步进底式加热炉在中钢高线轧机的应用
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步进底式加热炉在中钢高线轧机的应用
苏艳珍程卫人
摘要介绍了中钢公司高速线材厂步进炉的技术性能和特点,由于制定了合理的工艺制度,并采用新型材料,先进液压电气系统和炉头端墙结构等,加热炉基本实现了高效率,高炉龄,低消耗,低烧损。
关键词步进底式加热炉,改造,实践
The Application of Walking-beam Reheating Furnace in High Speed Wire Production Line in China International Iron and Steel Products
Company
Su Yanzhen Cheng Weiren
(ChinaInternationalIron SteelProductsCo.,Ltd.,Fuzhou,350015)
Abstact The technology performance and characteristics of walking-beam reheating furnace in High Speed Wire Plant in China International Iron and Steel ProductsCo.,Ltd are introduced.The reheating furnace possesses high efficiency,long compaign,low consumption and burning loss after using the reasonable operating rules,new material,advanced hydraulic electric systeme tc.
Keywords walking-beam reheating furnace,reformation,practice
1984年,中钢公司从奥地利引进一套年产15万t二手摩根高速线材设备,其加热炉为意大利I.G.F炉子公司于1972年设计建成,1982年停产拆迁。
该步进炉经改造,于1987年3月在中钢高速线材厂投入运行。
1 中钢步进炉的技术性能和特点
1.1 炉子的主要技术性能
步进底式加热炉用于钢坯轧前加热。
炉子尺寸为13.364m×11.892m,有效炉底面积158.9m2。
燃料为0#轻柴油,炉顶采用外混式平焰烧嘴,金属片状四行程换热器,其水平步进行程为250mm,升降为80mm+90mm,最高炉温1200℃。
该炉可加热普碳钢,低合金钢等钢种,加热钢坯尺寸为100~120mm方坯,长11.2m,加热能力55t/h,钢坯出炉温度为970~1050℃。
1.2 炉子的主要特点
(1)节能式的炉型
由于在炉顶上安装平焰烧嘴,降低了炉顶高度,高温段炉顶高1400mm,预热
段炉顶高650mm。
该炉炉型没有明显的分段,即各供热段的长度并不固定,生产中通过调整烧嘴开启的数量和分布来实现各种炉温制度。
此炉型具有加热温度均匀,升温快,节约燃料和可按钢种,产量灵活供热等优点。
(2)钢坯进,出炉方式
钢坯进,出炉全部采用辊道式,侧装侧出结构。
这种炉型结构严密性好,散热损失少,燃料消耗少。
加热好的钢坯在悬臂辊道上出钢,随着出炉辊道的转动,钢
坯表面的氧化铁皮纷纷落入出炉辊道下部的渣坑里,在生产中可随时清理。
(3)大跨度吊挂式整体浇注炉顶加热炉跨度为12.9m,炉顶采用高铝锚固砖和不定形耐火浇注料结构,因而炉子整体性好,使用寿命长。
(4)炉顶平焰烧嘴
加热炉采用燃油平焰烧嘴。
炉顶上18个烧嘴分为两段控制。
平焰烧嘴的火焰贴着炉顶向四周均匀伸展,各供热段“无闲区”,热量均匀向钢坯传递,因此沿钢坯长度加热温度均匀。
平焰烧嘴安装简便,便于维护,为实现燃烧系统自动控制提供先决条件。
应用平焰烧嘴,钢坯加热质量好,尤其是加热硬线,合金钢线材,
无脱碳,氧化少。
中钢公司高线产量在全国仅占3.4%,而硬线却占全国10.65%。
(5)燃烧系统的自动控制
采用日本横河北辰的YS-80热工仪表进行自动控制。
(6)两级余热回收利用
