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【摘要】
本文以影响加热炉生产率的因素为研究对象，对相关问题进行了分析。文章主要从炉型结构、燃烧条件和供热制度、钢坯加热方式和入炉条件以及工艺条件等方面进行阐述。希望本文的研究能够为相关领域提供指导和借鉴。
【关键词】加热炉；生产率；影响因素
一、炉型结构的影响
加热炉的类型，炉体各部分的构造、尺寸，加热炉所用的材质，附属设备的结构等，都属于炉型结构方面的因素。炉型结构设计应当合理，砌筑质量应当合乎要求。炉型结构对生产率的影响很大，提高加热炉生产率可以从以下几个方面着手考虑。
采用先进炉型结构：加热炉总的发展趋势是向大型化、多段化、机械化、自动化方向发展。最初，轧机能力很小，钢锭尺寸也很小，连续加热炉多为一段式或两段式的实底炉；到上个世纪五十年代，为了追求加热能力主要炉型发展到两面加热的三段式炉子；到七十年代，炉子为了加强供热，提高产量，出现了五点、六点甚至八点供热的大型加热炉，预热段改造成了新的加热段。燃烧器的型式也发生了很多变化，例如在加热炉上配置了上下加热和顺向、反向烧嘴；均热段采用炉顶平焰烧嘴，甚至演化为全长都是平项，全部采用炉顶烧嘴；为了使炉温制度和炉膛压力分布的调节更加灵活，沿炉子全长配置侧烧嘴，使炉子成为只有一个加热段的直通式炉。炉子的生产率也由过去只有300～400kg／(m2•h)提高到700～800kg／(m2•h)，甚至超过1000kg／(m2•h)，加热炉的小时产量可达350t以上。
炉子的机械化程度越来越高，轧钢车间由过去的推钢式连续加热炉发展到各种步进式炉、辊底式炉、环形炉、链式炉等。一些异型钢坯过去在室状炉内加热，现在改在环形炉内加热，生产率有了很大提高。
炉子的自动化是目前加热炉的发展方向，由于实行热工自动调节，可以及时正确地反映和有效地控制炉温、炉压等一系列热工参数，从而可以很好地实现所希望的加热制度，提高炉子的产量。计算机控制在加热炉上的使用，使炉子从装料定位、炉内各段温度控制、燃料与空气流量控制、炉压自动控制、直到钢坯出炉时刻及出料程序操作，都可以通过预先给定的控制值得到最佳的控制，出爐钢料的温度和温度差都能控制到一定的精确程度。
改造旧炉型：加热炉炉型的改造是加热炉技术改造的重要途径，一般采用以下方法：改进炉型和尺寸，使之更加合理。有的炉子炉型与尺寸采用通用设计，不问具体条件如何，有时燃料种类、钢坯尺寸等都与设计有很大出入；有时炉膛太高，金属表面温度低；有的炉顶太低，气层厚度薄，炉墙传热的中间作用降低。这些都不利于热交换，应当根据实践经验改进炉型和尺寸，加快钢坯的供热，从而提高炉子的生产率。
减少炉子热损失。通过炉体传导的热损失和冷却水带走的热量，占炉子热负荷的四分之一到三分之一，不仅造成热量的浪费，而且降低了炉子的温度，影响钢料的加热，减少这方面的损失，可以提高炉子的产量。
加热炉炉底水管的绝热，是节约能源、提高炉子产量的一项重要措施。由于水管与钢坯直接接触，冷却水带走的热量一部分是有效热。其次，钢坯与水管接触的地方产生黑印，就需要较长的均热时间来消除黑印，这都对炉子的产量有影响。采用耐火可塑料包扎水管，仅这一项措施就可以提高炉子生产率10～20％。近年来又发展无水冷滑轨加热炉，也能提高炉子产量。例如小型二段式水冷加热炉改造为无水冷滑轨加热炉后，单位生产率由平均的500kg／(m2•h)以下，提高到700kg／(m2•h)，产量提高了30％以上。
二、燃烧条件和供热制度的影响
加热炉热负荷增大，炉膛温度水平提高，向钢坯供热能力增强，加热炉产量必然提高。连续加热炉提高供热强度的重要措施是增加供热点，扩大加热段和提高加热段平均炉温水平，缩短预热段使废气出炉温度提高到相应水平。由于延长加热段，供热强度增加，废气出炉温度提高，所以，加热段平均炉温保持在1350℃，加热炉的单位生产率可以达到610kg／m2••h。
