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摘 要：加热工艺制度在轧钢加热炉设计中非常重要。阐述了轧钢加热炉中加热工艺的意义，比较了基于提高生产率理念的轧钢加热炉的极限加热工艺制度和基于确保加热质量的轧钢加热炉平衡加热工艺制度。分析了极限加热工艺存在的问题，指出平衡加热工艺制度不但能够提高加热炉对加热工艺的适应性与可调节性，同时也使得加热炉的事故率大幅度降低。
关键词：加热炉；极限加热工艺；平衡加热工艺
引言
近年来我国的钢铁行业发展迅猛，与此同时，轧钢加热炉的数量越来越多，当前，我国加热炉理论还有待于完善和提高，特别是高温空气燃烧技术更需要进行深入的探讨和研究。实际上，加热炉存在的生产率不能达到设计指标，氧化率高，加热质量差等问题和加热炉的加热工艺制度有着密切关系，因此，确定轧钢加热炉的最佳加热工艺制度无疑意义重大。
1.轧钢加热炉中加热工艺的意义
轧钢生产中加热炉主要服务于轧制工序，加热炉的加热工艺对加热炉的加热效果起着决定性的作用，同时，轧钢生产的生产成本与生产效率也受到加热炉加热工艺的影响。因此，完善的轧钢加热炉的加热工艺必须基于保证加热质量的基础上，提高加热炉的热效率，作业率以及生产率，同时努力降低加热炉事故率的发生，降低氧化率。另外，轧钢加热炉的运行调节性能必须良好，从而可以满足不同加热工艺制度的需要。通过不同的加热工艺，加热炉的生产效果也不相同，轧钢不良的加热工艺制度会使得加热炉的生产效率，作业效率以及热效率降低，同时使得加热炉的事故率以及氧化率升高，不能保证加热的质量，严重时甚至引起质量事故。加热炉的加热工艺调节与适应性能不好也会影响到轧钢的生产。
基于此，加热炉设计的核心问题之一就是加热工艺制度的确定。加热炉可能有很多种加热工艺制度，然而根据实际生产情况，寻找和加热炉相匹配的的最佳的加热工艺制度无疑是非常重要的。
2.轧钢加热炉极限加热工艺制度
轧钢加热炉极限加热工艺制度是基于确保加热质量的基础上，产量越高越好的设计理念。极限加热工艺制度的实质就是基于加热炉生产效率的提高进行加热工艺的确定。因此，按照加热炉极限加热工艺进行加热炉的设计，加热炉炉膛温度进行设置时不会出现加热缺陷允许的极限值，加热炉的炉膛出口温度被设置到尽可能高，从而实现加热炉对于钢坯的极限加热速度，使得单位生产效率的极限水平得到充分的发挥。基于极限加热工艺制度，加热炉的加热速度，单位生产率以及炉温等都处于极限情况，因此被叫做极限加热工艺制度。
加热炉极限加热工艺制度的优点在于具有相同炉长的加热炉的产量最高，或者能够缩短同样产量的加热炉的炉长，所以降低了加热炉的占地面积以及建设成本。然而，极限加热工艺制度存在很多问题。①加热炉满足生产率的要求时，钢坯断面温差大，氧化烧损率非常高，以至造成加热炉炉墙的损坏以及粘钢等问题；②当加热炉的加热质量得到满足时，其生产效率不能满足设计值的要求。出现上述问题的原因在于，基于极限加热理念进行加热炉设计时，如果要实现设计指标，那么要求非常严格的原始生产条件。加热炉在极限加热情况下，燃料成分，钢坯质量等原始生产条件的微小改变，都会使得加热炉超越极限状态，造成事故；另外，极限加热工艺制度下，加热炉运行水平要求非常高，加热炉温度微小提高，加热时间微小的延长，都会使得氧化率增加，从而出现粘钢事故。
3.轧钢加热炉平衡加热工艺制度
近年来，随着我国钢铁行业的迅猛发展，国内新建加热炉的规模愈来愈大，通过同一座加热炉进行加热的钢坯种类实现多样化，加热工艺变得越来越复杂，为了使加热炉运行的风险性降低，必须提高加热炉的可调节性与适应性，此时，加热炉加热工艺的设计理念基于保证规定的产量下，加热炉的具有优良的加热质量以及最小的氧化率，这种加热炉的加热工艺会制度被叫做平衡加热工艺制度。虽然极限加热工艺制度下，加热炉的占地面积缩小，但是加热炉的运行风险增加，而平衡加热工艺制度尽管占地面积达，然而加热炉的调节空间增加，能够适应多种不同的加热工艺，能够实现生产率和加热质量，生产率和加热炉的作业率以及生产率和氧化率之间的平衡。
