[发明专利]一种均热炉的供热系统和供热方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢坯的热处理系统和热处理方法，尤其涉及一种均热炉的供热系统和供热方法。

背景技术

目前各国广泛采用换热式上部单侧烧嘴均热炉，其结构如图1所示。均热炉的炉膛104为坑式，也称为坑式均热炉，其上部为活动炉盖，几个炉坑为一组，用钳式吊车从炉坑上口装出料。烧嘴101布置在长方形炉坑一个端墙上，火焰呈U形，烟气由供热端烧嘴101下面的排烟口排出，通过烟道102进入换热器103。与布置有烧嘴101的端墙相对的端墙上设有测温孔105。为了排出炉渣，在炉膛104的底部设有出渣口106。

烧嘴101处于钢锭上方，选用普通煤气长火焰烧嘴，靠烧嘴火焰辐射加热下面的钢锭，烧嘴101的控制采用常规空燃比例控制。在加热初期，由于供热量大，烧嘴101处于满负荷的工作状态，火焰长度和刚度达到最佳状态，它辐射的区域均匀加热，随着加热时间的延长进入保温均热期间，供热量减少，由于供入的煤气量减少，烧嘴101的火焰长度和刚度都缩短减弱，它辐射的区域面积锐减，这样区域内外炉温温差加大导致不同位置处的钢锭温差加大，即较难保持沿炉坑长度上的温度均匀性。另外由于炉膛高度比较高（3-4米），烧嘴101布置在上部，钢锭上下温度差也比较大。因此，开发一种使均热炉内的钢锭均匀加热的新方案，这是均热炉生产迫切需要解决的问题。

合金钢钢锭在均热炉内的加热制度非常复杂，根据不同的钢种、锭型和装炉量，加热制度各不相同。依据加热周期内升温段和保温段、数量不同简单地归纳为五种加热制度，即二期、三期、四期、五期和六期加热制度。即使同一种加热制度，对于不同的钢种、不同的锭型、不同的装炉温度，要求的凉炉温度、焖炉时间、焖炉方式、各个升温段的升温速度、各个保温段的保温温度和保温时间也都有所不同，因此，合金钢钢锭在均热炉内的加热制度不仅种类繁多，而且是相当复杂的。其主要特点可归结为：加热系统负荷变化频繁且动态范围大。

根据合金钢钢锭的加热特点，均热炉应具备组织相应的多种供热制度的能力，这种能力来自于为均热炉配备的燃烧供热系统。燃烧供热系统由设备硬件和控制软件组成。燃烧供热系统中最主要的设备硬件是烧嘴101，烧嘴101在均热炉内工况不同于加热炉，均热炉是周期作业的，加热保温不同周期内炉温和供热负荷变化大，烧嘴101从选型设计就要满足上述多种工况，具备一定的灵活性。另外，燃烧控制系统要满足上述多种工况，同时又要确保烧嘴101在最佳工况正常工作。

钢锭加热由冷变热，在低温时（温度小于700℃）对流传热占主导因素，在高温区辐射传热又是主导，因此，燃烧系统的设计需要充分考虑此因素。目前，均热炉的加热方法是燃烧供热系统按照煤气长火焰烧嘴和常规双交叉限幅控制相结合配置。在端墙上部中心布置一支烧嘴101，烧嘴101布置在两排钢锭中间的上部，烧嘴101燃烧的火焰辐射加热钢锭，温控系统通过控制空气和煤气管道上的调节阀门开度来实现供入燃料量的改变，从而实现温度自控。常规双交叉限幅控制的弊病在于热负荷变化引起烧嘴供入燃料量变化，从而使烧嘴喷出火焰发生变化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通过高速烧嘴和脉冲控制系统相结合来实现的均热炉的供热系统和供热方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种均热炉的供热系统，包括高速烧嘴和温度控制系统。高速烧嘴前连接有输气管路，烧嘴前输气管路中设有开启状态能够调节的阀门。温度控制系统包括温度检测器和脉冲控制器，脉冲控制器根据温度检测器检测到的实时炉温值与炉温设定值之差控制阀门的开启状态处于预定数量的离散状态中一种状态的总时长占处于所有状态总时长的比例。

对于上述均热炉的供热系统，每个炉坑上设置的高速烧嘴的数量为一个或多于一个。

对于上述均热炉的供热系统，温度控制系统还包括与温度检测器电路连接的温控表，温度检测器通过温控表与脉冲控制器电路连接。

对于上述均热炉的供热系统，脉冲控制器控制的阀门为高速烧嘴前连接的输气管路中空气管路上的空气电动阀。

对于上述均热炉的供热系统，高速烧嘴前连接的输气管路中燃气管路上还设有开启状态按照空气电动阀开启状态的预定比例调节的空燃比例阀。

上述均热炉的供热系统还包括点火控制系统。

对于上述均热炉的供热系统，点火控制系统包括设置在高速烧嘴内的点火电极和监测电极、通过电路与点火电极和监测电极分别连接的点火控制器。其中，点火控制器还通过电路与高速烧嘴前连接的输气管路中燃气管路上的燃气电磁阀相连。