提高热负荷的一个重要的先决条件是必须保证燃料的完全燃烧，如果燃料在炉内有20％不能燃烧，加热炉的产量将降低35～30％。
为了提高热负荷或改善燃烧条件，应当注意改进燃烧装置。有的加热炉生产率不高是由于烧嘴能力不足或者烧嘴结构很不完善，如雾化质量太差或混合不好，这时就要改进烧嘴。炉子向大型化发展后，炉长、炉宽都增加了，如何保证炉膛内温度均匀，与炉子生产率和产品质量都有密切关系。为此出现了很多新型烧嘴，位置也由端烧嘴发展到侧烧嘴、炉顶烧嘴，分散了供热点，改善了燃烧条件和传热条件，有效地提高了炉子生产率。
有条件选择能源的情况下，要提高加热炉的炉温到1400℃或更高的温度，就必须采用高发热量的燃料。但应注意，燃烧温度与燃料发热量的关系并不是直线关系，合理选择燃料是很重要的。例如：在选择煤气作为加热炉的燃料时，当煤气的发热量高于8400～9200kJ／m3以后，再提高煤气发热量，理论燃烧温度没有明显的提高。
三、钢坯加热方式和入炉条件的影响
在加热条件一定的情况下，钢坯的入炉条件将成为影响加热炉生产率的一个非常重要的因素。一般情况下，钢坯的几何尺寸越大，所需的加热时间就越长，炉子的单位生产率就越低。钢坯的厚度是客观条件，是不能改变的，为了提高加热炉的生产率，就要设法提高钢坯的受热面积和钢坯的入炉温度。例如：推钢式加热炉内，采用架空炉底的双面加热；步进式加热炉、环形加热炉内钢坯分散放置形成三面、多面受热等。
钢坯的入炉温度是影响加热炉生产率有重要影响。钢坯入炉温度越高，加热时间越短，炉子生产率越高。目前，热装技术在加热炉上得到广泛的应用，尽可能的提高热装比，对于降低加热炉的能耗，提高生产率具有非常重要的意义。
四、工艺条件的影响
加热工艺也是影响加热炉生产率的一个因素。同样的加热炉，用途和加热工艺不同，生产率往往相差很悬殊，在制定加热工艺时，要考虑选择最合理的加热温度、加热速度和温度的均匀性。因为，金属的种类、端面尺寸常有变动，加热工艺要做相应的调整，如果加热温度定得太高，加热速度太快，断面温差定得太严，都会影响炉子的生产率。
本文以影响加热炉生产率的因素为研究对象，对相关问题进行了分析。文章主要从炉型结构、燃烧条件和供热制度、钢坯加热方式和入炉条件以及工艺条件等方面进行阐述。希望本文的研究能够为相关领域提供指导和借鉴。
【关键词】加热炉；生产率；影响因素
一、炉型结构的影响
加热炉的类型，炉体各部分的构造、尺寸，加热炉所用的材质，附属设备的结构等，都属于炉型结构方面的因素。炉型结构设计应当合理，砌筑质量应当合乎要求。炉型结构对生产率的影响很大，提高加热炉生产率可以从以下几个方面着手考虑。
采用先进炉型结构：加热炉总的发展趋势是向大型化、多段化、机械化、自动化方向发展。最初，轧机能力很小，钢锭尺寸也很小，连续加热炉多为一段式或两段式的实底炉；到上个世纪五十年代，为了追求加热能力主要炉型发展到两面加热的三段式炉子；到七十年代，炉子为了加强供热，提高产量，出现了五点、六点甚至八点供热的大型加热炉，预热段改造成了新的加热段。燃烧器的型式也发生了很多变化，例如在加热炉上配置了上下加热和顺向、反向烧嘴；均热段采用炉顶平焰烧嘴，甚至演化为全长都是平项，全部采用炉顶烧嘴；为了使炉温制度和炉膛压力分布的调节更加灵活，沿炉子全长配置侧烧嘴，使炉子成为只有一个加热段的直通式炉。炉子的生产率也由过去只有300～400kg／(m2•h)提高到700～800kg／(m2•h)，甚至超过1000kg／(m2•h)，加热炉的小时产量可达350t以上。
炉子的机械化程度越来越高，轧钢车间由过去的推钢式连续加热炉发展到各种步进式炉、辊底式炉、环形炉、链式炉等。一些异型钢坯过去在室状炉内加热，现在改在环形炉内加热，生产率有了很大提高。
炉子的自动化是目前加热炉的发展方向，由于实行热工自动调节，可以及时正确地反映和有效地控制炉温、炉压等一系列热工参数，从而可以很好地实现所希望的加热制度，提高炉子的产量。计算机控制在加热炉上的使用，使炉子从装料定位、炉内各段温度控制、燃料与空气流量控制、炉压自动控制、直到钢坯出炉时刻及出料程序操作，都可以通过预先给定的控制值得到最佳的控制，出爐钢料的温度和温度差都能控制到一定的精确程度。
