加热炉的发展.doc

轧钢加热炉发展动态

随着工业的快速发展, 节约能源、保护环境也越来越受到重视。各国也因此制定了相应的政策, 并应用高科技手段将能耗和污染降低。近年来, 我国在节能和环保工作上加大了政策力度和投入, 取得了显著的成效, 但与先进国家相比,尚存在一定的差距。在冶金、机械等主要部门所用的燃料工业炉中，烟气带走了大量余热,烟气排放中燃烧污染物的含量超标严重, 我国已成为世界上污染较严重的国家之一。如何有效提高工业炉的燃料利用率, 大幅度降低污染排放量是急需解决的问题。因此利用先进技术，引进、消化并开发出新的节能设备，对设施进行改造，使之降低能耗和污染是十分必要的。

一．加热炉的燃烧器
九十年代至今, 美、日、英等国开发出蓄热式燃烧器, 并不断加以发展完善, 实现了高效节能与低污染排放, 现已成功地应用于加热炉、热处理炉、锻造炉等工业炉上。
1.蓄热式燃烧器的原理结构和特点
1.1蓄热式燃烧器的结构
蓄热式燃烧器主要由陶瓷蓄热室、燃料喷口、高温空气喷口、绝热管道、换向阀等组成。燃烧器喷口既是火焰入口又是烟气排出口。蓄热室大多紧靠在燃烧器上, 蓄热体材料的主要成分是氧化铝, 一般采用直径为十几毫米的陶瓷球。近年来已发展采用蜂窝陶瓷体作为蓄热体, 蜂窝陶瓷蓄热体比陶瓷球蓄热体具有更大的比表面, 蓄热效率更高。
蓄热式燃烧器必须成对安装, 两个为一组，其中包括两个相同的燃烧器, 两个蓄热器，一套换向阀门和配套控制系统。最新的蓄热式燃烧器常采用低NOX燃烧技术, 即分级燃烧、烟气回流技术等。燃料分成两部分, 少量的一次燃料与高温普通空气燃烧, 进入炉膛的气体抽引周围炉气, 形成含氧量低于15%的贫氧高温区。 二次燃料在贫氧高温区进行完全燃烧。国外常把这种燃烧方式称为高温空气燃烧技术。
1.2蓄热式燃烧器特点
1.2.1较高的烟气余热回收率
采用蓄热式燃烧器, 可以最大限度地回收烟气中的热量, 能使空气预热到 800 e 以上的高温, 因而增加了炉内的热量, 大大地提高了炉子的热效率。

1.2.2实现低空气系数下完全燃烧
由于助燃空气被预热到着火点以上的高温,燃料与空气一接触就能迅速燃烧, 而炉内部分烟气回流使燃烧火焰体积增大, 促进燃料与空气的均匀混合。空气系数的减小, 不仅提高炉子的热能利用率, 也减小其它部件设备的尺寸。

1.2.3炉温均匀分布
由于一对蓄热式燃烧器是在极短的时间内反复交替燃烧, 火焰长度方向的温差被相互抵消。同时燃料在高温贫氧区燃烧, 火焰体积成倍增大, 火焰的边界几乎扩展到炉膛边界, 从而使得炉膛内温度更加均匀, 温度梯度仅 50 e 左右。因此被加热物料受热均匀, 提高了产品的质量,延长了炉膛及炉内金属构件使用期。

1.2.4炉子热能利用率高。
随着炉膛平均温度增高, 炉内传热增强, 物料加热速度增快, 炉子热能利用率大大提高, 炉子的产量随之增高。对于同样产量的炉窑而言,炉膛尺寸可缩小20%以上。又因为废气的排出温度低、体积小, 可避免采用有耐火材料内衬的烟道、烟囱, 其结构尺寸也可缩小。所以炉子的总尺寸可缩小更多, 设备造价将更低。
蓄热式燃烧器采用高温烟气预热空气、炉内烟气回流技术等, 成功地解决了提高热能利用率和降低燃烧污物排放量两大问题。它的高效节能、低污染体现了当代工业炉发展的方向。我国工业炉窑品种多、数量大、效率低, 燃烧污染物排放量严重超标, 这些都影响了现代化工业的发展速度。蓄热式燃烧器作为一种高效节能、低污染的新型燃烧器, 在国内工业炉上的应用还处于初始阶段, 因此大力推广使用蓄热式燃烧器技术将产生巨大的经济效益和社会效益。

