本发明涉及加热炉汽化冷却装置技术领域，更为具体地，涉及一种产过热蒸汽的步进式加热炉汽化冷却装置。
背景技术：
目前，国内的轧钢厂对步进式加热炉一般采用水冷和汽化冷却两种水管冷却方式保证加热炉内支撑钢坯的水管限温的要求，水冷方式不仅不回收炉膛内水管的余热，还需要消耗大量的能源维持水冷系统的运行，现行的步进式加热炉水冷方式已很少在应用；汽化冷却方式不仅能回收余热，而且运行消耗的能源很少，但是目前步进式加热炉汽化冷却系统均采用产饱和蒸汽的汽化冷却装置，其产生的蒸汽不过热，导致所产的蒸汽品质很差。
技术实现要素：
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种产过热蒸汽的步进式加热炉汽化冷却装置，以解决现有技术的汽化冷却装置产生的蒸汽品质差的问题。
为了实现上述目的，本发明通过以下的技术方案来实现的：
一种产过热蒸汽的步进式加热炉汽化冷却装置，包括，
给水泵，其与加热炉外给水相连通；
汽包，其进水口与给水泵的出水口连通；
过热蒸汽产生水梁，其设置在加热炉炉膛内的预热段固定梁上或者预热段活动梁上，过热蒸汽产生水梁的蒸汽进口与汽包的蒸汽出口相连，过热蒸汽产生水梁的蒸汽出口与外部过热蒸汽管网连通；
循环水泵，其进水口与汽包的循环水出口相连；以及
汽水混合物产生水梁，其至少设置在加热炉炉膛内的预热段固定梁、加热段固定梁、均热段固定梁中的一种上和/或至少设置在加热炉内的预热段活动梁、加热段活动梁、均热段活动梁中的一种上，汽水混合物产生水梁的进水口与循环水泵的出水口连通，汽水混合物产生水梁的出水口与汽包的汽水混合物进口连通；其中，
过热蒸汽产生梁与汽水混合物产生水梁设置在加热炉炉膛内不同的固定梁或活动梁上。
优选的是，过热蒸汽产生水梁设置在预热段固定梁上，汽水混合物产生水梁包括设置在加热段固定梁的第一汽水混合物产生水梁、设置在均热段固定梁上的第二汽水混合物产生水梁、设置在预热段活动梁上的第三汽水混合物产生水梁、设置在加热段活动梁上的第四汽水混合物产生水梁以及设置在均热段活动梁上的第五汽水混合物产生水梁；第二汽水混合物产生水梁与第一汽水混合物产生水梁依次串联连接后其进水口与循环水泵的出水口连通，其出水口与汽包的汽水混合物进口连通；第五汽水混合物产生水梁、第四汽水混合物产生水梁以及第三汽水混合物产生水梁依次串联连接后其进水口与循环水泵的出水口连通，其出水口与汽包的汽水混合物进口连通。
优选的是，过热蒸汽产生水梁设置在预热段活动梁上，汽水混合物产生水梁包括设置在预热段固定梁的第一汽水混合物产生水梁、设置在加热段固定梁上的第二汽水混合物产生水梁、设置在均热段固定梁上的第三汽水混合物产生水梁、设置在加热段活动梁上的第四汽水混合物产生水梁以及设置在均热段活动梁上的第五汽水混合物产生水梁；第三汽水混合物产生水梁、第二汽水混合物产生水梁以及第一汽水混合物产生水梁依次串联连接后其进水口与循环水泵的出水口连通，其出水口与汽包的汽水混合物进口连通；第五汽水混合物产生水梁和第四汽水混合物产生水梁依次串联连接后其进水口与循环水泵的出水口连通，其出水口与汽包的汽水混合物进口连通。
优选的是，还包括分配联箱，分配联箱的进水口与循环水泵的出水口相连，分配联箱的出水口与汽水混合物产生水梁的进水口相连。
优选的是，还包括减温水路和设置在减温水路上的减温水调节阀，减温水路的进水口与循环水泵的出水口连通，减温水路的出水口与过热蒸汽产生水梁的进水口连通。
优选的是，设置在活动梁上的汽水混合物产生水梁的进水口上游设置有入口步进装置，设置在活动梁上的汽水混合物产生水梁的进水口下游设置有出口步进装置。
优选的是，入口步进装置和出口步进装置的进水口固定不动，入口步进装置和出口步进装置的出口跟随加热炉活动框架的运动而运动。
优选的是，所述过热蒸汽产生水梁与所述汽水混合物产生水梁均是沿着加热炉内钢坯前进方向布置的。
与现有技术相比，本发明至少具有以下的有益效果：本发明回收了步进式加热炉运行过程中炉膛内支撑钢坯、推动钢坯前进的固定水梁和活动水梁中余热，同时在利用布置在步进式加热炉炉膛内低温区域的的预热段固定水梁或者预热段活动水梁作为蒸汽过热器，依靠一路减温水来控制过热蒸汽出口温度，从而控制预热段固定水梁或者预热段活动水梁不超温，能安全支撑炉膛内前进的钢坯重量，产生能量品质高的过热蒸汽。同时由于预热段固定水梁或者预热段活动水梁中流经的是过热蒸汽，温度较饱和蒸汽高，对比与预热段固定水梁或者预热段活动水梁中经过饱和水来说，与炉膛内烟气的换热温差减小，导致换热量减少，因此本发明的汽化冷却装置带走的余热量较少，整个步进式加热炉的燃料耗量也相应较少；综上所述，本发明既提高了步进式加热炉余热回收的能量品质，又降低了步进式加热炉的燃料耗量。
