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GB 50486 - 2009

钢铁厂工业炉设计规范

Code for design Of industrial furnaces In IrOn & Steel WOrkS

2009 - 02 - 23 发布

2009 -09 -01 实施

中华人民共和国住房和城乡建设部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

中华人民共和国国家标准

钢铁厂工业炉设计规范

COde for design Of industrial furnaces in iron & SteeI WOrkS

GB 50486 - 2009

主编部门：中国冶金建设协会 批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期：2 。 0 9 年 9月 1日

中国计划出版社

2009 北 京

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第251号

关于发布国家标准

《钢铁厂工业炉设计规范》的公告

现批准《钢铁厂工业炉设计规范》为国家标准，编号为GB 50486—2009,自2009年9月1日起实施。其中，第6. 0. 1(3)、 7.1.1、8. 1.2(33), 8.1.6、8. 2. 2条(款)为强制性条文,必须严格 执行。

本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社岀版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

二Oc)九年二月二十三日

本规范是根据原建设部“关于印发《2005年工程建设标准规范 制订、修订计划（第二批）》的通知”（建标函C2OO5B24号）的要求，由 中冶华天工程技术有限公司会同有关单位共同编制完成的。

在编制过程中,本规范编制组认真总结了我国50多年来，特别 是近20年来工业炉设计和生产使用方面的经验，经广泛征求意见 和多次讨论修改,最后经审査定稿。

本规范共分8章,包括总则、术语、轧钢加热炉、轧钢热处理炉、 金属制品热处理炉、工业炉燃料及燃烧设备、工业炉烟气余热回收 及其装置、安全卫生与环境保护等■

本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执 行。

本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解 释，中冶华天工程技术有限公司负责具体技术内容的解释。在执 行过程中，如发现需要修改和补充之处.请将意见或建议寄往中冶 华天工程技术有限公司《钢铁厂工业炉设计规范》管理组（地址：安 徽省马鞍山市湖南路25号，邮政编码=243005, E-mail： gyl @ htzy. Cn）.以供今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位和主要起草人：

主编单位：中冶华天工程技术有限公司

参编单位：中冶赛迪工程技术股份有限公司

中冶南方工程技术有限公司 中冶京诚工程技术有限公司 中冶东方工程技术有限公司 上海宝钢工程技术有限公司

曹强薛秀章 徐文利王福凯 张胜英盛浩锡 程淑明罗建明

段四问杨骥廷 朱宗铭潘爵芬 郭玉光吕晓琦 蒋安家

5.6镀锌炉∙

5.7干燥炉■                                          -

6工业炉燃料及燃烧设备•

7工业炉烟气余热回收及其装置•

7.1 —般规定 '                                    ■

• 7. 2烟气余热回收装置•

8安全卫生与环境保护•

• 8. 1安全卫生•                                     •

8.2环境保护•                                    ,（5 6）

本规范用词说明•

附:条文说明•                              •

1总 则

i.o.i为在钢铁厂工业炉工程设计中贯彻执行国家法律法规和 相关技术经济政策，实现技术先进、经济合理、安全适用，制定本规 范。

1.0.2 本规范适用于新建、改建和扩建的大中型钢铁企业加热 炉、热处理炉和金属制品用炉的设计。本规范不适用于嬌炼炉的 设计。

1.0.3钢铁厂工业炉设计，应积极采用国内外成熟可靠的新技 术,并应大力研发具有自主知识产权和核心竞争力的工艺和设备， 同时应符合节约资源、保护环境的要求。

1.0.4钢铁厂工业炉设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现 行有关标准的规定。

2术 语

2. 0.1 热负荷 thermal IOad Of furnace

单位时间内供入炉内的燃料或电能所产生的热量，以kW计。

2.0.2 标准坯 reference Slab

用于冷熟态试验考核加热炉性能的坯料,其钢种、规格等条件 由买卖双方的协议（或合同）规定。

2. 0. 3 额定产量 nominal PrOdUCtion

标准坯按规定的条件装炉、加热，达到规定的出炉条件，供给 轧机连续生产6. Oh,取其连续最高的4. Oh产量平均值，以t/h 计。

2. 0. 4 额定单耗 nominal SPeCifiC COnSUmPtiOn

额定产量下向燃料炉内供入的燃料化学能或向电阻炉供入的 电能，以GJ∕t（坯）计。

2. 0. 5 热效率 thermal efficiency

工件获得的能量占供给工业炉的能量的百分比。

2. 0. 6 烧损率 SCaIe IOSS rate

工件加热过程中在炉内因氧化而减少的质量占加热前质量的 百分比。

2. 0. 7 炉底强度 furnace hearth intensity

单位过钢炉底面积在单位时间内的加热能力，以kg∕（m² ∙ h） 计。

2. 0. 8 管底比 Skid hearth rate

炉内支撑坯料的水冷部件外表总面积占炉底面积的百分比。

2, 0. 9 标准状态 nominal State

气体在温度为273.15K,压力为101. 325kPa时的状态。

■ 2 •

3轧钢加热炉

3.1 一般规定

3.1.1本章适用于新建的、连续生产的大中型轧钢车间和锻钢车 间加热炉设计。

• 3.1.2 炉型选择和技术装备水平应与车间生产规模及轧线工艺 设备装备水平相适应。选用的结构、材料和炉用设备应满足运输、 建筑安装、维修更换的要求。

• 3.1.3 加热炉数量和每座能力的确定，应从提高炉子热效率出 发，不宜留有供轮流检修用的备用炉。但应为轧机进一步发挥能 力留有发展余地。

3.1.4新建的燃煤气和燃油轧钢加热炉,其设计额定单耗应达到 表3.1.4中的“先进指标”;改建或扩建的燃煤气和燃油轧钢加热 炉,其设^i十额定单耗应达到表3.1.4中的“平均先进指标

表3.1.4轧钢加热炉设计额定单耗

注表中额定单耗是指冷装＜20¹C）的碳素结构钢标椎坯，加热到设定岀钢温

度、炉内水〈汽｝冷构件绝热层完好.加热炉达到设计额定产量的单位燃料 消耗。

2義中额定单耗适用于本规范表3. 2. 3对应的步进梁式和推钢式加热炉。

• 3 ■

3.1.5加热炉炉内水管冷却系统宜采用汽化冷却，产生的蒸汽应 与本厂动力管网并网运行。

3.1.6加热炉砌体外表面设计计算的最高温度应符合现行国家 标准《工业炉窑保温技术通则》GB/T 16618的有关规定。

3.1.7在总体设计时应充分利用上道工序坯料的余热。

3.1.8在加热炉平面布置图设计文件中，应标明炉区相关构筑物 和设备名称、定位尺寸和各种能源介质接点位置。

3.2型钢、棒线材钢坯加热炉

3.2.1炉型选择和主要结构的设计应符合下列规定：

1大中型型钢轧机钢坯加热宜选用上下加热的步进梁式加 热炉。

2厚度小于等于130mm的小规格钢坯加热宜釆用步进底 式加热炉，厚度大于HOmm的大规格钢坯加热宜采用上下加热 的步进梁式炉。

3中小型型钢轧机钢坯加热炉，用于普通碳素结构钢加热 时，可采用推钢式加热炉,用于优质钢加热时宜采用步进梁式加热 炉。

4不锈钢和易脱碳钢加热应选用步进梁式加热炉。

5棒线材步进梁式加热炉宜釆用炉内悬臂辗道侧装料和侧 出料方式，装料侧可设置液压推钢机。

6棒线材步进底式加热炉加热冷装钢坯时,应采取防止入炉 后钢坯受热弯曲的措施。

7新建棒线材推钢式钢坯加热炉，宜釆用带较短出钢区、由 出钢机側向推出的出钢方式，可不设置水冷出钢槽。

8型钢步进梁式炉加热大型坯时,宜采用端装料和端出料方 式，装料可用推钢机或托人机，出料可用托出机。

3. 2. 2 一个车间宜设置一座用于高速线材轧机或连续小型轧机 的加热炉。

3.2.3炉底强度应经济合理，新设计加热炉炉底强度应符合表 3.2.3的规定。

表3.2.3 加热炉炉底强度设计值

注表中炉底强度指标适用于燃煤气加热炉，加热普通碳素钢，冷装，出爾温度

为 1200r_i

2本表规定的炉底强度指标不适用于全热装和采用蓄热式燃烧的加热炉。

3.2.4加热炉的热负荷配备应符合下列要求：

1全热装或热装率大于90%的加热炉，应根据温度较低的 热装标准坯加热所需供热量，配备单座加热炉的供热能力_O

2多炉同时工作时,应根据同时利用系数确定车间能源介质 (燃料等)的流量。

3多段加热炉的热负荷，可按额定供热能力的1.2〜1.3倍 设计。

3. 2. S燃烧装置的选择应符合下列要求：

1应根据加热炉型式和结构尺寸、加热工艺、燃料种类、热负 荷大小及环保要求，选择合适规格的燃烧装置。

2坯料长度大于10. Om的大型燃气加热炉，当釆用侧部烧 嘴时,宜采用可调焰烧嘴或脉冲燃烧方式。

3.2.6炉用机械设备应符合下列要求：

1轧钢加热炉装料和出料以及钢坯在炉内运行，应有相应的 操作设备，并实现联锁操作。

2型钢、棒线材步进式加热炉宜采用液压驱动、两层框架和 两层辗轮结构的步进机械,并有定心装置。

3步进式加热炉装料端,应设置入炉钢坯定位装置。

3.2.7炉衬设计应符合下列规定：

1在满足砌筑部位温度、承受荷重等使用性能的前提下，应 根据绝热效果、使用寿命和经济合理性,选用炉衬材料。

2各部位的砌体必须采取有效的绝热措施，并按不同接触面 温度使用不同材料的复合炉衬。

3用耐火浇注料和可塑料整体砌筑炉顶以及炉墙时，应设置 锚固砖。炉顶锚固砖的间距宜为300~400mm,炉墙锚固砖上下、 左右的间距宜为450~600mm_o

4耐火可塑料或浇注料砌筑的倾斜炉顶，当推力较大时，应 在斜顶部位设置耐热托板，下加热高度大于3. Om的直墙也可设 置耐热托板.

5侧出料加热炉的出钢槽或出钢区部位,宜用电熔砖或烧结 砖等高温、耐磨、抗渣、耐急冷急热性能的材料铺砌。

6耐火砖砌体的长度与宽度应为116mm的倍数，高度应为 68mm的倍数；烧结普通砖砌体的长度和宽度应为12Omm的倍 数，高度应为60mm的倍数。

3.3热轧板带板坯加热炉

3.3.1新建宽带钢、中厚板、炉卷轧钢车间宜采用步进梁式加热 炉。

3.3. 2 板坯步进梁式加热炉的小时产量应符合下列规定：

1 一座板坯加热炉的小时产量可按下式计算：

P>Q∕(h×-_rj-)                 (3.3.2)

式中 P——加热炉小时产量(t∕h);

Q——轧机额定年产量(t/a)；

h——加热炉年工作时间(h/a)；

η—加热炉利用系数。

2加热炉年工作时间宜取6000~6500h,加热炉利用系数宜 取0. 65〜0. 80,可根据企业的管理水平和加热炉座数综合因素确 定。确定加热炉产量时还应计入热装率和热装温度因素。

3加热炉的小时产量不应低于轧机生产主要产品的小时产 量，或轧机生产某些产品小时产量的最大值。

4初步确定加热炉的小时产量后，尚应核实加热炉在配合轧 机生产其他产品所需的年工作时间。

5加热炉的设计年产量不得小于轧机年产量。

3. 3. 3板坯步进梁式加热炉的结构设计应符合下列规定:

1采用装料机装料、车间跨度允许的前提下，装料端与装料 視道间可设置装料前室，其宽度宜与炉衬内宽相同，长度应能存放 两块板坯。加热炉有效长度可按下式计算：

L = I7(R ∙ S ”)            (3. 3. 3-1)

式中L——加热炉有效炉长(m)；

P——额定产量(kg∕h);

P_a—炉底强度Ck_g∕(m² ∙ h)ɔ;

L--标准坯长度(m);

H--标准坯列数。

2炉底宽度应按板坯列数和板坯长度确定。

3设计炉内布料图，确定炉底纵梁的配置应符合下列要求：

• 1) 炉内板坯布料位置可按一侧取齐或按两侧取齐并错开布 置,也可按加热炉的歩进机械中心线对称布置。

• 2) 相邻两条纵梁最小中心距不宜小于60Omm_O

• 3) 板坯对纵梁中心线的悬臂长度、与相邻纵梁中心线的净 空距离不宜小于15Omm_O

• 4) 板坯最大悬臂长度应按板坯厚度、加热温度、高温下停留 时间等因素确定，也可按式(3.3. 3-2)估算。活动梁或固 定梁的最大中心距可按式(3. 3. 3-3)估算。

L₁=4. 2√S               (3. 3. 3-2)

L₂ = 6, 3√S                (3. 3. 3-3)

式中 L_I——最大悬臂长度(m)；

L₂——活动梁或固定梁的最大中心距(m)；

S--板坯厚度(m) □

• 5) 布料图中还应兼顾装、出钢机托杆的位置。

• 6) 纵梁应经强度计算，有端部供热下加热段的板坯加热炉 烧嘴通道处的活动梁挠度不得大于1/8OO_o

4下加热各段烧嘴的布置,应避免燃烧火焰冲击各纵梁的立 柱。

S各纵梁上的耐热垫块材质和高度，应根据垫块在炉内环境 选定。

6加热炉钢结构宜按分块预制件进行设计。

7装出料炉门、两侧窥视孔、操作炉门及检修炉门，应开启灵 活、关闭严密。

3.3.4板坯步进梁式加热炉的供热应符合下列规定：

1应根据板坯规格、加热炉产量和加热质量要求，选用供热 方式和供热设备。

2加热炉的额定单耗应按本规范表3.1.4的规定取值。

3各段燃料的分配和烧嘴能力的配备应满足冷装料时加热 的需要，并满足热装料加热炉供热能力变化大时仍可稳定燃烧且 火焰长度变化不大的要求。

3.3.5板坯步进梁式加热炉的节能应符合下列要求：

1在车间布置许可的条件下可合理延长炉长，宜配置不供热 的热回收段。

2炉型结构与供热方式应为提高热装率和热装温度创造条 件。

3加热炉的烟气余热可只预热空气，也可同时预热空气和煤 气。

4炉内纵梁及其立柱应合理配置,并对冷却构件采用双层绝 热包扎结构。

5步进机构宜采用节能型的液压系统。

3.3.6板坯步进梁式加热炉的三电控制应符合下列要求：

1板坯在装料報道上的定位，装料炉门、装钢机、出料炉门、 出钢机及步进梁运动间的逻辑定序、定时、联锁、计数等功能应由 炉区可编程序逻辑控制器完成。

板坯在装料辐道上的定位,装料炉门、装钢机、出料炉门、出钢 机及步进梁运动间的逻辑定序、定时、联锁、计数等动作的操作,应 分别在炉区装、出料操作台上进行,并应在炉子地坑内设机旁手动 操作台。

2加热炉应配备完善的热工自动化控制系统。有条件的加 热炉应逐步推广使用计算机根据加热模型对各段温度进行最佳控 制。

3.4不锈钢和硅钢板坯加热炉

3.4.1炉型选择应符合下列要求：

1不锈钢和硅钢板坯加热应采用上、下供热的步进梁式加热 炉。

2加热高温取向硅钢的板坯加热炉.下部加热宜釆用侧供 热,上部加热宜采用全炉顶平焰烧嘴供热；也可在均热段釆用平焰 烧嘴供热而其余各段采用侧供热或端部烧嘴轴向供热。

3既加热碳钢又加热高温取向硅钢和不锈钢的同一加热炉， 宜釆用6段以上的多段供热和自动控制系统。

3.4.2加热炉能力和座数应符合下列要求：

1加热炉总生产能力的确定，应以轧钢工艺的年产量和工艺 要求为依据,并为轧机发挥能力留有发展余地。

2 —座加热炉能力和加热炉座数，应根据加热炉热效率、生 产维护、均衡生产和加热炉利用率等因素确定。

3不锈钢和硅钢板坯加热炉炉底强度可按表3.4.2的规定 确定。

表3.4.2 不锈钢和硅钢板坯加热炉炉底强度

注'加热炉燃料为气体燃料，且燃料发热量为7500~12500kJ∕m³时取下限值，燃

料发热址大于12500kJ∕π?时取上限值.

