工业技术 ： ！Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
浅析步进梁式加热炉
赵排官张玉宏
（天津二十冶建设有限公司机装分公司，天津３００３０１）
摘要：在冶金热轧生产中，金属坯料必须被加热到一定的温度，使其具备一定的可塑性，才能进行轧制，加热炉的作用就是对金属
坯料进行加热，使其内外温度均匀，并达到轧制所需要的温度。
关键词：加热炉；特点；步进梁式
中图分类号：ＴＧ３０７ 文献标识码：Ａ
工业炉按热工制度可分为两类：一类是
间断式炉又称周期式炉，其特点是炉子间断
生产，在每一加热周期内炉温是变化的，如室
式炉、台车式炉、井式炉等；第二类是连续式
炉，其特点是炉子连续生产，炉膛内划分温度
区段。在加热过程中每一区段的温度是不变
的，工件由低温的预热区逐步进入高温的加
热区，如推钢炉、环形炉、步进式炉、振底式炉
等。一般常见的为推钢式加热炉和步进式加
热炉。推钢式加热炉出现较早，钢坯在支撑梁
上推动时钢坯会产生“黑印”，且有可能划伤，
因此加热质量不好，推钢长度不能过长，否则
会“拱钢”，所以产量不高。步进式加热炉有着
推钢式加热炉无法比拟的优点，诸如，不拱
钢，不粘钢，氧化烧损小，脱碳少，加热时间
短，加热操作灵活，易于和轧制节奏相匹配，
加热过程中不产生划伤，炉子长度不受限制
（从理论上讲）自动化程度高，易于采用计算
机控制等优点。步进式加热炉又分为步进梁
式加热炉和步进炉底式加热炉，常见的为步
进梁式加热炉。 ’
步进式梁式加热炉一般分为炉底机械、
水梁、炉体、燃烧系统、装出料设备、汽化冷却
系统、电气系统等等。
一、炉底机械
炉底机械主要是指炉底步进机械、水封
槽等。炉底机械和水梁是实现钢坯步进运动
的主要设备。炉底步进设备从下到上依次为
斜轨座、提升框架、平移框架、水封槽等。斜轨
座、提升框架、平移框架的功能为实现步进运
动，水封槽通水以后可以防止炉内的烟气从
炉底的活动立柱孑Ｌ流出。炉底步进机械的动
力源为液压传动，通过油缸的前进、后退实
现 如下图
水梁活动梁和平移框架固定在一起，当
提升框架左右移动时就会带动平移框架上下
移动从而使活动梁上下移动，平移框架的左
右移动可以使活动梁左右移动。这样通过控
制提升框架和平移框架的移动顺序以及距离
就可以得到想要的移动轨迹。
目前随着轧机小时产量的提高，步进式
加热炉正朝着大型化多功能化发展。这样出
现了两段分离步进梁（底）式加热炉。这种炉
子步进梁（底）分为两段，一段在高温区，一段
在低温区。可以分别控制两段炉底步进机械，
从而控制钢坯在高温区和低温区停留的时
间，满足不同轧制工艺的要求，可以满足热
装、冷装、混装、厚坯、薄坯的加热要求。如下
图所示为 两段分离步进炉底式加热炉
还有一种组合式步进炉。前半部分为步
进梁式，后半部分为步进炉底式。如下图
组合式步进炉
二、水梁
水梁是步进梁式加热炉支撑钢坯的部
件，分为活动梁和固定梁，固定梁和炉底固
定，活动梁和平移框架固定，其内部通水和汽
化冷却连接组成预热锅炉。在水梁炉内部分
表面要覆盖一层自流浇注料，从而减少高温
