淺談推鋼式加熱爐加熱制度的優(yōu)化

張丹　朱江

摘 要：本文通過(guò)采取設(shè)備改造、改善操作制度、執(zhí)行降溫制度等方法解決蓄熱式推鋼加熱爐在使用中出現(xiàn)的加熱不均、氧化燒損大等問(wèn)題，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：加熱爐；黑印；氧化燒損

前言

在鋼鐵工業(yè)中， 軋鋼加熱爐作為軋鋼工序的重要設(shè)備。加熱爐的好壞直接影響著整個(gè)廠的生產(chǎn)質(zhì)量，不僅影響著鋼材的質(zhì)量和生產(chǎn)成本，同時(shí)也影響著軋鋼過(guò)程的能耗指標(biāo)，軋鋼廠10%～15%的能耗都用在加熱爐上[1]。鋼材在被軋制的過(guò)程中，溫度是影響鋼材質(zhì)量的重要參數(shù)之一，對(duì)于軋鋼環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，加熱爐是控制加熱溫度的關(guān)鍵設(shè)備。

經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)實(shí)踐，軋機(jī)生產(chǎn)能力不斷增大，與之伴生的便是加熱爐的加熱能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足生產(chǎn)的需要。存在以下問(wèn)題：

（1）沿鋼坯長(zhǎng)度方向溫度均勻性較差，其主要的表現(xiàn)在水管黑印較深，鋼坯通條的溫差達(dá)到 100℃以上。

（2）因負(fù)荷分配、空燃比控制、加熱時(shí)間及保溫時(shí)間等控制不盡合理，氧化燒損率偏高。

因此通過(guò)優(yōu)化加熱爐加熱制度，對(duì)于降低能源消耗，減少鋼坯氧化燒損，提高加熱質(zhì)量，從而進(jìn)一步提高整個(gè)軋線生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效益，具有非常重要的意義。

1.加熱設(shè)備參數(shù)及功能

北營(yíng)軋鋼廠二棒材生產(chǎn)線使用的加熱爐為蓄熱式連續(xù)推鋼加熱爐。其優(yōu)點(diǎn)是：可用低發(fā)熱值煤氣為燃料，節(jié)約能源；同時(shí)大大減少環(huán)境污染。

1.1加熱爐參數(shù)

1.2加熱爐基本的工作方式

鑄坯從連鑄熱送輥道進(jìn)入軋鋼熱送輥道， 上料分為熱坯上料和冷坯上料二種方式進(jìn)入上料輥道， 每支鋼坯在加熱爐爐尾被固定擋板撞齊， 然后由推鋼機(jī)推入加熱爐內(nèi)進(jìn)行加熱。 隨著一支支鋼坯不斷被推入加熱爐內(nèi)， 鋼坯在爐內(nèi)一邊向出料端移動(dòng)一邊被加熱。爐子分上加熱段、下加熱段及均熱段上下供熱。當(dāng)鋼坯被移送到加熱爐頭時(shí)，已被加熱到 1180℃左右，再由出鋼機(jī)推出加熱爐到爐外出爐輥道上。

2.問(wèn)題原因

2.1鋼坯加熱不均（黑印）

在兩面加熱的連續(xù)推鋼加熱爐內(nèi)， 鋼在沿爐長(zhǎng)度方向的爐底水管上向前移動(dòng)，爐底水管承受鋼的全部重量，并經(jīng)受鋼推移時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)負(fù)荷。在推鋼式加熱爐中，黑印產(chǎn)生的原因是：由于爐底管的遮掩作用及冷卻作用造成鋼坯與爐底管接觸部分溫度較鋼坯其余部分溫度低，從而造成黑印[2]。

2.2能量消耗大，氧化燒損率高

2.2.1由于煤氣、空氣流量檢測(cè)儀器出現(xiàn)問(wèn)題，反饋值與實(shí)際不符，造成空燃比控制不準(zhǔn)確。

2.2.2加熱爐各段負(fù)荷控制不合理，加熱段溫度偏低，均熱段又強(qiáng)化加熱。負(fù)壓過(guò)大，爐內(nèi)空氣過(guò)剩，系數(shù)大，所以帶走的熱量增加，降低爐子的熱效率，同時(shí)還會(huì)造成爐內(nèi)的氧化加劇[3] 。