3-4.3燃料选择应符合下列规定：

1加热炉采用液体燃料作为主要燃料时,应配备一定数量的 气体燃料,该气体燃料可用作均热段供热。

2加热奥氏体不锈钢时，燃料油中含硫量应小于0.8%,混 合煤气中硫化氢含量应小于200mg∕ι∏3 _O

3加热高温取向硅钢时，高焦混合煤气的发热量应大于 IOOOOkJ∕m³ _f采用液体出渣的硅钢加热炉应配备发热量不低于 11700kJ∕m³的燃料，该燃料可用作炉底化渣和出渣口火封；当主 烧嘴所用气体燃料的发热量大于等于173。OkJ∕n√时，可不设置 炉底化渣烧嘴。

4煤气发热量应稳定，其允许波动范围为5%〜8%,可设置 热量仪修正空燃比。

5煤气中焦油含量不宜大于IOmg/H?,混合煤气含尘量不 宜大于Iomg/nr⁵。

6应采取措施稳定供气压力，其波动值范围应控制在士 5%。 3.4.4炉底纵梁的布置应符合下列规定：

1在满足生产工艺的条件下，加热炉宜减少纵梁数最，出料 端纵梁应移位错开布置。

2加热碳钢和高温取向硅钢时，高温段相邻纵梁之间的间距 ■ 10 •

应小于90OmIIi,其端部的悬臂量应为150〜350mm。

3加熟高温取向硅钢时,其纵梁上部支撑板坯的耐热垫块上 表面压强应为碳素钢的50%或更小。

4加热铁素体和马氏体不锈钢时，炉底纵梁之间的间距相对 于加热碳素钢加热炉纵梁之间的间距也应适当减小，

5支撑纵梁的立柱及其平移框架应确保足够的强度和刚度。

6纵梁和立柱无缝管的材质应按本规范第3. 7.4条第6款 的规定釆用。

3.4.5炉底步进机械的设计应符合下列要求：

1大型板坯步进梁式加热炉，宜采用滚轮斜台面液压驱动的 步进机械,也可釆用滚轮曲柄连杆式或电动偏心轮式的步进机械。

2加热普碳钢和不锈钢可按500〜60Omm固定步距，加热 高温取向硅钢可按400~600mm可调步距作为平移行程；以固定 梁为基准，可按上升IOOmm,下降IOOTnm作为升降行程。

3加热普碳钢和不锈钢步进周期可为45〜55s；加热高温取 向硅钢步进周期可为70s。

4加热高温取向硅钢，且板坯最端边的梁为活动梁时，步进 梁应具备停中位的功能。

5液压站应设置通风、消防和火灾自动报警系统。

3.4.6炉衬砌筑采用的组合材料应符合下列规定；

1高温取向硅钢加热炉的低温段（预热段）和烟道等部位砌 筑炉衬,其结构和材料材质可与一般加热炉相同。

2采用液态出渣的高温取向硅钢加热炉的高温段（加热段）， 其液态出渣处的炉衬耐火层最高使用温度应大于1650^oC,并应具 有良好的抗液态渣侵蚀的能力。

3硅钢加热炉采用干出渣时，炉底砌体上表面应为水平面， 活动立柱围堤宜高岀炉底砌体上表面400~500mm;固定立柱周 围砌体宜高出炉底砌体上表面150〜200mm。

硅钢加热炉采用液态出渣时，炉底砌体上表面宜以炉子中心

, 11 •

线为基准往炉子两侧倾斜4. 7。；活动立柱围堤和固定立柱围堤均 宜高出炉子中心线上最高点280〜3QGmm°

3.4.7燃烧设备应符合下列要求：

1均热段上部釆用炉顶平焰烧嘴供热时,其供热能力配备应 留有较大富裕量。

2其他各段为侧向或纵向供热时,应采用低氧化氮可调焰烧 嘴。

3供燃料燃烧用的空气预热温度不宜低于550^OC_O

3.4.8加热炉除渣应符合下列要求：

1不锈钢加热炉的炉底除渣，宜每隔半年或一年定期进行停 炉干除渣。

2釆用液体出渣时,液态渣应粒化处理。粒化渣用水应采用 过滤处理的浊环水，总硬度不宜大于150mg∕L（以碳酸钙计），悬 浮物不宜大于20mg∕L,粒化渣用水量可为1. 2t∕t（坯）。

3.5薄板坯连铸连轧加热炉

3.5.1工艺及结构设计应特合下列要求：

1炉型宜选用直通辐底式加热炉。

2应将连铸机和轧机的生产有效地连接起来,加热炉应具有 足够的缓冲空间。

3薄板坯在加热炉内缓冲时间不得小于IOmin_O

4连铸坯在炉内缓冲时，应以低速向前、向后做摆动运动。

5应具备对炉内连铸坯位置进行实时跟踪功能。

6连铸坯应以铸速连续进入加热炉，以第一架轧机咬入速度 离开加热炉。

7小时产量应与连铸机的小时产量相匹配。

8钢结构应按照模块方式设计。

9炉顶宜设计成可移动式.

10炉顶和上部炉墙内衬应釆用高温陶瓷纤维模块轻型结构

设计,渣斗和下部炉墙耐火材料内衬应釆用耐火浇注料、轻质砖和 隔热板组成的复合结构设计。

3.5.2供热系统设计应符合下列规定：

1供热系统宜分2〜3个子系统，每个供热子系统应有独立 的燃烧和排烟系统.

2燃烧系统宜配置上加热。

3燃烧设备宜选用亚高速烧嘴,并釆用脉冲控制。

4额定单耗应根据不同的铸速.不同的板坯厚度和宽度计算 确定。

5加热炉沿物料运行方向可分为加热段、传输段、摆渡段和 保温段。在热负荷的配置上，加热段宜占总供热量的50%。

3.5.3炉辗设计应符合下列规定：

1炉辐结构设计,应以减少炉辐表面结瘤和提高板坯质量为 原则，选择非水冷帽子（干辐）或水冷根子（湿跟）。

2炉辗更换方式，可设计为人工操作C型钩换程，也可采用 机械小车换辗。

3炉辐应为单独传动、变频调速，炉内辗道设计速度范围宜 为 2〜90m∕min°

3.5.4炉用主要机械设备的设计应符合下列规定：

1薄板坯连铸连轧加热炉的炉门应为升降炉门，炉门动作可 采用电动控制或气动控制。

2加热炉的下部，应设多处漏渣斗。每个漏渣斗的出口，应 设一套气动控制的内衬耐火绝热材料的渣门。可定期打开渣门， 炉内积渣应落入废料箱中。

3薄板坯连铸连轧加热炉宜配套建炉辐修理间。

3.5.5自动化控制系统应采用两级计算机自动控制。一级控制 应包括热工仪表控制和机械设备的传动控制，二级计算机应为加 热炉最佳化控制系统。

3.5.6平面布置应符合下列规定：

• 13・

1 年产量约10。万吨生产线宜配置一座加热炉，年产最约 200万吨生产线应配置两座加热炉。

2薄板坯连铸连轧生产车间布置两座加热炉时,可分为横移 摆渡或旋转摆渡（图3. 5.6-1和图3.5.6-2）°

1                        1                3

L /      顿、、/   I r I

厂 ―    ∖ I \、顷

图3.5.62 旋转摆渡示意

I-A炉加热传输段_?2—A炉旋转摆渡段W-A炉保温段；

4-B炉加热传输段炉旋转摆渡段

I                             2

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I ^~         \

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图3. 5. 6-2横移摆渡示意

I-A炉加热传输段国一A炉横移程渡段_i3-A炉保温段，

4-B炉加热传输段_i5-B炉横移摆渡段

3.6无缝钢管机组加热炉

3.6.1无缝钢管机组加热炉的设计应符合下列规定：

1无缝钢管机组加热炉燃料应选用煤气或燃料油。除釆用 蓄热式烧嘴外，煤气发热量应大于7500kJ∕m³_o芯棒预熟炉可采 用本车间其他工业炉排出的烟气余热。

2管坯轧前加热宜选用环形炉。钢管定、减径前再加热宜选

用钢梁步进式炉■

3管坯轧前加热炉、定减径前再加热炉和芯棒预热炉必须配 置自动化控制与热工测最项目。

3.6.2环形炉炉体设计应符合下列要求：

1环形炉的公称应以“炉膛中心直径X炉膛内宽”标注。

2环形炉内管坯加热速度可按表3.6.2的规定确定，管坯加 热时间应与管坯在炉内排列、炉子供热分配和燃料种类有关,燃料 发热量低时加热速度可选上限，合金钢管坯不应在此加热速度范 围内。

表3,6,2 环形炉内管坯加热速度

注:表中参数是管坯单位直径的加热时间。

3管坯在环形炉内布料方法应符合下列要求：

• 1) 管坯直径变化不大的小型轧管机,布料角固定，管坯尺寸 变化时布料角不变；

• 2) 管坯规格多，产量变化大的轧管机,布料角可变。

4管坯在炉内布料排数可为单排、双排和三排。两管坯的间 隙可为1。。〜30Omnl_o

5环形炉热负荷应按炉子热平衡计算确定，其设计额定单耗 应按本规范表3. 1.4的规定取值,燃烧设备的配置应有适当富裕。

6环形炉应配置必要的机械联锁。

7炉膛内应设几道隔墙。装出料炉门之间可设1〜2个隔 墙;设2个隔墙时,2个隔墙之间可用于清理炉底。装料口与排烟 口之间应设1个隔墙.出料口与均热段之间应设1个隔墙。小直 径环形炉可只设1个隔墙。

* 15 •

8环形炉内外墙与炉底之间应设有环缝,炉墙在环缝处宜适 当凸出，环缝上下宜稍有曲折。

9环缝下部必须设置水封槽和水封刀，水封槽应有清渣设 施，应允许不停炉清渣。水封刀圆周平面和水封槽圆周平面的不 平行度应控制在士 5mm。

10环形炉钢结构应能承担炉体（不包括活动炉底）及其附件 的全部重量和内外炉墙的膨胀力。环形炉钢结构应设圈梁，圈梁 应设在温度较低的位置。

3.6.3环形炉炉底机械的设计应符合下列规定：

1炉底机械的设计应满足炉底受力状态要求,包括炉底承受 所有的重力，炉底耐火材料在宽度方向和长度方向的膨胀力，炉底 上下钢架温度不同产生的膨胀力和温度应力，炉底转动、制动和炉 底定心需要的力等。

2直径较大的环形炉炉底框架应分层设置，上层框架应设置 膨胀缝，上层框架的膨胀不得影响框架直径。

3炉底机械应有定心装置，可调整炉底转动中心位置和椭圆 度。

4大型炉炉底转动可设3〜4个驱动点,应沿圆周均匀布置； 小型炉炉底转动可只设1个驱动点。

5炉底转动速度应满足装出料节奏要求。

6炉底停位的准确度应满足装岀料机夹钳最大开口度要求， 误差应小于IOmm_e

7炉底倾斜程度应能调整，冷态下炉底作连续旋转时其钢结 构顶面外缘应在同一水平面内，产生的端面全跳动允许误差为 ÷ 5mm。

3.6.4钢管再加热炉炉体设计应符合下列规定：

1装出料方式和周期应能满足轧机的生产能力。

2装料端炉温不得与钢管进料温度相差太大,应避免钢管入 炉产生弯曲。

3再加热炉钢管加热速度应按表3.6.4的规定确定。

表3.6.4再加热炉钢管加热速度

注：表中参数是钢管单位壁厚的加热时间.

4再加热炉供热应采用低氧化氮烧嘴。

5再加热炉供热量应由热平衡计算确定或按经验数据选用。

6再加热炉在宽度方向应设若干供热段。检测或控制项目 应符合本规范第3. 6. 1条第3款的规定。

7炉内应设耐热钢步进梁和固定梁，梁上部应有锯齿形槽， 每根钢管应占一槽，管间净空间距可为60~150mm,净空间距应 大于管子的弯曲度。步进梁槽距、固定梁槽距和步进行程的设计 应使钢管在步进过程中能够翻转。

8炉内步进梁间距可为18OO~3OQOmm,固定梁间距可为 1800—, 2200Tnm_o

9侧装料炉子进料端可设定位挡板或钢管测长定位装置。

3.6.5再加热炉的步进机械设计应符合下列要求；

1步进机械升降行程的下程应大于钢管在固定梁上产生的 下挠加齿髙，上程可小于下程。平移行程不应等于齿距,平移行程 与齿距之差应为钢管的滚动距离，可设计成向前滚动或向后滚动。

2步进周期加各机械衔接运行时间应小于钢管最小出钢节 奏。

3步进机械可采用曲柄加连杆形式，可用液压驱动，炉子宽 度方向应每5〜6m设一个升降曲柄，每8〜12m设一个平移曲柄， 升降曲柄和平移机械在炉子宽度方向不得少于两个•步进机械也 可釆用其他形式。

4装出料辐道、钢管定位、步进梁运行和装出料炉门等动作 应由程序控制，手动干预时应有联锁功能。

5再加熱炉步进钢梁的立柱与炉体之闾可釆用拖板密封,也 可采用其他形式密封。

3.6.6再加热炉装出料辐道设计应符合下列规定：

1采用侧进料多根钢管同时进炉时，装料辐道上的凹槽数量 应等于进炉钢管的数量；

2装出料辗道速度可调，宜采用直流电机或变频电机调速， 装料辍道速度可为1. 5〜2. Om∕s,出料辐道速度可为1.5〜5.0m∕s_o

3炉内悬臂辐道应采用耐热钢制作，辐子中间应配水冷轴。

4多槽装料辗道应配有多槽钢管定位设施。

5岀料辗道结构应与装料辗道相同，但辍道上应只有一个凹 槽。

3.6.7芯棒预热炉的设计应符合下列要求：

1必须满足对芯棒进行预热、脱氢和退火处理的要求。

2芯棒应分组处理，每组应为6根，并应间断生产，芯棒预热 炉的装、出料设施应满足芯棒装、出炉快捷且平稳可靠的要求。

3燃烧装置及其控制系统应满足炉温均匀、调节灵活可靠、 适合低负荷、低温加热的要求。

3.6.8炉型可选用车底式炉、辗底式炉或掀盖式保温罩等。

3.6.9明火燃料燃烧供热的芯棒预热炉，宜选用亚高速或高速烧 嘴,并配之以脉冲燃烧控制系统。

3.6.10预热炉内衬宜釆用轻质保温材料。

3.6.11芯棒预热炉应根据选用的不同热源，配备相应的热工控 制仪表。

3.7炉用冷却部件

3.7.1炉用冷却部件的设计应符合下列要求：

1应减少或避免炉内水冷部件，必须釆用水冷部件时，不应

将水冷部件表面直接暴露于炉内。

2水冷部件的设计应满足水量调节,操作、检修和拆卸方便， 运行安全的要求。

3水冷部件的结构设计必须保证冷却水能够充满构件,排水 管必须有一处高于冷却件。

4开路水冷部件应在供水管上安装水量调节阀门，排水管上 不宜设阀门，或将排水阀阀芯钻孑Iy后安装。

5步进梁式加热炉的活动梁或其上的附件与固定结构之间 安全距离不宜小于50mm。

6水冷部件和管路系统的最低处应设置泄水点。

7冷却水应从水冷部件的下部进入、上部排出，在水压、水温 和操作条件允许的情况下，同类水冷部件的水冷系统可采用串联。

8水冷系统供水总管接点压力，应根据水冷系统阻力和车间 供水情况确定。加热炉接点供水压力不宜低于0.2MP_aO当采用 闭路循环水时,应根据压力回水需要提高供水压力。

9炉内水管和水冷部件必须采用工业净循环水,冷却水的总 硬度宜低于150mg∕L（以碳酸钙计），进水温度宜低于35°C,排水 温度计算值宜低于50^oC ,汽化冷却应采用软水O

10炉内水冷部件表面必须釆取绝热措施，加热炉炉底管（或 水梁）必须包扎,宜采用带锚固钩的双层绝热结构。

3.7.2推钢式加热炉炉底管设计应符合下列要求：

1炉底管应进行优化设计，可采用合理的纵横管间距、T形 管支柱或横管两端加反力矩等有效措施。

2炉底管的管底比,小型加热炉应控制为0. 20~0, 30,中型 加热炉应控制为0.30〜0.45,钢锭加热炉应控制为0.55以下。

3计算炉底管时,其抗拉强度可选用下列数值：

1） 水冷时,小于等于140N∕mπ√;

2） 汽化冷却时，小于等于120N∕mmJ

注：验算支点冋距的挠度不宜大于1/500.

.19 .

4炉底管应釆用壁厚不小于IOmm的热轧锅炉钢管制作, 材料为20号优质碳素结构钢。

5横水管必须用整根管制作，纵水管也应减少焊接接口。

3.7.3步进梁式加热炉纵梁布置应符合下列要求：

1在满足炉内坯料顺行的前提下宜减少纵梁及其立柱的数 目。

2出钢区段可采用错位垫块或移位梁。

3线、棒材轧机加热炉钢坯在炉内布料方式和悬臂长度应符 合本规范第3.3.3条第3款的规定。

3.7.4活动梁和固定梁结构应符合下列要求：

1步进梁式加热炉纵梁设计宜采用双圆管结构。

2当纵梁单体长度超过12m时，立柱应设计为预倾斜结构， 应根据不同的冷却方式计算出相应的倾斜燈。

3单根纵梁长度不宜超过25m,超过时应分段设计。

4计算纵梁强度时,许用应力宜取100N∕mm∖

5定梁立柱间距可为2〜4m。

6汽化冷却系统蒸汽压力不大于2. 5MPa的加热炉内纵梁 和立柱，可选用20号优质碳素结构钢厚壁无缝钢管制作。

3. 7.5步进梁式加热炉垫块设计应符合下列要求：

1垫块形状及其与纵梁的连接方式应根据炉型、坯料的形状 和尺寸、对坯料加热“黑印”的要求，以及垫块材质及其价格等因素 确定。

2条形焊接垫块长度可为150〜25Omm,宽度可为25〜 50mm,高度可为60~120mm;条形骑卡式垫块长度可为IOO〜 12Omn1,宽度可为 40~100mm,高度可为 60~150mm°

3固定梁或活动梁垫块上表面平均承受钢（板）坯压力，加热 普碳钢时可按L。〜2. OMPa选取_O

4低温区垫块可选用直接焊接的半热滑轨，高温区宜采用骑 卡式全热滑轨,垫块材质应根据炉温选用合适的高温合金。

• 20 •

3.7.6步进梁式加热炉的纵梁焊接应符合下列要求：

1纵梁元件出厂长度宜为8〜12m,并应运至现场再行组焊； 各部位焊缝形式和焊接要求必须标注清楚。

2纵梁用厚壁管管口焊接宜釆用U形封底焊，并用氯弧焊 打底。焊后应按现行国家标准《金属融化焊焊接接头射线照相》 GB/T 3323的有关规定，用X射线拍片检查，每条焊缝拍片数量 不得少于两个,1级焊缝应占30%,其余应为U级。

3.8自动化控制

3.8.1推钢式加热炉应设置仪控系统,步进梁式加热炉应设有顺 控和仪控组成的基础自动化控制系统（Ll级）。

3.8.2步进梁式加热炉的设备动作顺序控制.应符合本规范第 3.3.6条第1款的规定。

釆用炉内悬臂辗侧装料的步进炉，坯料入炉前宜设置测长和 定位装置,炉内辗道宜采用变频调速。

3.8.3燃煤气和大型燃油加热炉仪控系统，最低应达到一■级基础 自动化控制水平，其控制和检测内容应符合下列规定：

1主要的热工控制项目应包括下列内容：

1） 供热段炉温自动控制；

2） 供热段空气、燃料自动比例调节；

3） 炉压自动控制；

4） 热风总管压力调节；

5） 预热器保护控制；

6） 大型燃油加热炉燃油温度调节或黏度调节1

7） 助燃风机防喘震控制，即风机风门调节控制。

2主要的热工检测项目应包括下列内容：

1） 各段空气和燃料小时流量（指示、记录）；

2） 全炉燃料流量累计；

3） 空气、燃料及烟气的温度、压力参数；

4） 空气、燃料低压信号和自动切断;低压信号和自动切断装 置应保证在突然停电时仍能可靠地动作；

5） 冷却水、压缩空气.蒸汽等动力介质，应根据工艺要求设 流量、温度、压力等测量仪表。

3.8.4在炉子的进料端和出料端或炉内其他部位，可根据炉型和 工艺要求分别设置摄像头。

3.8.5燃气和燃油加热炉，应设置加热炉仪表室。可通过计算机 显示炉况画面和修改设定数据,并打印生产数据报表等。

4轧钢热处理炉

4.1 一般规定

4.1.1本章适用于冷轧宽带钢、硅钢带、不锈带钢、带钢连续镀锌镀锡 和无缝钢管等热处理作业线热处理炉的设计,不包括热处理工艺设计。

4.1.2热处理炉应配备必要的检测仪表和自动控制装置。应逐 步扩大计算机在热处理炉上的应用范围■

4.1.3燃煤气的热处理炉应加强炉衬的严密性,并应配合热处理 工艺选用相应的燃烧装置，燃烧装置应配备自动点火和火焰监测

4.1.4炉衬材料应釆用陶瓷纤维制品及各种轻质耐火材料，炉墙 外表温度应符合现行国家标准《工业炉窑保温技术通则》GB/T 16618的有关规定。

4.2冷轧宽带钢热处理作业线

4.2.1单垛紧卷罩式退火炉可用于产量波动大，产品品种多，规 格变化大，带钢宽度不小于600mm、厚度为0. 2〜3. 5mm的冷轧 薄带钢巻退火。

単垛紧卷罩式退火炉的设计应符合下列要求：

1热处理钢种可包括冲压用钢、碳素结构钢、强度不大于 590MP_a高强钢，最高退火温度应为750，C。

2钢卷尺寸、外形要求应符合表4. 2.1-1的规定。

≡ 4. 2.1-1铜卷尺寸、外形要求

3罩式退火炉的供热宜选用气体燃料，电力资源丰富地 区可釆用电能，不宜采用液体燃料。气体燃料技术指标应符合表

• 4.2. 1-2的规定。

表4. 2.1-2 罩式退火炉气体燃料技术指标

4罩式退火炉内的可控气氛种类可根据气源条件确定，可控 气氛种类和氢（氮）气技术指标应符合表4.2. 1-3和表4. 2. 1-4的 规定。

表4.2. 1-3 可控气氛种类

表4.2. 1-4堂（氮｝气技术指标

注，氮气必须连续供应，并设置紧急事故氮气供应系统.

