实用，生产运行成本低，具体体现在以下几个方面：

炉辊。Bricmont公司采用的是低碳的Co合金辊环，这种材质具有非常好的高温性能，与其他供应商的Cr28Ni48W5相比，不易开裂，寿命要高出好几倍。实践证明，Bricmont公司所供应的炉辊寿命达到2年左右，要高出其保证值的一倍。

防纠偏功能。铸坯在炉内要运行至少200m，非常容易跑偏，发生钢坯撞坏炉墙等现象。Bricmont公司则是在炉辊的设计上巧妙地利用了炉辊自身的挠度，使钢坯在运行过程中自动对中，从而彻底地解决了这个问题，有效地降低了生产运行成本。

炉辊的安装方式。Bricmont公司炉辊安装在土建的基础上面，减速机和炉辊采用橡胶接手连接，简化设备制造工艺，而降低了工程投资，而且在实际的生产中，运行成本也会相应降低。

炉辊耐材的选择。由于辊底炉炉辊长期处于运行状态，所以炉辊的绝热是一个非常困难的问题。Bricmont公司则采用了介于轻质料和重质浇注料之间的一种免烘烤浇注料，并设计出M系列的炉辊锚固钩，有效地解决了炉辊的绝热，效果非常理想，实际的炉辊维修成本只有其他公司的1/3。

先进的燃烧控制方式。Bricmont公司采用了常规的双交叉限幅控制，在烧嘴的结构、能力、布置等方面做了精心的设计，能满足工艺要求，而投资和运行成本较低。

采用横移车并配置剔坯辊道。针对唐钢准备采用的薄板坯连铸连轧工艺方案，Bricmont公司提出了采用板坯横移的过渡方式。而唐钢创新地提出了在加热炉旁增设剔坯辊道，以延长加热炉缓冲时间，剔除缺陷板坯。

四、唐钢薄板连铸连轧辊底式加热炉蓄热式烧嘴改造

由于常规烧嘴多使用换热器进行换热，排烟温度高，大量的烟气白白带走了炉内的热量，为了解决这一问题，2010年唐钢对1810线辊底式加热炉进行了蓄热式改造，将烧嘴全部更改为蓄热式烧嘴，采用空气单余热，每个烧嘴单独配置三通换向阀对空气预热。烧嘴以下的纤维模块全部更改为支模浇注轻质浇注料的形式。

改造后炉内温度明显提高，煤气使用量也有所下降，但炉墙散热较快，保温效果仍不理想。2012年唐钢对1810线加热炉再次进行了改造，将炉墙全部改为支模浇注的形式，达到了良好的保温效果，对1.6以下薄板坯的连铸连轧提供了坚实的基础。

五、结语

综上所述，在辊底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，进一步提高辊底式加热炉设备的利用率。

参考文献：

[1]宋贤.薄板坯连铸连轧线辊底式加热炉[J].特殊钢，2001，（06）.

[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.