二．轧钢加热炉滑轨
目前轧钢加热普遍使用带有水冷管的连续式加热炉。钢坯在加热过程中，由于水冷管、垫块、隔热包扎层 、管上积渣的屏蔽和吸热作用以及焊接在水冷管上的滑轨 ( 滑块)结构不合理 ，导致被加热的钢坯在接触滑轨的部位形成低温区（称加热黑印)，严重时会造成轧机负荷波动，轧件产生上翘、下扣、侧弯，影响轧制工艺稳定。在生产实践中，为了减少钢坯“ 加热黑印”对轧钢工序产品质量的影响，通常采取提高加热温度或延长钢坯的加、均热时间，放慢轧制节奏 ，有时甚至待轧。即便如此，“ 加热黑印”问题仍没有得到彻底解决，致使能源消耗、氧化烧损以及加热质量等技术经济指标始终徘徊在较低的水平。
1 现有加热炉滑轨存在的问题
1.1滑轨工作面温度低、钢坯热量损失大
滑轨是由焊接在冷却水管上的滑块排列起来 形成供被加热的钢坯在其上面向前运动的轨道。目前，推钢式加热炉所使用的滑块多数为高 6 0～8 0 mm 的实体，其底部焊接在直径为 102～159mm的水管上，水管用耐火材料包扎，其厚度几乎与滑块高度相等。冷却水管的主要吸热通道集中在与高温钢坯接触的滑块顶面上 ，显然，在加热过程中钢坯这一部位的热量损失是非常大的，会形成明显的局部低温区域，被称之为“加热黑印”。

1.2滑块排列方式不合理，加热效率低
附有包扎层的冷却水管及单列密排在其上面的实体滑块与横担在两条或多条滑轨上的钢坯形成了一个或多个 “ Ⅱ”形结构，这个结构几乎完全屏蔽了高温炉气从 “ Ⅱ”结构的两侧向这一区域直接供热，形成加热死角。使钢坯在这一 区域 ，主要依靠 “ Ⅱ”形底部的开口方向吸收热量。由于冷却水管的吸热作用，包扎层表层温度会比炉膛温度低，加上屏蔽的综合作用造成钢坯在“ Ⅱ”形结构内产生局域性次低温带，被称之为“ 加热阴阳面” 。

1.3加热时间长、能耗高、产量低
由于传统滑轨结构问题使钢坯在加热过程中形成较严重的“ 加热黑印”和 “ 加热阴阳面”，只能通过延长坯料受热过程、延长均热时间甚至通过提高炉膛温度来减轻这些加热缺陷，这势必会导致燃料及辅助动力的消耗和钢坯的氧化烧损居高不下，是目前加热炉生产效率低的主要原因。

2 新型滑轨设计
在调查了国内外先进加热炉滑轨结构和安装形式 ，分析各种滑轨使用经验的基础上，我们以鞍山市戴维冶金科技开发有限公司的一项专利产品 “ 孔洞式全热滑轨”作为解决 “ 加热黑印”和“ 加热阴阳面”问题为研究对象 ，对其结构设计、排列方式及工作原理进行了分析研究认为：这种滑轨结构、设计思路科学合理 ，现场实施理论上可行 ，其特征表现为以下几个方面：
( 1 )增加滑块的高度，使增加部分滑块的两个侧面完全暴露在包扎层以外，通过暴露的侧表面直接吸收高温炉膛的热量。一方面会促进滑块顶面温度的提高 ；另一方面能有效地降低冷却水管对滑块顶面的吸热强度，减少与滑块接触的钢坯局部热量损失。
( 2 )滑块的侧面设有若干个交错排列的孔洞，使滑块的底部到顶面的传热通道形成若干个间断点。其目的是阻止冷却水管吸收滑块、钢坯和炉膛的热量。滑块顶面和炉膛的温度会得到有效的保持 ，“ 加热黑印”问题可有效解决 ，炉膛的热量损失减少可节省燃料消耗。
( 3 )将滑块在冷却水管上的排列方式由单列密排改为双列大间距错位排列，这样会使被加热钢坯与滑块接触的部位不在一条线上，呈现出间歇性。根据滑块的排列设计，钢坯在整个加热过程中，其局部接触滑块顶面的时间仅为传统单列密排方式的30%左右。就是说，有近70%的时间，钢坯这一局部能够被直接加热，避免加热黑印的产生，使钢坯各部位的温度趋于一致 。
( 4 )通过对现有滑轨的结构及排列方式的改进，新型滑轨滑块在滑轨的侧面形成许多空隙，高温炉气可以通过这些空隙对两根滑轨之间的钢坯底部直接加热 ，由于传统滑轨形成 “ Ⅱ”形加热屏蔽区而产生 “ 加热阴阳面”问题，得到了一定程度的解决。