在烟道上设置1套空气金属片状换热器,将空气预热到350~500℃作为助燃空气。
出炉烟气经空气换热器后烟温仍为300℃。
因此在换热器之后又设置1台热管热水锅炉,可供生产,生活用。
这不仅节约重建1套锅炉的投资,而且节省了能源消耗和减少了环境污染,由于采用低温(970~1050℃)出钢,因而导致出炉烟气温度大幅度降低,进烟囱的烟气温度一般在150℃以下。
进行两级余热回收,尤其是利用热管锅炉回收低温余热,不仅投资低,而且故障少。
中钢步进炉的热管热水锅炉运行10年多,其间只进行过积灰清理。
2 步进式加热炉的生产实践
炉子的设计与现场管理是提高加热炉寿命的重要途径之一。
2.1 合理的加热工艺制度
步进炉投产初期,钢坯加热温度为1050~1200℃,但在生产中发现,炉温过
高会带来一系列问题,因而将钢坯加热温度控制在970~1050℃(视钢种而定)。
这不仅使燃油消耗大幅度降低,氧化铁皮量和加热炉故障减少,而且提高了成材率,作业率,最终提高了步进炉的寿命。
1997年,全国高线加热炉每吨材平均燃耗为56.92kg,而中钢高线加热炉每吨材燃耗为32.95kg。
因此,在工艺条件允许和保证成品质量情况下,应尽量按低温限出钢,使步进炉连续,高产,长寿,稳定地生产。
2.2 炉渣的处理
解决清渣难点最有效的措施是采用低温轧制工艺。
但是,无论怎样操作,炉底在生产中还会出现部分积渣,尤其在高温段炉底上面,水封槽内和出料辊下部的
清渣坑里。
因此,及时清渣是保证钢坯在炉底顺行的先决条件。
(1)步进底上部的积渣
高温段炉底上部选用的是抗渣性好的耐火材料。
生产中严格控制烧钢温度,杜绝化钢事故,这样只会产生少量呈松散状炉渣。
随着钢坯向炉头方向移动,氧化铁皮落入水封槽或炉头清渣坑。
只有极少量的积渣残留在炉底上,检修时再清理。
(2)出料辊下部清渣坑的积渣
在炉头9个出料辊下部设有4个清渣坑。
加热好的钢坯经出料辊送至轧机,运行中大量氧化铁皮落入清渣坑,每天定时人工清理。
(3)水封槽内的积渣
生产中在高温段水封槽内的积渣最为严重,水封槽内积渣过多,活动底水封
刀难以正常运行,造成炉内钢坯跑偏,影响出钢节奏,1994年加热炉改造时,在水封槽上设有开启灵活的排渣阀,在生产中可随时清理水封槽中的积渣。
3 用科学技术进步,提高炉子装备水平
几年来,根据生产情况,吸收采用了国内外新技术,新材料和新设备,使加热炉装备水平得到提高。
3.1 新型材料的应用
随着各种新型材料的开发,工业窑炉的装备水平明显提高。
近年来选用了不定形耐火材料,熔抽耐热钢钢纤维,胀缝板,多晶莫来石纤维等新材料。
3.2 液压电气系统
1994年完成了对步进炉液压系统的改造,解决了炉子的同步性能和国产化
备件问题,进一步完善了炉子的操作功能,提高了液压电气系统的可靠性。
改造后炉子液压系统的故障减少55%,产量提高32%。
3.3 炉头端墙结构的改进
对于步进底式大跨度加热炉,采用侧出钢而未设出钢机时,炉头端墙不仅起支承炉顶材料的作用,而且在生产中步进底头部将出炉弯曲的钢坯顶到炉头端墙上顶直后出炉。
因此传统端墙的耐火材料结构,材质极易损坏,有时1年需停炉几次进行抢修。
辊道式侧出钢固然解决了炉头底部积渣的难题,但炉头端墙的寿命又成为生产中的主要矛盾之一。
为此,几年来数次对炉头端墙结构进行了改进,见图1。
图1改进后炉头端墙结构简图
1-故障小炉门;2-挡块异型砖;3, 4-辊颈砖;5-耐热钢挡块;6-端墙
炉头端墙工作面的耐火材料用优质高强钢纤维低水泥浇注料成形的挡块异型砖和球型Cr25Ni20Si2耐热钢挡块,采用双重保护端墙结构,以提高端墙寿命。
3.4 加热炉改造前后主要经济指标
加热炉改造前后的主要经济指标见表1。
表1加热炉改造前后主要经济指标
4 结束语
1997年加热炉年平均热效率为58%,当轧钢高产时炉子热效率可达68%。
加热炉基本上达到高效率,高炉龄,低消耗,低烧损水平,尤其是在1993年年初对加热炉进行较全面的技术改造后,优质,高产,低耗的特色更加突出。
作者简介:苏艳珍,女,48,高级工程师,(0591)3683030-2020。
作者单位:苏艳珍程卫人中国国际钢铁制品有限公司.福州.350015。