CN1138963C - 铁质制品加热炉 - Google Patents

Abstract

一种加热炉，用于对连续输入炉中的其温度状态各不相同的多批钢铁制品进行再加热，所述炉子包括加热区域，其后至少追随有两个均衡区域，制品以不同于其它区域速度的速度至少通过这些区域中的一个区域，此速度可根据需要再加热制品的温度目标加以调节，且这些区域中至少有一个作为加热区域。

Description

铁质制品加热炉

本发明涉及钢铁制品再加热炉的改进，其出发点是在对连续输入炉中的多批不同制品进行再加热时，减少或消除生产率的任何损失。

已知再加热炉是用于将钢铁工业中的诸如板坯、锭子、方坯、坯锭或任何其它半成品的钢铁制品加热至滚轧要求的温度。

还已知，根据所使用工艺本性以及所得成品的最终厚度的不同，滚轧要求被轧制的制品经热处理并具有精确的硬度。对于一定化学成分的金属，此硬度随制品加热温度的不同而不同。

滚轧工序要求的制品温度决定于：

制品的平均温度，和

制品温度的均匀性，例如其上表面、中心及其下表面温度之间的均匀程度。

制品温度状态(平均温度和温度均匀性)的精确度对钢的高质量轧制是必不可少的，特别对高碳钢、不锈钢、铁素体和奥氏体钢、硅钢等更是如此。

制品的平均温度水平是由制品通过所谓的加热区域而获得的，加热区域的持征是具有大的热量注入，它使制品产生显著的温度不均匀性。

要求的制品温度均匀性水平是通过将所述制品送入一个均衡区域获得的，在均衡区域中热量的注入十分小，制品在其中停留一定的受控周期，从而使制品内的温度得以均匀。

目前，已知的滚轧之前的钢铁制品的再加热炉的特征是：

炉子的热惯性很大，这限制后者温度进行快速改变；和

炉中的可调节区域的数目有限，这特别是由于结构原因所致，使炉子整个长度上的温度不能精确地加以控制。

已知再加热炉的这两个特征限制了这些炉子在连续送进方式时对多批不同制品的再加热的灵活性以及再加热的能力，特别是相对多批不同制品的下列物理特征更是如此；这些物理特征为：

卸出温度；

尺寸或形状；以及

钢的等级，或者特别是相对多批不同制品的温度再加热目标，其特征是：

它们的卸出温度；

卸出温度的均衡性；

黑线的存在；

烧失量；

蠕变；

除碳；或

热处理。

附图中的图1是一张表示对两批具有不同卸载温度目标的制品进行再加热的实例图表。此图表将卸载温度表示成时间的函数。

由此图表可见，第一批制品必须再加热至温度T1，而第二批制品必须再加热至温度T2。制品1至5属于第一批，它们在加热至位于温度T1的容差范围内的温度后，在时刻t1至t5被卸出。同样，制品8至13构成第二批部分，并在加热至位于温度T2的容差范围内的温度后，在时刻t8至t13被卸出。

在t5与t8之间的时间范围内卸出的制品6和7，它们的温度位于温度T1和T2的容差之外，因此这些制品既不能放入第一批，也不能放入第二批，从而必须降级或报废。为防止目前的这种材料损失，炉子不装载超过容差的制品6和7。结果，这些产品的位置构成炉子装载系列中的所谓“孔”。此孔的存在必然在时刻t5和t8之间引起卸载操作以及对放置于炉子下游滚轧机送进率的间断。这意味着在对应于两个温度合格制品之间的时间间隔内存在着生产率的损失。

上述结合图1对卸载温度T2大于卸载温度T1进行说明的原则可转用至温度T2小于T1的情况。在从温度T1改变至温度T2期间，必须在装载系列中保留“孔组”，以便取消那些温度状态既不对应第一批，又不对应第二批的制品。

上述改变两批制品之间温度的原则也可转用至炉子调节中的任何变更，这种变更产生于从第一批变至不同的第二批的制品的一个或多个物理特征的变更，或产生于它们温度目标的变更。

