加热制度改进试验分析
1目前加热炉加热制度分析
有一座加热炉，原加热制度按碳素钢、低合金钢和工具钢分为三类，具有与目前大多数加热炉相类似的典型性。原料钢坯有135、150、170、230mm四个厚度规格，按不同的钢坯厚度对应规定了不同的加热时间。由于钢坯热量传递速度是加热时间的一次函数，所以加热深度与加热时间应为正比例关系，即随着钢坯厚度的增大，加热制度中加热时间应相应按比例增加。但实际上加热时间增加的比例与钢坯厚度增大的比例并不相符，例如某类厚度为135mm的钢坯加热时间为80min，而厚度为230mm的钢坯加热时间为180min，比例相差悬殊。进一步对该加热炉230mm钢坯黑匣子测试结果分析，在距离出炉之前的一段时间钢坯各点温度已经达到工艺要求，具备出炉条件，因此加热制度中对于加热时间的规定有不合理的地方，有待改进。
2加热制度改进试验
为了解实际加热过程中加热炉内的钢坯温度随加热时间的变化规律，分析钢坯在加热过程中内部相关位置的升温速度以及之问的温差，选取合适的试验钢坯，确定代表加热状态的相关位置点。在相关位置点上开孔预先埋设热电偶，利用钢坯在线温度测试仪(黑匣子)进行在线温度试验，跟踪记录加热过程的钢坯各点的升温过程和速度，分析钢坯上、中、下层间温差以及水印等位置的温差，将其与出炉要求的参数对比，进而改进加热制度。
试验中试验钢坯按照加热制度中对应钢种要求的参数操作，加热时间为105min。试验过程中在试验坯前后分别排15块与试验钢坯相同材质规格的钢坯作为引导并填充满炉长。
根据对试验钢坯测试的数据，绘制试验过程中加热炉内钢坯温度随加热时间的变化曲线，各位置的升温曲线。对试验钢坯不同部位温度的变化过程进行热工分析。
(1)上下炉气温度比较分析通过对加热炉炉气温度趋势曲线分析，钢坯在加热过程中，钢坯上部的炉气温度与下部炉气温度接近，温度趋势基本一致，在均热段距离出料炉处加热炉下部温度逐渐降低。进一步测试加热炉的炉压分布，结论为该加热炉的炉压整体控制偏低，尤其是炉头压力偏低严重，原因是炉头吸人冷风引起出料炉门附近温度下降。对于该加热炉来说应增加下加热的热负荷，以保持温差一致。
(2)钢坯加热时间分析
在这期间各断面中心点的温度趋势较一致，在钢坯进人均热段遇到均热梁12min开始，钢坯均热梁中心点处的温度趋势是向下的，直到出炉时温度最低，降温的幅度与钢坯厚度方向的传热速度相吻合，表明影响均热梁中心处温度的主要原因是均热梁引起的水冷和屏蔽作用。因此调整加热制度的重点应针对解决钢坯在两个水梁之间局部温度偏低的问题，调整均热段下加热的火焰布置和热负荷可以在一定程度上解决这个问题。
当加热时间到96min时，钢坯各位置处的温度与出炉时温度基本一致，钢坯整体温差及各断面温差已经接近出炉时的温差，表明加热炉均热段没有发挥均匀温度减小温差的作用。
热时间92min时，除钢坯东侧非水梁上部温度(最低处温度1170％，仍大于1150℃外，整体温度与出炉时相差15℃左右，符合出炉范围。当钢坯运行86min时，钢坯东侧非水梁上部温度最低处仍超过1150℃达到1154℃，其他整体温度与出炉时相差3O℃左右，亦能满足工艺出炉要求。如果进一步解决钢坯东侧非水梁上部的加热问题，则缩短钢坯加热时间是可行的。因此，在调整加热炉各段热负荷分布的前提下，进一步进行缩短加热时间试验，先试将加热时间缩短至96min，再缩短至92min，经过调整火焰布置和热负荷，加热时间逐步缩短到86min。
(3)钢坯断面温度分析
钢坯断面各温度点之间的差值称断面温差，反映了钢坯“烧透”的程度，包括中心非水梁处断面温差、东侧非水梁处断面温差、加热水梁处断面温差、均热水梁处断面温差。
试验期间始终控制加热温度在较低的水平，最高点在均热段为1239℃，此时不需要将加热制度温度上限设定到1300℃就可以满足加热要求。在加热炉均热段钢坯各断面温差虽然有所减少，但运行过程中各点温度仍在升高，表明加热炉均热段热负荷过高，均热作用发挥不明显，相对于均热段加热段的热负荷略显不足。
3加热炉的钢坯氧化烧损率和节能分析
改进加热炉加热制度后，对实施新加热制度的1、2、3号三座加热炉进行了节能分析和氧化烧损率的测定。
节能分析
统计加热制度改进前后三座加热炉的能耗指标，加热制度改进前加热炉平均单耗为1．833GJ／t，加热制度改进后平均单耗为1．749GJ／t，节能4．5％。
(2) 氧化烧损率测定氧化烧损率测定采用氧化铁皮清渣量统计和铁皮取样测定两种方法。清渣量统计是对每月氧化铁皮量以及烧钢量进行累计然 后计算烧损率。经计算清渣量统计法的氧化烧损率为1．41％，铁皮测定法测定的氧化烧损率为1．43％，平均氧化烧损率为1．42％，改进加热制度前氧化烧损率为1．71％，减少氧化烧损20％以上。
4小结
综上所述，结合实际加热操作过程，通过钢坯在线温度测试，对加热制度中的加热温度、加热时间进行了调整优化，提出了新的加热制度，降低规定温度3O—60％，加热时间控制在90min以内。目前加热炉一直按照新加热制度提供的工艺操作参数进行生产，钢坯加热质量、炉温、氧化烧损、能耗等技术经济指标运行稳定，实现了降低炉温，缩短加热时间，减少氧化烧损，节约能源的目的。
（来源：热处理）
现货资源
| 品名 | 规格 | 材质 | 厂家 | 地区仓库 | 价格 | 现货 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 螺纹钢 | 12*9 | HRB400E | 山东新石特工程材料有限公司 | 石横(厂提) | 3380 | 详情 |
| 热轧卷板 | 3.75*1500 | Q235B | 苏州鑫昊欣金属科技有限公司 | 沙钢(玖隆物流) | 3630 | 详情 |
| 普碳中板 | 8 | Q355B | 郑州上之达钢铁有限公司 | 敬业(金马库) | 4670 | 详情 |
| 低合金板 | 210 | Q355NB | 舞钢市坤钰供应链管理有限公司 | 舞钢(产业集聚区) | 0 | 详情 |
| 无缝管 | 76*35 | 45# | 山东东银金属材料有限公司 | 聊城(东银库) | 4230 | 详情 |
| 圆钢 | 22*9380 | 25CrMoA | 山东大万实业有限公司 | 宣钢(河北宣化) | 0 | 详情 |
| 热轧卷 | 3.0*1800*C | Q235B | 上海盛钢联供应链管理有限公司 | 宝钢(泉安/津澜) | 0 | 详情 |
| 高线 | Φ20*C | Q355D | 上海北铭高强度钢材有限公司 | 韶钢(川流富锦库) | 5540 | 详情 |
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