对其的危害。步进炉底式加热炉支撑钢坯的
部件为炉底支撑滑块。水梁一般按压力管道
要求进行氩弧焊打的、无损探伤，但是不进行
告知，因为一般厂家没有压力管道或者容器
的制造资质。
三、炉体
步进机械上面就是炉体部分，主要包括
炉底、炉墙、炉顶，钢坯在其围成的空间内加
热。
在炉底机械上面是炉底钢结构，钢结构
上面进行砌砖。在最下面采用绝热材料隔热，
最上面采用镁砖或者高炉砖砌筑。步进梁式
加热炉在活动梁立柱口处用抗渣浇注料 仃
浇注。 炉墙最外面为炉墙钢结构，往里为保温
材料。炉墙分为侧墙和端墙，沿炉子长度方向
上的炉墙称为侧墙，炉子两端的炉墙称为端
墙。炉墙一般紧贴炉墙钢板的地方是一层硅
钙板，再往炉内为轻质砖，然后为低水泥浇注
料。在炉墙钢板上设置锚固件，连接锚固砖，
锚固砖深入低水泥浇注料内。如下图
ｉ．ｊ≥一｜ ｜
？ 枷 糊 ｛
… ＿ｌ＿＿ ？ ｌ斛 Ｉ女 －∞自 幡坩艟黹 一一 ｛
蜮艏绋 ＿
＿冲 ， ｇ 炉墙结构示意图
炉墙上设有炉门、窥视孔、烧嘴孔、测温
孔等孔洞。为了防止砌砖受损，炉墙应尽可能
避免直接承受附加载荷。所以，炉门、冷却水
管等构件通常都直接安装在钢结构上。
加热炉炉顶的一般形式为吊顶。吊顶就
是把炉顶耐材吊在炉顶钢结构上。炉顶钢结
构通过炉顶吊挂钩勾住炉顶锚固砖，炉顶锚
固砖和炉顶做成一体的形式，这样炉顶就背
挂在了炉顶钢结构上。如下图所示
炉顶的耐材最上面为轻质浇筑料，往下
是纤维毡，最下面是低水泥浇注料。炉顶一般
有浇注料形式和可塑料形式，如果是可塑料
炉顶，最下面应为可塑料。浇注料的施工和土
建的混凝土浇灌一样，支模完成后浇灌。可塑
料的施工使用启动捣打锤对耐材进行捣打，
耐材预空气后发生反应，达到强度要求。
耐材施工完毕以后，应尽快进行烘炉。
当温度低于５℃时，炉子砌筑完毕，但不能随
即烘炉投产时，应采取烘干措施，否则砌体周
围的温度不应低于５ 应进行保温措施。耐
火泥浆、耐火可塑料、耐火喷涂料和水泥耐火
浇注料等在施工时的温度，均不应低于５℃。
但黏土结合耐火浇注料、水玻璃耐火浇注料、
磷酸盐耐火浇注料施工时的温度，不宜低于
１０℃。
四、燃烧系统 加热炉的燃烧系统主要包括：空气管道、
煤气管道、废气管道、压缩空气管道、烧嘴等
等。一般加热炉的烧嘴分部在炉子长度方向
的两侧，共上下两排。烧嘴嵌在炉墙内，外接
空、煤气管道及废气管道。烧嘴一般分为蓄热
烧嘴和非蓄热烧嘴。蓄热烧烧嘴内填充蓄热
体以储存热量，空气或者煤气在吹向炉内以
前，在烧嘴内预热，这样可以增加燃烧率，节
约燃料。蓄热烧嘴有分体式和组合式。分体式
烧嘴只能喷射空气或者煤气，组合式烧嘴是
把空气烧嘴和煤气烧嘴组合在一块儿，烧嘴
有煤气腔和空气腔，中间有耐热材料分开。
一般加热炉分为三段式，即把炉子长度
方向分为预热段、加热段及均热段。预热段一
般没有烧嘴或者烧嘴少，主要是给钢坯预热；
加热段是给钢坯快速加热，炉子两侧的烧嘴
比较多；均热段的作用是使钢坯内外钢坯均
中国新技术新产品 一１２９— ～ ≯一 ◆