2.2.3保溫降低溫制度執(zhí)行不到位，經(jīng)常出現(xiàn)鋼坯在高溫下保溫。

3.減輕措施

3.1設(shè)備改造，增大熱阻

爐底水管絕熱。在爐底水管外圍采取絕熱措施，減小其導(dǎo)熱系數(shù)。該方式可使?fàn)t底水管外圍熱流密度減小，提高管子的外表面溫度，減弱了它和鋼坯下表面之間的熱交換， 從而提高了與滑道接觸的鋼坯下表面溫度 [4]。

對(duì)檢測(cè)儀器定期檢查，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)維護(hù)、更換，有助于燒火工的精細(xì)化操作，并能及時(shí)避免設(shè)備事故的發(fā)生。

3.2改善操作制度

采用冷熱鋼坯混裝的方式，來(lái)提高加熱爐內(nèi)鋼坯的加熱均勻性。采用冷熱鋼坯混裝的方式。增加下加熱供熱量，由于加熱爐熱氣上浮，可以增加鋼坯熱均勻性，并適當(dāng)延長(zhǎng)鋼坯的均熱時(shí)間。注意控制爐內(nèi)火焰氣氛，保持微正壓力狀態(tài)，防止過(guò)氧化氣氛造成鋼坯嚴(yán)重氧化而影響產(chǎn)品表面質(zhì)量。

3.3執(zhí)行降溫制度

嚴(yán)格執(zhí)行保溫降溫制度，減少鋼坯在高溫下保溫時(shí)間。在加熱爐的技術(shù)操作規(guī)程中，制定了詳細(xì)的保溫降溫制度。

4.效果分析

4.1溫度均勻性

隨機(jī)抽取2013年7-9月間30爐HRB400E鋼種開(kāi)軋及回火溫度，形成溫度趨勢(shì)圖。從中我們可以看出， 開(kāi)軋溫度為990一1013℃，溫差在25℃以內(nèi)；回火溫度為995一1022℃，溫差在30℃；較優(yōu)化前降低了70%，有效地降低了通條的溫差。同期產(chǎn)品物理性能穩(wěn)定，內(nèi)控合格率為98%，增加30%。

4.2氧化燒損指標(biāo)

2013年鋼坯的氧化燒損指標(biāo)由2012年的0.99%降至0.94%，下降幅度達(dá)5%。

5.結(jié)語(yǔ)

面對(duì)軋機(jī)能力大于加熱能力的實(shí)際，蓄熱式推鋼加熱爐出現(xiàn)鋼坯加熱不均（黑印）、氧化燒損率高等問(wèn)題。通過(guò)采取設(shè)備改造、改善操作制度、執(zhí)行降溫制度等方法取得較好的效果。

（1）通條的溫差降低70%以上，同期產(chǎn)品物理性能穩(wěn)定，內(nèi)控合格率增加30%。

（2）鋼坯的氧化燒損率由以前的0.99%降到0.94%。

參考文獻(xiàn)：

[1]王忠科，李世鍵，徐斌，等.大型鋼錠鍛前加熱過(guò)程有限元模擬[J].熱加工工藝，2011，40（9）： 96-100.

[2]高立榮.消除加熱爐水管黑印的新方法[J].唐山師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，（5）：53-54.

[3]謝宏皓，盧 超.冶金加熱爐節(jié)能途徑淺析，工業(yè)技術(shù)科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2003，（25）：98.

[4]張朝暉，鄭 楠，等.鋼坯加熱過(guò)程中黑印產(chǎn)生原因及改善措施的分析研究，熱加工工藝，2013，（42）：121-123.

[5]胡德紅，王春平，劉宏偉. 軋鋼加熱爐溫度均勻性和氧化燒損的技術(shù)研究與應(yīng)用，2012中國(guó)（唐山）綠色鋼鐵高峰論壇，103-106.