“孔组”构成不同批之间的实际间隙。它们得以使炉子区域的调节从一批区域温度改变至另一批区域温度。

孔组的缺点是会引起生产率的显著损失，而且此损失将在下述情况变得更大，即：

第一与第二批的温度状态之间的差别越大，对每批制品卸载温度状态的要求精度越高，炉子的惯性越大，以及批样操作模式越频繁。

从本技术的这一状态出发，本发明的目的是改进钢铁制品的再加热炉，使它在再加热连续送入炉中的、它们温度状态不同的各批制品时，可能减少或消除生产率的损失，这些改进的特征是所述炉子包括的加热区域，其后面至少设置有两个均衡区域：

这可能使制品以不同于其它区域速度的速度至少通过这些区域中的一个区域，此速度可根据再加热制品温度目标的不同而加以调节，

这可能使这些区域中至少有一个可用作加热区域。

更具体地说来，本发明应用于钢铁工业中对方坯、锭子、板坯、坯锭或其它半成品进行再加热的炉子。

根据本发明的较佳实施例，至少设置了两个连续的均衡区域，其中至少有一个区域可用于使制品的温度均匀。

附图中的图2展示了经本发明目标加以改进的炉子的运转原则。此图是一张图表，其中所示的炉了中的制品床与加热区域或一些区域相对，并至少与两个均衡区域相对，它们分别用区域E1和区域E2表示，并紧随加热区域或一些区域之后。此图表涉及炉子运行的一个实例，这时从以1至10标记的第一批制品改换至以11至23标记的第二批制品。

对第一批制品和第二批制品进行炉中再加热的区域的不同调节受这两批制品的一个或多个物理特征之间的差别的支配，受制品温度目标间差别的支配，或受位于炉子下游的滚轧机要求的差异的支配。

图2中的图表涉及对两批制品进行再加热的炉子的运行实例，第一批需再加热至温度T1，而第二批需再加热至温度T2，且温度T2大于温度T1。该技术的一般技术人员也将清楚，此运行原则可容易地转用于由于再加热制品物理特征或其温度目标不同引起的对炉子运行调节进行任何改变的情况。

由下面可见，本发明提出的炉子装载系列中两批不同温度目标制品之间的“孔组”长度根据炉子的特征、制品及卸载率加以优化，同时，在从炉中卸出制品时不会产生任何间断，因而不会产生任何生产率的损失。

还请参看图2：

部分(1)涉及输入炉中的一批相似制品，所有制品1-10以相同速度移动，并在它们通过炉子期间遵循相似的温度曲线。

该批的所有制品均在到达区域E1的终端之前进行再加热，并在它们通过区域E2期间加以均衡。因而区域E1对此批制品起加热区域的作用。

为了向建于炉子下游的滚轧机进行送进，卸载率是不变的；在此实例中以标号10表示的制品正准备卸出。

部分(2)和(3)表示装卸至炉子的制品批发生变更的时刻。制品装载中的间隙构成装载系列中以1表示的第一批的第一件制品和以11表示的第二批的第一件制品之间的“孔”。由图2可清楚地看到，此“孔”的长度可长于或短于均衡区域E2。此长度决定于第一批制品和第二批制品的温度目标间的差别，以及炉子的惯性。在卸出以8和7表示的制品时，制品卸载率保持不变，它们遵循适用于它们温度目标的温度曲线。

图2图表中的部分(4)表示“孔”是如何根据炉中制品床的前进而移动的。“孔”使它有可能使炉中区域的温度适应第一批制品的温度目标以及第二批制品的温度目标。

部分(5)表示以11表示的第二批的第一件制品到达加热区域的终端。于是区域E1的控制设置加以改变，以符合第二批制品的温度要求。

部分(6)表示，当第二批制品进入区域E1以便在其中得以均匀时，炉中制品床的位置。这些制品的温度状态符合固定于此区域终端的温度目标。以1表示的第一批最后一件制品的制品卸载率仍保持不变，它遵循适用于其温度目标的温度曲线。

