摘要：连续式加热炉中的两段式连续加热炉、三段式连续加热炉、多点供热的连续式加热炉、多点供热的圆形料坯的斜底炉作为冶金行业起始阶段的发展产物一直被人们所改进，其中包含着众多智慧和汗水。而作为当今先进技术的代表：步进式加热炉、转底式环形加热炉和链式加热炉则是本文主要说明的对象。本文主要分为两部分，分别阐述了连续式加热炉和均热炉的结构特性以及对其设备的分类和选用。其中主要对连续式加热炉中的推送式连续加热炉和机械化炉底加热炉进行了系统的分析。 步进式加热炉关键词：连续式加热炉、均热炉、加热炉分类、加热炉选用
前言
随着时代进入21世纪，我国冶金行业的发展步伐正在飞速跨越。从50年代初我国开始大力发展冶金工业到现在，漫长的60多年里，我国的冶金工业已经完成了从无到有、从有到精，并逐步开始与世界冶金强国并驾齐驱！在这种背景下冶金行业的方方面面都必须做到精益求精。其中钢材的加热在整个冶金生产中占据的极其重要的地位，加热设备的运用与革新已经成为当今冶金行业所要学习的一门必修课。
1 连续式加热炉
1.1连续式加热炉的概念
连续加热炉包括推钢式炉、步进式炉、转底式炉、分室式炉等连续加热炉，多数用于轧制前加热金属料坯，少数用于锻造和热处理。主要特点是：料坯在炉内依轧制的节奏连续运动，炉气在炉内也连续流动；一般情况，在炉料的断面尺寸、品种和产量不变的情况下，炉子各部分的温度和炉中金属料的温度基本上不随时间变化而仅沿炉子长度变化。按炉温分布，炉膛沿长度方向分为预热段、加热段和均热段；进料端炉温较低为预热段，其作用在于利用炉气热量，以提高炉子的热效率。加热段为主要供热段，炉气温度较高，以利于实现快速加热。均热段位于出料端，炉气温度与金属料温度差别很小，保证出炉料坯的断面温度均匀。用于加热小断面料坯的炉子只有预热段和加热段。习惯上还按炉内安装烧嘴的供热带划分炉段，依供热带的数目把炉子称为一段式、二段式，以至五段式、六段式等。 1.2 推送式连续加热炉
靠推钢机完成炉内运料任务的连续加热炉。料坯在炉底或在用水冷管支撑的滑轨上滑动，在后一种情况下可对料坯实行上下两面加热。炉底水管通常用隔热材料包覆，以减少热损失。为减小水冷滑轨造成的料坯下部的“黑印”，近年来采用了使料坯与水管之间具有隔热作用的“热滑轨”。有的小型连续加热炉采用了由特殊陶质材料制成的无水冷滑轨，支撑在由耐火材料砌筑的基墙上，这种炉子叫“无水冷炉”。推送式连续加热炉仍是应用最广泛的形式。根据炉温制度又可分为两段式加热炉、三段式加热炉、多点供热式加热炉。
1.2.1 两段式连续加热炉及其选用
图1为一座燃煤两段式连续加热炉炉体结构示意图，按炉温制度分为加热期和预热期，炉膛也相应地分为加热段和预热段。加热薄料坯的小炉子也有单面加热的，一般多为两面加热。烧煤时设有端部的燃烧室，称为头炉，下加热的燃烧室设为两侧，称为腰炉。烧重油或煤气的炉子，在上下部的端墙上安装烧嘴，有时侧墙上也安装烧嘴。
具有上下两面加热的两段式连续加热炉，其燃料分配比例上加热占30%-40%，下加热占60%-70%。因为下面的炉气要上浮，部分气体由两侧的空隙上来，使下部的热量感到不足；其次，料坯下面的冷却水要带走大量的热，这部分热几乎都要由下加热供给；此外，料坯与水管接触的地方要产生黑印，下加热不足时，黑印现象更严重，料坯到实炉底端以后，只有上部受热。因此，下加热应供给较多的燃料。
图1 燃煤两段式连续加热炉
选用：
当料坯的厚度不大时（一般小于200mm），可以采用两段式炉。但当料坯断面较厚时，加热终了后内外上下温度较大，为了消除温差，必须延长加热时间，但受到物料表面温度的限制，如果表面温度过高，就会产生加热缺陷。这时两段式连续加热炉就不能适应要求。
1.2.2三段式连续加热炉概论及其选用
图2为一座三段式加热炉结构示意图，三段式连续加热炉采取了预热期、加热期、均热期的三段温度制度。在炉子的结构上也相应地分为预热段、加热段和均热段。一般有三个供热点，即上加热、下加热与均热段供热。
料坯由炉尾推入后，先进入预热段缓慢升温，出炉烟气温度为850-950度，最高不超过1050度。料坯进入加热段后，强化加热，表面迅速升温到出炉所要求的温度，允许物料内外有较大的温差。最后，物料进入温度稍低的均热段进行均热，表面温度不再升高，而是使断面上的温度逐渐趋于均匀。
图2三段式连续加热炉
选用：
断面尺寸较大物料的加热，多采用三段连续加热炉。
就目前的生产状况而言，由于轧机产量不断增加，要求炉子产量相应增加，原有三段式炉感到供热不足，于是出现了多点供热的连续加热炉。
1.2.3 多点供热的连续加热炉
图3为六点供热大型连续加热炉结构示意图，这种炉子的炉温制度仍属于三段式温度制度的特点。如五点供热式的供热点为：均热段、第一上加热、第二上加热、第一下加热、第二下加热。六点供热又多了一个下均热供热点。炉顶平焰烧嘴的使用，使供热点的布置与分配很方便，可以根据材料品种不同，灵活调整各段的供热分配。
图3 六点供热大型连续加热炉