为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1为实施例1的结构示意图；
图2为实施例2的结构示意图。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
实施例1：
如图1所示，本实施例回收的余热是加热炉炉膛内支撑钢坯运动的固定梁和活动梁中的余热。汽化冷却装置包括给水泵1、汽包2、热水循环泵3、分配联箱4、过热蒸汽产生水梁以及汽水混合物产生水梁。给水泵1和汽包2设置在加热炉炉膛外，给水泵1的进水口与外部给水连通，给水泵1的出水口与汽包2的进水口连通。汽包2的出水口与热水循环泵3的进水口相连，热水循环泵3的出水口与分配联箱4相连，从汽包2出来的水被热水循环泵3泵入分配联箱4中，再被分配联箱4分配至下一道工序中。
在加热炉炉膛中，沿着钢坯前进的方向，根据炉膛中烟气温度的不同，分为三个区域：预热段、加热段和均热段，预热段的烟温为600～1000℃，其中设置有预热段固定梁和预热段活动梁；加热段的烟温为1000～1400℃，其中设置有加热段固定梁和加热段活动梁；均热段的烟温为1000～1400℃，其中设置有均热段固定梁和均热段活动梁。在本实施例中，过热蒸汽产生水梁为设置在预热段固定梁上的预热段固定水梁8，汽水混合物产生水梁则包括设置在加热段固定梁的加热段固定水梁7、设置在均热段固定梁上的均热段固定水梁6、设置在预热段活动梁上的预热段活动水梁11、设置在加热段活动梁上的加热段活动水梁10以及设置在均热段活动梁上的均热段活动水梁9。均热段固定水梁6和加热段固定水梁7依次串联连接后，均热段固定水梁6的进水口与分配联箱4的循环水出口连通，加热段固定水梁7的出水口与汽包2的循环水进口连通；均热段活动水梁9、加热段活动水梁10以及预热段活动水梁11依次串联连接后，均热段活动水梁9的进水口与分配联箱4的循环水出口连通，预热段活动水梁11的出水口与汽包2的汽水混合物进口连通。其中，预热段固定水梁8、加热段固定水梁7、均热段固定水梁6是固定在步进式加热炉的固定框架上，在加热炉运行过程中固定不动。预热段活动水梁11、加热段活动水梁10以及均热段活动水梁9是固定在步进式加热炉的活动框架上，在加热炉运行过程中随着活动框架的运动而运动。因此，在均热段固定水梁6的上游还设置有入口步进装置5，在预热段活动水梁11的下游还设置有出口步进装置12；入口步进装置5和出口步进装置12的进水口是固定不动的，而入口步进装置5和出口步进装置12的进水口是可以跟随着活动水梁运动而运动的，因此通过采用入口步进装置5和出口步进装置12可以保证在步进式加热炉正常运行时由于活动框架运动带动活动水梁运动而不会导致固定的设备被拉坏。
分配联箱4上的两个循环水出口，其中一个循环水出口依次与均热段固定水梁6、加热段固定水梁7串联连接，即均热段固定水梁6的进水口与分配联箱4上的一个循环水出口连通，加热段固定水梁7的出水口与汽包2的汽水混合物进口连通；分配联箱4上的另一个循环水出口依次与入口步进装置5、均热段活动水梁9、加热段活动水梁10、预热段活动水梁11以及出口步进装置12串联连接，即入口步进装置5的进水口与分配联箱上的另一个循环水出口连通，出口步进装置12的出水口与汽包2的汽水混合物水进口连通。
工作时，外部的给水(～30℃)通过给水泵1打入汽包2中，汽包2中的水经过热水循环泵3打入分配联箱4中，再分配至均热段固定水梁6和入口步进装置5中。热水在均热段固定水梁6中吸热后进入加热段固定水梁7，吸热形成汽水混合物进入汽包2中，流动过程中的阻力依靠热水循环泵3克服，形成一个强制循环过程。进入入口步进装置5中的热水依次流经均热段活动水梁9、加热段活动水梁10和预热段活动水梁11，吸热形成汽水混合物后进入出口步进装置12，接着进入汽包2中，流动过程中的阻力依靠热水循环泵3克服，形成一个强制循环过程。以上两路产生的汽水混合物在汽包2中经过分离后，饱和水再次经过热水循环泵3打入汽水混合物产生水梁中吸收烟气余热；饱和蒸汽则进入预热段固定水梁8中，吸收余热后成为过热蒸汽送入外部蒸汽管网。
