转炉汽化冷却系统(凌钢)的特点分析

转炉汽化冷却系统的改进及运行参数优化
富志生
【期刊名称】《酒钢科技》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】简要分析了酒钢炼轧厂转炉扩容后,汽化冷却系统运行中出现的问题,对汽化系统自动放散功能进行恢复改进以及对汽化系统运行参数进行优化,目的在于减小汽包水位波动、降低汽化系统压力,延长烟道的使用寿命,为转炉高效安全生产创造条件同时提高转炉蒸汽回收,降低转炉工序能耗。

【总页数】4页(P63-66)
【作者】富志生
【作者单位】炼轧厂炼钢作业区
【正文语种】中文
【中图分类】TF748.2
【相关文献】
1.转炉汽化冷却系统的改进及参数优化 [J], 富志生
2.120 t转炉汽化冷却系统运行存在问题及改进 [J], 朱秀强
3.120吨转炉氧枪设备本体安全参数优化和应用改进 [J], 段秋萍
4.梅钢4#转炉汽化冷却系统结垢分析及在线处置 [J], 胡小龙
5.转炉末段烟道汽化冷却系统改造 [J], 周鑫龙
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转炉汽化冷却系统的改进及参数优化
1 转炉汽化冷却系统的重要性
转炉汽化冷却系统是转炉冶炼过程中不可或缺的一部分。

传统的
汽化冷却系统通常采用水喷淋或者流水冷却的方式来减缓炉料的温度，但这种方式存在着水资源消耗大，耗电量高，产生废水等问题。

因此，对于转炉汽化冷却系统的改进和参数优化，既可以实现节约能源和减
少环境污染，也可以提高生产效率和冶炼质量。

2 转炉汽化冷却系统的改进
对于传统的汽化冷却系统，可以采取气流汽化冷却的方式进行改进。

这种方式利用压缩空气的强劲冲击力使得炉料快速冷却，从而降
低冶炼过程中的能耗和排放，同时也可以提高冶炼速度和品质。

3 参数优化
针对气流汽化冷却系统，需要优化的参数主要包括气体流速、出
口角度、喷嘴直径等。

其中，气体流速应根据炉内温度、炉料形状等
多种因素进行调整，以获得最佳的冷却效果和能耗消耗比。

出口角度
的调整则可以使得气流对炉料产生更加均匀的冷却效应，从而减轻炉
料的应力，并防止炉料出现裂纹和破碎等问题。

同时，喷嘴直径要在
能够满足气流要求的同时，保证炉料受到充分的冷却。

4 结束语
综上所述，通过对转炉汽化冷却系统的改进和参数优化，可以实现节约能源、减少环境污染、提高生产效率和冶炼质量等多种目标。

因此，需要借助新技术和新材料的应用，推动转炉汽化冷却系统的升级和改进，为钢铁冶炼产业的可持续发展做出贡献。

第一章加热炉汽化冷却系统概述1.1加热炉（尤其蓄热式）一应用概况加热炉是轧钢生产中不可缺少的设备之一，它在很大程度上影响着产品的质量和技术经济指标⑴。

钢铁企业轧钢领域蓄热式换热技术的应用，可从以下几个方面来分：从炉型上分：有推钢式加热炉；步进梁式加热炉；车底式炉；均热炉；罩式炉；带材连续式热处理炉及冶炼连铸领域的烘烤设备。

从匹配的轧机分：棒材、高速线材、中厚板、热带、H型钢、及型钢等加热炉。

其中以步进梁炉为主。

从加热的钢种分，普碳、低和金和特殊钢加热炉。

（暂无加热硅钢坯的业绩）从加热钢坯规格分：方坯最长达16m断面最大为300X400mm板坯最长达15.6m；板坯厚：250mm~300mm在轧钢生产中加热炉必须满足几方面的要求：生产率高、加热质量好、燃耗低、劳动条件好、寿命长。

为了达到这几方面的要求，必须很好的掌握加热炉的结构、原理和设计方法，以便选好、用好、改造好和设计好所需的加热炉。

采用这项技术的企业主要还是集中在地方中小型和民营钢铁企业，并且大部分都是烧纯高炉煤气的蓄热式加热炉，因此这些企业加热钢坯的燃烧成本低，钢铁产品的价格竞争性强，利润率高。