5用于炉台密封冷却、工艺喷淋冷却或分流冷却的冷却水必 须循环使用。炉台密封冷却应配备事故状态供水系统。用水量宜 为 l~2t∕h_o

6炉台数量的确定应符合下列规定：

1） 年工作小时可按8000h计；

2） 装料量应按装料高度为钢卷最大直径的2. 0-2. 6倍计 算；

3） 不同退火工艺制度、不同内径的钢卷不应混装；

4） 炉台数和加热罩数应根据产品大纲和热处理制度计算各 品种、各规格带钢占用炉台时间与占用加热罩时间确定。

7罩式退火炉单位燃料消耗指标，应与退火处理品种、退火 温度、带钢宽度及炉子大小等因素有关，可控制在600〜800MJ/t。 4.2.2罩式退火炉主要设备应包括炉台、加热罩、内罩、冷却罩、 阀架、中间对流板、顶部对流板、供热系统、排烟系统、可控气氛供 排系统、炉内气氛循环系统、冷却水供排系统、分流或喷流冷却系 统、供电系统、检测与自动控制系统、工艺控制与管理系统。

在同一车间内相同规格的炉台与其相配套的加热罩、冷却罩、 内罩之间应具有良好互换性。

4.2.3炉台应由支撑座、底部壳体钢结构和耐热钢制成的底部导 流板、循环风机、压紧装置、炉台密封冷却水箱和炉台隔热材料组 成。炉台设计应符合下列要求：

1底部导流板应由耐热钢铸造或耐热钢构件制成.炉台平面 度形状公差应小于0. 5mm；炉台中心线允许误差为±2. 0mm。

2炉台与内罩间应釆用水冷硅橡胶密封，并釆用手动压紧、 气动压紧或液压压紧方式压紧。

3压紧装置应在炉台周围均匀布置。气动压紧气源工作压 力应大于O. 6MPa,液压压紧工作压力应为12〜14MPa。

4循环风机应安装在炉台底部中心，应由叶轮与异步、双速 或变频电动机组成，轴承应釆用水冷套冷却.并用干油或油雾润 滑.轴承与轴之间应允许轴向滑动，循环风机工作压力应为4.。〜 5, OkPa_O

S在退火车间内罩式炉数量较多时，炉台周围煤气接管，燃 烧废气接管，电气插座.供、排水接管.加热罩支撑座，导向柱等必 须用同一个安装模具安装。

6在炉台周围互成90°的加热罩4个支撑座，顶面标高必须 一致，允许误差应小于1- Omm_O

7在炉台外周互成180°的两根一高一低的导向柱，其高差 可为200〜30Ornm,导向柱垂直度偏差应小于5. Omm_O

8炉台壳体内钢结构之间应填充陶瓷纤维。

• 25 ♦

9罩式炉车间应设有供新工艺试验、研发的试验炉台。

4.2,4圆筒形加热罩应由加热装置（烧嘴）、空燃比和温度控制系 统、助燃风机、空气预热器、排气管线、内衬、顶部吊环、空气和燃气 管道等组成。加热罩的设计应符合下列规定：

1采用气体燃料时烧嘴设计应符合下列规定：

1） 烧嘴中心线应在加热罩的假想圆切线方向分排均匀布 置；

2） 每个烧嘴的能力宜小不宜大,火焰长度宜长不宜短，助燃 空气必须预热；

3） 助燃风机应安装在加热罩上，空气应经预热器后供到每 个烧嘴；

4） 烧嘴应设点火装置及火焰监测装置；

5） 全氢罩式退火炉应设废氢气燃烧装置。

2采用气体燃料的罩式退火炉可采用车间内自然排烟，也可 釆用排烟机和烟囱集中排烟。可控气氛排放应采用独立排气系 统。

3加热罩的煤气接管、排烟管接管、电源、控制系统接线可采 用自动对接或手动联接。

4加热罩钢结构应由厚度为5.0mm钢板焊接制成，顶部吊 环位置应在加热罩所有附件安装定位后固定，吊环位置必须保证 外罩平衡。

5 采用电能时，使用温度为950°C的Ni-Cr质电阻带应布置 在加热罩下部的内壁上。电热体应采用异型高铝砖吊挂。

4.2.5罩式退火炉内罩应由圆筒形的筒体、滚压成形的圆顶和底 部法兰组成，内罩设计应符合下列要求：

1 内罩筒体材质可釆用1 Cr20Nil4Si2耐热钢板气密焊接制 成，底部法兰材质可釆用Q235-B制作。

2内罩数量应与炉台数量T致。

3内罩可为横向波纹圆筒或平板圆筒。

• 26 ■

4内罩結构下部应釆用厚度为6. Omm钢板制作，上部可采 用厚度为5.0mm钢板制作；直径公差应为D^mn_Io

5采用连续气密焊接时，两环钢板的垂直焊缝必须错开，不 应贯通。

6底部法兰应采用50. Om_m厚钢板制作，必须经过机加工， 底面平面度公差应为0. 5mm,直径公差应为D产mm。

7内罩与加热罩之间，应釆用经清洗过的干燥石英砂或环形 陶瓷纤维制品密封。

8顶部应为滚压成型或模压成型的球面圆顶。

4.2.6罩式退火炉冷却罩应由圆形筒体、冷却风机、水冷喷管等 组成,冷却罩的设计应符合下列要求：

1冷却罩数量应由热处理工艺时间计算确定。

2圆形筒体应由4.0〜5. Omm耐热钢板或普碳钢板制作， 直径公差应为D湼mm。

3冷却风机釆用1台轴流风机时，应装在圆筒顶部，冷风应 从下部吸入；采用两台以上离心风机冷却时，应均匀布置。水冷喷 管应装在圆筒的顶部。

4.2.7退火钢卷垛的两层钢卷之间必须放一块中间对流板，顶部 应放一块顶部对流板，一个炉台应配备3〜4块中间对流板。

对流板材质宜采用Q345,导流片必须用同一块钢板制成,平 面度形状公差应小于0, 5mm。

4.2.8罩式退火炉退火过程的检测和控制应自动进行，中间可进 行人工干预，自动检测控制系统应符合下列要求：

1退火过程应对炉温、可控气氛的压力、流量、露点和含氧 量，介质（燃气、水）温度、压力和流量等参数进行检测、控制、指示、 记录和报警。

2当退火工艺选定后，控制系统必须对退火周期进行自动控 制，应具有退火工艺设定、输出、记录、统计和存档功能，并设置与 上位机数据交换接口。

• 27 ■

3系统必须设有完善的自动安全诊断及故障处理功能。

4应设置区域防火、防爆的监控、报警系统。

4.2.9最终冷却台数量可按炉台数的0.5〜0.6倍确定。最终冷 却台应包括风机及消声器、底板、中间对流板和顶部对流板。冷却 台可设置在地下，也可设置在地面上。风机风压应为0. 9〜 1. 3kPa_o

• 4.2. IO立式连续退火炉可用于产量大、机组速度高，带钢宽度不 小于600mm,且厚度不大于2. 50_mm的冷轧薄带卷连续退火。立 式连续退火炉设计应符合下列要求:

J热处理方式应为带钢连续退火。

2热处理钢种应为冲压用钢、碳素结构钢、高强钢。

3钢卷规格应符合表4.2. 10的规定。

表4. 2.10 钢卷规格

注：最大卷ffiΛ45t.

4应按工艺提岀的热处理曲线制定热处理制度。

5 退火炉工作温度应为920°C ,带钢最高处理温度应为 890°C。

6连续退火炉单位燃料消耗量应根据退火材料级别、退火温 度、小时产IIL带钢速度等因素确定，不同品种单耗波动应为740〜 1300MJ∕t_o

• 4.2. 11立式退火炉应由进口密封装置、预热段、辐射管加热段、 均热段、缓冷段、快冷段、时效段、最终冷却段、出口密封装置、水淬 装置、挤干与干燥等主要炉段和带钢传输系统组成。

普通冷轧板及汽车板退火速度宜为25θ~450m∕min;镀锡板 退火速度宜为500~880m∕πιιn;可控气氛宜采用氮氢混合气。

4.2.12进口密封装置应满足防止炉内气体外溢、阻止外部空气

• 28 •

进入炉内的要求，主要设施应由进口密封箱、一对密封程、密封辐 开关汽缸、两个密封挡板、氮气密封管等组成■

• 4.2. 13预热段应釆用加热段辐射管排出的烟气经预热器加热的 可控气氛预热带钢，预热段主要设备应包括可控气氛喷箱、预热 器、循邪风机及管道。

4.2.14辐射管加熱段及均热段设计应符合下列规定：

1带钢应预热之后进入辐射管加热段，并加热到工艺所要求 的温度，并应在均热段保持一定时间。

2加热段和均热段应为两个独立炉室，均可釆用燃气燃烧的 辐射管供热，均热段也可采用电加热。釆用燃气辐射管供热的加 热段或均热段的设计应符合下列规定：

1） 应采用“抽一鼓”型辐射管，内置式空气预热器，辐射管外 形宜采用W、U、P形；

2） 燃烧废气应由排烟机抽出经预热器、烟道及烟囱排出；

3） 烧嘴应采用电火花点火和火焰监测装置；

4） 沿带钢行程分成若干温度控制段，应按退火工艺要求控 制温度；

5） 在加热段的前几个顶辐下面和底罪上面应设有防辐射 板；

6） 在炉壳的顶部和底板应设有供检修、穿带用的盖板和穿 带孔；

7） 采用钢烟囱时.钢烟囱可自立设置或在相邻厂房柱列 线之间设置。烟囱附近应釆取保护措施，烟囱底部应 设有排水管.并应定期排放积水。烟囱应设防雷接地 装置。

4.2.15缓冷段设计应符合下列要求：

1喷吹冷却装置应布置在带钢两侧。

2喷吹冷却装置应由耐热钢制成，喷嘴形式与结构应有利于 组织气体喷吹方向及带钢均匀.冷却。

• 29 •

3翅片管状热交换器的数量和能力应与冷却装置布置相匹 配。

4循环风机本体应由耐热钢制成，风机应配调速电机。

5在缓冷段和顶辗室、底辗室应设有可调控电阻带或电辐射 管加热。

4.2.16可控气氛髙速喷吹冷却的快冷段设计应符合下列规定：

1快冷段应由可控气氛喷吹冷却装置、循环风机、可控气氛 和水热交换器等组成。

2喷吹冷却装置可分成几组，由耐热钢制成的喷箱和喷嘴应 沿带钢两側均匀布置，喷嘴与带钢间距应由变速齿轮马达调节。 每组喷箱和喷嘴应由独立的循环风机、热交换器和循环管道供应 可控气氛，喷嘴应沿带宽均匀高速喷吹冷却。

3在快冷段进出口应设密封装置,顶辗室宜设一台可控气氛 排放风机。

4 循环风机应由调速电机驱动，风压宜为10〜15kPa,∙风量 可根据热交换量确定。

5可控气氛和水热交换器可采用铝翅片耐热钢管或传热效 率高的材质制作,热交换量应按产量、带钢规格、运行速度、在冷却 段停留时间、冷却速率等数据计算确定。

6在快冷段的带钢进口、出口和两组喷箱之间应设稳定辗。 稳定辑转动线速度应与带钢同步,齿轮马达驱动，每个稳定辗应由 两个气缸移动。

7在抉冷段的入口前通道和出口后通道，均应设电阻带加热 或电辐射管加热。

4.2.17时效段设计应符合下列规定：

1带钢在时效段保持一定温度或稍有下降时,应达到规定的 金相组织和物理性能要求F

2时效段结构应符合下列规定：

1）时效段可由两个独立的炉室构成，每个炉室同时设有电

阻带（或电辐射管）及喷吹冷却管，可用于调整炉内温度 及启动时使用;

2） 两个时效段结构相似时,两者之间应设膨胀补偿器；

3） 在时效段的内侧面和顶部内衬陶瓷纤维制品隔热，应用 耐热钢锚固钉固定,底面应采用轻质隔热砖.内表面应用 耐热钢板保护。

4. 2. 18最终冷却段设计应满足下列要求：

1带钢在最终冷却段应从时效温度冷却到150'C以下。

2最终冷却段应由若干可控冷却段组成，应以一个行程或两 个行程为一个可控冷却段，并应形成独立的可控气氛循环系统。 可控气氛循环系统应包括循环风机、风箱喷冷器、冷却器及管道。 最终冷却段与时效段之间应设有膨胀补偿器。

4.2.19出口密封装置设计应符合下列规定：

1密封装置应能阻止炉内气氛外溢和炉外气体进入炉内■

2主要设备应包括两对密封辗，每个密封辗应配有两个开关 的气缸、水套、N密封系统及废气排岀系统。

3密封辗应用Ni-Cr钢制作,两对密封辗之间应设排气风机 和管道。

4. 2. 20水淬装置的设计应符合下列规定：

1带钢从150笔经水淬应冷却到40~45°C _O

2主要设备应包括脱盐水喷淋装置、水淬箱、沉没辐、循环水 系统、脱盐水和冷却水热交换器，在喷淋装置顶部应设排雾风机。 4.2.21挤干和烘干装置设计应符合下列要求：

1挤干和烘干装置应能清除带钢表面残留水分。

2主要设备应包括两三对挤干辗、烘干设施、空气和过热水 （或蒸汽）热交换器.

4. 2. 22带钢传输系统应根据炉辐在炉内的不同炉段所处的工作 环境和功能,釆取不同的辐型。按自动控制系统检测到的带钢运 行参数,应由计算机调整和控制炉内带钢张力和纠偏。带钢传输

31

系统的设计应符合下列规定：

1炉辗应用耐热钢离心铸造，表面应进行喷涂处理。

2带钢张力测量装置应设在相关炉段，轴承应釆用可靠的润 滑系统。

3纠偏辑应设在炉室顶部。轴承、电动机和齿轮箱应由炉体 钢结构支撑。

4炉辗材质应根据各段工作温度确定。

5辗面长度应大于最大带钢宽度2Oomm,辐径可根据产品 品种、规格、所在炉段及功能确定。

6炉黒应由交流调速电机单独传动。

4. 2. 23炉壳与钢结构的设计应符合下列规定：

1炉壳应由钢板气密焊接制成,各炉段之间应设有波纹膨胀 补偿器，钢结构应能支撑炉体、平台、走梯、扶手及各种管线。

2炉子传动侧与厂房柱的距离应允许由车间吊车采用吊具 拆装辐射管和炉辗，平台负荷可设计为2000~2500N∕_m∖ 4.2.24立式退火炉自动控制系统设计应符合下列规定：

1测量与调节的主要项目应包括燃气、各种水、电、氢、徵、蒸汽、 压缩空气等公用介质的流量、温度、压力，以及炉内气氛控制调节。

2自动控制项目应包括各段的炉温检测与控制、辐射管温度 检测与控制、带钢温度检测与控制、排烟系统的废气温度检测与控 制、燃烧调节与控制、火焰监测，冷却系统冷却速率调节与控制,水 淬系统流最、温度控制，挤干及烘干系统流最和温度控制。

3带钢张力检测、调节控制。

4带钢对中纠偏控制。

5安全控制系统必须设有防止炉温过高、辐射管过热、气氛 检测、燃气低压、火焰熄灭等监控设施。

4. 2. 25立式连续退火炉应配备顶盖吊装机具,底盖装卸机具,顶 辗、底辗、密封跟和稳定辕装卸机具,辐射管装卸机具，穿带机具等 辅助工具。

4.2.26公用介质接点供应条件应符合下列要求：

1立式连续退火炉气体燃料指标应按本规范表4.2. I-2的 规定取值。

2立式连续退火炉的可控气氛指标应符合表4.2.26-1和表 4. 2. 26-2的规定。

表4.2.26-1立式连续退火炉用氢气技术指标

表4.2.26-2立式连续退火炉用氮气技术指标

3 冷却水压力不应小于0. 4MPa,总硬度不应大于15Omg/L (以碳酸钙计)，pH值应控制在7〜8。

4.3硅钢带卧式退火炉

4.3.1炉型及热源选择应符合下列规定：

1取向硅钢带和无取向硅钢带的脱碳退火，宜在卧式辗底式 炉中进行连续处理。

2硅钢带卧式退火炉宜釆用煤气辐射管加热作为加热段的 热源，电加热应作为均热段的热源。

4.3.2公用介质接点参数应符合下列要求：

1硅钢带卧式退火炉加热用焦炉煤气技术参数应符合表

4. 3. 2的规定。

表4.3.2硅钢带卧式退火炉用焦炉煤气技术参数

2硅钢带卧式退火炉用可控气氛技术指标应按本规范表 4. 2. 1-4的规定取值。

3循环水技术要求应符合本规范第4.2.26条第3款的规 定.