＿・ Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ 大型轴和滚筒的一种装配方法 工业技术
冯辉李国玉
（天津二十冶建设有限公司，天津３００３０１）
摘 要：本文结合日钢渣微粉生产线工程Ｈ０Ｒ０ＭＩＬＬ３８０Ｏ卧式磨机磨辊的安装，阐述了大型轴和滚筒的一种装配方法。采用温控仪
设定电阻丝温度对滚筒进行加热，待滚筒受热膨胀到一定尺寸后，进行轴和滚筒的装配。
关键词： 轴；滚筒；过盈配合；温控仪；电阻丝：装配
中图分类号：ＴＨＩ３ 文献标识鸹：Ａ
１前言 在钢渣水泥行业中，卧式磨机由 外已 逐渐走向国内， 日钢已投产的 Ｈ０Ｒ０ＭＩＬＬ３８（）ｏ卧式磨机采用法国ＦＣＢ技
术，是国内第三台我单位首次安装的磨机，也
是亚洲最大的磨机，还是世界上第一台用于钢 渣处理的卧式磨机，属于新工艺，新设备，＿Ｔ程
质量要求高更是在所难免。在磨辊安装过程 中，轴和滚筒分开到货，需现场组对装配。由于 轴和滚筒单体体积大、重量重、安装精度高，给 两件装配带来了较高的罔难。
２形状尺寸及分析
轴和滚筒均由法国ＦＣＢ设计和制造，其 这两件的装配图如图１所示：
麟一
１滚筒 ２轴 ＜１＞轴：重量为３７．７１１ ｃ．最大直径为图１
图１轴和滚筒的装配示意图 中１２４０ｍｍ，长度为５８００ｍｍ。
＜２＞滚筒：重量为１６．３６ｔ，外径尺寸为
１８２０ｍｍ，壁厚为３２０ｍｍ～３４０ｍｍ，长度为
１４４５ｍｍ。
＜３＞结构分析：轴和滚筒的装配位置成锥 形，上大下小，轴的上端尺寸为，下端尺寸为； 滚筒内壁上端尺寸为，下端尺寸为。 从轴和滚筒上下偏差来看，可知轴和滚 筒的配合为 孔制，采用过盈配合。
３装配方法 过盈配合是依靠相配件装配以后的过盈 量达到紧固联接。装配后，由于材料的弹性变
形，使配合面之间产生压力来传递扭矩或轴向 力。过盈配合装配一般属于不可拆卸的同定连 接。过盈配合件的装配方法有：（１）人工锤击法；
（２）压装法；（３）冷装法；（４）热装法。 人工锤击法通常适用于精度不高、过盈
量非常小的小件装配，压装法通常适用于常温
下，过盈量较小的中、／Ｊ、件装配。而本文中的轴 和滚筒直径大、重量大、过盈量大，采用这两种 方法，是很难实现轴和滚筒的装配。根据热胀
冷缩原理，可采用冷装法或热装法进行装配。 方法一：采用冷装法，通常利用液态氮将
被包容件冷却到的一定温度，待被包容件冷缩
到一定尺寸后，再进行装配。（液态氮的冷却温 度可达到一１９０℃～１９５℃）； 方法二：采用热装法，将包容件加热到的
一定温度，待包容件受热膨胀到一定尺寸后， 再进行装配。
根据现场实际情况，设备的形状尺寸及 倒运的难易程度，我单位采用热装法进行轴和
滚筒的装配。
４温度曲线图 加热温度由法同ＦＣＢ提供的温度曲线图
执行，如图２所示：
辘孽照氅
犁 图２温度曲线图 从曲线图上看，整个加热过程共分升温、
保温和冷却三个阶段。加热过程中必须按此温
度曲线进行，三个阶段缺一不可。升温过高或 冷却时间过快，滚筒内部结构可能发生异变。
保温时间过短，可能带来滚筒内壁温度不能满
足要求，无法装配。保温时间过长，可能带来滚 筒表面氧化或脱碳。
５电阻丝及温控仪 考虑到加热包容件时，加热应均匀，不得