三．轧钢加热炉排烟
加热炉是热轧厂的重要热工设备, 它所消耗的主要能量——热能的来源, 是依赖于燃料的燃烧。凡是利用各种燃料燃烧后放出的化学热作为热能来源的炉子, 统称为燃料炉。由于燃料燃烧时一般都会产生明亮的火焰,因此燃料炉又可称为火焰炉。这类炉子的特征是燃料在炉子燃烧室或炉膛空间内进行燃烧, 燃烧后生成炽热的燃烧产物(载热气体) , 载热气体的热量以对流和辐射传热的方式传递给炉壁和炉料后,必须通过排烟系统(包括烟道和烟囱) 及时地排出炉外。 因此排烟系统是燃料炉的重要组成部分,一旦排烟系统发生故障,将给生产带来如下的影响:
( 1) 炉内气体流动不顺畅, 燃烧烟气不能及时排出炉外,影响传热的正常进行;
( 2) 造成炉膛的压力偏高,炉内热气体通过炉门、窥视孔等向外溢气, 不仅增加炉子的溢气热损失, 同时恶化了环境；
( 3) 影响燃料在炉内的正常燃烧。由于燃料在燃烧室或炉膛内燃烧时,需要有一定的燃烧空间,若炉内气体流动不顺畅, 已完成传热任务的烟气不能及时排出炉外, 则这些气体将充满燃烧室和炉膛, 造成燃烧空间被堵塞,不能保证生产的正常进行。

四．轧钢加热炉烟气的余热利用
轧钢加热炉烟气的余热利用既是一个老课题,也是一个新课题。说它是老课题,是因为最近十几年来一直在谈这个问题。说它是新课题,是因为在钢铁企业的生产实践中烟气余热利用的水平并不高,而且一直没有质的突破。主要表现在余热利用的程度不够充分，面不够广，有效性也不尽如人意。所以在这方面加强研究是十分必要的。
轧钢加热炉的节能工作是一项系统工程 ,炉子热量的有效利用是要让炉用燃料的发热尽量留在炉内,而不是让它流出炉外后再进行回收,这是个前提,在这个前提下才能谈充分、有效地利用烟气余热。提高轧钢加热炉烟气余热回收率的途径有：
（1）控制合理的烟气出炉温度。烟气的出炉温度常常由于炉子的炉型、加热钢种、轧制的产品属性、炉用燃料等的不同而不同。烟气出炉温度过高或过低都不好,一般认为700～750 ℃的烟气出炉温度综合经济效益最好。
（2）轧钢加热炉的排烟系统和余热回收系统一定要做到严密不吸风,绝热性能良好。不要忽视热风管道的绝热包扎,热风管道只要绝热较好,热风的温降控制在每米0.5℃以下是没有问题的。要防止盲目提高热风温度,因为这样做会增加换热器的造价和给燃烧器的设计制造带来困难。通过计算得出,以出炉烟气温度的55%～65%作为热风温度为最经济合理。
（3）要努力提高余热回收设备的装备水平,积极采用高效的余热回收设备。目前轧钢加热炉的烟气余热利用以预热炉子的助燃空气为最普遍,这方面的高效换热器型式很多,有插件管式、筒状喷流辐射式、箱式喷流、列管式喷流等。应用得最多最广泛的恐怕要算插件管式换热器了。
对轧钢加热炉的烟气余热进行充分回收、有效利用是企业降低产品成本,增强市场竞争能力的有效手段。轧钢加热炉烟气余热的利用水平是衡量炉子总体水平的重要标志。在重点抓好高温烟气余热回收利用的同时,也要重视中低温烟气余热的回收利用。烟气余热利用的渠道要拓宽,除用来制热外也可用来制冷,尤其是溴化锂吸收式冷水机组特点适用于余热制冷,有推广价值。

