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[摘要]：近年来，我国轧钢加热炉节能工作已经取得了很大的进步，许多加热炉从原来的等外炉和三等炉，跨入了一等炉和特等炉的行列。但许多加热炉的装备水平还很差。因此，加热炉节能依然是冶金企业热工专业人员的主要课题之一。
[关键词]：轧钢 加热炉 自动化控制
中图分类号：TQ174.6+58 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2012）35- 0356-01
加热炉节能的途径有许多种，选择合理的炉型结构，使用耐高温、保温性能好的新型耐火材料，采用先进的燃烧技术和燃烧装置等，都能取得明显的节能效果。如何使各种节能措施得到充分的利用，合理地组织生产，加热炉实现热工自动化控制有着重要的意义。
1、加热炉自动化控制系统的组成
轧钢加热炉热工控制的形式有各种各样的，但核心是由现场控制单元和操作站两大部分组成，为确保加热炉在各种状态下，特别是在热负荷变化的动态过程中。保证燃料的合理燃烧，实现炉子的“最佳状态”。因此，提高加热炉的控制水平就显得尤为重要。
近年来.随着计算机和自动化控制技术水平的不断提高和普及，在加热炉生产中的自动化控制方也取得了非常大的成绩。加热炉热工自动控制一般由下面几个系统组成：（1）温度及燃烧控制系统；（2）压力控制系统；（3）换热器保护系统。
此外，还有烟气含氧量分忻、声光报警装置、彩色CRT显示终端及打印装置。
2、温度及燃烧控制系统
轧钢加热炉在正常生产的情况下，各段的温度是均匀不变的。但是，当轧机出现故障或其它的情况时，为满足加热工艺的要求，炉子各段的温度和燃料的供应都得作出相应的变化。
进入炉内的空气和燃料量的比例，直接影响燃料的燃烧。空气不足，燃烧不完全；燃耗增加，热效率低；空气过量，烟气量增加，又会从炉内带走大量的热，热效率也不高。因此，应选择正确的空气过剩系数，以保证燃料在加热炉内进行充分的燃烧。所以，当加热炉的供热量发生变化时，进入加热炉的空气和燃料流量的比例应保持不变。而自动控制很容易实现这项功能。
一定热值的燃料有其相应的理论空气供应量，在燃油加热炉中，油的热值（对同一加热炉）是基本不变的。但对燃气加热炉，特别是对以高炉、焦炉混合煤气为燃烧的加热炉，煤气的热值和密度是经常变化的为确保空气和煤气按一定比例燃烧，有必要进行华百指数（热值）测量。华百指数是当煤气热值和密度发生变化时，校正空气过剩系数的。实际上，燃烧控制是维持空气量和煤气的热值之间，有一个固定的比例。
在较大型的炉子上，为了节省燃料，减少钢坯在内高温区的停留时间，防止钢坯脱碳和减少氧化烧损。炉子的温度的控制， 还可以采取切断烧嘴排数的方法来实现。当炉子产量下降，进入炉内的空气量和燃料量降到某一值时，炉子上的最后一排烧嘴自动关闭；产量继续下降，进入炉内的空气量和燃料量降到又一值时，自动关闭后面倒数第二排烧嘴。但是，在切断燃料供应量，应保持烧嘴中有一定的空气时，防止烧嘴损坏。
3、压力控制系统
（1）炉压控制
炉膛的压力控制是将其压力控制在微正压水平上，主要是为了使高温炉气充满炉膛，防止外部冷空气吸入，影响炉子正常工作。
（2）助燃空气和煤气压力控制
助燃空气和煤气压力要保持在设定值上。这是因为每种烧嘴都是在一定的空气和煤气压力范围内工作的，稳定的空气和煤气压力能保证烧嘴发挥最佳的工作性能。
在煤气压力波动特别大的地方，以及空气和煤气供应系统现故障的时候，还应有煤气稳压装置和自动切断煤气供应的功能，以保证炉子能安全生产。
4、换热器的保护
烟气的余热回收是一项加热炉节能的有力措施。但余热回收装置——换热器，其价格昂贵，使用过程中，使用不当容易损坏，因此，应设置换热器自动保护系统。换热器的保护措施主要有下面三种：热空气放散、稀释空氣控制、防止硫化物腐蚀。
（1）热空气放散。为避免炉子的助燃空气温度过高，换热器由于温度太高引起损坏，要求有一个空气放散系统，在炉子空气总管和换热器空气出口之间的某一个位置放散空气。