产生局部过热。宜采用包容件四周均匀分布电
阻丝，然后用导线连接至温控仪，用温控仪来 控制温度曲线，这种加热方法简单、安全可靠。
我单位咨询温控仪厂家，购买了一台型号
为ＺＷＫ—Ｉ一３６０ＫＷ智能温控仪，采用６路热 电偶控制，每路控制的功率为４５ＫＷ。同时由
温控仪厂家配带了以下材料如表ｌ所示：
表１温控仪配带材料明细
序号 名称 规格 尊 Ｅ 数
铘撤Ｉ ５ｍ，功 ｌ 电ｍ缝『Ｊ『Ｊ热曹 撖 ９０
率为３ＫＷ
２ 软电缆 每根２０ｍ ４ ｆ ２４
３ 热Ｉ乜偶 每根Ｋ Ｉｎ１ ｌ０
４ 热Ｉ乜偶导线 每根２０ｍ 擞 １（）
５ 础陵锅保温棉 蹲艘５０ｍｍ 搁 ２０
６安装及加热 ６．１检查及清理
对于这种过盈配合件，装配之前应对配合
匀，炉两侧烧嘴加热能力较小，为了是钢坯加
热均匀一般会再炉顶设置平焰烧嘴。管道按
照预热段、加热段、均热段分为三个子单位分
别控制。
燃烧系统的空气、空气废气通过三通换
向阀与烧嘴的空气管道连接，煤气、煤气废气
管道通过煤气换向阀与烧嘴的煤气管道连
接。由于主管道要和炉子两侧的烧嘴连接，所
以空气、煤气及废气管道的主管道主要分部
在炉顶。空气管道是通过鼓风机供气，废气管
道通过引风机连接到钢烟囱。
在炉顶和炉两侧会设置测温孔和测压
孑Ｌ，通过电脑控制炉内温度及压力。
五、装出料设备
步进式加热炉的出钢形式主要分为侧进
侧出和端进端出。侧进侧出就是在炉子的端
部的炉子侧面设置炉门，炉内钢坯的运行通
过设在炉子宽度方向的悬臂辊道实现，与炉
外辊道相连。由于悬臂辊道的结构形式制约，
一ｌ３０一 中国新技术新产品 侧进侧出形式不适合较宽、较重的钢坯。侧进
侧出加热炉一般棒线轧线的加热炉比较常
见，优点是装出料较快。端进端出的加热炉主
要使用在宽厚板轧线的加热炉。端进端出是
在炉子宽度方向的两端设置炉门，通过装、出
钢机来实现钢坯的进出。装、出钢机的优点是
能适应各种钢坯形式，缺点是速度慢。
六、汽化冷却系统
步进式加热炉的汽化冷却系统主要包括
汽包、软水箱、水泵、旋转联箱、排污装置等
等。
旋转联箱是步进梁式加热炉汽化冷却系
统所特有的一种装置。它的主要作用是实现
活动梁立柱所接的汽化冷却管道可以和步进
机械一起运动。这种设备上部与平移框架相
连，下部与地面相连，中间有旋转接头相连，
可以实现上下左右的活动。
七、电气系统
电气系统主要分为动力系统、检测系统、 控制系统等等。
动力系统主要为设备提供能量，主要包
括液压站、辊道、装出钢机、水泵等等各种设
备。
检测系统主要是检测空煤气管道、汽化
冷却管道的温度、压力及流量，还检测炉内的
温度、压力等等。
控制系统主要是通过检测系统的检测分
析，做出相应的操作，以达到Ｔ艺的需要
结语
综上所述，步进梁式加热炉在现实生产
中有着非常卓越的性能，越来越受到生产单
位的重视。同时也会得更广泛的使用。
参考文献
『１１蔡乔方主编．加热炉（第二版）ＩＭ１．北京：冶
金工业出版社．１９９６
杨君璇，詹卢刚编厚板步进式加热炉设计
ＵＪ．工业炉，２０１０（２）． ｆ３１张善亮主．加热炉【Ｍ】．北京： 台金工业部，