其中代表性的烧高炉煤气的蓄热式步进梁式加热炉有：一是唐山国丰的1450m连铸连轧工程，加热的板坯长15.6m,小时产量达290t的步进梁式加热炉，采用的也是烧高炉煤气的蓄热式步进梁式加热炉，该座炉子已经顺利投产。

加热质量、产量、热耗都达到预想的效果。

唐钢连铸连轧，板坯长15m 产量250t/h,也是烧高炉煤气的蓄热式步进梁式炉，也成果显著[2]。

1.2加热炉的组成结构及热工控制1.2.1加热炉的结构一般加热炉由以下几部分组成：炉膛、燃料系统、供风系统、排烟系统、冷却系统、余热利用装置等。

按钢料在炉内的运动方式分类：推钢式炉、步进式炉、辗底式炉等等。

按空气和煤气的预热方式分类：不预热式炉、换热式炉、蓄热式炉。

蓄热式燃烧系统由蓄热室、煤气燃烧室、换向系统、供风系统、煤气系统、排烟系统等组成，主要由蓄热式烧嘴和换向系统组成。

炼钢转炉汽化冷却烟道使用寿命的研究柴君;梁修福【摘要】The vaporizing cooling flue of steelmaking converter is complicated because of its harsh working conditions,the quality requirements of the equipment (including the design strength and flow calculation,structure,manufacturing,etc.) is very high.It is related to the stability of steel production,and also related to the economic benefits of the steel enterprises,so how to ensure and extend the service life of the flue is particularly important.The main factors affecting the service life of the flue are analyzed,and corresponding measures are given.%炼钢转炉汽化冷却烟道由于所处工况恶劣复杂,对设备的质量(包括设计强度和流量计算、结构、制造、使用等等)要求很高.这关系到钢铁生产的平稳进行,更关系到钢铁企业的经济效益,所以如何保证和延长烟道的使用寿命尤为重要.针对影响烟道使用寿命的主要因素分别进行了分析,并给出了相应的措施.【期刊名称】《工业加热》【年(卷),期】2018(047)001【总页数】3页(P34-36)【关键词】高温热疲劳;受热管壁;交变应力;裂纹;缺口效应;爆管;堆焊【作者】柴君;梁修福【作者单位】烟台国冶冶金水冷设备有限公司,山东烟台265500;烟台国冶冶金水冷设备有限公司,山东烟台265500【正文语种】中文【中图分类】TQ1731 炼钢对汽化冷却烟道的工艺要求概述1.1 炼钢转炉汽化冷却烟道的工况环境炼钢转炉汽化冷却烟道（以下简称烟道）为余热锅炉，属于特种设备。

转炉汽化冷却系统常见问题及解决对策童健民(武钢第一炼钢厂 武汉430083)摘 要 转炉汽化冷却系统的安全稳定运行对于转炉实现高产、稳产是非常重要的,在连续生产过程中影响汽化冷却系统安全运行的因素较多,但常见的问题可以概括为 腐蚀、结垢、堵塞、操作 4类。

结合现场实际对这4类问题提出了具体的解决对策,经过实践完善后取得了较好的效果。

关键词 转炉 汽化冷却 对策Problems Comm only Existed in C onverter V aporized Cooling System and Some SolutionsTONG Jian-min(No.1Stee l -making Plant o f WISCO W uhan 430083)Abstract The safe and stable running of converter vaporized cooling sys te m is very important to the realiz ation of hi gh and s table output.There are many fac tors affecting the safe and s table running i n continuous producti on,but the commonly seen problems can be s ummarized as four ki nds:decay,fil th,s top and operation.The c onc rete solutions to the four ki nds of problems are put forward based on the site practice and good res ults have been obtained.Keywords converter vaporized cooli ng countermeasures转炉汽化冷却系统设备的安全稳定运行是保证被其冷却的转炉稳产、顺产的重要条件之一,在实际生产过程中相当一部分转炉汽化冷却系统暴露出这样或那样的问题,轻则影响转炉产能发挥,重则导致事故发生甚至被迫停炉。

120 t转炉汽化冷却系统运行存在问题及改进朱秀强【摘要】Existing problems and main causes in the operation of the evaporation cool-ing system of 120 t converter at Sanming Steel were analyzed while solutions were put for-ward. Through repeated practice the evaporation cooling process of the 120 t converter was stabilized, equipment service life increased and energy saving efficiency significantly improved.%分析了福建三钢120 t转炉汽化冷却系统运行存在问题、主要影响因素，提出了解决办法。