改造旧炉型：加热炉炉型的改造是加热炉技术改造的重要途径，一般采用以下方法：改进炉型和尺寸，使之更加合理。有的炉子炉型与尺寸采用通用设计，不问具体条件如何，有时燃料种类、钢坯尺寸等都与设计有很大出入；有时炉膛太高，金属表面温度低；有的炉顶太低，气层厚度薄，炉墙传热的中间作用降低。这些都不利于热交换，应当根据实践经验改进炉型和尺寸，加快钢坯的供热，从而提高炉子的生产率。
减少炉子热损失。通过炉体传导的热损失和冷却水带走的热量，占炉子热负荷的四分之一到三分之一，不仅造成热量的浪费，而且降低了炉子的温度，影响钢料的加热，减少这方面的损失，可以提高炉子的产量。
加热炉炉底水管的绝热，是节约能源、提高炉子产量的一项重要措施。由于水管与钢坯直接接触，冷却水带走的热量一部分是有效热。其次，钢坯与水管接触的地方产生黑印，就需要较长的均热时间来消除黑印，这都对炉子的产量有影响。采用耐火可塑料包扎水管，仅这一项措施就可以提高炉子生产率10～20％。近年来又发展无水冷滑轨加热炉，也能提高炉子产量。例如小型二段式水冷加热炉改造为无水冷滑轨加热炉后，单位生产率由平均的500kg／(m2•h)以下，提高到700kg／(m2•h)，产量提高了30％以上。
二、燃烧条件和供热制度的影响
加热炉热负荷增大，炉膛温度水平提高，向钢坯供热能力增强，加热炉产量必然提高。连续加热炉提高供热强度的重要措施是增加供热点，扩大加热段和提高加热段平均炉温水平，缩短预热段使废气出炉温度提高到相应水平。由于延长加热段，供热强度增加，废气出炉温度提高，所以，加热段平均炉温保持在1350℃，加热炉的单位生产率可以达到610kg／m2••h。
提高热负荷的一个重要的先决条件是必须保证燃料的完全燃烧，如果燃料在炉内有20％不能燃烧，加热炉的产量将降低35～30％。
为了提高热负荷或改善燃烧条件，应当注意改进燃烧装置。有的加热炉生产率不高是由于烧嘴能力不足或者烧嘴结构很不完善，如雾化质量太差或混合不好，这时就要改进烧嘴。炉子向大型化发展后，炉长、炉宽都增加了，如何保证炉膛内温度均匀，与炉子生产率和产品质量都有密切关系。为此出现了很多新型烧嘴，位置也由端烧嘴发展到侧烧嘴、炉顶烧嘴，分散了供热点，改善了燃烧条件和传热条件，有效地提高了炉子生产率。
有条件选择能源的情况下，要提高加热炉的炉温到1400℃或更高的温度，就必须采用高发热量的燃料。但应注意，燃烧温度与燃料发热量的关系并不是直线关系，合理选择燃料是很重要的。例如：在选择煤气作为加热炉的燃料时，当煤气的发热量高于8400～9200kJ／m3以后，再提高煤气发热量，理论燃烧温度没有明显的提高。
三、钢坯加热方式和入炉条件的影响
在加热条件一定的情况下，钢坯的入炉条件将成为影响加热炉生产率的一个非常重要的因素。一般情况下，钢坯的几何尺寸越大，所需的加热时间就越长，炉子的单位生产率就越低。钢坯的厚度是客观条件，是不能改变的，为了提高加热炉的生产率，就要设法提高钢坯的受热面积和钢坯的入炉温度。例如：推钢式加热炉内，采用架空炉底的双面加热；步进式加热炉、环形加热炉内钢坯分散放置形成三面、多面受热等。
钢坯的入炉温度是影响加热炉生产率有重要影响。钢坯入炉温度越高，加热时间越短，炉子生产率越高。目前，热装技术在加热炉上得到广泛的应用，尽可能的提高热装比，对于降低加热炉的能耗，提高生产率具有非常重要的意义。
四、工艺条件的影响
加热工艺也是影响加热炉生产率的一个因素。同样的加热炉，用途和加热工艺不同，生产率往往相差很悬殊，在制定加热工艺时，要考虑选择最合理的加热温度、加热速度和温度的均匀性。因为，金属的种类、端面尺寸常有变动，加热工艺要做相应的调整，如果加热温度定得太高，加热速度太快，断面温差定得太严，都会影响炉子的生产率。