减少辊底式热处理炉辊面结瘤的措施
文章分析了中厚板辊底式热处理炉辊面结瘤产生的原因，得出炉底辊结瘤主要是氧化铁皮所引起的，通过采取改善控炉内气氛、自然降温实施通炉和改善抛丸效果等一系列措施，有效地控制了炉底辊结瘤的产生，满足生产需求。
标签：辊底式热处理炉；辊面结瘤；氧化铁皮；辊印
前言
随着国内钢铁行业的快速发展，对通过热处理工艺提升钢板附加值的竞争尤为突出。国内各大钢厂都建有自己独立的热处理车间，大都采用辐射管加热的无氧化辊底式热处理炉。热处理炉炉底辊长期在以工业煤气为燃料的高温（850℃～980℃）环境下，起着转动输送钢板的作用，会产生大量氧化铁皮粘附在炉底辊上，对正火钢板下表面造成摁压，使下表面形成很多凹坑，形成辊印。严重影响到正火钢板的表面质量，这就需要现场工人不定期的进行砂辊，这样不但造成了炉底辊的损伤，也加大了职工的工作量，减少了生产时间。
1 概况
安钢第二轧钢厂热处理炉是由引进国外技术设计、制造的一座氮气保护辐射管加热辊底式炉，用于6mm～100mm×1600mm～3250mm×6000mm～12500mm钢板的正火、正火+回火、回火处理，加热温度为450℃～980℃，温差±5℃，主要设备参数见表1。
表1 热处理炉主要设备参数
自2009年投产以来，在生产中时常发生炉底辊表面形成的结瘤，导致厚钢板下表面产生辊印（最大深度达1mm左右）而需大面积修磨，甚至报废，尤其在生产厚规格钢板更为严重。
2 结瘤形成的原因及分析
通过对炉底辊表面及剥落下来的大量结瘤物观察发现，炉底辊表面呈堆积状的氧化铁皮，最厚的结瘤物由几十层氧化铁皮粘沾而成，厚度可达5mm左右，根据有关部门检验分析，发现其主要成分为FeO、Fe2O3、Fe3O4。按照铁——氧系平衡图和钢板表面氧化膜层的结构，结合生产实际可以推断，炉底辊表面结瘤形成的原因：首先是辊面局部粘附小片氧化铁皮，随着装炉量的增加，带入炉内的氧化铁皮也在增加，使辊面氧化铁皮积累叠加，并在近乎热熔状态下发生高温氧化，使辊面渣溜逐步增大。在正火高温状态下，辊面粘附的层状氧化铁皮在钢板的碾压下，一层一层叠加，变得越来越厚实，较厚钢板通过时被其自身重量在下表面产生辊印。观察出炉后钢板成品辊印情况，容易出现辊印钢板厚度在25mm以上，炉温850℃以上。
第二节高炉炉况失常及处理
三、失常炉况的标志及处理
1. 失常炉况的概念
由于某种原因造成的炉况波动，调节得不及时、不准确和不到位，造成炉况失常，甚至导致事故产生。采用一般常规调节方法，很难使炉况恢复，必须采用一些特殊手段，才能逐渐恢复正常生产。
2.炉况失常原因
◆基本操作制度不相适应。
◆原燃料的物理化学性质发生大的波动。
◆分析与判断的失误，导致调整方向的错误。
◆意外事故。包括设备事故与有关环节的误操作两个方面。
3.失常炉况的种类
低料线、悬料、炉墙结厚、炉缸堆积、炉冷、炉缸冻结、高炉结瘤等。
4.低料线
高炉用料不能及时加入到炉内，致使高炉实际料线比正常料线低0．5m或更低时，即称低料线。
◆低料线的原因：
①上料设备及炉顶装料设备发生故障。
②原燃料无法正常供应。
③崩料、坐料后的深料线。
◆低料线的危害：
①破坏炉料的分布，恶化了炉料的透气性，导致炉况不顺。
②炉料分布被破坏，引起煤气流分布失常，煤气的热能和化学能利用变差，导致炉凉。
③低料线过深，矿石得不到正常预热，势必降低焦炭负荷，使焦比升高。
④炉缸热量受到影响，极易发生炉冷，风口灌渣等现象，严重时会造成炉缸冻结。
⑤炉顶温度升高，超过正常规定，烧坏炉顶设备。
⑥损坏高炉炉衬，剧烈的气流波动会引起炉墙结厚，甚至结瘤现象发生。
⑦低料线时，必然采取赶料线措施，使供料系统负担加重，操作紧张。
◆低料线的处理：
①由于上料设备系统故障不能拉料，引起顶温高，开炉顶喷水或炉顶蒸汽控制顶温，必要时减风。
②不能上料时间较长，要果断停风。造成的深料线(大于4 m)，可在炉喉通蒸汽情况下在送风前加料到4m以上。
③由于冶炼原因造成低料线时，要酌情减风，防止炉凉和炉况不顺。