4. 3. 3带有无氧化加热段的硅钢带退火炉,无氧化加热段成使用 发热量稳定的燃气，不得使用发热量很不稳定的煤气。

4.3.4辐射管烧嘴应选用低氧化氮、火焰轴向温度分布均匀的长 火焰烧嘴。在含氢可控气氛退火炉上釆用的辐射管，管内应为负 压。辐射管内带预热器,应自身预热助燃空气。

4.3.5退火炉炉衬除个别部位外，宜釆用轻质耐火隔热材料，炉 衬材料的化学成分中氧化铁含量不得大于1%。

4.3.6带钢进口密封装置可由挡板、氮气封和密封辑组成，也可 由任意两部分组成。

4.3.7带钢出口处应设出口密封室，密封装置应由挡板、氮气封 和密封辗组成。

4.3.8在均热段和冷却段之间必须设置炉喉。

4.3.9炉辐间距不宜过大，宜为1.5~3. Om_e

4.3.10冷却段宜采用循环气体喷吹冷却装置，带钢速度大于 150m∕min时，可在低温冷却段釆用水淬冷却装置。

4.3.11退火炉必须有足够大的事故用氮气贮罐。

4.3.12炉底辐辗颈与炉体之间可采用机械密封,密封要求严格 的冷却段应釆用机械密封和氮气封的复合密封。循环现机轴颈也 应釆用机械密封和氮气封的复合密封。

• 4.3. 13出口密封室应设置辉光加热器等引燃设备。出口密封室 必须设置泄压装置，万一发生爆炸时可定向泄压。

4.3.14冷却段应设置泄压装置，并宜设置辉光加热器。

4.3.15全辐射管加热或电加热退火炉，在进口密封室处宜设置 可控气氛放散阀，炉内可控气氛中氢气含量大于10%时，应在放 散阀出口处设置点火烧嘴。

• 34 •

4.4不锈带钢热处理作业线

4.4.1不锈带钢热处理作业线可分退火一酸洗作业銭和光亮退 火线，退火一酸洗作业线可采用卧式炉（包括悬索式炉和气垫式 炉）和立式退火炉，光亮退火线可采用光亮立式退火炉。

4.4.2悬索式炉支承带钢的炉辍可分为敞露方式和内置方式，新 建时应采用内置方式。悬索式炉应包括不供燃料的预热段、供燃 料的加热段和冷却段，同时宜配置干燥段以及余热利用设施。

炉内应设置穿带设施。

4. 4.3在悬索式炉进料口和出料口处，应设置专用的密封设施。

4.4.4炉墙和炉顶宜采用陶瓷纤维制品作为主要材料。炉衬内 表面也可涂布高辐射率的涂层，炉底宜釆用轻质耐火隔热材料。

4.4.5 在同一水平面上的支承辗间的水平距离与带钢的垂度和 张力，可按下列公式计算：

T= T_o +qf              （4.4. 5-2）

Sin h （ W- X

式中 L——跨度（m）；

f——悬挂点与带钢最低点的垂直距离（m）;

T_l）——最低点水平方向的拉力（N）；

T——悬挂点水平方向的拉力（N）；

S——悬索的长度（m）；

q--带钢自重，均布荷载（kN∕m） _D

在设计温度下,不锈带钢的许用拉伸应力不宜超过3.5 N/mn&

4.4.6悬索式炉冷却段的设计应符合下列规定：

1应按带钢厚度、材质选择空气中自然冷却（空冷）、空气喷 吹冷却、喷水雾冷却和喷水冷却等不同方式中的一种或数种，同时

* 35・

合理选定冷却段结构和喷吹介质、喷出速度、喷口配置等设计参 数。

2宽带钢可将带宽方向上的喷出口分左中右三组控制，进入 冷却段的带钢温度为600〜700°C时,可利用预热器后的烟气作为 喷吹介质冷却带钢，带钢的余热应用再循环回路中配置的冷却器 带走。

3产品规格范围大时，冷却水宜按流量大小分档次配置。

4.4.7悬索式炉支承辗的设计应符合下列规定：

1带钢线速度较低时高温段应使用陶瓷纤维辐,低温段可使 用石墨辗或钢辗。

2内置方式的供热段炉辗的中心距离宜为10.0〜20. Om;强 制对流式预热段、冷却段带钢的垂度受限制时，炉辗的中心距离宜 为5. 0〜6. Onl_o敞露方式的供热段炉辗的中心距离可达20. Om_O

3预热段和加热段支承棍宜两个为一组，并能在不停炉的前 提下迅速交替使用；冷却段可用一个钢辐。

4.4.8光亮立式退火炉主要应由进口密封装置、加热段、辐射冷 却段、对流冷却段和出口密封装置等部件组成。

4. 4. 9上行式立式退火炉的炉顶转向辗，应位于对流冷却段的上 方,下行式的炉顶转向辐应位于加热段的上方（前方）。立式退火 炉各段应按倒U形配置，但退火一酸洗作业线的立式退火炉可将 冷却段水平布置并采用气垫方式输送带钢.

4.4.10带马弗光亮立式炉加热段，可使用煤气或电热作热源，无 马弗光亮立式炉必须使用电热.

4.4.11煤气烧嘴宜分层配置，宜每层两个，火焰方向与带钢面平 行并互相错开。从进口算起，应在40%的炉高配置50%的供热 能力，其余40%的炉高配置38%的供热能力，最后20%的炉高 配置12%的供热能力。各区可分别排烟。釆用电热时，电热元件 也应分区分段布置和控制。

4.4.12炉衬的主要材料宜釆用陶瓷纤维制品。炉衬内表面可敷

设O. 5mm不锈钢板或其他致密性陶瓷材料作保护层。陶瓷纤维 层应配置相应的锚固件。

4.4.13光亮立式退火炉的进出口密封应严密，且不得影响带钢 张力调节的灵敏度。

• 4.4. 14马弗管应能在IOoO^oC以上的高温下长期使用。其结构 应采用悬挂方式，并应只在顶部固定，管壁厚度应自上而下地依次 减薄。马弗管下端可设置带配重的机构以平衡其自重。

马弗应预留装卸的可能，并在炉子附近预留出马弗安装和吊 出所需的空间。

4.4.15辐射冷却段的冷却速度应能调节。

4.4.16双喷吹系统的对流冷却段，应采用气体喷吹冷却。带钢 入口宜釆用气体喷吹冲洗。

喷吹系统应包括喷吹冷却器、循环通风机和水冷热交换器。对流 冷却段喷吹冷却器的喷吹气体流蛍在带宽方向上应能分区调整， 并可采用带钢稳定装置。

4.4.17炉顶转向辐的辗子直径.应按带钢的最大厚度设计。辗 身应能在水平面上自由摆动一定角度。转向辍上方应设置穿带设 施。

4. 4.18立式炉必须设置张力调节装置，可按带厚、带宽、炉长和 处理温度调整张力。设计温度下不锈钢带的许用拉伸应力可控制 在 2. 0〜3. 5 N∕mm² _O

4.4.19不锈带钢热处理作业线应配备先进的自动化控制及检测 系统.同时釆用防爆措施。

• 4.4. 20可控气氛应采用氢或氮氢混合气体。可控气氛露点应低 于一5(TC.含氧量:应在IOXlOf以下。带厚在0. Imm以下时，必 须大幅度降低气流喷出速度。

4.5带钢连续镀锌、镀锡作业线热处理炉

4.5.1热轧带钢连续镀锌作业线热处理炉宜采用卧式炉。年产

< 37 •

量3X10⁵t以上的冷轧带钢连续镀锌作业线热处理炉应釆用立式 炉，年产量2.5×10=t以下应釆用卧式炉。

立式炉应包括入口密封装置、预热段、加热段、均热段、冷却 段、均衡段、热张紧辗段和出口炉鼻子。

卧式炉应包括入口密封装置、预热段、加热段、均热段、冷却 段、热张紧辐段和出口炉鼻子。

4.5.2连续镀锌作业线热处理炉供热应符合下列要求：

1带钢连续镀锌作业线热处理炉可使用的燃料，应包括煤 气、柴油、石化副产燃料和电能。

2燃料的选择，应满足连续镀锌作业线热处理炉炉型的需 要。

3热张紧辍室内应设置加热器,并应满足热张紧無室启动时 升温，作业时维持带钢进入锌锅温度。

4.5.3燃烧装置应符合下列要求：

1带钢连续镀锌作业线热处理炉燃烧装置的选择与配置,必 须满足热风燃烧、炉温均匀、控制准确、调节范围大、便于操作及环 保节能等要求。

2带钢连续镀锌作业线热处理炉，应采用无氧化烧嘴、辐射 管烧嘴装置。

3热处理炉采用无氧化烧嘴时，宜釆用发热量大于15000 W∕m³的高热值燃料，空气过剩系数宜为0. 95-0. 98,炉内应呈 弱还原性气氛。可釆用后燃烧烧嘴。

热处理炉采用辐射管烧嘴时，宜采用“抽一鼓”式燃烧方式。

4.5.4炉衬材料应符合下列要求：

1热处理炉除烧嘴砖、炉底或易受到气流冲刷和机械冲击的 部位外，均应釆用陶瓷纤维制品炉衬。

2陶瓷纤维制品炉衬应用锚固钉固定，在无氧化烧嘴热处理 炉内的锚固钉不得露出炉衬之外.陶瓷纤维叠砌时宜釆用Z型模 块结构。

3通可控气氛的热处理炉，应在陶瓷纤维制品炉衬内侧覆盖 一层0.5〜LOmm不锈钢内衬板，并由锚固钉固定。

4.5.5可控气氛的选择和设计应符合下列规定：

1带钢连续镀锌、镀锡作业线热处理炉可利用钢铁厂空分制 氧副产氮气,添加适量氢气,制取的氮基气氛可作为控制气氛。

2企业无副产氮气且可控气氛用量超过1 OOmVh时，可采 用高纯氮制取装置。用量不足50m³∕h,可采用氨分解气氛。

3可燃成分较高的可控气氛，排放到大气前，宜经过水封后 燃烧掉。

4釆用有爆炸可能的可控气氛时，应使用氮气进行吹扫放 散。放散量应为可控气氛在炉内充满净空容积的5倍，放散用氮 气中的残氧应小于0.5%。

5可控气氛的纯度、压力和露点等指标,应按本规范表4. 2. 26-1 和表4, 2, 26-2的规定取值。

4.5.6连续镀锌作业线热处理炉应配备炉辑吊装工具、辐射管吊 装工具、穿带工具和上、下揭盖机等辅助工具。

4. 5. 7连续镀锌作业线热处理炉三电控制系统的设计,应符合下 列规定：

1带钢连续镀锌作业线热处理炉热工检测和自动控制项目 应包括下列内容：

1） 炉温自动控制或ON/OFF控制I

2） 空燃比自动控制；

3） 炉压自动控制；

4） 空气、煤气低压时自动切断；

5） 空气流量记录,煤气流量记录并累计；

6） 空气、煤气等能源介质，以及预热器前后烟气的温度、压 力等热工参数的检测；

7） 易爆性可控气氛的低压报警与自动增压；

8） 炉气残氧控制；

9） 带钢温度的测量与控制；

10） 计算机程序控制的热处理曲线；

11） 预热器自动掺冷风、热风放散的控制；

12） 可控气氛的流量、压力、露点、成分组成显示；

13） 冷却水出口温度显示；

14） 带钢张力控制；

15） 带钢纠偏控制。

2带钢连续镀锌作业线热处理炉可设一点或多点工业电视。

• 4.5. 8冷轧带钢连续镀锡作业线热处理炉的设计，应符合下列要 求：

1镀锡或原（基）板钢类型应为mr、l、d。

2产品类别应为T2. 5、T3、T4、T5等。

3钢带厚度应为0. 15-0. 55mm,宽度应为700〜1280mm。

4.5.9冷轧带钢连续镀锡作业线热处理炉应釆用辐射管加热的 立式炉。立式炉应由入口密封装置、预热段、辐射管加热段和均热 段、缓冷段、快冷段、时效段、最终冷却段、出口密封装置、水淬装 置、烘干等主要炉段和带钢传输系统组成。各炉段组成应符合本 规范第4, 2. 12-4. 2. 25条的规定。

4.5.10可控气氛的选择和设计，应符合本规范第4.5. 5条的规 定。

4.5.11连续镀锡作业线热处理炉三电控制系统的设计，应符合 本规范第4. 5. 7条的规定。

4.6无缝钢管热处理炉

4.6.1无缝钢管中的油井管和管线管的热处理宜选用步进式热 处理炉。小批量的高压锅炉管及不锈钢管的热处理宜选用辗底式 热处理炉。大规格顶管机组生产的大口径，厚壁和单根重量大的 钢管热处理宜选用车底式热处理炉。钻杆对焊后热处理宜采用感 应式热处理炉。

大管径、规格波动小的无缝钢管热处理,可采用分室式快速炉。

网带式炉可用于特殊用途的细钢管的热处理。

4.6.2无缝钢管热处理炉的控制系统应符合下列要求；

1烧嘴应采用自动点火和火焰监测装置，空气、燃气应自动 比例调节，炉膛压力应自动控制，计算机应自动跟踪热处理曲线。

2自动控制系统应通过仪表和计算机显示.并自动记录炉膛 温度、炉膛压力、燃烧空气系数、燃料和空气的压力及流量、排烟温 度等，应自动调节热处理炉相应参数。

4.6.3 无缝钢管热处理炉必须保证钢管在长度和横截面上温度 均匀，经热处理后的管子应达到平直度高的要求。

4.6.4油井管热处理作业线应包括淬火和回火，均宜选用步进式 炉。具体炉型结构选择应符合下列要求：

1常用的油井管淬火炉炉型结构可按表4. 6.4-1的规定确定。

表4. 6. 4-1常用的油井管淬火炉炉型结构

注炉型3适用的管壁摩度范围宽（厚度可达120mm）.在炉时间长，适用于间 断性生产.采用炉型3时,顶部烧嘴应采用平焰烧瞒、

2对于管壁薄，壁厚范围窄的钢管.属于连续生产，在炉时何短.可采用其他 三种炉型.

2 常用的油井管回火炉炉型结构可按表4. 6. 4-2的规定确定。

• 41 •

表4.6.4-2常用的油井管回火炉炉型结构

注q 回火炉炉长较短时.宜采用炉型L

2回火炉炉长较长时，应采用炉型3。烧嘴不能布置在炉顶上，应采用循环风 机。

3油井管热处理线的淬火炉和回火炉的有效长度比可为1 ： 2。

4钢管热处理步进梁式炉的齿距应为工件外径的1.3~2.O 倍,步距应比齿距小20〜50mm。升降行程约20Omm时,步进周 期时间应为15〜30s。

4.6.5热轧和冷轧、冷拔结构无缝钢管的退火宜选用辐底式退火 炉,需要光亮处理的高压锅炉管、合金钢管和~般结构无缝钢管， 应选用可控气氛的辗底式炉。微氧化退火炉的技术参数可按表 4. 6. 5-1的规定确定。高压锅炉管热处理温度和时间技术参数、高压 锅炉管热处理用辐底炉的技术参数可按表4. 6. 5-2和表4. 6. 5-3的 规定确定。

表4. 6. 5-1微氧化退火炉的技术参数

表4.6.5-2高压锅炉管热处理温度和时间技术参数

表4.6.5-3高压锅炉管热处理用辕底炉的技术参数

注可控气体用3%〜5%狙气，97%〜95%氮气.

2辐底式炉宜采用气体燃料辐射管加热.

4.6.6钻杆对焊后感应热处理装置可分为固定式和移动式。感 应线圈应根据加热部位不同选择内面加热、外面加热或平面加热。 4.6.7大口径、厚壁和单根重量大的钢管热处理宜选用车底式 炉。炉膛宽度小于1.5m的车底式炉，应在一侧炉墙上布置烧嘴。 炉底面积小于或等于20m²的车底式热处理炉，宜在单侧或双侧 炉墙的下部布置一排烧嘴。炉底面积大于20π?的车底式热处理 炉，除在双侧炉墙上布置下排烧嘴外，宜在炉口及炉后各布置一对 上排烧嘴。燃煤气的车底式炉应采用髙速、亚高速、自身预热烧嘴

或平焰烧嘴。车底式热处理炉的供热分配应符合表4.6.7的规 定。

表4.6.7 车底式热处理炉的供热分配

4.6.8车底式热处理炉应减少下部烟道埋入地下的深度，可采用 炉内下排烟、炉外上排烟结构。排烟口宜降到台车面以下。

4.6.9台车四周应设置密封装置,并宜釆用柔性密封。

5金属制品热处理炉

• 5.1 -般规定

5.1.1金属制品用炉的热源可根据工程条件,按煤气、燃料油和 电的顺序选用。

5.1.2以煤气或燃料油为燃料的金属制品热处理炉，宜采用微氧 化或无氧化热处理技术,不宜采用传统的耐火材料马弗型热处理炉.