五．国内外发展状况
1.国外轧钢连续加热炉的发展方向
近代国外轧钢连续加热炉的发展方向是 ：
（1）提高炉子生产率,例如一座现代化大型连续加热炉的产量能达350～420吨/时；
（2）降低单位燃耗或热耗 (千卡/ 公斤)。日本轧钢生产的单位热耗是世界上最先进的；
（3）减少氧化铁皮烧损,一般不超过2%；
（4）减少噪音和公害。对于车间风机和烧嘴等产生的噪音，不允许超过70～80 分贝；
（5）从轧机到加热炉,实行最佳程序自动控制。

2. 国外轧钢连续加热炉的主要进展和我国的差距
2.1采用新型燃烧器
近年来世界工业发达国家为了节约能源,改善炉内传热条件和减少公害等,研制成功多种燃烧器。已在轧钢加热炉上较普遍应用的是：
（1）火焰长度可调烧嘴。 煤气调焰的方法有预混法、改变煤气流股直径法、旋流法等。美国瑟菲斯分部研制的一种火焰长度可调烧嘴，就是应用改变煤气流股直径法。
（2）平焰烧嘴。 这种烧嘴可形成厚度100～250 毫米，直径600～2000毫米的圆盘状平火焰。平焰烧嘴和一般直焰烧嘴相比，它造成的温度场、热流场和压力场都比较均匀,因此可使加热炉性能改善，并简化炉体结构，有利于自动控制。国内已在推广,并使用了低发热值煤气。上钢八厂二车间加热炉炉顶安装了平焰烧嘴后,各钢种月平均单位燃耗降低了18.2%。
2.2采取综合措施,降低单位燃耗
2.2.1采取最佳炉底强度。日本认为炉底强度有一个最佳值,超过此值,单位燃耗便增加。从节约能源观点出发,这个最佳值应为550～650公斤/米2.时。我国大量中小型轧钢厂的加热炉炉底强度低于 550公斤/米2.时。因此,还可加大供热量来提高炉子产量。
2.2.2正确掌握热工操作。 根据日本的经验,对炉子进行热工测定,包括热平衡和加热曲线、压力分布,以寻求最佳的热工操作制度；根据料坯尺寸、材质、产量等条件确定相应的供热量、冷却水用量、料坯加热温度和炉尾排烟温度；绝不容许炉温超过规定值。提高操作技术水平,停产时全部灭火,开炉时缩短升温时间；按供热量变化,调节炉压以防止吸冷风；尽量减少开炉门的时间,并保持炉门关闭严密；严格控制出钢速度和时间,按轧制速度来控制各段炉温,防止 “待轧” ；减煤气时,先减煤气后减空气；增煤气时,应先增空气后增煤气。无论任何条件下,应在保证燃料完全燃烧条件下来调节燃一空比值,使炉尾烟气中含氧量减少到1%～2%。采用锆氧分析仪检测废气含氧量。
我国轧钢加热炉热工操作技术水平与国外相比差距还很大,例如多数炉子采取大火高温强化加热,没有控制炉温在较低限；没有严格控制出钢速度 ,“待轧”严重,在操作过程中开炉门的时间长,次数多。另外,我国多数厂轧机作业率低,轧机小时产量低,也直接影响炉子燃耗。
2.2.3注意热装和余热利用 。利用烟道中废气来预热燃烧用空气和煤气的好处是众所周知的。国外大型加热炉,一般都安装换热器,既预热空气又预热煤气,如不预热燃料,至少要预热空气。近年来由于能源危机,要求出炉烟气温度低于800℃，故美国趋向用金属管状换热器,日本喜用片状换热器,寿命长达五年。英国正在研究能将空气预热到1100℃ 的装置；一种高效率的用镁铝硅微孔泡沫玻璃陶瓷制回转蓄热室,可以将废气热量回收90%。
我国已制成高硅铸铁片状管换热器。目前我国仅有少数大型轧钢加热炉安装陶土空气换热器和余热锅炉,但其中多数陶土换热器漏气率太大或年久失修；金属换热器由于未用耐热材料和未考虑保护措施,寿命很短,使用效果不良。