经过反复实践，稳定了120 t转炉汽化冷却运行工艺，提高了设备使用寿命，同时节电效果显著。

【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】4页(P31-33,37)【关键词】汽化管;强制循环;软化水;改进【作者】朱秀强【作者单位】福建三钢集团有限责任公司炼钢厂、福建三明 365000【正文语种】中文【中图分类】TF713转炉汽化冷却是指炼钢产生的高温烟气与汽化管外壁接触，将热量传递给汽化管内的水，使水变成蒸气，带走大量热量，降低烟气温度。

转炉汽化冷却系统运行的好坏事关转炉生产的顺行与否。

福建三钢二炼钢有3座120 t转炉，转炉汽化冷却采用强制循环和自然循环相结合方式，活动烟罩、氧枪口、左右下料口采用低压强制循环，炉口固定段、可移动段采用高压强制循，斜一段、斜二段、末一段、末二段化采用自然循环环。

转炉汽化冷却强制循环在福建三钢为首次采用，投产伊始该系统设备故障率较高。

凌钢2300m3高炉采用的新技术及特点作者：赵艳霞来源：《中国科技纵横》2013年第08期【摘要】阐述了凌钢2300m3高炉设计中在精料、炉顶控制、高炉长寿、高风温、富氧、喷煤、煤气净化、渣处理、低耗及清洁化生产等各方面采用的新技术及其特点，反映了炼铁技术的发展方向，实现了高炉高效、优质、低耗、长寿、环保的生产目标。

【关键词】高炉新技术低耗清洁化生产凌源钢铁集团有限责任公司为更好地适应国家产业发展政策要求，进一步增强企业市场竞争优势，实施产品结构调整及技术装备升级改造，一期工程建设一座2300m3高炉及相关配套设施。

在高炉设计过程中，以“成熟、可靠、先进、实用、安全、环保”为原则，并结合同级别高炉设计经验及凌钢自身特点，采用了多项成熟、先进工艺技术、设备和材料，优化设计，使高炉综合技术水平达到先进水平。

1 主要设计指标2300m3高炉的主要设计技术经济指标见表1。

2 采用的新技术及其特点2.1 精料技术本设计采用机械化料场，矿、焦槽双排布置，烧结矿直接入炉的工艺布置形式。

矿（焦）槽均采用槽下分散筛分、分散称量工艺。

烧结矿、球团矿、杂矿、焦炭入炉前在槽下进行筛分、称量后由上料主胶带机送至高炉炉顶称量料罐。

为精准称量物料，每个矿、焦槽下分别独立设置称量漏斗。

设有焦丁回收装置，筛分后10～25mm焦丁经焦丁溜槽、焦丁称量漏斗送至矿石胶带机，与矿石混装入炉，提高高炉透气性，降低焦比。

2.2 炉顶控制技术采用西冶串罐无料钟炉顶装料设备，可实现重量法和时间法布料。

传动齿轮箱采用工业净化水密闭循环冷却方式，大大节约了冷却水量；为维持齿轮箱正压，以免由于炉尘进入齿轮箱内而影响齿轮箱正常工作，向齿轮箱通入氮气进行密封。

炉顶润滑系统采用干油智能润滑系统。

本系统采用40Mpa级的两台高压电动润滑泵（一用一备），由主控PLC指挥高压电动润滑泵装置将油脂通过主管路和支线输送到每个执行机构，再将电信号转换，使执行机构按要求补油给每个润滑点。

转炉汽化冷却系统压力控制对烟道影响分析炼钢生产工艺主要包括转炉冶炼、LF炉精炼、连铸等生产环节，生产节奏快，任何一个环节出问题，将导致相关工序受影响。

转炉冶炼过程中，烟道故障较多且修复时间长、难度大。

因此炼钢烟道汽化冷却在炼钢厂占有十分重要的地位。

转炉冶炼中炉气温度在一般在1400-1600℃之间，高温烟气流过烟道时，烟道内热负荷急剧增加，管壁温度急剧升高；停吹后，热负荷急剧下降，管壁温度随之下降。

这种周期性变化非常颗繁，约30多分钟左右一个周期，这种压力和热力周期性变化对汽化烟道的使用寿命产生影响。

以下通过120T顶底复吹转炉调试、生产实例，来分析如何通过稳定汽化冷却系统压力，保证烟道热负荷及压力的相对稳定，延长烟道使用寿命。

1 汽化冷却系统的工作流程1.1 转炉汽化冷却装置收集转炉生产过程中的高温烟气并将其冷却，以便满足下一步转炉一次除尘及其下道工序煤气回收的要求，保证转炉炼钢的安全生产。