5.1.3直径小于¢2. 6mm的钢丝.宜采用电直接加热的钢丝热 处理炉。

5.1.4钢丝的酸洗、干燥，宜利用烟气余热作为热源•

5. 1. 5钢丝热处理炉炉墙外表温度应符合现行国家标准《工业炉 窑保温技术通则》GB/T 16618的有关规定。

5.1.6新建和改建的金属制品用炉，其设计额定单耗应符合表

5.1, 6的规定。

表5.1.6金属制品用炉设计额定单耗

5.2马弗炉

5.2.1带小孔马弗砖的马弗炉长度与钢丝直径的关系应按表

5.2. 1的规定确定。

表5. 2.1马弗炉长度与钢丝直径的关系

5.2.2用煤气或油作燃料时,烧嘴可布置在马弗砖以上的炉子两 侧墙上，或布置在进料端上部端墙上。

5.2.3马弗炉内钢丝加热时间应符合表5.2.3的规定，并应与钢 丝在铅锅中等温转变时间相适应。

表5.2.3马弗炉内钢丝加热时间

5.2.4细钢丝光亮热处理的马弗管内应通可控气氛。必要时可 用电加热。

5.2.5马弗炉应配备炉温自动控制、空燃比自动控制、炉压自动 控制和热工测量项目。

5.2.6供热能力，应按炉子处理各种直径钢丝中产量最大者配 备,宜采用多个小烧嘴。

5.2.7马弗孔之间间距宜为50~75mm,细线宜为30~50mm_o 马弗孔的数量宜设计为24〜32孔。

5.3明火加热炉

5. 3.1粗钢丝热处理明火加热炉可釆用发热量较低的气体燃料， 空气过剩系数可为O. 9~1. I_o

5.3.2细钢丝热处理少氧化明火加热炉，燃料发热量应大于

8500kJ∕m³,发热量的波动范围应小于5%,空气预热温度应大于 500^OC ,空气过剩系数宜小于0. 9。在加热炉结构和操作控制上应 保证不完全燃烧气氛不外泄，燃烧系统应保证炉气在出炉前完全 燃烧。

5.3.3无氧化明火加热炉钢丝氧化量应控制在0. 1%〜0. 3%, 应采用发热量不小于8500 kj∕m³的煤气，发热量的波动应小于 5%,空气预热温度应为550〜600^βC,空气过剩系数宜为0.4〜0.6, 钢丝温度在500^sC以上的炉段,炉气应为还原性气氛。应保证不完 全燃烧气氛不外泄,炉气在出炉前应完全燃烧。

5.3.4热源应采用煤气、油或电。

5.3.5炉体应有足够密封性，对于无氧化或少氧化加热炉，还应 在钢丝的进出料口釆取实现可靠密封的措施。

• 5.3.6  炉长宜小于20. Om_O

• 5.3.7 配备的热工仪表应符合下列要求：

1炉温自动控制。

2空燃比自动控制。

3炉压自动控制。

4炉气成分测定或监控.

5各项能源介质消耗的测定。

6车间应配备热值仪。

• 5.3.8 处理的钢丝直径宜大于≠1. 2mm_o D ∙ V特性值宜大于 50。明火加热炉内钢丝加热时间可按表5. 3.8的规定确定。

表S.3.8明火加热炉内铜丝加热时间

5.4电直接加热炉

5.4.1电直接加热炉应设置接触槽、加热段和淬火槽。接触槽和 淬火槽之间应为加热段。加热段的长度应按钢丝的加热时间和加 热温度计算确定。

5.4.2供电电源应与车间电网隔离。电压控制宜采用可控硅调节。

5.4.3接触槽宜用电加热。处理的钢丝直径变化较小时,宜采用 固定式接触槽。

5.4.4淬火槽设计应符合本规范第5. 5节的规定。

5.4.5 钢丝运行速度不宜大于20m∕min,工作电压宜为30 ~ 65V,加热段长度宜为1. 5~2. 5m₀加热段区钢丝应置于槽形砖 内，槽中应铺木炭屑。

5.4.6接触槽和淬火槽之间应可靠绝缘。操作区应铺绝缘地坪， 并应保持干燥。

5.4.7加热钢丝的电流和电压应作详细计算。电压应在安全电 压范围内。

5.5铅淬火炉（铅锅｝

5.5.1马弗炉后的铅锅长度可为炉长的1/3.明火炉后的铅锅长 度可为炉长的1/2。

5.5. 2铅锅内淬火介质可用沸肥皂水、沸石蜡皂水或沸盐水代替铅。 5.5.3淬火炉产量较大时，铅锅必须增加冷却设施和铅循环泵. 可分为风冷或敞口水槽冷却方式。铅循环泵的循环量和循环压力 必须计算确定。

5.5.4铅锅内铅液温度宜为460〜540C。在铅时间与钢丝直径 的关系应符合表5. 5.4的规定。

表5.5.4在铅时间与钢筌直径的关系

5.5.5铅锅的供热能力应能在16. O〜24. Oh内将铅熔化。

5. 5. 6设计铅锅时必须有相应的铅蒸气防护措施，可釆用非铅介 质淬火设施。

5.6镀锌炉

• 5.6.1 侧面和底部供热式镀锌炉，锌锅宜用08F或05F钢板焊 制，液面供热式镀锌炉锌锅宜用钢板锅内衬耐火材料制作。

5.6.2上热式锌锅应使用气体或液体燃料。燃烧室应设置在锌 锅的一侧、两侧或中间。

• 5.6.3 锌锅内锌液温度应为450〜470。。锌液深度应满足压辘 下部大于300mm、上部大于150mm的要求。燃烧装置供热能力 设计应能在16. 0〜24. Oh将冷锌全部熔化。

• 5.6.4 设计额定单耗应按本规范表S. 1.6的规定取值。

5.6.5镀锌炉前端（钢丝入口端）必须设置干燥台，干燥台热源应 利用镀锌炉燃烧室炉顶散热或排出的烟气余热。

5.6.6镀锌炉锌液表面应有保温设施。

5.6.7 钢丝浸锌时间应为每毫米直径2. 5~3. O_So可根据钢丝 直径和运行速度计算锌锅的有效长度。

5.7干燥炉

5.7.1在线干燥炉的热源，宜利用热处理炉的烟气余热或热风作 为传热介质。

5.7.2釆用电能的离线干燥炉，应避免伸出的钢丝端头接触电热 体•

5.7.3 隧道式离线干燥炉.炉长宜为10.0~12. Om,干燥炉出口 处应保持一定炉温。箱式干燥炉应采用热风循环方式.应用热风 喷吹进行干燥。

6工业炉燃料及燃烧设备

6.0.1燃料选择应符合下列规定：

1本企业的副产煤气应首先供应工业炉使用。工业炉用混 合煤气的发热量应经济合理。

2没有副产煤气或副产煤气供应不足时,可根据条件用天然 气或燃料油作为工业炉的燃料。

3轧钢加热炉严禁直接用煤或煤粉作燃料。

6.0.2燃料质量应符合下列规定：

1气体燃料应符合下列规定：

1） 燃气发热量应稳定，生产中允许波动范围应为土 5%；

燃气压力应稳定,车间燃气接点压力允许波动范围应为 士5% ；

2） 混合煤气平均含尘量应低于20_mg∕m³ ；加热炉用单一髙 炉煤气或转炉煤气时，特殊情况下含尘量不得高于 50mg∕m³ ；

3） 焦炉煤气焦油含量应低于20mg∕m³ ₀

2液体燃料应符合下列规定：

1） 工业炉采用的重油质量应符合国家现行标准《燃料油》 SH/T 0356的有关规定；

2） 油压应符合所选用喷嘴的要求，接点压力波动值不应超 ■过±5% ；

3） 供油系统应满足油喷嘴雾化燃烧所要求的油黏度和洁净 度•并应保持稳定的油温，喷嘴前的黏度宜为（2。〜50） X Iofmz∕s（3°E 〜7°E）;

4） 采用渣油作燃料时，预热装置应具备使油温加热至

150Γ的能力；

5）燃油喷嘴前（包括过滤器和稳压阀）均应安装蒸汽吹扫残 油的装置。

3对有特殊要求的加热炉和热处理炉的燃料质量,应按本规 范的有关规定执行。

6.0.3按最大热负荷配备燃烧装置时,不应再留富裕能力。

6.0.4 使用单一高炉煤气作为加热炉燃料时，应采用双蓄热燃 烧系统。

6.0.5燃油加热炉在设计中应选用全热风燃油喷嘴，助燃空气应 全部用强制送风的方式输入。

7工业炉烟气余热回收及其装置

• 7.1 一般规定

7.1.1燃油或燃煤气的轧钢连续加热炉，必须设置预热器回收和 利用烟气余热，并应用于预热助燃空气或煤气。

7.1.2年工作时间超过2000h,烟气量大于20000r∏3∕h'排烟温 度高于550°C连续或间断生产的工业炉，均应设置烟气余热回收 装置。

7.1.3烟气余热回收装置宜靠近工业炉的排烟口。烟道应有良 好的保温和密封性能，并有可靠的防水、排水措施。

7.2烟气余热回收装置

7.2.1余热回收装置的形式应由工业炉的工艺特点和作业方式 确定，应做到安全可靠、经济合理。

7.2.2工业炉用预热器的设计参数,应根据预热器形式和进入预 热器时的烟气参数，以及排烟方式等多种因素合理选用。对于轧 钢加熟炉，当烟气温度在500〜85。°C时，预热温度可为250〜 65Or_O自然排烟时，预热器后的排烟温度应控制在350~450Γ; 机械排烟时，预热器后的排烟温度应控制在200~350°C_o当烟气 温度高于1000°C时,宜用蓄热窒或辐射预热器回收烟气余热。

7.2. 3新设计的预热器连续使用寿命不应低于3年，简单的成本 静态回收期不应超过2年。

7.2.4预热器的材质应按进入预热器的最高烟气温度、烟气中腐 蚀介质的含量和炉况波动时的不利因素选用。

7.2.5预热器的寿命不应采用旁通烟道和旁通冷风管道系统延 长。

.• 52 •

7.2.6预热器前后烟道均应设人孔。

7.2.7焊接结构金属预热器安装前，对预热器各处焊缝经检査合 格后，均应进行气密性试验。试验前不得涂漆和保温。气密性试 验后，风箱不得发生变形。预热器整体气密性试验应符合下列规 定：

1煤气预热器气密性试验应符合下列规定：

1） 试验压力：炉区接点压力加15kPa ,但不低于30kPa_i

2） 试验时间：2.0h；

3） 总的最大压降率应小于1%°

2空气预热器气密性试验应符合下列规定：

1） 试验压力：助燃风机压力（或炉前接点压力）加5. OkPa, 但不低于20kPa;

2） 试验时间：2.0h；

3） 总的最大压降率应小于2%。

8安全卫生与环境保护

• 8.1 安全卫生

8.1. 1工业炉设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016和《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414的有关规定。 8.1.2工业炉的防爆应符合下列要求：

1燃煤气的工业炉设计必须符合现行国家标准《工业企业煤 气安全规程》GB 6222的有关规定。

2燃煤气的工业炉，空气管道上应设防爆阀，煤气管道上也 可设防爆阀。

3空气、煤气双蓄热式工业炉必须设置双烟囱排烟系统。

4炉内气氛与空气达到一定混合比后，在一定温度下有爆炸 可能的工业炉，在炉体的相应部位必须设有防爆装置。

8.1.3气温出现在OP以下并持续一段时间的地区，有可能冻结 的工业管道应设防冻措施。

8.1.4尘毒治理和防护必须符合下列规定：

1炉区煤气平台和作业场所，应安装一氧化碳检测和自动报 警装置,煤气平台和作业场所空气中一氧化碳最高容许浓度应为 30mg∕m³ _O

2使用氮气的工业炉，其通风不良的操作地坑应防止氮气泄 漏积聚。

8.1.5工业炉及其所在厂房的抗震设计应按现行国家标准《建筑 抗震设计规范＞GB 50011和《冶金工业抗震鉴定标准》的有关规定 执行。

8.1.6混凝土烟囱必须设置避雷针。金属烟囱必须作接地处理， 接地电阻应小于10∩_o

• 54 •

8.1.7以工业炉为主体专业设计的工厂厂界噪声限制值应按现 行国家标准《工业企业厂界噪声标准》GB 12348的有关规定执行. 连续生产的工业炉，作业场所的噪声不得超过85dB(A)_o

8.1.8工业炉砌体和热介质管道应釆取绝热措施。炉内钢坯定 位宜采用激光检测装置。

8.1.9工业炉梯子、防护栏杆、安全操作平台设计应符合现行国 家标准《固定式钢直梯安全技术条件》GB 4053, 1、《固定式钢斜梯 安全技术条件》GB 4053. 2和《固定式工业防护栏杆安全技术条 件》GB 4053. 3的有关规定。

8.1.10各种管道的颜色和符号,应按现行国家标准《工业管道的 基本识别色、识别符号和安全标识》GB 7231的有关规定执行。

安全标志应按现行国家标准《安全标志》GB 2894的有关规定 执行。

8.1.11工业炉设计应符合现行国家有关机械安全和人类工效学 标准的规定。

8. 1. 12釆用水冷却的工业炉部件或设备,供水安全等级应按表 8. 1. 12的规定确定。

表8.1.12 供水安全等级

8.1.13炉用设备供电安全等級应按表8. 1. 13的规定确定。电 热设备的用电安全应符合现行国家标准《电热设备安全通用要求 及各类设备特殊要求》GB 5959.1的有关规定。

表8.1.13供电安全等级

8. 1. 14热处理炉的安全卫生除应符合本规范的规定外，尚应符 合现行国家标准《金属热处理生产过程安全卫生要求》GB 15735 的有关规定。

8.2环境保护

8.2.1工业炉窑污染物排放应符合现行国家标准《工业炉窑大气 污染物排放标准》GB 9078和企业所在地的有关规定。

8.2.2 工业炉窑烟囱设计必须符合下列规定：

1工业妒窑烟囱或排气筒应设置永久采样、监测孔和釆样平 台。

2蓄热式燃烧的炉窑烟囱高度不应低于15m_o

3在烟囱周围半径200m的距离内有建筑物时，烟囱高出建 筑物的高度不得小于3m_o

8.2.3含有害物质的废水，在车间或车间处理设备排；IJ 口排出 时,应符合现行国家标准《钢铁工业水污染物排放标准》GB 13456 的有关规定。

本规范用词说明

1为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下：

1） 表示很严格，非这样做不可的用词：

正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。

2） 表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：

正面词采用“应”，反面词采用“不应"或“不得”。

3） 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：

正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；

表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词，采用“可”。

2本规范中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为“应 符合……的规定'‘或“应按……执行

中华人民共和国国家标准

钢铁厂工业炉设计规范

GB 50486 - 2009

条文说明

• 1  总 则•

• 2  术 语•

3轧钢加热炉•

3. 1  一般规定•

3.2型钢、棒线材钢坯加热炉•

3.3热轧板带板坯加热炉•                      •

3.4不锈钢和硅钢板坯加热炉•

3.5薄板坯连铸连轧加热炉•

• 3. 6 无缝钢管机组加热炉•

3.7炉用冷却部件•                            •

3.8自动化控制                                •

4轧钢热处理炉

• 4. 1  一 般规定•

4.2冷轧宽带钢热处理作业线•

4.3硅钢带卧式退火炉•

4.4不锈带钢热处理作业线■                   •

4.5带钢连续镀锌、镀锡作业线热处理炉∙            ∙（IOl）

4.6无缝钢管热处理炉∙                          ∙（IO3）

5金属制品热处理炉•                      •（104）

5.1  一般规定•                                   ■

• 5. 2  马弗炉，                                            •（1。4）

5.3明火加热炉                                 •

5.4电直接加热炉•                              •

5.5铅淬火炉（铅锅）•                              ■

・61 *

6工业炉燃料及燃烧设备•                  •（106）

7工业炉烟气余热回收及其装置•            ■

7. 1 一般规定•                                     •（109）

7.2烟气余热回收装置-                         •

8安全卫生与环境保护•                    •（111）

• 8.1  安全卫生∙

• 8.2  环境保护■                                   ■

1总 则

1.0.1本条阐述制定本规范的目的。

1.0.2本规范在国内是首次编写，它的使用范围不可能包括遍布 各行各业、数以万计的工业炉，根据我国行业习惯和目前的专业分 工，通常把非爆炼炉统称为工业炉，而熔炼炉则另有设计规范。

1.0.3工业炉设计不能因循守旧，鼓励技术创新。强化节能减 排,是实践科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会的时代 要求。

1.0.4工业炉是热工设备，其工程设计牵涉面广、政策性强，与 其有关的部分综合性标准或行业标准也正在制定或修订中。因 此，工业炉设计除执行本规范外,尚应符合国家颁布的现行有关安 全卫生、环境保护、节约能源等标准的规定。

2术 语

2.0.1工业炉热负荷的国际单位制(Sl)导出单位为kW,但在现 行国家标准《工业燃料炉热平衡测定与计算基本规则》GB/T 13338的热平衡表中，热收支项的计量单位为GJ/h表示。

2. 0.2-2. 0.4 所列术语定义是参考德国《燃料加热炉和热处理 炉订货和验收规范》VDEH 545编写的。

2.0.5供给工业炉的能量是指供入燃料炉的化学能或电阻炉的 电能。

2.0.8管底比仅适用于本规范。

2.0.9本规范中涉及的气体体积(H?),除特殊指明者外，均指温 度为273.15K、压力为101. 325ICPa状态下的体积。

3轧钢加热炉

3. 1 一般规定

本章规定不适用于初轧车间均热炉和锻钢车间的间断式炉， 以及与国家明令不准再新建的轧机（如迭轧薄板轧机等）相配套的 加热炉设计。

3.1.2轧钢工艺和工「（或车间）规模，以及轧线设备装备水平是 决定炉型选择和加热炉技术装备水平的主要依据。

当工厂或车间规模较小时，加热炉的装备水平可以低一些。 反之，装备水平应高一些。

当轧线工艺设备装备水平以及控制要求较高时，选择的炉型 装备和控制水平也应该高一些。

在决定炉型和炉子技术装备水平时，还要考虑到建设单位的 燃料条件和资金来源情况.以及建设单位的管理操作水平等。

3.1.3炉子热效率是衡量炉子设计和使用是否节能的重要指标 之一，工业炉设计应釆取行之有效的节能措施’提高炉子热效率， 降低燃料消耗。

3.1.4额定单耗是在额定产量条件下，投入的燃料燃烧化学热与 炉子小时产量的比值。额定单耗一般是以冷装为前提的.额定单 耗同轧机类型和炉型、燃料种类等诸多因素也有关系。条文中表 3. 1.4中加热炉“平均先进指标”的热效率在55%〜60%范围内， “先进指标”的热效率在60%〜65%范围内。

