步進式加熱爐開題報告

1、開題報告題目熱軋1400t步進加熱爐液壓系統(tǒng)設(shè)計學院機械自動化學院專業(yè)機械電子工程學號200903133078學生王杰指導教師新元日期2013年3月武漢科技大學本科畢業(yè)設(shè)計開題報告武漢科技大學本科畢業(yè)設(shè)計開題報告 開題報告一、步進式加熱爐的起源與發(fā)展步進式加熱爐是機械化爐底加熱爐中使用較為廣泛的一種，是取代推鋼式加熱爐的主要爐型。步進式加熱爐始建于20世紀60年代中期，這種爐子已存在多年，因受耐熱鋼使用溫度的限制，開始只用在溫度較低的地方，適用圍有一定的局限性。隨著軋鋼工業(yè)的發(fā)展，對加熱產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、自動化和機械化操作計算機控制等方面的日益提高，在生產(chǎn)中要求在產(chǎn)量和加熱時間上有更大的靈活性，

2、這就要求與之相適應(yīng)的爐子機構(gòu)也應(yīng)具有很大的靈活性，以適應(yīng)生產(chǎn)的需要，基于上述原因，傳統(tǒng)的推鋼式加熱爐已難于滿足要求。而與傳統(tǒng)的推鋼式加熱爐相比，步進式加熱爐具有加熱質(zhì)量好、熱工控制與操作靈活、勞動環(huán)境好等優(yōu)點，特別是爐長不受推鋼長度的限制，可以提高爐子的容量和產(chǎn)量，更適應(yīng)當代軋機向大型化、高速化與現(xiàn)代化發(fā)展的需要。經(jīng)過改造后的步進爐結(jié)構(gòu)，采用了步進床耐火材料爐底或水冷步進梁的措施，已能應(yīng)用于高溫加熱。目前，合金鋼的板坯、方坯、管坯甚至鋼錠等軋制前的加熱已有不少采用步進爐加熱，使用效果較好。它的爐長不受推鋼比的限制，大型步進爐生產(chǎn)率高達420萬噸/年。70年代以來，國外新建的許多大型加熱爐大都采

3、用了步進式加熱爐，不少中小型加熱爐也常采用這種爐型?，F(xiàn)在新建的具有經(jīng)濟規(guī)模的各類軋鋼廠基本上都選用了步進式加熱爐；一些老廠如美國底特律鋼廠熱軋車間、法國索拉克和恩西俄廠的熱軋車間、日本和歌山熱連軋廠與鹿島厚板廠以及加拿大漢密爾頓的多發(fā)斯科廠等，在改建或擴建中都選用了步進式加熱爐替代原有的推鋼式加熱爐。但當前軋鋼加熱爐，特別是中小型軋鋼廠推鋼式加熱爐仍較多，這與中國的原燃料條件等多種因素有關(guān)。步進式加熱爐的爐底基本由活動部分和固定部分構(gòu)成。按其構(gòu)造不同又有步進梁式、步進底式和步進梁、底組合式加熱爐之分。一般坯料斷面大于（120 x120）mm2多采用步進梁式加熱爐，鋼坯斷面小于（100 xl00

4、）mm2多采用步進底式加熱爐。二、步進式加熱爐的前景近十多年來，隨著軋鋼技術(shù)向著連續(xù)化，大型化、自動化，多品種、高精度的發(fā)展，步進式加熱爐為適應(yīng)工藝的要求，也朝著大型化，多功能，優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低消耗，無公害和操作自動化的方向邁進。（1）大型化目前，步進式加熱爐的發(fā)展最顯著的一個特點就是為了適應(yīng)軋機小時產(chǎn)量的提高向著大型化方向發(fā)展。原聯(lián)契列波維茨鋼鐵廠熱帶車間用步進梁式加熱爐，爐子產(chǎn)量A20T/h，爐寬11-25m，爐有效長49-59m，采用汽化冷卻，壓力為18kg/cm。，步進梁水平行程480mm，垂直行程200mm，步進周期為60秒。德國克勒克納公司不來梅廠熱軋用步進梁式爐產(chǎn)量為400T/h。

5、法國索拉克熱軋帶鋼廠步進式加熱爐，爐子有效長53-9m，爐子最大產(chǎn)量達525t/h。我國80年代從法國斯太因引進的2050熱軋廠用步進爐，爐子有效長50m，爐由寬126m，爐子額定產(chǎn)量350t/h，最大產(chǎn)量400t/h，步進行程為500mm，升降行程200mm，運動周期45秒。（2）多功能現(xiàn)代化的步進式加熱爐除了高產(chǎn)，低耗外，要求它的適應(yīng)性強，功能多，是目前步進式爐發(fā)展的又一大特點，也就是說，作為一個為軋機服務(wù)的熱設(shè)備，它不僅能適應(yīng)各種坯料，如厚板坯，薄板坯，熱裝坯、冷裝坯，冷熱混裝坯的加熱要求，根據(jù)它們的不同出爐溫度采用不同的加熱方法，同時還應(yīng)適應(yīng)軋制節(jié)奏和待軋的要求，也就是說，它還具有適應(yīng)