通常，空气放散阀门是关闭的，当助燃空气预热温度上升到设定值时，放散阀门打开，这时流经换热器的空气量增加了。这样，使换热器的壁温下降，又不影响炉子的正常工作。
（2）稀释空气控制。为了不超过换热器的安全设计极限，必要时控制烟气进入换热器的温度，用热电偶检测换热器前列管管壁的温度，当温度上升到设定值时，自动向换热器前的烟道内引入冷稀释空气降低烟气温度，从而降低换热器管壁温度，达到保护换热器的目的。
（3）防止硫化物腐蚀。使用含有硫成份的燃料时，烟气中含有水蒸汽和硫的燃烧产物。这些硫化物的温度达到露点时，会粘在换热器的表面，腐蚀和堵塞换热器，影响它的正常工作。
为避免烟气温度过低，烟气中的硫化物腐蚀换热器，必须将换热器的烟气出口温度控制在320℃以上，而炉子产量低时，烟气往往会在这个温度之下。这种控制是让一定的助燃空气通过换热器的旁路管道，降低换热器的热交换，不致烟气温度太低。
5、其它控制
加热炉的热工自动化控制除了上述几项主要控制系统外，还有烟气中含氧量分析装置，彩色CRT显示终端和打印装置等。
烟气中含氧量的多少可以反映燃烧在炉膛内的燃烧情况，从而检验加热炉是否吸冷风，以及空气过剩系数是否取得合适。
为了节约能源，合理组织有效燃烧，必须加强加热炉的热工自动化控制。计算机参与热工自动化控制，有控制精度准确，操作灵活，并且可实现多项参数控制的特点，为加热炉全面实现自动化提供了有利条件。
对于一座炉子是否要全面进行热工自动化控制，要综合各方面的目素。对于一些小的炉子，热工系统简单，采取一般的控制就能满足要求；对于比较大的炉子，加工系统复杂，可以考虑进行全面热工自动化控制。所以，应针对炉子本身的具体情况，因地制宜，合理地配置加热炉的热工控制水平。
参考文献：
[1] 黄徐晶.热轧带钢生产技术.四川冶金，2004，Vol.25，No.2：21-24
[2] 朱长华.我国板带钢生产状况及发展趋势.湖南冶金，2001，Vol.25，No.2：15-20
[3] 刘芳，杨文军.我国热连轧宽带钢轧机“九五”投资效果预测及今后发展的建议.中国冶金，1998，Vol.25，No.2：16-20
[关键词]：轧钢 加热炉 自动化控制
中图分类号：TQ174.6+58 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2012）35- 0356-01
加热炉节能的途径有许多种，选择合理的炉型结构，使用耐高温、保温性能好的新型耐火材料，采用先进的燃烧技术和燃烧装置等，都能取得明显的节能效果。如何使各种节能措施得到充分的利用，合理地组织生产，加热炉实现热工自动化控制有着重要的意义。
1、加热炉自动化控制系统的组成
轧钢加热炉热工控制的形式有各种各样的，但核心是由现场控制单元和操作站两大部分组成，为确保加热炉在各种状态下，特别是在热负荷变化的动态过程中。保证燃料的合理燃烧，实现炉子的“最佳状态”。因此，提高加热炉的控制水平就显得尤为重要。
近年来.随着计算机和自动化控制技术水平的不断提高和普及，在加热炉生产中的自动化控制方也取得了非常大的成绩。加热炉热工自动控制一般由下面几个系统组成：（1）温度及燃烧控制系统；（2）压力控制系统；（3）换热器保护系统。
此外，还有烟气含氧量分忻、声光报警装置、彩色CRT显示终端及打印装置。
2、温度及燃烧控制系统
轧钢加热炉在正常生产的情况下，各段的温度是均匀不变的。但是，当轧机出现故障或其它的情况时，为满足加热工艺的要求，炉子各段的温度和燃料的供应都得作出相应的变化。
进入炉内的空气和燃料量的比例，直接影响燃料的燃烧。空气不足，燃烧不完全；燃耗增加，热效率低；空气过量，烟气量增加，又会从炉内带走大量的热，热效率也不高。因此，应选择正确的空气过剩系数，以保证燃料在加热炉内进行充分的燃烧。所以，当加热炉的供热量发生变化时，进入加热炉的空气和燃料流量的比例应保持不变。而自动控制很容易实现这项功能。