本实施例的汽化冷却装置还包括减温水路14和设置在减温水路14上的减温水调节阀13，减温水路13的进水口与循环水泵3的出水口连通，减温水路14的出水口与预热段固定水梁8的进水口连通。当预热段固定水梁8出口的过热蒸汽温度过高或过低时，将减温水路14中的减温水送至预热段固定水梁8中，通过调节该减温水路14上的减温水调节阀13，控制进入预热段固定水梁8中的减温水量，从而达到控制过热蒸汽温度的目的。
实施例2：
如图2所示，与实施例1不同的是，过热蒸汽产生水梁为设置在预热段活动梁上的预热段活动水梁11，汽水混合物产生水梁则包括设置在预热段固定梁上的预热段固定水梁8、加热段固定梁的加热段固定水梁7、设置在均热段固定梁上的均热段固定水梁6、设置在加热段活动梁上的加热段活动水梁10以及设置在均热段活动梁上的均热段活动水梁9。分配联箱上的两个循环水出口，其中一个循环水出口依次与均热段固定水梁6、加热段固定水梁7以及预热段固定水梁8串联连接，即均热段固定水梁6的进水口与分配联箱4上的一个循环水出口连通，预热段固定水梁8的出水口与汽包的汽水混合物进口连通；分配联箱4上的另一个循环水出口依次与入口步进装置5、均热段活动水梁9、加热段活动水梁10以及出口步进装置12串联连接，即入口步进装置5的进水口与分配联箱4上的另一个循环水出口连通，出口步进装置12的出水口与汽包的汽水混合物进口连通。本实施例中的汽化冷却装置也设置有减温水路14以及设置在减温水路14上的减温水调节阀13，减温水路14的进水口与入口步进装置5的出水口相连，减温水路14的出水口与预热段活动水梁11的进水口相连。
外部的给水(～30℃)通过给水泵1打入汽包2中，汽包2中的水经过热水循环泵3打入分配联箱4中，再分配至均热段固定水梁6和入口步进装置5中。进入均热段固定水梁6中的热水依次流经均热段固定水梁6、加热段固定水梁7和预热段固定水梁8后，吸热形成汽水混合物进入汽包2中，流动过程中的阻力依靠热水循环泵3克服，形成一个强制循环过程；进入入口步进装置5中的热水依次流经均热段活动水梁9和加热段活动水梁10，吸热形成汽水混合物后进入出口步进装置12，接着进入汽包2中，流动过程中的阻力依靠热水循环泵3克服，形成一个强制循环过程。以上两路产生的汽水混合物在汽包2中经过分离后，饱和水再次经过热水循环泵3打入水梁中吸收烟气余热；饱和蒸汽则进入预热段活动水梁11中，吸收余热后成为过热蒸汽送入外部蒸汽管网。
当预热段活动水梁11出口的过热蒸汽温度过高或过低时，从入口步进装置5之后引入的减温水路14被送至预热段活动水梁11中，通过调节该减温水管路14上的减温水调节阀13，控制进入预热段活动水梁11中的减温水量，从而达到控制过热蒸汽温度的目的，此时减温水路14是可以和活动水梁一起运动的。
本发明回收了步进式加热炉运行过程中炉膛内支撑钢坯、推动钢坯前进的固定水梁和活动水梁中的余热，同时在利用布置在步进式加热炉炉膛内低温区域的的预热段固定水梁或者预热段活动水梁作为蒸汽过热器，依靠一路减温水来控制过热蒸汽出口温度，从而控制预热段固定水梁或者预热段活动水梁不超温，能安全支撑炉膛内前进的钢坯重量，产生能量品质高的过热蒸汽。同时由于预热段固定水梁或者预热段活动水梁中流经的是过热蒸汽，温度较饱和蒸汽高，对比与预热段固定水梁或者预热段活动水梁中经过饱和水来说，与炉膛内烟气的换热温差减小，导致换热量减少，因此本发明的汽化冷却装置带走的余热量较少，整个步进式加热炉的燃料耗量也相应较少。
综上所述，本发明既提高了步进式加热炉余热回收的能量品质，又降低了步进式加热炉的燃料耗量。
如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的产过热蒸汽的步进式加热炉汽化冷却装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的产过热蒸汽的步进式加热炉汽化冷却装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。