多余蒸汽经回收后供公司蒸汽管网，提供给公司内部生产或生活使用，循环利用的蒸汽降低了转炉炼钢的生产成本。

汽化冷却把烟道作为余热锅炉，它吸收烟气热量降低烟气温度，同时锅炉产生的蒸汽进入蓄热器，再进入分气缸分给用户使用。

1.2 当高温烟气从汽化冷却烟道中心通过时，管内的水被加热变成水蒸汽，同时烟气得到冷却。

水蒸汽因其密度比水轻而上升，经上升管进入汽包，在汽包内冷凝成水或引出去加以利用，再补充新水，水经下降管（强制循环的再经过循环泵）又送入汽化冷却烟道循环使用。

当汽包内的蒸汽压力升高到0.7～0.8MPa时，气动薄膜调节阀自动打开，使蒸汽进入蓄热器供用户使用。

蓄热器的蒸汽压力超过一定值时，蓄热器上的气动薄膜调节阀自动打开放散。

汽包需要补充的软水由软水泵送入。

1.3 转炉汽化冷却装置设备组成：两台给水泵（一运一备）；两台低压强制循环泵（一运一备）；两台中压强制循环泵（一运一备）；三台软水泵；一台除氧器；一套烟道及汽包；一台蓄热器；一个分气缸；一个软水箱。

1概述转炉汽化冷却设备的实质即余热锅炉，它以炼钢生成的高温烟气作为热源，承受着高温烟气剧烈的温度变化，它的主要作用有冷却、导流和收集烟气等。

目前，转炉汽化冷却烟道的使用情况不是很理想，在生产过程中经常发生爆管的现象，检修工作量大，而且需要停炉，严重影响生产，经研究表明，由于汽化冷却系统水质差造成排管内结垢、堵塞，从而管道局部过热干烧造成爆管以及高温烟气对烟道内壁冲刷腐蚀是转炉汽化冷却烟道在运行过程中存在的主要问题，另外，在斜烟道直段拐角处以及弯曲烟道拐弯内侧容易积灰，而蒸发冷却器靠烟道内侧结垢比较严重，这与烟气在烟道内流动情况以及汽化冷却烟道结构形式有直接关系。

转炉炼钢产生的烟气以一定的速度进入烟道，烟气与烟道的换热方式主要有辐射换热与对流换热，烟气进入烟道时大约有1500℃，到尾部烟道出口被冷却到900℃左右，文章结合首钢京唐公司300t转炉汽化冷却烟道结构特点，并对烟道做了一定的假设与简化，用FLUENT软件模拟烟道内的烟气流场，并对模拟结果与实际情况相联系，进行分析。

2烟道模型建立按照烟气流动方向，取汽化冷却烟道的固定烟罩、横移烟道、斜烟道以及弯曲烟道（包括检查盖板）作为模拟对象来建立模型，整个烟道在X方向跨度为19.8m，Y方向跨度为11.5m及Z方向跨度为35.5m，烟道入口处直径取罩群顶部直径为4.69 m，固定段入口直径取4.32m，后边全部取4.19m，如图1所示。

京唐公司300t转炉采取顶底复吹的炼钢方式，顶吹氧气，底吹氩气、氮气，转炉炼钢分为前期、中期和后期三个阶段，其中冶炼中期烟气流量、流速最大，取其为研究对象进行模拟，物理模型如图2所示。

烟道入口烟气流速分别取5m/s和15m/s进300t转炉汽化冷却烟道CFD仿真与实际运行分析张雪松，郑琳(首钢京唐钢铁联合有限责任公司,河北唐山063016)【摘要】对300t转炉汽化冷却烟道建立物理模型，对烟道内烟气流场用CFD的方法进行数值模拟，模拟不同工况下的烟气温度场、速度场等，并根据模拟结果对汽化冷却烟道实际运行状况进行分析，为深入研究汽化冷却烟道内烟气流动与传热情况提供理论基础。