④低料线1 h以内应减轻综合负荷5％～l0％。若低料线l h以上和料线超过3 m在减风同时，应补加净焦或减轻焦炭负荷，以补偿低料线所造成的热量损失。
竖炉结瘤原因分析
1、生球质量差，粉末入炉较多。
A、膨润土影响生球质量。
膨润土质量与生球质量不成线性关系，主要由于膨润土如精矿粉的匹配度，相同质量的膨润土与不同的精矿粉配合生产的生球质量会产生很大差距。
短时间内使用的膨润土厂家变动频繁，造成实际生产中膨润土的配入量无法准确掌握，影响生球质量，造成入炉生球含粉多。
B、精矿粉成球性差
C、原料水分波动大
D、造球盘工艺参数变动频繁
E、润磨不正常，矿粉粒度不够。
2、设备故障多，造成竖炉生产不正常，导致炉内加热制度不稳定。
3、烟罩温度过低，造成入炉生球未充分干燥就进入温度较高的预热带，导致生球爆裂粉化。
在竖炉生产中，如果因为生球烘干所需的废气量不足，导致生球未干透就入炉；或者因布料操作失误，造成湿球人炉；或者因齿辊较长时间停转后恢复动作引起塌料，造成大量湿球人炉，在这些情况下，人炉湿球遇到高温气流，往往发生爆裂而产生大量碎球和粉末，使炉料之间的接触面增大而造成粘结。况且，粉末的增多 使炉内透气性变差，气流分布不均匀，炉料氧化不完全，同一截面 上焙烧温度分
布也不均匀，很容易形成球夹粉的粘结块，严重时也会发生结炉。
4、焙烧温度控制过高
氧化球团固结的主要方式是Fe2O3再结晶，其次是高温下产生少量（约3％）液相发生液相固结。在1200-1250℃，通过再结晶使球团的平均抗压强度达到2000N/个以上，如果球团焙烧温度过高，则可能出现以下情况 ：①矿物晶格中质点的可动性急剧增强，质点在球与球之间的界 面上充分扩散，使之产生严重的固相粘结；② 产生过多的液相，充填在颗粒之间，导致球粒之间粘结。同时，球团会发生塑性变形，进一步促进了粘结的发生；③ 焙烧温度超过1300℃时，Fe2O3部分分解为Fe3O4和FeO，生成熔化温度更低的共熔点固溶体。同时，在较高温度下，燃烧室废气中的含氧量减少，导致球团中的FeO氧化不完全。由于上述三方面的共同作用，在高温下，竖炉内很容易形成熔融状大块 ，严重时则发生结炉。
高炉失常炉况的预防、处理及工艺考核
炉况失常是炉况顺行恶化的结果，高炉操作者应及时判断炉况的变化趋势，并果断采取相应的措施，防止炉况进一步恶化。
炉况失常分为三类：煤气流分布失常，热制度失常和造渣制度失常。
一、 悬料的征兆是什么？如何处理？
1、 形成原因
悬料是炉料透气性与煤气流运动极不适应、炉料停止下降的失常现象。各种炉况失常、恶化最终都能导致悬料。按部位分为上部悬料、下部悬料；还可按形成原因分为炉凉、炉热。原材料粉末多、煤气流失常等引起的悬料。产生主要原因有：
1） 原燃料质量变差
2） 压差控制过高
3） 管道行程及崩料
4） 大量渣铁未出干净
5） 炉温陡然升高
6） 渣皮脱落
7） 炉墙结瘤等异常情况
2、 主要征兆： 料尺停滞不动
风压急剧升高，风量随之自动减少
炉顶煤气压力降低
上部悬料时上部压差高，风口焦炭仍然活跃，下部悬料时下部压差过高，部分风口焦炭不活跃
（要注意当风压、风量、风口工作及上、下部压差都正常，只是料尺停滞时，应首先检查料尺是否有卡尺现象。）
3、 处理：
处理悬料是一件十分细致的工作，一定要及时处理，除休风后复风初期的悬料外，一般都要求立即处理，悬料时间不要超过20min，处理越早，越易恢复正常，损失也越少。二时要分析不同情况的悬料，采取正确的方法，力争一次坐料成功，避免出铁前坐料。
1） 炉温正常、风口工作正常的突然上部悬料，是上部局部透气性与煤气流不适应造成的，可用高压、常压转换或坐料来进行处理，回风压力一般为原风压的70%左右。
2） 炉热造成的悬料，必须采取降低炉温的措施，只有控制住热行，坐料后才可以消除悬料，第一次坐料后回风压力约为原风压的60%左右。
3） 炉凉悬料切不可采取降低炉温措施，而是在坐料后用小风量回复，在保证顺行的同时恢复炉温正常。 4） 坐料后应临时采取疏松边缘的装料制度，连续悬料时，回风压力要低，并应缩小批重，集中加净焦或减轻焦炭负荷，尤其是冷悬料，净焦可多加些，并及早改为停止喷吹燃料所需的焦炭负荷。