加热炉平衡加热工艺制度和极限加热工艺制度之间存在着本质的区别，因此，在加热炉的炉温制度上也存在着本质的确保。当加热20#钢坯时，极限加热工艺制度通常采用钢坯一进入加热炉就在最高的炉温下加热钢坯表面温度，使其达到出炉的温度，然后进行均匀加热，使得加热炉的产量实现最大化；平衡加热工艺制度则采用了当钢坯进入到加热炉之后在其表面温度上升到900℃之前进行适当的降低炉温和加热速度，当钢坯表面的超过900℃时，尽可能快的把钢坯表面的温度加热至出炉的温度，然后实现均热。由此可见，平衡加热工艺制度钢坯加热涵盖了平衡加热过程，快速加热过程以及均热过程。平衡加热工艺具有以下优势：①平衡加热工艺制度能够使得钢坯当表面的温度达到900℃左右的快速氧化温度时期，断面温差最小，由此缩短了钢坯在加热过程到均热过程的断面温差，从而使得钢坯均热时间降低，缩短了钢坯表面温度达到快速氧化温度时在加热炉内的停留时间，使得粘钢的几率以及氧化率尽可能的降低；②因为钢坯通过加热段进入到均热过程的断面温差小，因此，钢坯断面温差超标的问题尽可能的降低；③由于加热炉平衡加热工艺制度中存在平衡加热过程，所以，使得加热炉在热工参数以及产量方面都和极限加热工艺制度存在一定的距离，当加热炉运行时只要通过对平衡过程中热工参数设置的改变就能够实现对加热工艺的调整，因此，提高了加热炉的工艺适应性与可调节性。
结束语
轧钢加热炉的设计核心是加热工艺的确定。基于极限加热工艺制度的加热炉炉温水平，单位生产率和加热速度等都达到极限，要求非常高的生产条件与运行水平，因此，加热炉对于加热工艺的适应性与可调节性差，加热炉的加热质量，生产率等不高；而基于平衡加热工艺制度的轧钢加热炉，增加了加热炉的调节空间，使得加热炉运行性能得到改善，能够确保加热炉的生产效率和加热质量，具有良好的适应性和可调节性，并且降低了加热炉的事故率。
参考文献
[1] 板坯步进梁式加热炉工艺设计及装备[J].钢铁研究.2007（2）：38-41
[2] 陈鸿复.炉子热工与构造[M].北京：冶金工业出版社.1999
[3] 陈冠军.简谈轧钢加热炉问题及节能[J].冶金能源.2008（11）：68-72
关键词：加热炉；极限加热工艺；平衡加热工艺
引言
近年来我国的钢铁行业发展迅猛，与此同时，轧钢加热炉的数量越来越多，当前，我国加热炉理论还有待于完善和提高，特别是高温空气燃烧技术更需要进行深入的探讨和研究。实际上，加热炉存在的生产率不能达到设计指标，氧化率高，加热质量差等问题和加热炉的加热工艺制度有着密切关系，因此，确定轧钢加热炉的最佳加热工艺制度无疑意义重大。
1.轧钢加热炉中加热工艺的意义
轧钢生产中加热炉主要服务于轧制工序，加热炉的加热工艺对加热炉的加热效果起着决定性的作用，同时，轧钢生产的生产成本与生产效率也受到加热炉加热工艺的影响。因此，完善的轧钢加热炉的加热工艺必须基于保证加热质量的基础上，提高加热炉的热效率，作业率以及生产率，同时努力降低加热炉事故率的发生，降低氧化率。另外，轧钢加热炉的运行调节性能必须良好，从而可以满足不同加热工艺制度的需要。通过不同的加热工艺，加热炉的生产效果也不相同，轧钢不良的加热工艺制度会使得加热炉的生产效率，作业效率以及热效率降低，同时使得加热炉的事故率以及氧化率升高，不能保证加热的质量，严重时甚至引起质量事故。加热炉的加热工艺调节与适应性能不好也会影响到轧钢的生产。
基于此，加热炉设计的核心问题之一就是加热工艺制度的确定。加热炉可能有很多种加热工艺制度，然而根据实际生产情况，寻找和加热炉相匹配的的最佳的加热工艺制度无疑是非常重要的。
2.轧钢加热炉极限加热工艺制度
轧钢加热炉极限加热工艺制度是基于确保加热质量的基础上，产量越高越好的设计理念。极限加热工艺制度的实质就是基于加热炉生产效率的提高进行加热工艺的确定。因此，按照加热炉极限加热工艺进行加热炉的设计，加热炉炉膛温度进行设置时不会出现加热缺陷允许的极限值，加热炉的炉膛出口温度被设置到尽可能高，从而实现加热炉对于钢坯的极限加热速度，使得单位生产效率的极限水平得到充分的发挥。基于极限加热工艺制度，加热炉的加热速度，单位生产率以及炉温等都处于极限情况，因此被叫做极限加热工艺制度。