一定热值的燃料有其相应的理论空气供应量，在燃油加热炉中，油的热值（对同一加热炉）是基本不变的。但对燃气加热炉，特别是对以高炉、焦炉混合煤气为燃烧的加热炉，煤气的热值和密度是经常变化的为确保空气和煤气按一定比例燃烧，有必要进行华百指数（热值）测量。华百指数是当煤气热值和密度发生变化时，校正空气过剩系数的。实际上，燃烧控制是维持空气量和煤气的热值之间，有一个固定的比例。
在较大型的炉子上，为了节省燃料，减少钢坯在内高温区的停留时间，防止钢坯脱碳和减少氧化烧损。炉子的温度的控制， 还可以采取切断烧嘴排数的方法来实现。当炉子产量下降，进入炉内的空气量和燃料量降到某一值时，炉子上的最后一排烧嘴自动关闭；产量继续下降，进入炉内的空气量和燃料量降到又一值时，自动关闭后面倒数第二排烧嘴。但是，在切断燃料供应量，应保持烧嘴中有一定的空气时，防止烧嘴损坏。
3、压力控制系统
（1）炉压控制
炉膛的压力控制是将其压力控制在微正压水平上，主要是为了使高温炉气充满炉膛，防止外部冷空气吸入，影响炉子正常工作。
（2）助燃空气和煤气压力控制
助燃空气和煤气压力要保持在设定值上。这是因为每种烧嘴都是在一定的空气和煤气压力范围内工作的，稳定的空气和煤气压力能保证烧嘴发挥最佳的工作性能。
在煤气压力波动特别大的地方，以及空气和煤气供应系统现故障的时候，还应有煤气稳压装置和自动切断煤气供应的功能，以保证炉子能安全生产。
4、换热器的保护
烟气的余热回收是一项加热炉节能的有力措施。但余热回收装置——换热器，其价格昂贵，使用过程中，使用不当容易损坏，因此，应设置换热器自动保护系统。换热器的保护措施主要有下面三种：热空气放散、稀释空氣控制、防止硫化物腐蚀。
（1）热空气放散。为避免炉子的助燃空气温度过高，换热器由于温度太高引起损坏，要求有一个空气放散系统，在炉子空气总管和换热器空气出口之间的某一个位置放散空气。
通常，空气放散阀门是关闭的，当助燃空气预热温度上升到设定值时，放散阀门打开，这时流经换热器的空气量增加了。这样，使换热器的壁温下降，又不影响炉子的正常工作。
（2）稀释空气控制。为了不超过换热器的安全设计极限，必要时控制烟气进入换热器的温度，用热电偶检测换热器前列管管壁的温度，当温度上升到设定值时，自动向换热器前的烟道内引入冷稀释空气降低烟气温度，从而降低换热器管壁温度，达到保护换热器的目的。
（3）防止硫化物腐蚀。使用含有硫成份的燃料时，烟气中含有水蒸汽和硫的燃烧产物。这些硫化物的温度达到露点时，会粘在换热器的表面，腐蚀和堵塞换热器，影响它的正常工作。
为避免烟气温度过低，烟气中的硫化物腐蚀换热器，必须将换热器的烟气出口温度控制在320℃以上，而炉子产量低时，烟气往往会在这个温度之下。这种控制是让一定的助燃空气通过换热器的旁路管道，降低换热器的热交换，不致烟气温度太低。
5、其它控制
加热炉的热工自动化控制除了上述几项主要控制系统外，还有烟气中含氧量分析装置，彩色CRT显示终端和打印装置等。
烟气中含氧量的多少可以反映燃烧在炉膛内的燃烧情况，从而检验加热炉是否吸冷风，以及空气过剩系数是否取得合适。
为了节约能源，合理组织有效燃烧，必须加强加热炉的热工自动化控制。计算机参与热工自动化控制，有控制精度准确，操作灵活，并且可实现多项参数控制的特点，为加热炉全面实现自动化提供了有利条件。
对于一座炉子是否要全面进行热工自动化控制，要综合各方面的目素。对于一些小的炉子，热工系统简单，采取一般的控制就能满足要求；对于比较大的炉子，加工系统复杂，可以考虑进行全面热工自动化控制。所以，应针对炉子本身的具体情况，因地制宜，合理地配置加热炉的热工控制水平。
参考文献：
[1] 黄徐晶.热轧带钢生产技术.四川冶金，2004，Vol.25，No.2：21-24
[2] 朱长华.我国板带钢生产状况及发展趋势.湖南冶金，2001，Vol.25，No.2：15-20
[3] 刘芳，杨文军.我国热连轧宽带钢轧机“九五”投资效果预测及今后发展的建议.中国冶金，1998，Vol.25，No.2：16-20