工业炉的能源消耗除了燃料之外，还有电力、冷却水、蒸汽、压 缩空气等项，特别是其中的电力占有相当的比重。因此,今后应进 一步建立和考核“综合能耗”指标。

3-1.5为了节约用水、回收余热和减少钢坯的水管黑印，推钢式

• 65 *

加热炉炉底管和炉内某些冷却部件,不应再釆用水冷却，而应采用 汽化冷却。可采用低汽包、自启动、自然循环的汽化冷却系统。

步进梁式加热炉纵梁和立柱采用的汽化冷却系统，在国内技 术上已经成熟，关键设备也已国产化。当企业需要蒸汽时，宜釆用 汽化冷却系统。

3. 1.7短流程生产线为加热炉热装、热送创造了条件,炉型、结构 和加热炉的控制系统设计时应尽量满足热装要求，提高热装温度 和热装率。

3.1.8在平面布置图的设计文件中标明工艺流程、主要设备在车 间内的相对位置和能源介质的接点，保证设计文件的严谨性和完 整性。

3.2型钢、棒线材钢坯加热炉

3.2.1炉型选择和主要结构是工业炉设计的基本内容，可釆用类 比法和多方案比较确定。

1步进梁式加热炉加热钢坯质量好,操作灵活，能够适应热 送热装、小批量、多品种、炉温制度变化大的操作特点，因而逐渐取 代推钢式加热炉，成为轧钢加热炉的主要炉型。

步进梁式加热炉除具有加热功能外，还可以完成生产中连铸 坯的储存和缓冲。尤其有利于热装，特别是直接热装操作。

2钢坯在步进底式炉内基本上是三面加热，底面还可以吸收 一部分炉底的热量，因此厚度小于等于130mm小规格钢坯加热 釆用步进底式加热炉，可以取得燃耗低、省水等方面的好处。对于 厚度大于130mm的较大规格钢坯，透热深度较大，要求炉温较 高，加热时间也较长,如用步进底式炉，则易发生炉底积渣引起操 作上的困难，而且炉子长度大,会造成设备庞大以及平面布置上的 困难.因此宜采用上下加热的步进梁式加热炉。

3现代化莲续小型和高线轧机的钢坯加热,宜采用步进梁式 加热炉。当加热普通碳素结构钢钢坯而且轧线装备水平不高时, • 66 *

或因建设单位的要求等方面的原因，并不排除采用推钢式炉，但要 通过方案比较决定。

4不锈钢和易脱碳钢因为加热工艺比较特殊,要求有较大的 操作灵活性,而且这些特种钢的价格高，因此应选用装备水平较高 的步进梁式加热炉。

5步进梁式炉加热长钢坯时，如采用端部装料或端部出料， 长的装出钢炉口会造成大量热损失，降低炉子热效率,而且加热好 的钢坯因炉口吸冷风会引起温降。此外给炉压控制造成困难，恶 化炉尾装钢区操作等。因此，宜采用炉内悬臂棍道侧装料和侧出 料方式。装料侧设置液压推钢机，可以使人炉钢坯摆正在同一起 步线上，而且可调整步距。

从加热炉节能和炉压控制等方面考虑，无论是加热方坯、圆坯 及管坯,乃至宽度不大于400mm的钢坯，采用侧装料、侧出料的 方式都有较多的优点。

6步进底式加热炉加热冷装长钢坯时，入炉冷钢坯因上下表 面温差大,会产生瓢曲，严重时造成操作事故。因此，入炉段应采 取一定的预防措施，以减少入炉钢坯弯曲，保证炉子的正常操作。

7推钢式加热炉采用滑坡出钢方式时，由于敞开的出料口斜 坡会造成吸冷风及热辐射损失等，给加热操作带来很多恶果，这种 结构在新设计的加热炉上已不再使用。也有一些原来采用滑坡出 料的炉子,改造为端部托出料的例子。因此，可以釆用带较短出钢 区、由出钢机侧向推出的出钢方式。单排装料时，可不设置出钢 槽。

8 型钢步进梁式炉加热大型坯时，由于坯料尺寸大，质量 重，如果采用炉内悬臂辐侧装料或侧出料，会因为悬臂縮悬臂大、 负荷重，出现设备笨重、布置困难和维修频繁等问题，因此宜采用 端装料和端出料方式。

3.2.2高速线材轧机、连续小型轧机用的原料为断面较小的长形 坯料,一座加热炉可以增加有效炉长以保持合适的长宽比,并釆用

-67 ♦

侧装料、侧出料方式以提高加热炉的热效率。对于侧装料和侧岀 料的炉型，轧线上要布置两座或多座加热炉是不合适的。

3.2.3炉底强度是一种经验值,一般以此作为计算加热炉有效炉 长的依据。设计选用的炉底强度主要与下列因素有关：

——炉型和上下加热'段所占的比例；

——被加热钢坯的钢种及断面尺寸；

——入炉钢坯温度；

——要求的出钢温度和温差；

——加热炉各供热段热量分配和相应的炉温制度。

3.2.4加热炉额定热负荷是新砌筑的加热炉，在额定产量下的供 热量。加热炉最大热负荷是炉役后期，炉内水冷部件的隔热包扎 层脱落到规定程度时,最大产量下需要的最大燃料消耗,是加热炉 在各种工况下出现的最高供热量。

加热炉最大热负荷规定为额定热负荷的1. 2-1. 3倍,依此决 定加热炉接点燃料流量和烧嘴装备能力.

本规范中的热负荷只计算燃料的化学热量。

3. 2. 5燃烧装置的选型要考虑很多因素,设计时宜在现有类似加 热炉实际使用的燃烧设备中择优选用。

侧部供热有炉子结构简单、操作方便、供热控制方便等优点， 但对于坯料长度大于10. Om的大型燃气加热炉，容易造成炉宽方 向温度不均匀。因此,要求侧烧嘴有足够长的火焰长度。对于出 炉温度精度要求高的超长钢坯加热，当侧部供熟无法满足加热均 匀性要求时,可在均热段采用端部供热或炉顶平焰烧嘴供热。

3.2.6炉用机械设备要求：

1轧钢加热炉装料和出料，以及钢坯在炉内运行，目前均已 实现机械化和联锁操作,甚至实现了自动化操作。因为钢坯笨重， 操作环境恶劣.即使是小型钢坯或圆坯加热.均不允许采用人工操 作。

2步进炉釆用液压传动，两层框架和两层辐轮并有防止跑偏

装置的炉底机械,是目前国内步进炉传动机构典型设计。

3当坯料长度规格较多时，入炉钢坯定位装置是保证钢坯顺 利装料、出料和炉内顺行的必要条件.

3.2.7炉衬设计要求：

1应按照砌体散热和各层交界面的计算温度、材料价格、施 工费用和实际使用效果，合理选用炉衬材料。高温段炉体寿命应 达到5年以上。

2工业炉的炉衬是由工作层和保温层组成的。轧钢加热炉 只有采用复合炉衬才能达到现行国家标准《工业炉窑保温技术通 则＞GB∕T 16618的要求。

3耐火可塑料或浇注料砌体内锚固砖间距,是经过实践验证 的常用值,可根据炉顶厚度和炉墙高度，在此范围内选用。

4耐火可塑料或浇注料砌筑的倾斜炉顶部位,会产生向下的 横向推力，对相邻砌体产生挤压或使膨胀缝失效，当推力较大时， 在斜顶部设置耐热托板可以预防炉顶挤压造成损坏。下加热高度 大的直墙设置耐热托板可以防止炉墙倾斜倒塌。

5实践证明，加热钢坯的侧出料加热炉用电熔砖或烧结砖代 替水冷出钢槽是成功的。但对于钢锭，由于荷重大、熔渣多，出钢 前有的要求翻钢,故采用水冷出钢槽。

6根据现行国家标准《通用耐火砖形状尺寸》GB/T 2992,直 形耐火砖砖号T-3的尺寸为23OmmX 114mmX 65mm,等效于《耐 火砖-尺寸-第一部分-直形砖》ISO 5019—1标准。根据现行国家 标准《烧结普通砖》GB 5101,烧结普通砖（即红砖）的尺寸为 24OmmXI 15InmX 53mm₀考虑适当的砖缝后作出统一的砌砖尺 寸规定。砌筑耐火黏土砖时，为保证要求的砖缝，可通过搭配其他 砖号来解决。

3.3热轧板带板坯加热炉

3.3.2按规范中公式3. 3.2推算,B厂2050热连轧板坯加热炉

的利用系数是：

42000O0t∕a∕L(60OOh∕a×35Ot∕h× 3)] = 0. 667

同时预留的昼炉1997年业已建成。

W厂1700热连轧板坯加热炉的利用系数是：

3186000t∕a∕E(6000h∕aX270t∕h× 3)3 = 0. 656 或 3186000t∕a∕[(6500h∕a×270t∕h×3)2 = 0. 605₀ 工程设计中必须因地制宜，并与轧钢工艺的设计人员充分协 商后再确定各参数。加热炉的额定产量比客观需要量高出太多， 将使燃烧设备长期在非最佳工况下使用，空气预热温度偏高，助燃 风机及其电机以低效率运行，并不合理。反之，额定产量如偏低， 加热炉投产不久就限制了轧机能力的进一步提高，也不合理。 3.3.3步进梁式加热炉结构要求：

1从装料端砌砖线到出桐侧定位检测点的距离为加热炉的 有效长度。本规范表3. 2, 3中步进梁式炉加热厚度大于13Omm 方坯时，炉底强度为500〜650kg∕(π√ ∙ h)。通常方坯间存在着较 大空隙，以炉长覆盖率为0. 67计，单位炉底压钢面积产量达750〜 1050k_g∕(mⁱ ∙ h)_o此时坯料宽度对产量的影响不大。加热板坯 时空隙一般为50mm,受热面积相对减少，坯料宽度对产量的影响 加大。按前式求出有效炉长后必要时再加上一块板坯的宽度,以保证 待出炉的整块板坯都加热到出钢温度。600~650kg∕(m² *h)的炉底 强度适用于加热普碳钢和低合金钢，中合金钢要乘以0.9,高合金 钢乘以0. 77,不锈钢乘以2/3的系数。

3相邻步进梁和固定梁的中心距有40Omm和50Omrn的特 例,板坯对纵梁中心线的悬臂长度有IOOmm的特例。

板坯的最大悬臂长度和纵梁最大中心距与板坯厚度、加热温 度、高温下停留时间、冷板坯的原始形状有关。条文中推荐的系数 4. 2和6. 3是根据弹性变形的悬臂梁计算式和简支梁计算式，参 照板坯在实际生产中的下垂量确定的，还需要在实践中不断地探 索其变形规律，以免投产后影响正常生产。也可参照已长期正常

生产的实例来确定这两个参数。

5纵梁垫块。例如：A厂的厚板步进梁式加热炉，预热段垫 块采用焊接,其余为骑卡件。预热段和加热段垫块高70mm,均热 段步进梁上高15Omm,均热段固定梁上高120〜160mm。B厂的 热轧步进梁式炉，预热段和第一加热段垫块高90mm,第二加热段 垫块高12Omm,均热段步进梁上高12Omm,均热段固定梁上高 17Omm_O C厂的热轧步进梁式加热炉，将高度12Omm的钻基合 金垫块改成高度20Omm的陶瓷垫块，垫块顶面温度比以前提高 80°C,水管黑印温度差大致降低一半，使用一年后变形量仅3mm。 3.3.4加热炉有三种供热方式（端烧嘴端部供热、平焰烧嘴的炉 顶供热、侧烧嘴的侧向供热），根据板坯规格、加热炉产量和加热质 量要求，选用单一的供热方式或若干种的组合。

3.3.5步进梁式加热炉的节能要求：

3以热值7. 55〜8. 4OMJ∕∏?的混合煤气为例，一种只预热 空气，预热温度600〜650。，另一种同时预热空气和煤气，预热温 度分别为450〜500P和250〜300P。前者可能要用四行程管状 预热器，空气阻力较大，髙温区管组材质要好。同时，预热温度超 过5oor,空气管道、烧嘴要采用内绝热，调节阀等热工仪表也需 用耐热材料。双预热对高温区管组材质的要求可低些，但要考虑 煤气预热器的露点腐蚀。因此取舍和确定介质预热温度时必须做 方案比较。

4从强度计算出发，载荷相同时随着立柱间距的增大，步进 梁的表面积逐步増加，每列立柱的全部表面积逐步减少。过去立 柱间距釆用1. 7~2. 2m较多，现在常用3. 0~4. Om,主要是在冷 却面积增加不大的前提下增加炉下的操作空间，改善操作环境。 以步进梁总长度为30.56m；立柱高度4. OOm₅步进梁的计算载荷 为47. 50kN∕m为例，歩进梁允许应力定为130N∕mπ√;立柱的允 许应力定为100N∕mm²;步进梁的刚度IOOO : I_O根据上述条件 作强度计算，选取最接近的钢管规格，立柱数量未圆整为整数，也

未考虑套管结构时，立柱间距与步进梁的表面积关系见表1和 图I_e

O O

3 2 (ε)⅛E糕

表1 立柱间距与步进梁的表面积关系

1 5                     2 5                      3 5                     4 5

立柱间距（m）

图1立柱间距与步进梁的表面积关系

5此系统由比例阀以及带压力传感器的变量泵组成,并在进

退回路中设置若于蓄能器,与配套的行程检测与控制装置一起,保 证在步进梁升、降、进、退及步进梁接近板坯（提升阶段）和板坯接 近固定梁（下降阶段）前自动减速和低速运行，实现“慢起慢停"、 “轻托轻放"以减少氧化铁皮脱落和避免由于撞击而使纵梁的绝热 层遭受破坏。可降低装机容量,节约电能，也可降低加热炉的燃料 消耗。

3.4不锈钢和硅钢板坯加热炉

3.4.1不锈钢和硅钢板坯加热时,要求加热温度更加均匀（包括 板坯厚度和长度方向）；加热时间较长（有固溶化要求），硅钢加热 时氧化烧损量大（可达4%）。

由于板坯厚度和长度方向加热温度均匀性要求严格，所以上 部加热多釆用炉顶平焰烧嘴和轴向烧嘴。因加热时氧化烧损量大 和加热时间较长，要求炉底具备一定的积渣空间，便于清除积渣。 因此，炉子下加热一般釆用侧供热。

加热炉的宽度取决于坯料的长度，加热炉的长度取决于加热 炉产量。

3. 4.2不锈钢和硅钢加热炉（特别是后者），要求能同时加热普碳 钢，没有单纯加热硅钢的加热炉。在加热硅钢之前,要先加热普碳 钢调控炉况和轧线设备，使其满足生产硅钢的要求。加热能力要 综合普碳钢和硅钢产量的要求来确定，一般首先确定炉子的普碳 钢生产能力，然后，根据加热时间的不同确定炉子的硅钢生产能 力。

设计的加热炉座数应能满足产品大纲中多数产品的生产能 力。预留的炉子（一般为一座）主要满足最大产量和停炉检修时不 影响生产的要求。

3.4.3燃料选择要满足坯料的加热温度及其对炉温均匀性和炉 温波动性的要求。加热高温取向硅钢时，由于加热温度高达1340〜 1420°C（炉温超过1430°C）,要求炉温均匀性好和炉温波动性小，

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因此，不宜釆用蓄热式燃烧供热，一般釆用传统烧嘴供热；在空气 预热550°C的情况下，燃料的低发热量要求大于lOOOOkJ/n?。

3.4.4由于不锈钢和硅钢的板坯加热温度较高（尤其是硅钢），为 防止加热过程中形变过大，加热炉炉底纵梁的布置应满足在短时 间待轧的情况下,板坯在高温下挠曲变形不大于30mm,据此来确 定板坯的悬臂量和纵梁间距。出钢机托杆的根数也要增加。

3.4.5 炉底步进机械有滚轮斜台面、电动偏心轮和滚轮曲柄连杆 等三种结构形式,这三种形式的步进机械在不锈钢和硅钢加热炉 上都可以使用。炉底步进机械必须具备停中位和踏步的功能。

3.4. 6 不锈钢和硅钢加热炉（特别是后者）,由于其加热温度要求 高,炉衬砌筑材料要求具备高品质和高质量,并要求具有良好的抗 液态渣侵蚀的能力（尤其是釆用液态出渣时）。

炉衬砌筑中要把握保温材料的选用和施工，以减少炉壁的热 损失和改善炉区的操作环境。

3.4.7按照炉型和加热工艺要求，不锈钢和硅钢加热炉（特别是 后者）的炉温和燃烧控制系统应该是最完备的。有条件的加热炉 应尽可能实现计算机数学模型控制，以改善加热炉的各项技术经 济指标。

3.4.8 高温取向硅钢加热炉，由于炉温高达140O^DC ,且板坯在炉 时间长，钢料氧化烧损量高达4% ,为一般加热炉氧化烧损量的4〜 6倍。掉落炉底的渣呈熔化或半熔化状态。高温取向硅钢加热炉 的除渣,分为干出渣和液态除渣两种方式。

1 干出渣：炉子陆续生产硅钢达4500~6000t后，停炉33个 工作班,进行人工清渣。

2液态除渣：加热炉设置化渣烧嘴、流渣孔和粒化渣及水冲 渣系统。呈熔化或半熔化状态的炉渣,通过化渣烧嘴加热熔化，从 炉子预留的出渣孔流出，经粒化成小颗粒，掉入水槽中，由水冲渣 系统排出。

液态除渣可排出炉子产生的40%〜60%渣量，加热炉陆续生

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产硅钢达到12000〜150OOt后才停炉清渣。

不锈钢和硅钢加热炉的除渣方式直接影响炉子的产量和操作 条件。硅钢加热炉应尽量采用液态岀渣方式，以提高炉子利用率。

3.5薄板坯连铸连轧加热炉

3-5.1薄板坯连铸连轧加热炉工艺及结构要求：

1目前薄板坯连铸连轧技术有德国西马克(SMS)的CSP、 德马克(DEMAG)的ISP、日本住友的QSP、意大利达涅利(DA-NlLl)的FTSC和奥钢联(VAl)的CONROLL共5种类型。其中 QSP和CONRoLL ɪ艺生产线配置步进梁式加热炉，其余工艺 生产线均配有辗底式加热炉。

由于加热的连铸坯厚度薄、长度长、入炉温度高和加热时间短 的这些特点，同时加热炉又需要很好地与连铸机和轧机的生产节 奏相匹配，因此，薄板坯连铸连轧加热炉的炉型宜选用直通辐底式 加热炉。

2薄板坯连铸连轧工艺要求加热炉不仅具有加热板坯的功 能，而且还必须具备缓冲板坯的功能。当轧机更换轧辗或事故停 轧时，连皆机不能停止浇注，此时后续的连铸坯连续进入炉子，直 至炉子被连铸坯全部装满，因此，炉子设计应具有足够长的缓冲 段。当加热炉不能接纳铸坯时，连铸坯由摆剪在炉外碎断并移 走。

3在所有的原始条件不变的惜况下，加热炉长度越长，其缓 冲时间越长，轧机换辑或处理故障时间越宽裕。可是，加热炉长度 越长,其设备和厂房长度增加，投资增大。通常热连轧机更换轧辐 的时间为8-1Omin_o因此，加热炉长度设计应按照缓冲时间不小 于IOnIin设计。