步进式加热炉

六十年代以前，轧钢厂主要采用连续推钢式加热炉。随着轧机的大型化，炉子除了增加受热面积外，更重要的是增加加热段的段数。换言之，是增加炉子长度上的“平均辐射温压” ，最终是延长了炉子有效长度。炉型相应的演变是从一段单面加热、二段双面加热、三段双面加热、多段双面加热发展到接近恒温炉。此后再增加炉长，就受到推钢比的限制。因之,到六十年代后期,就出现了步进式加热炉。
步进式加热炉与推钢式加热炉相比，有以下优点：不拱钢、不粘钢、氧化烧损小、脱碳少、加热时间短、加热操作灵活、易于和轧制节奏相匹配、加热过程中不划伤、炉子长度不受限制、自动化程度高、易于采用计算机控制等。下面从节能、结构和设计这三方面介绍步进式加热炉。

步进式加热炉的节能
1.采用热装热送新工艺
冶金企业是能源消耗大户, 各工序几乎都有热能消耗。如果在上一道工序中保存其余热, 在下一工序中加以利用,可以明显地降低该工序的能源消耗。钢坯的热送热装技术是工艺装备、自动控制等方面的综合技术。莱钢热带车间和初轧车间相接, 初轧坯剪切后的温度达到 900℃以上, 采用最短的工艺流程及时将热坯送到加热炉前是保证热装温度的关键,完善可靠的热坯下线、 热坯的清理及适当的缓冲是保证热送率的基础。带钢坯热送热装工艺线本着以上原则,将装炉辊道与初轧移送辊道直接相连结。装炉辊道前设置热坯收集的垛钢机, 以保证带钢停轧时,热坯及时下线。 在装炉辊道的另一端设置了冷坯上料台架。 为保证有缺陷钢坯及时入炉,设置了钢坯清理辊道及台架, 可存放6 支钢坯,和初轧拉钢机配合使用,可为热送生产提供20t 左右的缓冲能力。带钢坯热送热装工艺的顺利实现, 使钢坯的热装率达到 75%～80% , 热装温度在700～850℃之间,取得了满意的效果。
2.降低钢坯加热温度
在不影响轧钢要求的前提下,适当降低钢坯加热出炉温度,可以明显地减少燃料的消耗量, 取得较大的经济效益。虽然加热温度的降低, 要增加电耗,但是单位燃耗与钢坯加热温度之间呈抛物线关系。在一般轧钢加热温度范围内, 温度平均每降低10℃,燃料节约率为2.1%。另外单位电耗与钢坯加热温度之间呈直线关系。直线的斜率很小, 温度平均每降低10℃,电能增长为0.8%。为此研究适当降低轧制温度, 经过试验确定以原加热温度的下限轧钢,控制在 1100℃左右,经过一段时间的连续运行完全符合轧制要求,取得了明显的节能效果。
3.对助燃空气进行预热
对空气进行预热, 充分利用烟气的余热是节能的一项重要措施。据统计, 空气预热温度每提高100℃, 可节能5%。带钢加热炉采用引风机强制上排烟,炉尾排烟温度一般在800℃左右,最大烟气量为3万m3/ h。据此选用的预热器为高效带插入件的管状预热器。它由三组组成, 为双行程预热器,高温组由耐热钢制作,低温组由普碳钢制作, 每根换热管内设有S型插入件, 加强了热量传递,提高了综合传热系数。空气预热温度可达500℃,生产过程中一般控制在400～500℃之间,以保护预热器。