6、連續(xù)出鋼和間斷出鋼的能力，具有和連鑄機匹配的能力，除此以外，還能滿足一些特殊鋼種對加熱的要求，如對脫碳、溫差、氧化燒損的要求等。（3）高熱率高回收率自從1973年世界發(fā)生石油危機以來，各國工業(yè)爐工作者都把爐子高效，節(jié)能放在重要位置上，也就是說，作為能耗大戶的加熱爐，在滿足工藝加熱要求的前提下，最重要的是要提高爐子熱效率，降低能耗。在節(jié)能降耗上，除了水管雙層絕熱，合理的爐底強度，嚴密的爐體外，在余熱回收安裝余熱鍋爐，汽化冷卻，步進梁孔洞加帽等方面，又有心的發(fā)展。三、步進式加熱爐的工作原理步進式加熱爐是靠爐底或步進梁的升降進退來帶動料坯前進的，其工作原理如下：起始位置，活動爐底在坯料下面最低位置，

7、坯料兩端架在爐的固定爐底上，以后在活動爐底升起將坯料托起，接著活動爐底下降將坯料放在固定爐底上，最后活動爐底又回復到原來位置，由上可知，活動爐底運動的軌跡為一個矩形，它運動一個循環(huán)的時間叫“周期”，它運動一次使坯料前行的距離叫“行程”。步進爐加熱的特點是：步進爐可以采取坯料之間分開的加熱方式，這樣加熱速度快而且外溫度均勻。除此之外，步進式加熱爐的裝出料裝置也是加熱爐的重要部分。鞍鋼厚板廠的步進梁式加熱爐板坯裝出爐程序及PLC聯(lián)鎖條件在設(shè)計原則上有利于提高生產(chǎn)率，合理節(jié)能且安全可靠。當加熱爐操作工接到了軋機操作室要鋼信號后，手動給出鋼命令；PLC自動確認激光器檢測有坯,輥道速度為零,步進梁下位在

8、原點；步進爐1號出鋼爐門開始上升到lm高處激光器發(fā)出信號，爐門停止上升；出鋼機前進到計算位置后，APC發(fā)信號，爐門上升同時出鋼機上升；爐門到全開激光器發(fā)信號，出鋼機繼續(xù)后退出料門下降；出鋼機退回極限位置,APC發(fā)信號，出鋼機下降到原點。步進梁上升、前進、下降、后退,做正循環(huán)運動（周期45s），完成一周期按設(shè)定間隔或無間隔再開始下一周期運動。周而復始直至前進按PLC計算爐尾部空出可裝下塊板坯位置時（或前進的板坯遇到激光器；步進梁停止前進下降回原點等待下一次出鋼指令）；裝料爐門開始上升到激光器發(fā)信號；推鋼機前進按公式自動算出行程S將板坯推到爐，推鋼機后退至爐外激光器發(fā)信號，進料門下降，同時推鋼機回

9、原點。之后料側(cè)，手動選擇入鋼道、給按鈕信號，輥道自動將坯送到該道對中，等待自動推鋼。聯(lián)鎖條件：（1）出鋼機前進、上升、后退時，出鋼爐門必須開啟，步進機構(gòu)不能動作，出料輥道必須停轉(zhuǎn)。（2）步進機構(gòu)動作時，出鋼爐門、裝料爐門必須關(guān)閉。（3）推鋼機推鋼時，裝料門必須打開，步進梁必須在下降位置停止不動。升降液壓系統(tǒng)原理44自鎖回路及保壓回路：本系統(tǒng)使用液控單向閥實現(xiàn)自鎖功能，提高了鎖緊回路的可靠性。同時，使用液控單向閥及溢流閥實現(xiàn)保壓功能，并且，溢流閥能夠防止液壓缸沖擊過高。任意位置停止：為了使步進梁升降時在任何位置均可停止，特增設(shè)了電磁換向閥，使其與液控單向閥協(xié)同工作，實現(xiàn)任意位置停止。在正常工作狀

10、態(tài)下，電磁換向閥左位工作，不影響液控單向閥的功能；當需要在下降過程中停止時，通過控制電磁換向閥右位工作，切斷并卸荷液控單向閥控制油口的壓力油，液控單向閥單向?qū)?，升降液壓缸停止。壓力補償回路：對于給定比例閥的輸入信號，通過閥的流量將隨著閥上壓差的變化而變化。為了實現(xiàn)壓力補償(即讓流量與負載或系統(tǒng)壓力無關(guān))，必須把壓力補償器與比例方向閥合用。本方案中，用一個定差減壓閥和一個梭閥組成一個二通進口壓力補償器。比例方向閥上所保持的壓差可通過改變減壓閥先導級彈簧設(shè)定值來調(diào)整。壓力補償器的彈簧調(diào)定后，流過比例節(jié)流口的壓力差就近似為恒定值，即比例方向閥進油口前后壓差保持恒定值。當節(jié)流口前后壓差保持不變時，通

11、過節(jié)流口的流量只與節(jié)流口的開口面積成正比。對比例方向閥而言，進油節(jié)流口的開口面積與比例方向閥的輸入電流信號有關(guān)，而與負載的變化無關(guān)。亦即升降缸的供油流量只與比例方向閥的輸入電流信號有關(guān)，與負載的變化無關(guān)。負載荷保護回路：為了防止比例方向閥出口壓力超過進口壓力而出現(xiàn)負向負載時，壓力補償器閥芯趨向于全開位置，壓力補償器的功能喪失。特增設(shè)了起支承作用的平衡閥(單向順序閥)三、液壓系統(tǒng)的特點加熱爐液壓系統(tǒng)采用恒壓變量泵，可根據(jù)系統(tǒng)需要自動給出輸出流量，泵始終處于正常工作狀態(tài)。采用比例閥控制可以做到輕拿輕放。采用電液共同控制方式。參考文獻：【1】奎生，曾良才，新元等某廠熱軋線1#步進梁式加熱爐液壓系統(tǒng)改

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