这类炉子的特点是在进料端的有限长度内，供给大部分热量，约占总供热量65%，而第一加热段和均热段供给的比例只有35%。在某种意义上预热段已经不是传统的概念，料坯一人炉就以大的热流量供热，因为低碳钢允许快速加热。不致产生温度应力的破坏，加强预热段的给热就改变了传统炉子只有半截炉膛供热的观念。当需要在低生产率条件下工作时。可以减少预热段的供热量。在这种炉温制度下，废气带走的热量占总供热量的60%以上，必须有可靠的换热装置，才是合理的。目前这种大型炉子主要发展金属换热器，可以安置在炉子上方，即炉子采取上排烟的轻型结构。
多点供热连续加热炉由于炉温分布更加均匀，料坯所接受的热量大部分是得自后半段。此时料表面的温度还不致造成大量氧化，而在前半段高温区停留的时间相应缩短，烧损也因而下降，还减少了粘连的现象，所以多点供热的炉子加热质量也较好。
1.3 机械化炉底加热炉
由于推送式连续加热炉的长度受推料比的限制，以及一些特殊型坯加热的需要，陆续发展了多种机械化炉底炉，如步进式炉、环形炉、辊底式炉、链式炉等。这些炉型的共同点是炉底依靠机械传动，加热的物料随炉底而移动，从装料端送往出料端并完成加热过程。
1.3.1 步进式连续加热炉
图4是一座蓄热式高炉煤气步进式加热炉炉体结构示意图，步进式加热炉是各种
机械化炉底中使用最广、发展最快的炉型，是取代推钢式加热炉的主要炉型。
步进式连续加热炉工作原理是靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。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。70年代以来，由于轧机的大型化，步进梁式炉得到了广泛应用。同推钢式炉相比，它的优点是：运料灵活，必要时可将炉料全部排出炉外；料坯在炉底或梁上有间隔地摆开，可较快地均匀加热；完全消除了推钢式炉的拱钢和粘钢故障，因而使炉的长度不受这些因素的限制。中国1979年投产的步进梁式炉长为32.5米，生产能力为每小时270吨。
步进式连续加热炉的特点是加热灵活，在炉长一定的情况下，炉内坯料数目是可变的，而在连续加热炉中则是不可变的，那样加热时间就受到限制。例如炉子产量降低一半时，则炉内坯料加热时间就会延长一倍，对有些钢种来说这是不利的，而步进炉在炉子小时产量变化的情况下，可以通过改变坯料间距离来达到改变或保持加热时间不变的目的。
加热质量好因为在步进炉内可以使坯料间保留一定的间隙，这样扩大了坯料受热面，加热温度比较均匀，钢坯表面一般没有划伤的情况，两面加热时坯料下表面水管黑印的影响比一般推钢式连续加热炉
的要小些。
炉长不受限制对推钢式连续加热炉来说炉长受到推钢长度的限制，而步进炉则不受限制。而且对于不利于推钢的细长坯料、圆棒、弯曲坯料等均可在步进炉内加热操作方便改善了劳动条件，在必要时可以将炉内坯料全部或部分退出炉外，开炉时间可缩短；由于不容易粘钢，因此可减轻繁重的体力劳动；和轧机配合比较方便灵活。可以准确地控制炉内坯料的位置，便于实现自动化操作。
图4 蓄热式高炉煤气步进式加热炉
选用：
加热的皮料不受断面形状限制，可以加热推钢式加热炉难以加热的大型板坯、异形板坯以及细小和较薄的钢坯。
1.3.2 转底式加热炉
炉身固定，炉底转动，放置在炉底上的料坯随炉底转动由进料口移送到出料口。根据炉底的形状，转底式加热炉可分为环形炉和盘形炉两种，冶金厂轧钢车间多用环形炉。
选用：
这种炉子适于加热不能用推钢和步进方式运送的物料，如圆坯、车轮和轮箍坯、模锻前
的异形坯以及品种多以及长短不一的料坯等。缺点是炉底面积利用率低，炉底单位面积产量通常约为350～400kg/(㎡·h)。
2 均热炉
2.1 均热炉的概念
均热炉是初轧厂加热钢锭的设备。均热炉的炉型，按空气预热方式分蓄热式和换热式；按燃烧方式分上部燃烧式和下部燃烧式。现代的均热炉大多为上部单侧烧嘴换热式均热炉，换热器与炉膛分开设置。每座炉子多由2～4个炉膛组成，几座炉子纵向并列。
2.2 均热炉的分类
按烧嘴的分布特点，均热炉可分为：中心烧嘴换热式均热炉、上部四角烧嘴换热式均热炉和上部单侧烧嘴换热式均热炉。
2.2.1 中心烧嘴换热式均热炉
图5是一座中心换热式均热炉炉体结构，中心烧嘴换热式均热炉的炉膛尺寸波动范围为：长3.7-5.7m，宽3.7-4.8m，高2.8-3.3m。为了避免炉墙在高温下向内膨胀，将炉墙砌成弧形。每组两个炉坑，每坑可以装10--20根钢锭，沿炉墙四周直立放置。炉子只有一个烧嘴，位于炉底的中心，炉膛两侧各有一个陶质管砖的换热器。空气在换热器预热到700-800℃后。经热风道送往烧嘴。煤气多数情况下不预热，有时也用另设的金属换热器预热。煤气与空气边混合边嫩烧，向上喷到炉盖上再折向下，由两侧烟道口进人换热器。排烟口的位置必须适当，太低则氧化铁皮容易掉进烟道堵塞换热器，太高则炉底温度太低。换热器后还可以安装余热锅炉。中心烧嘴换热式均热炉的炉底温度较低，一般可采用干出渣。
图5 中心烧嘴换热式均热炉
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