步进式加热炉的结构
1.装出料系统
　　装出料系统主要由一台变幅变距步进分钢台架、输送辊道、定位推钢机及夹送辊推钢式出钢机组成。为便于冷热坯交替上料, 分钢台架设在连铸坯通道外侧,冷坯由磁盘吊成排吊至分钢台架。分钢台架可独立进行分钢操作,有挡钢钩挡料,在接到进钢信号时,分钢机送出一根钢坯至输送辊道。
热装时, 接到进钢信号时,热坯可通过热坯辊道送出一根钢坯进入辊道。
输送辊道按现场实际分作3组:第一组为辊道， 装有光电检测装置, 对进料, 特别是冷坯进料是否正常作出判断,信号进入加锁系统；第二组为中间辊道,钢坯在输送过程中由光电装置测出长度,以确定钢坯入炉前的停止位置；第三组为炉前辊道,根据布料制度, 设有端部固定挡板及中部气动升降挡板,以适应不同长度坯料布料的需要。
　　定位推钢机设在炉前辊道外侧,接到装料信号后启并按指令以2 个不同行程将钢坯推入炉内不同位置,以满足不同断面冷热布料的需要。
　　出钢机设在加热炉连铸侧出料口外, 接到信号后工作,将钢坯顶推至轧机侧轧机受料辊道。在推钢机及出钢机上装有工业摄像机, 以便对进料和出料进行监控。 在推钢机连铸侧配有操作室,在出钢机上装有机旁操作箱, 两者均可由选择开关实现手动(试车状态)或自控( PLC 联动)两种控制方式。

2.炉底及炉底机械
　　炉底由固定底与活动底组成。
　　固定底作为加热炉炉底的主要构成, 砌筑在炉底钢结构上, 四周与炉墙按常规连接,由多种不同材质、不同比重的保温隔热材料及高强浇注料组成复合炉衬。为满足冷热坯交替进料, 采用步进梁与步进底两段组合的炉型。因此,在装料端炉底开有供步进梁升降平移的槽孔。步进梁架设在装料端平移框架上,并在装料端与提升框架、水封、水封槽及炉底机械构成装料端步进梁式步进系统。在出料端固定底开有供活动底(步进底)升降平移的槽孔。活动底架设在出料端平移框架上, 在出料端与提升框架、水封、水封槽及炉底机械构成出料端步进底式步进系统。在步进底两端均装有水梁,用以供步进梁接受坯料及向出钢槽送出坯料。
　　加热过程中, 停留在炉前辊道上的坯料由推钢机推至炉内规定位置,步进梁升起接走坯料, 作规定距离的步进(平移)运动, 在完成一个步距后下降, 将坯料停放在装料端固定底上。经过若干次步进,坯料被移至步进梁出料端端头,当坯料由步进梁托起并前进一个步距后,步进底升起,以其端部的水梁与步进梁纵向交错等待受料, 此进步进梁下降,将坯料停放在步进底水梁上。步进底平移、 下降,将坯料交给出料端固定底, 完成步进梁与步进底之间的坯料交接。

3.液压站
　　液压站作为加热炉步进送料的动力源, 被安装在加热炉进料口前方的地下室内。由高位大容量油箱、泵组、插装式阀台、蓄能器等组成。
　　在主泵管网上备有一台与其他主泵同型号、 同排量的备用泵,可根据需要自动投入。
　　根据系统正常工作的需要, 设置了不同油温的报警及连锁系统,以自动控制电磁水阀、冷却器、循环泵、主泵的投入与切除。
　　系统中, 还设置了液位报警与连锁、过滤器堵塞报警等安全系统。
　　通过设在炉坑内机旁操作箱上的选择开关,可选择液压站集中自动操作和机旁手动操作。当手动操作时,箱上装有运行显示、 报警指示等装置。正常运行时，通过设在加热炉操作室操作台上的液压站主要工作状态指示灯,可对炉底机械的工作状态进行监视;通过操作开关,可对炉底机械进行直接操作。