4为了不损坏炉辗，炉辗需要作正反转运动。

5连铸坯在炉内传输过程中，需要精确计算在炉内的缓冲时 间。因此，需要对炉内的板坯实行跟踪。

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6连铸坯由加価炉上游的摆剪切成定尺长度后，以铸速连续 进入加热炉。首先进入加热段，当连铸坯的尾部完全通过加热段 后（此时连铸坯的温度和温差要求达到了轧机所要求的数值,板坯 加热好了），板坯开始加速，并以传输速度向前运行进入保温段。 当轧机要求连铸坯轧制时,板坯以第一架轧机咬入速度离开炉子 去轧制。

7加热炉的产量受连铸机生产影响，加热炉的小时产量等于 连铸机的小时产量。随着连铸坯的规格和铸速不同，加热炉的小 时产量是变化的。

8炉体钢结构按照模块设计,模块长度为5〜12m。钢结构 的热膨胀是结构设计的重要问题之一，钢结构釆用多个模块装配 的形式，每个模块中部设一固定点，向两端自由膨胀，并在每个模 块内解决本模块膨胀补偿。相邻两个模块之间，在侧墙和底部有 密封钢板（密封钢板一端与一个模块炉壳钢结构相焊接，另一端与 另一个模块炉壳钢结构相搭接）。在顶部有一段固定的炉顶钢结 构（过桥）。

9对于炉膛高度不大旳炉子,可移动炉顶结构可以代替检修 人孔，同时在事故时可以处理炉内的板坯•

10根据薄板坯连铸连轧工艺的特点，要求加热炉内衬耐火 材料应具有隔热性能好、蓄热量低、允许温度快速变化的特性。炉 顶和上部炉墙耐火材料内衬采用陶瓷纤维模块轻型结构，陶瓷纤 维模块厚度小于30O_mmO

3.5.2薄板坯连铸连轧加热炉的供热系统要求：

1由于薄板坯连铸连轧加热炉的长度太长,加热炉的供热系 统通常分2〜3个子系统,每个供热子系统都相当于一个单独的小 炉子，它有自己独立的燃烧和排厢系统。燃烧系统主要包括空煤 气管道、阀门、助燃风机、预热器和燃烧设备。排烟系统主要包括 烟道、烟气掺冷风装置、烟道闸板和烟囱。

2由于连铸板坯厚度比较薄，入炉温度比较高，因此在供热

上只配备上加热，即在连铸板坯上部的两侧炉墙上配置侧烧嘴。 这样做的优点是：简化了加热炉结构和燃烧系统，降低了炉辗受到 的辐射热强度，相对延长了炉辐的寿命。

3薄板坯连铸连轧加热炉选用的亚高速烧嘴,在烧嘴腔体内 有一部分燃料与助燃空气预先混合并产生燃烧,烧嘴喷口处混合 气体的喷出速度高,高速喷岀的燃烧产物能有效地搅动炉气，这种 搅动不仅使炉膛温度更均匀，而且使炉气与板坯之间换热效率更 高。

烧嘴通常是由壳体、陶瓷烧嘴芯和燃气枪三个独立部分组成, 烧嘴前燃气压力为3~4kPa,空气压力为3~4kPa_o

由于薄板坯连铸连轧的加热炉比较长，为了得到均匀的炉温 并使板坯得到快速而均匀的加热，所有的烧嘴均应采用脉冲循环 燃烧控制(。N/OFF控制)，每个烧嘴前均配置有空、煤气电磁阀. 切断阀、火焰监测装置和点火电极。

4由于入炉板坯的温度比较高，排烟温度约IOOO^oC_O因此. 这种类型的加热炉热效率比较低，但是由于入炉连铸坯的热烙非 常高，所以与相同产量的其他类型的加热炉相比，薄板坯连铸连轧 加热炉的单耗还是比较低的。根据不同的铸速、不同的板坯厚度 和宽度，加热炉的单位热耗范围在30。〜120OkJ/kg。表2以厚度 52mm板坯为例，在出炉温度115Ot的情况下，给出不同的铸速、 不同宽度板坯所对应的单耗值范围。

表2 厚度S2mm不同宽度板坯对应的额定单耗

5薄板坯连铸连轧工艺要求板坯的加热在加热段完成,其他 各段只是起均热保温作用。因此，在热负荷的配置上加热段约占 总供热量的50%。

3.5.3炉辗设计要求：

1炉辗在实际生产中可能遇到的情况主要有下面几种：

——热震稳定性。在正常生产中，更换炉辗是不可避免的,在 几秒钟内炉辐从室温迅速上升到炉膛温度，材料在短时间内温度 发生迅速变化。

——变形的板还对炉辐的刖蹭。由于浇注或切割的原因，板 坯的尾部有时会发生严重变形，结果炉辗在接受坯料和输送坯料 的过程中都会受到坯料的期蹭和冲击。

——高温工作区，烧嘴附近的炉温肯定高于其他区域的炉 温，靠近烧嘴附近的炉辐工作环境温度高，炉辗材质的理化指标要 能够承受此高温。

为了确保最终成品的质量，炉辗设计应尽量减少对板坯表面 损伤，即减少结渣和黑印。为了避免发生结瘤，设计中多釆用水冷 炉辕。为了减轻黑印现象,相邻炉辐的辗环应交错布置。

2炉辐的耐火绝热材料在工作中容易损坏,经常需要将耐火 绝热材科破损的炉辐从炉内取出来，送到炉辗维修间进行修补。 炉辗更换方式可以是人工操作C型钩换辗，也可以采用换辐小车 换辗。

3从加热炉入口到加热段尾部的区间内，炉辐转动速度与铸 速同步，即2. 5〜8. Om/min；从加热段尾部到传输段尾部的区间 内，炉辐转动速度为传输速度(60〜65π√min);在炉子岀口处，炉 辐转动速度为第一架轧机咬入速度(18〜30m∕min)°板坯在炉内 缓冲时，炉辍正反转动的速度为4. 0~6. 0m∕min_o

3.5.4炉用主要机械设备规定：

1在加热炉入口和出口处各设一套装、出料炉门，也有的加 热炉不设装料炉门，在加热炉的端墙上留一装料口。炉子入口 3m • 78 •

之内为不供热段，此段内不设烧嘴。在摆渡段与固定段接口处各 设中间炉门，中间炉门只有在两流加热炉摆渡操作时关闭。所有 的炉门通过PLC来实现自动控制。

2炉膛的下部设漏斗形状的渣斗，便于炉内氧化铁皮漏出， 每个渣斗出口备有一套气动控制渣门，渣门间距为2. 2~2. 6m。 加热炉釆用定期排渣，工人通过手动操作按钮，来控制渣门启闭。 渣门控制按钮位于渣廊墙壁上的控制盒内，PLC监视每个渣门的 启闭，并在计算机画面上显示出来。打开渣门后，炉内氧化铁皮落 到废料箱中，叉车将废料箱收集到一个固定的地方,定期运出厂房 外。

3炉辗外包扎的耐火绝热材料在生产一段时间后出现有剥 落、裂纹、破损，需要在炉辗修理间重新修理之后才能继续工作。 首先要将破损的耐火材料用工具清理干净，然后通过喷涂或浇筑 的方法将新的耐火材料缠裹在炉辐上，由于炉辗耐火绝热材料不 同，修理后的炉辗有的需要烘干后才能使用，有的则不需要干燥， 阴干后直接使用。如果修补后的炉辗需要干燥，那么必须在炉報 修理间内设一座干燥炉。

干燥炉用的燃料与加热炉相同，为了使炉温均匀，干燥炉通常 配有废气循环风机，干燥温度为200〜25OP。

3.5.5炉子采用两级计算机自动控制。一级控制包括热工仪 表控制和机械设备的传动控制，二级计算机为炉子最佳化控制 系统。

——热工仪表控制系统的功能

•炉温自动控制和ON/OFF控制；

•燃烧的空煤气比例控制；

•炉压自动调节；

•助燃空气压力控制；

•预热器保护控制。

——机械设备传动控制系统的功能

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•炉辐速度的控制；

•炉内板坯位置的跟踪；

•装出料炉门的控制；

•炉内板坯横向跑偏的监视及报警；

•助燃风机、掺冷风机及渣门启停控制；

•摆渡段摆渡控制。

——二级计算机的控制功能

•板坯加热的最佳化控制；

•为热工控制系统提供各炉温控制区的炉温设定值；

•为机械设备传动控制系统提供板坯在炉内加速点的设定 值；

•炉内板坯温度的历史趋势。

3.5.6平面布置要求：

1薄板坯连铸连轧加热炉数量是根据其生产规模配置的，年 产量约10。万吨生产线配置一座加热炉，年产貴约200万吨生产 线配置两座加热炉。

2加热炉入口总是对着连铸机的出口，在一座加热炉的情况 下，加热炉的出口对着轧机的入口。在两座加热炉的情况下，只有 一座加热炉出口对着轧机的入口，另一座加热炉就需把板坯输送 到出口对着轧机的加热炉内。根据输送板坯的方式不同又分为横 移摆渡和旋转摆渡。

这两种摆渡方式各有利弊:横移摆渡式炉内烟气直接排放到 车间内，摆渡段的烟气余熟无法回收,燃料和各种介质通过专门设 计的托链供给，但是摆渡车铺轨比较简单，板坯传送只有一个方 向，跟踪比较容易。旋转摆渡式烟气通过烟道和烟囱排放到车间 外,该段烟气的余热经空气预热器回收，燃料和各种介质供给简 单,但是摆渡车铺弧形轨•板坯跟踪比较复杂。从车间平面布置来 看,横移摆渡必须要增加厂房两侧用于摆渡车停放位置的偏跨建 筑物，而旋转摆渡则不需要。

3.6无缝钢管机组加热炉

3.6.1无缝钢管机组加热炉一般规定：

1当空气预热温度500^oC时，使用发热量6700kJ∕m³的高焦 混合煤气仍可达到炉温要求。但考虑到煤气热量的波动、在加热 炉低负荷时达不到规定的空气预热温度等因素.因此煤气发热量 仍定为7500 kj/m气

2很少釆用小于©60mm的轧管机.如釆用,属于特殊需要. 钢种也会很特殊.因此，炉型也就不会限制在环形炉。

3.6.2环形炉的装岀料机夹钳出入炉内动作时，炉底不能转动。 反之，炉底转动时,装、出料机夹钳不能入炉动作。

水封刀上可以设置刮渣板。

3.6.4钢管再加热步进炉加热的钢管一般长20〜30m,步进炉的 装出料周期必须满足轧机作业线要求。

3.6. 9芯棒预热炉采用高温炉烟气作热源时，在烟气管路和控制 上都比较麻烦，芯棒预热炉所需热量又不太大。因此，企业往往不 愿意用高温炉烟气作热源。但为了节约能源仍作此规定。

3.7炉用冷却部件

3.7.1炉用冷却部件的设计要求：

1炉内水冷部件的表面积大小，对加热炉热效率有很大影 响。全架空推钢式炉和步进梁式加热炉，当炉内水管（水梁）不绝 热时，冷却水带走的热量占总供热量的25%〜30%。因此,应少 用或不用炉内水冷部件。小型钢坯加热.可釆用步进底式炉、无水 冷滑轨推钢式炉等■需要采用水冷构件时，除出钢槽、炉内悬臂辗 等设备之外,都应该采取相应的绝热措施。

2除推钢式加热炉炉底管或步进梁式加热炉纵梁、立柱之 外，加热炉各类冷却部件应独立地成为单一冷却管路,例如炉门、 横梁、导板、烟道闸门等,从进水总管或分管上独立引出进水支管，

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同时相应引出回水支管，能方便进行水量调节、操作、检修和拆卸。

3排水管有一处高于冷却件,在一旦停水时，使充满构件内 的余水继续起到冷却作用，为采取紧急措施提供时间（步进炉情况 特殊,本条文不适用）。

4当采用开路冷却水时，在排水管上设置阀门有可能引起误 操作,形成密闭系统发生爆炸事故（步进炉情况特殊,本条文不适 用）。

5由于安装误差、活动结构抖动等方面的原因，规定步进梁 式加热炉活动梁或其上的附件与固定结构之间安全距离不小于 50mm _o

6在水冷却部件的最低点设置放水孔，以便定期排除水冷却 部件内的污垢，以及必要时可以放净存水，防止冬季停炉后水管冻 结。

7在水压、水温和操作条件允许的情况下，同类冷却部件水 冷系统采用串联，可以提高冷却效果和减少水中杂质的沉积。

8加热炉开路水水压要求为0.2〜0.3MPa。闭路循环水因 压力回水要求，为0. 3〜0. 4MPa,过高的压力会造成压头浪费和 系统漏水事故增加。

9步进梁式加热炉水梁冷却用工业净循环水的水质要求：

D悬浮物含量

2） PH 值

3） 总硬度

4） 油

进水温度过高会增加冷却水量，排水温度过高则会引起结污 堵塞。

IO步进梁式加热炉纵梁和立柱釆用双层绝热，比单层绝热 约可减少热损失1/2〜2/3,国内外已经成功应用双层绝热。

目前，国内推钢式加热炉炉底管有的釆用绝热预制块焊接结 构,使用寿命不长。改用与步进梁式加热炉类似的浇注或捣制的

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双层绝热结构，取得了很好的效果。

3.7.2推钢式加热炉炉底管设计要求：

1推钢炉炉底纵水管强度按简支梁计算，计算方法比较简 单,安全系数较大•如按照连续梁计算，能够比较接近纵水管的实 际受力情况,但计算方法比较复杂，如用手工计算则费时费力，难 于进行优化选择。因此,应该用计算机进行优化设计计算，条文中 减少炉底管的具体措施,可以根据工程情况选择。

2炉内水管总表面积是指架空炉底管未包扎前的外表面积， 包括纵水管、横水管和支柱。如果釆用组合结海，为简化计算起 见，不考虑水管连接板、滑块和锚固件的面积，只计算水管和支柱 表面积,包括为连接板所遮蔽的水管面积在内。

3正常情况下炉底管的温度都不超过250^sC,在此温度下材 料的强度不会下降。按静不定梁计算水管挠度，在确保挠度小于 等于1/500时，强度往往很低。

3.7.3步进梁式加热炉纵梁布置要求：

1本规范中的纵梁指步进梁式加热炉水冷或汽化冷却的活 动梁和固定梁,减少纵梁和立柱的表面积是减少冷却介质热损失 的根本措施，同时扩大了下部供热区的燃烧空间，减少了管材和隔 热材料的自重，减轻了步进框架和步进机械的负荷，降低了投资。

2错位垫块或移位梁设计是为了降低钢坯黑印■

3坯料长度变化较大的情况下，对入炉坯料在梁上的定位误 差提出较高的要求。

为完成炉内坯料定位,先对入炉的坯料长度进行测长，对于超 长或超短的坯料剔除，同时对入炉坯料的弯曲度也必须加以限制， 在完成上述工作之后，才可以进行坯料的入炉操作。

3.7.4中压锅炉出口压力有3. 9MP_aO根据现行国家标准《低中 压锅炉用无缝钢管》GB 3087的规定，汽化冷却系统蒸汽压力不大 于2. 5MP_a的加热炉，纵梁和立柱可选用20号优质碳素结构钢厚 壁无缝钢管制作。

3.7.5金属垫块形状主要有长条形和圆柱形两类。圆柱形金属 垫块直接焊在纵梁上。长条形金属垫块有的直接焊在纵梁上，有 的则骑卡在纵梁上，用焊在纵梁上的耐熟钢爪将垫块卡住。

垫块在纵梁上的布置方式有两种，一种是布置在纵梁中心线 上，一种是交错布置。

当坯料出炉时，垫块顶面温度接近出钢温度,并受歩进梁抬起 和放下钢坯的冲击,对垫块材质的高温性能有~定的要求:高温区 垫块应能长时期承受1200〜13(XrC的高温.而且高温耐压强度 好、耐冲击、耐磨损、抗氧化和氧化铁皮侵蚀，金相组织长期稳定 等。

计算垫块的承压面积时，高度120〜15Omm的金属垫块，压 力按1.0〜1.5MPa、陶瓷垫块压力按2. OMP_a计算，加热不锈钢 坯料时压力不宜超过0. 6MPa,以免在坯料上留下不易消除的凹 痕。

3.8自动化控制

3. 8.1热工州量和自动控制项目与水平,应根据炉型特点、产量、 燃料种类、节能效果、环保和安全操作条件,结合轧线装备水平综 合考虑,选择经济实用、互相协调的电气、仪表、计算机系统、

加热炉自动化系统可分成两级：

Ll级：基础自动化，即电气传动和仪控系统自动化，主要完成 加热炉板坯定位控制、装钢机和出钢机控制、步进梁控制等顺序控 制，以及加热炉燃烧控制、各种能源介质的测量和控制等。

L2级:过程自动化，即加热炉计算机与连铸和轧线上位计算 机联网，有完善的钢坯加热计算和优化操作数学模型，主要完成钢 坯跟踪、燃烧设定值计算和优化加热操作，以及冷、热装作业的处 理和数据处理，实现在线全自动化操作。

4轧钢热处理炉

4.1 一般规定

4.1.1阐述本章规定的适用范围。

4. 1.2热工检测和自动控制系统是热处理炉的重要组成部分，直 接关系到产品质蛍和能源介质的消耗。

4.1.3燃烧装置主要是根据炉内气氛要求而选择的。

4.1.4热处理炉上釆用陶瓷纤维制品及各种轻质耐火材料作为 炉衬材料,这类材料兼有耐火和隔热性能，具有热导率低、比热容 小、热稳定性好等优点，能显著加怏炉子升温速度和提高炉温均匀 性，节能效果也非常明显。

4.2冷轧宽带钢热处理作业线

4. 2.1罩式退火炉设计基本规定：

1分批热处理罩式退火炉有单垛和多垛之分,本规范仅适用 于单垛分批热处理罩式退火炉的设计。罩式炉从装料、加热、保 温、冷却到出炉，完成一个热处理工艺过程，周而复始,不同于其他 工业炉。

紧卷退火是目前冷轧带钢热处理釆用比较普遍的一种退火方 式，松卷退火目前很少釆用，不在本规范之内。

根据不同的炉子、钢种、带宽、装炉量制定不同的退火工艺；同 一钢种带钢退火，装炉量相同，宽度越宽退火时间越长；同一钢种， 宽度相同，装炉量不同，装炉量越大的退火时间越长。