图2中的部分(7)表示以记号11标记的第二批的第一件制品到达均衡区域E1的终端。第二批制品已经再加热，并使以记号11和12标记的此批的首两件制品进入接近它们温度目标的状态。均衡区域E2空无一件制品，因而可对此区域E2的控制设置加以改变，以符合第二批制品的温度要求。

部分(8)表示第二批制品位于区域E1终端的情况。为保持制品卸载率，必须快速将制品床向前移过炉子，从而将以11标记的制品置于卸载位置。制品的快速前进必然产生第二批的开始几件制品移动进入区域E2，其调节与那些制品不符，且制品在炉内的停留时间减少。制品在炉中的快速前进造成位于加热区域或均衡区域E2的制品的温度状态的恶化。

为避免这一问题，发明提出应用机械***，这些机械***能确保将制品快速传送通过炉子的最后区域或最后一些区域，从而控制此区域对被传送制品的温度状态的冲击，或者尽管在炉子装载***中存在“孔组”，仍能限制或消除生产率的损失。同样，设置的机械***得以快速卸出制品，从而控制炉子的最后区域或最后一些区域对过程温度状态的冲击。在图2图表所示的实例中，应用了这种快速传送热设备以卸出以11标记的制品，此快速传送可使炉子根据固定的温度目标对第二批制品进行再加热，同时可使从炉子卸出的卸载率保持不变。

根据本发明，一件或多件制品的这一快速热学传送可由下列装置获得：

长行程卸载装置，它在区域E1和E2连接处抓住制品，以便从炉中排出；

在炉中传送制品的机械设备，该区段对应区域E2，用于独立于构成炉子其它区域的其它区段，进行运动。区域E2的机械传送设备区段使它有可能将需卸出的制品快速在区域E2的整个长度上快速移动，从而将此制品置于能被卸载机器卸出的位置。制品可从炉中卸出至其前部或其侧部。

下文将结合附图中的图4和5对这样的机械设备的非限定性演示实例加以说明。当然，任何其它设备装置也可应用；

图2中图表的部分(9)展示了均衡区域E2的热学条件与第二批制品目标不相容的整个周期期间炉子运行的一个实例。在此周期期间，以12和13标记的制品被机械设备卸出，如上所述，此设备是为此目的而设置在区域E2中的，以便对滚轧机进行送进。

每一制品被卸出后，设置在加热区域或一些加热区域以及在区域E1的支承和传送制品的***(对此将在下文结合图4和5进行说明)移动炉子中的制品床，以便将制品置于区域E1终端的等待位置。在此实例中，以14标记的制品占据了这一等待位置；

部分(10)涉及这样的炉子运行，这时均衡区域E2的热学条件已经变成与第二批制品的温度目标相兼容。

均衡区域E2用于使第二批制品的温度均匀，而均衡区域E1则或用于均衡化，或用作制品加热的终端。

第二批制品在一次或多次通过中被转移至区域E2中，以确保第二批制品的温度目标能保持在预定的容差之内。

现请参看图3至5，图中展示了在炉子区域E2中直线地移动制品的机械***的展示性实例。

在这些图中：

图3是一个对钢铁制品进行再加热的普通炉子的示意性侧视图，对此炉子应用了本发明。

图4是一个与图3相似的视图，它展示了一种***，该***使上述本发明的作用得以实现，而

图5是一个与图3和4相似的视图，它展示了另一***，用以实现发明的作用。

现请参看图3，由此图可见，在一台现有技术的炉子中，以标号1表示的需进行再加热的制品采用以3示意地表示的燃烧器在热绝缘室2中进行处理。制品借助以标号4表示的固定但可移动的纵向构件支承在炉了的整个长度上，并在其上传送。可移动纵向构件被固定至框架5上，使它们得以在水平方向移动，整个组合件倚靠在由杆6构成的***上，而杆6本身则倚靠在轮子上，能够以一个倾斜平面的形式在滑轮上移动，此***设计成使可移动纵向构件经受一个上升运动。制品由作用在框架5上的汽缸7进行平移运动，而上升运动则借助汽缸8实现，此汽缸8沿着倾斜平面移动框架6。在这样一台炉子中，诸如1的整个制品床倚靠在支承/传送设备的单一物体上，随着所述设备的每一个运动，床上的所有制品都以相同速度移动，以移过相同距离。

