冶金加热炉学习记录11加热制度

11、加热炉的热制度

正确选择钢坯加热工艺，不仅要考虑钢坯的加热温度，还应考虑断面上的温度差，即温度的均匀性。加热炉热制度的确定是进行物料加热计算的前提，也是炉子投产后热工操作制度的依据。钢种不同，料坯的形状、尺寸不同，加热炉的热制度亦应有所区别。

对压力加工前的钢坯加热炉而言，钢坯的加热制度可分为：一段加热制度、二段加热制度、三段加热制度。

一段式加热制度（也称一期加热制度）是把钢坯放在炉温基本上不变的炉内加热。整个加热过程中，炉温大体保持一定，而钢的表面和中心温度逐渐上升，达到所要求的温度。加热不分阶段，故称为一段式加热制度。

这种加热制度的特点是炉温和钢坯表面的温差大，所以加热速度快、加热的时间短。加热到所要求的温度时立即出炉。这种温度制度下，不必分析钢的应力阶段，没有预热期，也不需要进行均热的时间。由于整个加热过程炉温保持一定，炉子的结构和操作也比较简单。缺点是废气温度比较高，热的利用率差。这种加热制度适用于一些断面尺寸不大、导热性好、塑性好的钢料，如钢板、薄板坯、薄壁钢管的加热。或者用于热装的钢料，不至于产生危险的温度应力。一般说，当钢坯厚度小于80mm时，可采用这种制度。

二段式加热制度是使钢坯先后在两个不同的温度区域内加热，有时是由加热期和均热期组成，有时是由预热期和加热期组成。由加热期和均热期组成的二段式加热制度，是把钢坯直接装入高温炉膛进行加热，加热速度快。这时钢坯表面升温快，而中心升温慢，钢坯断面上的温差大。为了使断面温度趋于均匀，需要经过均热期。在均热阶段，钢坯表面温度基本保持一定，而中心温度不断上升，使表面与中心的温度差逐渐缩小而趋于均匀。这种温度制度的特点是加热速度快，最后断面上温差小，但出炉废气温度高，热的利用率低。通常冷装或低温热装的低碳钢钢坯及热装的合金钢坯，在均热炉或室状炉内加热，可以采用这种加热制度。

三段式加热制度（也称三期加热制度）是把钢坯放在三个温度条件下不同的区段（或时期）内加热，依次是预热段、加热段、均热段（或称应力期、快速加热期、均热期）。这种加热制度是比较完善的加热制度，它综合了以上两种加热制度的优点。钢坯首先在低温区域进行预热，这时加热速度比较慢，温度应力小，不会造成危险。等到金属中心温度超过500℃以后，进入塑性范围，这时可以快速加热，不会造成危险。等到金属中心温度超过500℃以后，进入塑性范围，这时可以快速加热，直到表面温度迅速升高到出炉所要求的温度。加热期结束时，钢坯断面上还有较大的温度差，需要进入均热期进行均热。此时钢的表面温度基本不再升高，而使断面上还有较大的温度差，需要进入均热期进行均热。此时钢的表面温度基本不再升高，而使中心温度逐渐上升，缩小断面上的温度差。

三段式加热制度既考虑了加热初期温度应力的危险，同时考虑了中期快速加热和最后温度的均匀性，兼顾了产量和质量两方面。在连续加热炉上采用这种加热制度时，由于有预热段，出炉废气温度较低，热能的利用较好，单位燃料消耗低。加热段可以强化加热，快速加热减少了氧化与脱碳，并保证炉子有较高的生产效率。所以对于许多钢坯加热来说，这种加热制度是比较完善与合理的。

这种加热制度可用于加热各种尺寸冷装的碳素钢坯及合金钢坯，特别是高碳钢、高合金钢，在加热初期必须进行缓慢预热。这种制度适用于较厚的硬钢钢锭，温度低于500℃的加热。

产量较大的轧钢车间也有采用多段连续加热炉的。这种炉子的特点是增加供热点，延长加热段长度，以强化金属的加热，从而使炉子产量提高。各种热制度在连续加热炉中可以通过炉型加以实现，压力加工前钢坯所应达到的加热终了温度随钢种的不同而稍有差别，其大致范围如表所示。

断面温度差应控制小于100℃/m