步进式加热炉是热轧车间的核心高温设备，炉底水梁与滑轨在 1250 ℃ 炉膛内承受高温氧化与重载荷，必须强制冷却。传统开式冷却水易结垢导致水梁爆裂事故，本项目采用 SAMIT 全焊式板换构建闭式循环冷却系统，从源头消除结垢风险。
一、项目背景
客户
华北某大型钢铁集团热轧厂，新建 1880 mm 热轧线，配套步进式加热炉 2 座。
加热炉规格
单座产量 380 t/h（钢坯），炉膛温度 1250 ℃，炉底水梁 + 滑轨总重 280 t。
冷却要求
- 闭冷水出口 ≤ 55 ℃
- 系统压力 0.6 MPa
- 供水保证率 99.9%
二、技术方案
采用 SAMIT WB30 全焊式板式换热器，单台换热面积 180 m²。闭冷水侧为除盐除氧软化水（永久闭式循环），开冷水侧为常规工业水（开式）。两路水通过全焊式板换完全隔离，闭冷水可长期运行无需补充，从根本上避免水梁结垢。
| 参数 | 闭冷水侧（热侧） | 开冷水侧（冷侧） |
|---|---|---|
| 介质 | 除盐除氧水 | 工业水（开式塔冷却） |
| 进口/出口温度 | 55 / 43 ℃ | 30 / 41 ℃ |
| 流量 | 900 m³/h | 1150 m³/h |
| 压力等级 | PN10 | PN10 |
| 压降 | 38 kPa | 42 kPa |
| 换热量 | 12 MW（单台） | |
| 板片 | 316L 全焊式，无垫片 | |
三、工艺流程
四、实施过程
- 方案设计：基于 380 t/h 加热炉最大热负荷 24 MW，配置 SAMIT WB30 全焊板换 2 台并联（无备用，单台故障降负荷运行）
- 闭冷水处理：外置除氧 + 氮气覆盖定压，保证闭冷水溶解氧 ≤ 0.1 mg/L，电导率 ≤ 10 μS/cm
- 调试考核：168 小时满负荷运行，闭冷水进出口温差稳定 12 ℃，系统压降 80 kPa（含管路），K 值 4800 W/(m²·K)
核心优势：全焊式结构无垫片，可承受高温冲击与压力波动；316L 板片抗工业水腐蚀；板换体积仅为管壳式的 1/5，可嵌入加热炉侧面的紧凑机房。无垫片设计意味着 5–8 年无需更换任何耗材，仅靠 CIP 在线清洗即可维持性能。
五、运行效果
设备可靠性
3 年运行零泄漏，水梁零结垢事故，K 值稳定 4800 W/(m²·K)。
占地与投资
较管壳式方案占地节省 80%，机房仅 35 m²，总投资下降 22%。
运维成本
无需更换垫片，年运维成本仅管壳式的 30%。
六、经验总结
钢铁加热炉冷却的第一原则是"绝不能结垢"，因为水梁一旦结垢，传热恶化会导致钢坯变形甚至炉底结构损坏。SAMIT 全焊式板换 + 闭式循环方案从源头消除杂质进入水梁的可能，且全焊结构应对温度压力波动的能力远超垫片板换。建议冶金高温冷却场景统一采用全焊式板换。