步进式加热炉的设计
宽厚板步进式加热炉为满足宽厚板轧钢车间对加热后板坯的规格和质量要求，不仅产量要大，加热钢种要多，而且加热板坯温度要均匀，要求板坯全长上的温差、内外温差以及接触水梁处黑印温差都要小。同时，该炉采用上下多段供热，要求使用情况和各种性能指标均要达到国内外先进水平。

1.炉型结构设计
宽厚板步进式加热炉将向着优质、低耗和自动化方向发展，而炉型结构则朝多段式的箱式炉方向演变。目前国外对于大型板坯步进梁式加热炉设计已发展到第三代炉型。第一代炉型为上下加热全侧向烧嘴供热炉型；第二代炉型是上加热为曲线全轴向加热炉顶，下加热为全侧向加热；第三代炉型则是上加热全辐射炉顶，下加热为全轴向加热的炉型。实践证明，各代炉型各有利弊。第一代炉型投资较少，但钢坯加热质量较差；第二代炉型虽然在钢坯加热质量上有很大的好转，但不太适合炉宽大于 8 m的炉子；第三代炉型造价太高。

2.燃烧系统设计
炉子自装料端至出料端沿炉长上分为不供热的预热段、第一加热段、第二加热段和均热段，各供热段又分为上下两段分别进行温度控制。全炉共有6个温度控制段。
炉子产量降低或停炉待轧，炉子的热负荷降低，某些燃烧段上的烧嘴便会出现燃烧能力下降，火焰长度缩短等，致使炉内钢坯受热不均匀，甚至会出现局部过热或过烧现象。供热段大部分采用火焰长度可调的侧部调焰烧嘴，该烧嘴可以调节火焰的长度并在低流量的情况下保持火焰的刚性，这样可以很好地避免上述情况。

3.炉底步进机构设计
炉底步进机构主要由斜轨、升降框架、水平框架、水封槽及刮渣板、步进梁、上定心装置、水平缸、行程检测器等部分组成。
步进机构采用节能型的液压系统，以降低装机容量并节约电耗，分为水平运动和升降运动，原始位置设置在后下方。步进梁在上升过程中，将板坯从固定梁上托起至后上位，然后步进梁前进至前上位，板坯在炉内向前移动一个步距，步进梁下降至前下位，将板坯放于固定梁上，而后步进梁返回原始位置，完成一次步进正循环动作。经如此多次循环，板坯从炉子装料端一步步地向出料端移动，致使到达出料端的板坯已被加热到预定的温度等待出炉进行轧制。
步进梁以矩形轨迹运行，即分别进行升、进、降、退的连贯动作。并且在水平运动和升降运动过程中，运行速度是变化的。其目的在于保证水平运动和升降运动的缓起缓停，以及在升降过程中，步进梁从固定梁上托起或向固定梁上放下板坯时能轻托轻放，防止步进机械产生冲击和振动，避免损伤梁上的绝热材料和炉内板坯表面氧化铁皮的脱落，延长维修周期和使用寿命。

4.汽化冷却系统的设计
汽化冷却系统比水冷却的投资要高，但高出的投资可以在1～2年内从回收的蒸汽效益和节水效益中全部收回。
由于支撑梁采用下进、下出的冷却水进、出方式，自然循环已经无法克服冷却系统的阻力。为对支撑梁的有效冷却、防止超温，汽化冷却系统采用强制循环方式。
汽化冷却系统由除氧给水系统、汽包及蒸汽系统、循环水系统、水梁冷却回路、排污系统及取样系统等组成。步进梁式加热炉采用汽化冷却的关键设备是旋转接头，旋转接头是专利技术，双道密封，旋转几万次不泄漏，运行十分可靠。
通过“设计—改进—再设计—再改进”的不断循环，充分考虑能源、经济、技术和环境四方面因素，并利用计算机对加热炉的整个生产过程进行智能、模糊控制，从而设计出真正低成本、高效率、环保型的绿色加热炉系统，最终实现宽厚板复杂的紧凑式生产节奏。