• 钢管生产用炉设计

    文章来源:我的网站  日期:2018-09-08

    无缝钢管生产用炉有:环形炉、盘形炉、钢管步进式炉、辊底式炉、外部机械化炉、缝式炉、镀锌炉等;焊接钢管生产用炉有:管坯快速加热炉、管坯焊前室式加热炉、钢管镀锌炉等。
     
      环形炉 用于无缝钢管管坯穿孔或轧制前加热。炉内布 料形式能使管坯三面受热,加热温度均匀,以满足 轧制均匀壁厚钢管的温度要求;同时环 形炉能毫无困难地加热圆坯,因此轧 管机一般都选用环形炉加热管坯或轧管用钢锭。
     
      炉子由 固定不动的炉墙、炉顶和 能回转的炉底组成,管坯放在炉底上,借炉底 回转由装料口运送到出料口。管坯在 炉底上间隔放置,呈辐射形排列。间隔距离(S)根据装 出料机夹钳大小决定,一般取100~250mm。环形炉炉膛中心直径(D)由下式计算:
     
      式中N为炉子装钢量,块;(s+d)为相邻 二块管坯的中心距,m;其中d为圆管 坯的直径或方管坯的边长,m;θ为装出 料机夹钳中心线之间夹角,(。);b为夹钳 夹钢位置与炉膛中心线之间距离,m。炉底宽度B决定于管坯长度。单排装 料时炉底宽度等于坯长l(m)加0.4~0.6m,双排装料时等于2l+(0.5~0.8)m。
     
      管坯加热时间(min)可取(0.055~0.065)d,d的单位为m。小直径坯(d<0.1m)取下限,大直径 坯或合金钢坯取上限。
     
      环形炉 可用煤气或油做燃料。烧嘴通 常布置在侧墙或炉顶上。燃料消 耗量由热平衡计算确定,近似值 可按炉子最大产量(kg/h)乘以单耗求得,单耗可取1400~2000kJ/kg。
     
      沿炉膛中心直径展开,从装料口算起,炉子可分成热回收段、预热段、加热段、均热段和清理段。热回收段不供热,利用烟 气显热预热管坯,直径较 小的环形炉不设预热段而把热回收段称为预热段。每一段 的热负荷一般以该段的热平衡求得。单位炉 底面积热负荷约为:预热段0~190kW/㎡,加热段130~190kW/㎡,均热段110~180kW/㎡。
     
      环形炉 各段长度分配以各段所占角度衡量,热回收段和预热段占80。~180。,加热段占140。~190。,均热段占40。~50。,清理段(装出料口中心线交角)占15。~30。。
     
      盘形炉 用于穿孔坯延伸轧制前的加热。这种炉 子只和皮尔格轧管机配套使用。穿孔坯入炉温度为1050~1100℃,加热到1250℃出炉。盘形炉 与环形炉都属于转底式炉,与环形 炉不同的是没有内侧墙,炉底成盘形,炉子成室状,炉内各 处温度相差不大,不分段,排烟温度较高,热效率较低。可用煤气或油做燃料。
     
      钢管步 进式炉是借步进梁上升、前进、下降和 后退等动作使炉内钢管一步一步向前移动的一种炉子。用于定径、减径或 扩径前钢管的加热,也有用 于钢管热处理的。炉内设 锯齿形固定梁和步进梁,每一齿槽放一根钢管,每一步 进动作使钢管前进一齿距,利用齿 距和步距的不相等可以使钢管在齿面上滚动一定角度而使加热均匀。步进梁 和固定梁由高合金耐热钢铸造。通过耐 热钢支座分别将步进梁和固定梁固定在步进机械和炉底上。钢管步 进炉一般采用侧进料和侧出料方式,炉子的 进料侧和出料侧各有一排悬臂辊,用于装料和出料。
     
      炉子可 用煤气或油作燃料,烧嘴布 置在出料侧端墙上,也可以布置在炉顶上。用于低 温回火的步进炉应设炉气强制循环设施。
     
      用于定径、减径的 钢管步进炉安装在轧管机流水线上,炉子前 后均不设堆放钢管的场地,因此炉 子小时产量等于流水线的产量,炉子长 度计算必须按各品种规格逐个进行,按流水 线上各设备能力综合考虑合理的炉子长度。炉子宽 度由钢管长度确定,等于最长钢管长度加0.5~1.5m。热处理 用步进式炉一般单独设置,炉子小 时产量由各品种的年产量、年工作 小时及某些不均衡因素确定。
     
      钢管生 产愈来愈向长钢管方向发展,长度已超过30m,步进炉 也因此愈来愈宽,这就使 侧进侧出步进炉的悬臂辊进出炉时间和步进周期相互衔接所必需的最短出钢周期愈来愈成为炉子产量,.的薄弱环节。80年代设 计的钢管步进炉采用了以一下措施来提高炉子装出钢能力:(1)提高进 出料悬臂辊速度(已达300m/min);(2)采用多 根钢管同时进炉;(3)采用有 严密密封措施的端进料方案;(4)改变动 作较慢的矩形步进轨迹,采用能 快速步进的圆形步进轨迹。
     
      缝式炉长条形室式炉,侧部留一缝,钢管端 头通过炉子侧缝而被加热。可用煤气、油或焦炭作燃料。用于冷 拔或热扩钢管端头加工前的加热。加热长度与管径有关,约150~500mm。
     
      管坯快 速加热炉用于炉焊钢管焊前加热。管坯是成卷的钢带,呈展开状态通过炉子,出炉后 立即卷成管状使两侧边接触压焊成炉焊钢管。炉子结构细长,炉内宽0.7~0.8m,炉长决 定于钢带行进速度和加热时间,单位厚度加热时间为0.25~0.3min/mm。炉内设水冷辊,辊子间距约3m,燃料用高热值煤气,烧嘴布置在炉子二侧,火焰正对钢带边缘,以使钢 带边缘温度较高而中间温度稍低。炉子单位热耗为2300~3000kJ/kg。
     
      管坯焊 前室式加热炉用于产量较低的炉焊钢管焊前加热。炉子成室状,定尺长 的管坯平铺于炉底进行加热。炉温1450~1480℃。用油或 高热值煤气作燃料。空气应预热到650~800℃,使用低 热值煤气时必须将空气和煤气都预热到800℃以上。
     
      钢管镀 锌炉用于炉焊钢管和某些无缝钢管的热镀锌。由锌锅 和加热设施组成。钢管倾 斜放置在镀锌架上,钢管随 镀锌架的运动而通过锌锅,达到其 内外表面的热镀锌。锌锅宽 度和深度根据浸锌时间决定,通常每 毫米壁厚浸锌时间为5.5~6s。锌锅长 度等于管子长度加0.5~0.6m。
     
      加热方 法有外热式和电感应加热式两种。外热式 锌锅由钢板焊成,可用煤气或油作燃料。热量由锌锅侧壁供入。由于锌的浸蚀,锌锅寿命为1年左右。电感应 加热锌锅由耐火材料制成。感应线 圈一般安设在锌锅侧面,通过熔 沟将热量传入锅内。这种方 式锌锅不被浸蚀,寿命较长,但设备 费和运行费都较高。

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