按照本发明，以上说明中提到的作用借助机械***加以实现，它们确保制品能快速送入炉子的最后区域或一些区域，这些机械***还能确保制品能通过前部或侧面快速卸出。

现请参看图4，图中展示了一台能实现发明作用的装置的第一个实施例。此装置基本包括以标号10表示的臂，它由装置11加以驱动，目的在于抓住制品。诸如10的臂位于支承和传送制品的纵向构件的大致相同高度。在附图所示实例中，以标号9表示的、需卸出的制品位于图2中均衡区域(E1)的终端，并被臂10抓住，从而在单次操作中被移出炉外，以便向滚轧机(未表示)送进。这样，此***可将制品快速送入炉子的最后区域，并将它们快速卸出，从而制止炉子的最后区域或一些区域对制品温度状态的冲击。应指出的是，由臂10及它们的驱动装置11构成的卸载***可放置成，以确保被炉内所述***抓住的制品能在其热学循环的给定点上，通过炉子的前端或侧向将其卸向炉外的，如滚轧机(未表示)。

现请参看图5，它说明了一个得以实现发明作用的机械装置的实施例。

在此实施例中，设置了一个独立区段以支承和传送炉内的制品，此区段使被支承的制品或一些制品得以以独立于炉子其它区段支承和传送制品的速度的速度加以移动，从而限制或消除炉子卸载中的“孔组”对制品卸载率的冲击。

在图5中，此区段以标号112表示。它可在汽缸15的作用下平移运动，在汽缸15的作用下上升，并在受汽缸驱动的框架16的作用下上升。区段12的平移运动或所有运动都是独立于其它区段17的运动进行的，其它区段17由汽缸18平移驱动，并由汽缸驱动的框架19加以上升。

在图5中，所示的需卸出的制品13正处于传送通过均衡区域E2期间，此高速传送是借助独立的支承区段12实现的。这样，制品13就以高速在区域E2的整个范围内传送。

通过阅读以上说明可了解到，本发明进行的改进能确保炉子卸载系列中的“孔组”长度是在具有不同温度目标的连续两批钢铁制品之间，根据炉子特征、制品及卸载率加以优化的，在制品卸载时不存在任何间断，因而不会有生产率的损失。

当然，仍旧应说明的是，本发明并不局限于文中说明和/或给出的实施例，而是包含落入所附权利要求定义的发明范围的所有修改方案。

Claims (6)

1.一种成批钢铁制品再加热炉，所述成批钢铁制品处于不同的热状态，并相继引入加热炉，其生产损失下降，所述再加热炉包括：

一个初始加热区域；

多个相继设置的均衡区域，位于初始加热区域的下游，用于均衡所有制品的温度，所述均衡区域可选择地用作辅助加热区域；

机械***，用于接触选定的制品，并以选定的速度将选定制品传输通过至少一个均衡区域，所述速度是选定制品被加热的温度的函数；

其中，至少一个均衡区域被选作加热区域。

2.根据权利要求1的再加热炉，其特征在于，所述机械***也快速卸出制品。

3.根据权利要求1的再加热炉，其特征在于，所述机械***还包括一个机构，用于在炉内举起选定制品，并在制品热学周期的给定点，通过炉子前部或侧面卸出制品。

4.根据权利要求1的再加热炉，其特征在于，所述机械***还包括用于举起选定制品的臂和驱动所述臂的装置。

5.根据权利要求1的再加热炉，其特征在于，所述机械***还包括一个独立的支承机构，用于在炉内支承和传送选定制品，所述支承机构以独立于炉子其它区段其它制品的移动速度对选定制品进行移动。

6.根据权利要求5的再加热炉，其特征在于，所述独立的支承机构通过一连到支承机构的汽缸进行平移运动。

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