連續(xù)式加熱爐：鋼鐵工業(yè)的“熱能引擎”

連續(xù)式加熱爐是鋼鐵冶金領(lǐng)域的主要設(shè)備，通過連續(xù)裝料、加熱、出料的工藝流程，為軋機(jī)提供均勻加熱的金屬坯料。其主要優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)奏與熱能利用的準(zhǔn)確匹配，成為現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)線不可或缺的組成部分。

1. 技術(shù)原理與結(jié)構(gòu)特征

連續(xù)式加熱爐采用逆流加熱原理，鋼坯從低溫的爐尾連續(xù)裝入，以固定速度向高溫爐頭移動(dòng)，與反向流動(dòng)的爐氣形成高效熱交換。爐膛沿長度方向劃分為預(yù)熱段、加熱段、均熱段：預(yù)熱段利用煙氣余熱預(yù)熱鋼坯，降低能耗；加熱段通過多組燒嘴實(shí)現(xiàn)快速升溫；均熱段則通過微調(diào)溫度確保出爐鋼坯斷面溫差小于15℃。典型設(shè)備如步進(jìn)梁式爐，通過水冷梁的升降、平移動(dòng)作實(shí)現(xiàn)鋼坯無接觸輸送，避免傳統(tǒng)推鋼式爐因摩擦導(dǎo)致的“黑印”缺陷。

2. 類型演進(jìn)與性能突破

早期推鋼式爐受限于推鋼長度，單位爐底產(chǎn)量只900-1000kg/(m2·h)。20世紀(jì)70年代后，步進(jìn)式爐通過模塊化設(shè)計(jì)突破長度限制，配合增設(shè)的非供熱預(yù)熱段，將熱耗從2.7×10?kJ/t降至1.3×10?kJ/t，單位產(chǎn)量優(yōu)化至600-650kg/(m2·h)。五段式爐更通過多供熱帶實(shí)現(xiàn)溫度梯度準(zhǔn)確控制，適應(yīng)不同鋼種的加熱需求。中國1979年投產(chǎn)的32.5米步進(jìn)梁式爐，生產(chǎn)能力達(dá)270噸/小時(shí)，標(biāo)志技術(shù)成熟。

3. 智能控制與環(huán)保升級

現(xiàn)代加熱爐集成雙交叉限幅燃燒控制系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測殘氧量動(dòng)態(tài)調(diào)整空燃比，消除動(dòng)態(tài)過程中的欠氧/過氧燃燒，使熱效率提升8%-12%。煙道余熱鍋爐可將廢氣溫度從1200℃降至300℃以下，回收熱量用于預(yù)熱助燃空氣或生產(chǎn)蒸汽。部分企業(yè)采用低氮燃燒技術(shù)，使NOx排放濃度低于50mg/m3，滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

從推鋼式到步進(jìn)式，從三段式到五段式，連續(xù)式加熱爐的演進(jìn)史折射出鋼鐵工業(yè)對效率與環(huán)保的永恒追求。隨著氫基直接還原鐵等綠色冶煉技術(shù)的推廣，新一代加熱爐正朝著零碳燃燒、數(shù)字孿生方向邁進(jìn)，持續(xù)賦能鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。