2 钢卷尺寸：带宽不小于60O_mɪn,钢卷外径大于等于 IoOOm_m是目前国内大中型冷轧厂普遍釆用的宽带钢规格，小于 以上规格不属于宽带钢范围。要求钢卷塔形小于5. Omm,主要防

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止在退火过程中产生压伤痕与粘连。

3燃料品种选用主要考虑罩式炉的燃烧空间较小,气体燃料 火焰对内罩的使用寿命影响小一些，煤气热值不低于6700kJ∕m³ （160OkCaI∕m^a）即可。热值高的天然气或液化石油气，应该选用火 焰较长的烧嘴。液体燃料主要是轻柴油，由于火焰高温区很集中 不利于内罩的使用，因此尽量避免使用。硫化氢（HzS）含量不大 于15mg∕m³ ,减轻硫对内罩的腐蚀。

4国内大中型冷乳厂早期建设的罩式炉多采用氮氢混合气， 小型冷轧厂罩式炉多采用氨分解气氛。随着技术的发展，新建罩 式炉宜采用全氢气氛技术，已建老厂也可改造成全氢罩式退火炉。

可控气氛的露点、含氧量和纯度要求,都是保证生产合格产品 和生产安全所必须的条件。

为了保证罩式炉设备的安全与生产，全氢、高氢炉必须备有足 够量的事故氮储量，在事故状态下将炉内氢气全部排放;氮氢炉在 可控气体停止供给后，在不加热状态下，配备30mι∏事故氮的供 应储量。

5安全供水条件：进口压力不小于O. 4MPa,出口压力不小于 0.2MPa；进口温度不大于35笔，出口温度不大于50¹C_o PH值7〜8。

6确定炉台数量时按理想条件下的退火制度进行计算，即不 同规格、不同品种的钢卷、不同的退火制度不能混装。

台罩比根据退火制度中占用炉自时间，与占用加热罩时间之 比确定，炉台数量、加热罩数量取整裁。

7罩式退火炉燃料单耗，不同退火级别带钢均有差别，表3 是以125OmnIXO. 8mm带钢为例的罩式退火炉额定单耗参考值。

表3带钢置式ig火炉额定单耗参考值

4. 2.2炉台、加热罩、内罩、冷却罩等设备的数量是根据产量计算 确定的；同一车间内一般选用同一种规格罩式退火炉，对于大型冷 轧厂由于钢卷规格不同，有时也选用两种规格的罩式炉。

4.2.3炉台设计要求：

1底部导流板也可由耐热钢板焊接制成。

2炉台与内罩釆用耐热橡胶圈密封,橡胶密封圈装在炉台密 封槽内，橡胶圈高出炉台平面5~8mm_o

3内罩与炉台间采用的压紧装置带有自锁功能,视炉台大小 压紧装置有6〜8个,在炉台周围均匀布置。

4循环风机叶轮由耐热钢制成，配套电机为气密三相异步、 双速或变频电机,运行必须安全可靠。风机流量视退火炉大小而 异，可参考经验数据：即风机秒流量为内罩实际容积的i.o~l. 5 倍。

5加热罩、冷却罩、内罩与炉台具有良好的互换性,釆用同亠 个专用安装模具,速度快、准确性高。

6加热罩支撑座必须坐落在支撑梁上,保证支撑座的顶面标 高一致。

7两根导向柱高差主要考虑吊车司机吊装时操作方便，高差 取决于罩式炉的高度。所有炉台较高的导向柱都在同一相对位 置。

8炉台壳体内填充的陶瓷纤维耐火等級126(ΓC°

9试验炉台应配备检测设施和仪表。

4.2.4加热罩设计要求：

1加热罩下部假想圆是加热罩内径和内罩外径间的平均直 径所构成的圆，烧嘴中心线按假想圆切线方向布置。加热罩下排 烧嘴必须设有点火装置和火焰监测装置。

选择烧嘴特性时火焰长度尤为主要，罩式炉由于燃烧空间有 限,长火焰更有利一些。

助燃风机压力6~10kPa,风量根据烧嘴型式和退火炉大小而

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定。预热器布置在加热罩上，可集中布置或分散布置，空气预热温 度 350~400°C_o

2加热罩内衬在使用气体燃料时，烧嘴周围采用轻质高铝砖 或成型纤维模块,烧嘴以上部位宜釆用层铺式陶瓷纤维毡，Cr-Ni 钢锚固钉固定。

采用集中排烟时，烟管可布置在地下，排烟机和烟囱布置在柱 列间或厂房外;可控气氛采用专用排气风机和排气管。采用全氢 (100%H₂)的罩式炉，在加热罩上有的设置一个燃烧由内罩排出 的废氢〈HQ烧嘴。

3现代化罩式炉加热罩上的煤气接管、排烟管釆用自动对 接,在炉台上的插座和加热罩、冷却罩上的接管应保证安装准确。

4加热罩为钢板焊接的圆形结构，燃烧设备、供风系统、排烟 系统、换热器、控制系统设备及管线、耐火隔热材料、顶部吊挂横梁 钢结构等都固定在加热罩钢结构上。

5应进行技术经济比较择优选用供热能源。

4.2.5内罩设计要求：

1 内罩筒体材质推荐为ICr20Nil4Si2或ICr25Ni20Si2°

2内罩的使用寿命和维修周期基本与炉台一致，不需要备 用。

3如采用波纹内罩宜采用横向波纹。

4筒体釆用相同规格6. Omm钢板或上部5. OmnI和下部 6.0mm两种规格钢板制造；半圆球顶采用6.0mm或8. Omm钢板 制造；球顶材料推荐为Ier25Ni20Si2或!Cr20Nil4Si2；内罩法兰 盘、水冷槽材质釆用Q235B。

5内罩的钢板焊缝必须坡口焊接。

6内罩底部应设有防止法兰受损措施，底面设有垫片或支 脚。

7内罩与加热罩之间的密封釆用沙封或陶瓷纤维制品密封。

8简体和封顶焊缝须100⅜X射线检査,达到现行国家标准

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《金属融化焊焊接接头射线照相》GB/T 3323—∏级要求。

4. 2. 6冷却罩设计要求：

1为了保证冷却风机的正常工作，冷却罩风机宜采用电源自 动联接,冷却罩就位后风机自动启动。冷却罩数量应根据钢巻退 火周期中冷却时间占总退火时间的比例来确定，也可根据经验数 据(0. 45-0.46)倍炉台数选定，取整数.

2冷却罩筒体釆用材质Q235B或1 Crl8Ni9;釆用水喷淋技 术时必须采用ICrI8Ni9或相当材质制作冷却罩。

3冷却风机宜釆用1〜3台。水喷淋冷却的喷淋系统水管采 用快速接头，喷淋管均采用耐热钢材质。

4.2.7制造对流板的导流片材料在同一板材下料，保证表面平 整，满足制造公差要求；不使用的对流板一定要放平储存，避免变 形。

4.2.8自动控制检测系统要求：

1自动检测控制的内容有：

燃气供应系统：燃气压力检测、指示、低压报警，燃气流量指 示、记录和累计。

燃烧系统：空气/燃气比例控制和ON/OFF控制，空气或燃气 低压切断系统，每个烧嘴点火及火焰监视、点火失败报警与控制。

温度控制系统对炉台底部温度或炉内气氛温度和加热罩温度 的自动检测，实现退火过程的温度闭环控制；在开发新产品退火工 艺时,应增加钢卷垛各部位温度检测点。

罩式退火炉应设置炉内温度分布测量的试验炉台。

炉内气氛控制系统：氮气和氢气流量、压力、调压控制设施、炉 内密封检测、氧浓度检测。

液压控制系统:液压压力、温度、故障报警与控制。

冷却水供排系统：流量、压力检测、记录、低压报警。

炉内压力控制系统。

烟气、可控气氛排放系统控制.

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2每个炉台的退火工艺过程控制，热工检测数据由计算机控 制，有条件的工厂罩式炉生产组织调度由过程计算机统一管理。

3安全设施包括:燃气或空气低压报警并切断；炉内压力异 常,事故氮使用;供电事故、冷却水事故报警;紧急状态安全设施自 动投入3烧嘴点火失败、燃烧失败报警;各种风机等设备运行监控。 4.2.9最终冷却台宜地下布置，通过在车间内的地下供风通道从 车间外吸入冷风,对出炉钢卷进行最终冷却；如地面上设置，风机 安装在钢结构支架上，风机从车间内吸入冷风。

冷却台数量根据气候条件不同，厂房通风条件好坏，都会影响 钢卷冷却速度，冷却台数蛍一般可按炉台数的0.5〜0.6倍设置。

每两层钢卷之间必须放一块中间对流板；中间对流板按冷却 台数量的三倍配置。

4. 2.10立式连续退火机组适合大型现代化冷轧厂，具有产量大、 自动化水平高、产品质量好、生产成本低等特点。为了消除冷轧宽 带钢的加工硬化应力，软化组织,满足用户的机械性能和物理指标 的要求，带钢应在控制气氛中进行退火处理.

1连续退火炉有卧式与立式之分,大型冷轧厂一般都采用立 式连续退火炉。

2条文中所含钢种已包括目前国内在连续退火机组中能够 .生产的所有品种。

3带钢规格中厚度和宽度范围，基本包括了国内现有和在建 连续退火机组的产品范围。钢卷规格内径，主要是考虑多数冷轧 卷取机的通用卷筒规格而确定，外径一般可以不限,但最大卷重不 大于45t。

4热处理制度根据工艺要求进行，退火炉温度制度调整、冷 却速率应满足退火工艺要求。

5退火炉正常工作温度为92(ΓC ,报警温度为93O°C,若 Mmin之内温度不降，将自动切断系统；紧急报警温度为950^αC, 立即切断系统。

6连续退火炉处理不同级别带钢单位燃料消耗变化较大,表 4提供了一些不同品种带钢热处理燃料消耗指标,供参考。

表4不同品种带钢热处理燃料消耗指标

4.2.11根据我国目前情况，普通冷轧带钢在退火炉内最高速度 暂定450m∕min,国外有些机组高于这个速度。

在加热段、均热段和时效段的可控气氛为5%的氢，在快冷段 为满足冷却速率的要求，可以采用更高氢含量的控制气氛（最高可 达 75%的 H2）。

快冷段与时效段之间有时设有二次加热段，这时快冷后的带 钢温度要低于时效段的开始温度；然后由感应加热装置再加热到 时效开始温度。

4.2.12进口密封装置密封效果的好坏关系到产品质量、可控气 氛消耗指标、设备安全等重要问题，因此进口密封要特别关注。密 封箱外面采用50mm纤维毡保温，表面釆用O. 5mm镀锌板保护， 纤维毡用嫡.Omm锚固钉固定扌密封辗转动线速度与带钢同步, 避免划伤带钢表面，辐径200〜25Omm,材质为Ni-Cr钢；穿带时 密封辐由两个气缸打开；密封辐的轴承与密封箱壳体间采用机械 密封和氮气密封;可以单辐开启或双辗开启，每根密封辗配置两个 气缸；保持进口密封室入口压力大于70Pa,氮气耗量视炉子大小 而异;停炉时氮气管道阀门自动打开。

4. 2.13预热段可控气体由循环风机抽岀后经过预热器，由加热 段和均热段辐射管排岀的烟气预热；可控气体经过喷箱喷嘴喷向 带钢，尽量提高带钢的预热温度。

4.2. 14加热段和均熟段采用辐射管加热，两段辐射管的结构型 式是相同的，规格不一定相同，因为不同材质、不同的使用温度辐 射管的表面功率各不相同，确定辐射管的供热能力时必须根据选 用材质和使用温度进行选取。均热段也可以釆用电阻带加热.

1在炉段内的带钢长度（行程数）取决于生产大纲中产量、规 格、处理温度、加热能力、通板速度等因素。

2加热段和均热段为两个独立炉室（很少连在一起），分别为 独立的温度控制段。釆用燃气辐射管供热时，设计应符合下列要 求：

1） “抽一鼓”型辐射管外形多采用W、U、P形，辐射管内保持 负压。辐射管采用离心铸造管体、模铸弯头焊接制成,辐射管外径 200〜220mm,端头设有支撑和吊挂点，支撑点为滑动支撑，吊挂 点为绞接，必须允许管体自由膨胀，辐射管壁厚7〜8mm；

2） 辐射管燃气烧嘴直接燃烧，空燃比比例控制，或ON/OFF 控制。燃烧废气由排烟机抽出到集气箱，有利于稳定辐射管内的 压力，保持稳定燃烧；燃烧废气中NOX排放浓度和排放速率应符 合现行国家标准《大气污染物综合排放标准》GB 20426的要求；

3） 电火花点火和火焰监测，除了监视火焰正常工作功能之外, 还应具有点火失败控制功能,即三次点火失败自动关闭系统;

4） 温度控制段的划分:沿带钢行程分段控制温度，一个行程为 一个控制段，这样做温度控制比较准确，如果加热段几个行程为一 个控制段，共分成12〜14个控制段，均热段分成两个控制段也是 可行的；

5） 在加热段的前几个顶辗下面和底辗上面设有耐热钢板和陶 瓷纤维制品组成的防辐射板，防止高温对炉辐的影响；

6） 盖板和穿带孔由陶瓷纤维和耐热钢板构成，与炉壳间采用

陶瓷纤维和硅橡胶双层密封。

4.2.15缓冷段设计要求：

1若干个喷吹冷却装置布置在带钢两侧，将经过热交换器冷 却的可控气氛均匀喷吹入炉，可把带钢冷却到65O~7OO^oC₀冷却 速率根据产品工艺要求确定。

2喷嘴形式与结构应有利于组织气体喷吹方向及带钢冷却， 喷嘴与带钢间距120〜180mm。

3热交换器由铝翅片耐热钢管制成。

4 循环风机工作温度200〜300°C,压力2. 5〜3. 0 kPa ,流 量应与热交换器和喷冷装置需要的冷却能力相匹配，冷却水的出 口温度应根据当地供水水质条件而异，最高不得高于50^SC_O

5在缓冷段炉室和顶辗、底辗室考虑带钢低速运行及炉子启 动时的需要，应设有可调控电阻带或电辐射管加热。

4. 2. 16带钢缓冷之后经底辐室进入快冷段，带钢在快冷段根据 不同产品的工艺要求，以30〜120°C∕s冷却速率冷却到250〜 400°C _O

1对于生产个别品种，为了达到高的冷却速率有时采用氢含 量50%以上可控气氛，但应注意使用的技术条件和安全措施。

2毎组喷箱沿带钢宽度分成5个风道向喷嘴供风，由挡板分 别调节各风道的风量,达到沿带宽均匀冷却的目的。

喷嘴最高喷吹速度可达110〜120m∕s,喷嘴与带钢间距为50〜 200mm.由变速齿轮马达和螺旋千斤顶调节；为了保护喷嘴在断 带时不被损坏，应设有喷嘴防护设施。

3快冷段的进、出口设有密封装置，防止高氢气体向前后炉 段扩散。

6在快冷段的带钢进口、出口和两对喷箱之间设有稳定辗， 轻径300mm、材质0Cr25Ni20°稳定辐与带钢压紧最为30〜 50mm,以防带钢抖动。

4. 2.17时效段设计要求；.

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带钢快冷之后根据工艺要求在时效段经过时间为120〜 200s,炉内带钢长度大约有900~1000m,30-40行程，分成1号 时效段和2号时效段,结构相同，便于炉体结构设计。

喷吹冷却管由表面设有喷口的耐热钢管制成,布置在带钢两 侧,循环风机将炉内控制气氛抽出经冷却器冷却后喷冷带钢。电 辐射管单管加热功率一般为25〜32kW°总供热能力（两个炉室） 根据炉室大小和产量确定。

顶部和底部设有活动盖板,便于检修和穿带,盖板釆用耐热钢 板和陶瓷纤维制成,盖板与炉壳间釆用陶瓷纤维和硅橡胶双层密 封。根据时效段出口热电偶或扫描温度计测得带钢温度，调整炉 段内供热和冷却能力。

4. 2.18最终冷却段设计要求；

1带钢从时效温度经过8〜10个行程冷却到150"C _O

2每个控制段各自形成独立的循环体系，可控气氛冷却器数 量与冷却控制段数量一致。

可控气氛温度：进口 90〜130^sC,出口 50~80°C°

冷却水进口温度:根据供水条件而异；出口温度最高50^βC_o

4. 2.19出口密封装置的密封辗直径¢25Omm、Ni-Cr钢制成,齿轮马 达单独传动与带钢同步,密封室通入氮气保持正压,压力大于70Pa_o

第一对密封辐密封炉子出口，阻止炉内气体外溢,第二对密封 辗防止水淬蒸汽进入炉内，在两对密封辗之间通道内设有排气风 机和管道；密封辗由气缸开关，最大开口度为10Omm。

4.2.20 水喷淋装置由多组喷管组成，布置在带钢进水淬箱前和 出水淬箱后的带钢两侧。

水淬箱由耐热钢板焊接制成，喷淋和水淬箱采用脱盐水、水淬 箱的水位不高过沉没程中心线。水泵4台（两用两备,分别供上行 带钢喷淋和下行带钢喷淋）。

热交换器形式:板式换热器，耐热钢制成,脱盐水、冷却水热交 换器,热交换能力根据带钢小时产量、温降数值计算确定。

在喷淋装置的顶部设有水雾排出系统,将水雾排到厂房外。

沉没辗由耐热钢制成,表面设有沟槽,辗径1300〜1700mm。

4.2.21挤干辐由碳钢制成,表面衬胶,辐径250Inln,齿轮马达单 独传动，每个挤干辐由两个气缸开关•

烘干装置由8〜10对V形喷管布置在水淬后带钢两侧，喷管 上装有喷嘴，将经过加热的空气喷向带钢•

4. 2. 22炉内带钢张力在不同炉段是不同的，温度高的炉段单位 张力低，温度低的单位张力高，根据炉温状况分段调节。

1炉辗表面进行喷涂处理,提高耐磨性。

2带钢张力测量装置设在辐射管加熱段、均热段、1"缓冷 段、快冷段、1"时效段、2*时效段和2*最终冷却段；在辐射管加热 段和均热段、缓冷段顶辐室的炉辗轴承釆用水冷。轴承采用中心 润滑站自动润滑或其他润滑方式。

3纠偏辗调整炉内带钢中心保持与作业线中心一致（CPC） 控制，关键部位采用两辐纠偏。

4炉辑材质根据工作温度不同而异,表5为带钢传输系统各 段炉辐推荐材质■

表5带钢传输系统各段炉辐推荐材质