加热炉极限加热工艺制度的优点在于具有相同炉长的加热炉的产量最高，或者能够缩短同样产量的加热炉的炉长，所以降低了加热炉的占地面积以及建设成本。然而，极限加热工艺制度存在很多问题。①加热炉满足生产率的要求时，钢坯断面温差大，氧化烧损率非常高，以至造成加热炉炉墙的损坏以及粘钢等问题；②当加热炉的加热质量得到满足时，其生产效率不能满足设计值的要求。出现上述问题的原因在于，基于极限加热理念进行加热炉设计时，如果要实现设计指标，那么要求非常严格的原始生产条件。加热炉在极限加热情况下，燃料成分，钢坯质量等原始生产条件的微小改变，都会使得加热炉超越极限状态，造成事故；另外，极限加热工艺制度下，加热炉运行水平要求非常高，加热炉温度微小提高，加热时间微小的延长，都会使得氧化率增加，从而出现粘钢事故。
3.轧钢加热炉平衡加热工艺制度
近年来，随着我国钢铁行业的迅猛发展，国内新建加热炉的规模愈来愈大，通过同一座加热炉进行加热的钢坯种类实现多样化，加热工艺变得越来越复杂，为了使加热炉运行的风险性降低，必须提高加热炉的可调节性与适应性，此时，加热炉加热工艺的设计理念基于保证规定的产量下，加热炉的具有优良的加热质量以及最小的氧化率，这种加热炉的加热工艺会制度被叫做平衡加热工艺制度。虽然极限加热工艺制度下，加热炉的占地面积缩小，但是加热炉的运行风险增加，而平衡加热工艺制度尽管占地面积达，然而加热炉的调节空间增加，能够适应多种不同的加热工艺，能够实现生产率和加热质量，生产率和加热炉的作业率以及生产率和氧化率之间的平衡。
加热炉平衡加热工艺制度和极限加热工艺制度之间存在着本质的区别，因此，在加热炉的炉温制度上也存在着本质的确保。当加热20#钢坯时，极限加热工艺制度通常采用钢坯一进入加热炉就在最高的炉温下加热钢坯表面温度，使其达到出炉的温度，然后进行均匀加热，使得加热炉的产量实现最大化；平衡加热工艺制度则采用了当钢坯进入到加热炉之后在其表面温度上升到900℃之前进行适当的降低炉温和加热速度，当钢坯表面的超过900℃时，尽可能快的把钢坯表面的温度加热至出炉的温度，然后实现均热。由此可见，平衡加热工艺制度钢坯加热涵盖了平衡加热过程，快速加热过程以及均热过程。平衡加热工艺具有以下优势：①平衡加热工艺制度能够使得钢坯当表面的温度达到900℃左右的快速氧化温度时期，断面温差最小，由此缩短了钢坯在加热过程到均热过程的断面温差，从而使得钢坯均热时间降低，缩短了钢坯表面温度达到快速氧化温度时在加热炉内的停留时间，使得粘钢的几率以及氧化率尽可能的降低；②因为钢坯通过加热段进入到均热过程的断面温差小，因此，钢坯断面温差超标的问题尽可能的降低；③由于加热炉平衡加热工艺制度中存在平衡加热过程，所以，使得加热炉在热工参数以及产量方面都和极限加热工艺制度存在一定的距离，当加热炉运行时只要通过对平衡过程中热工参数设置的改变就能够实现对加热工艺的调整，因此，提高了加热炉的工艺适应性与可调节性。
结束语
轧钢加热炉的设计核心是加热工艺的确定。基于极限加热工艺制度的加热炉炉温水平，单位生产率和加热速度等都达到极限，要求非常高的生产条件与运行水平，因此，加热炉对于加热工艺的适应性与可调节性差，加热炉的加热质量，生产率等不高；而基于平衡加热工艺制度的轧钢加热炉，增加了加热炉的调节空间，使得加热炉运行性能得到改善，能够确保加热炉的生产效率和加热质量，具有良好的适应性和可调节性，并且降低了加热炉的事故率。
参考文献
[1] 板坯步进梁式加热炉工艺设计及装备[J].钢铁研究.2007（2）：38-41
[2] 陈鸿复.炉子热工与构造[M].北京：冶金工业出版社.1999
[3] 陈冠军.简谈轧钢加热炉问题及节能[J].冶金能源.2008（11）：68-72