蓄熱式鋼包烘烤技術的應用實踐研究論述

柏京

摘 要：鋼包是鋼鐵生產工藝流程中的重要組成部分，它不但要負責鋼水的運送，還在鋼水精煉中發揮巨大的作用。蓄熱式鋼包烘烤技術是對傳統的鋼包烘烤器進行了一定程度的技術改造。通過對燒嘴、蓄熱室和換向閥等設計完成對鋼包的烘烤工藝，使得鋼包運送鋼水的過程中減少漏鋼事故并且對于連鑄坯的內部質量起到了保護作用。本文通過解析蓄熱式鋼包烘烤器的設計特點，對蓄熱式鋼包烘烤技術的應用進行了初步探究。對這一技術以后的改良提出了一些見解。

關鍵詞：蓄熱式；鋼包烘烤技術；應用；論述

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.014

0 前言

鋼包是運送鋼水的鋼鐵精煉工藝中的重要組成部分，提高鋼包烘烤溫度對于提升鋼包內襯零件使用壽命和連鑄拉坯速度都有著積極的影響。不僅如此，鋼包烘烤溫度提高還能夠消除中心縮孔和中心偏析。現階段的鋼鐵生產工藝中的鋼包烘烤技術已經得到了充分發展，從只用一根煤氣管插入鋼包中烘烤到后來的高速燒嘴烘烤器和自身預熱式烘烤器，在現代鋼鐵生產工藝當中，最為廣泛使用的是蓄熱式鋼包烘烤器的烘烤技術。這種烘烤技術對于燃料的消耗較少、烘烤的速度較快、烘烤溫度較為均勻且污染物的排放含量也相對較低。是目前最先進的鋼包烘烤技術，對現代鋼鐵生產工藝具有重大意義。

1 蓄熱式鋼包烘烤的設計關鍵

（1）燒嘴的設計。為了保證鋼包烘烤的火焰完整性和對包底烘烤的溫度是否能夠傳達到位，對于鋼包烘烤的火焰有著一定的長度和剛度的硬性要求。為了使鋼包受到的烘烤溫度足夠均勻，保證火焰具備一定的長度，就必須要使煤氣與空氣的混合過程加長。在鋼包的有限空間內，如果煤氣和空氣的混合速度過快，就會使產生的火焰 燃燒區域不夠集中，使其對鋼包烘烤的溫度不夠均勻。但如果在有限的鋼包空間內，煤氣和空氣的混合速度過慢又會導致煤氣在鋼包內無法完成充分燃燒，這樣就會在蓄熱室的高溫度發生“二次燃燒”的現象，盡管這種熱量由于被蜂窩體吸收而不會產生浪費和泄漏，但由于煙氣溫度過高，對蜂窩體的使用壽命產生的極大的影響。

蓄熱室鋼包烘烤器的燒嘴設計是通過兩股射流的交角和距離，正確設計兩個蓄熱室燒嘴之間的距離，以達到煤氣和空氣在鋼包的指定空間內匯合并形成火焰的目的，保證所噴射出的燃料能夠在鋼包內達到充分燃燒，避免蜂窩體的二次燃燒情況。同時保證在鋼包內的氣流具有足夠的動能，形成攪動的氣流場和均勻的溫度場，從而達到減少各項排放污染物的含量的目的。

（2）蓄熱室的設計。蓄熱式燃燒技術最大的技術難點是回收煙氣中的熱量。為了達到這一目的，需要對鋼包內最大程度的進行預熱空氣，使經過蓄熱室的煙氣中的熱量達到標準需要指數。但從工程實踐的結果表明，由于鋼包內的壓力一般偏高、節能效果往往達不到預期標準值，所以溜井蓄熱室的煙氣量也遠小于預設值。為求提高煙氣的流量同時又保證優秀的燃燒效果，就必須要對蓄熱室的內部進行優化設計。

首先要使蓄熱室中蜂窩體的大小體積更為適當。蜂窩體的大小和數量計以及蜂窩體的表面積與排煙的含量有著直接的關系。如果鋼包內蜂窩體的數量較少，就缺乏對鋼包內煙氣熱量的回收能力使得大量含有熱量的煙氣排出鋼包外，會使蓄熱式鋼包烘烤技術的節能效果下降。但如果蜂窩體放置過多，又會使排煙的溫度過低，使鋼包內腐蝕性氣體大量凝結并對蜂窩體產生腐蝕影響和損壞。

蓄熱式內的空氣流通情況會直接影響到蓄熱的熱能交換能力、蜂窩體的使用壽命和空氣煤氣的預熱溫度等。當氣流在蓄熱室中能夠均衡勻速的流動時，會提高蜂窩體的使用效率和使用壽命，從而達到提升蓄熱室溫度效率和熱能效率的目的。所以在蓄熱式的設計中，一般采用增長燒嘴內的擴散段長度和安裝導流板等手段，不但是為了防止多個蜂窩體之間互相遮蓋，也要防止在鋼包內氣體的流動出現劇烈轉彎，影響到鋼包內的燃燒效率。

2 蓄熱式鋼包烘烤技術效果

在對蓄熱式鋼包烘烤技術體現的效果分析中，采用了與自身預熱式烘烤器的烘烤效率相對比的方法進行分析。

（1）更加節省燃料。將對鋼包的初始燃燒溫度設置在400℃進行烘烤，需要達到的烘烤溫度為1200℃。從圖中的參數可知：自身預熱烘烤器需要消耗的煤氣量為800m3/h，烘烤時長需要2小時；而蓄熱式烘烤器的煤氣消耗量只有550m3/h，烘烤時間也減少了半小時只需要1.5小時。從數據中可以得出結論，蓄熱式烘烤器對比傳統的自身預熱烘烤器的燃燒燃料節約效率達到了40%左右。

蓄熱式鋼包烘烤器在烘烤新的鋼包時，消耗的煤氣流量為550m3/h，經過4個小時的烘烤后，鋼包的烘烤溫度達到了1200℃以上：由此可以看出，當烘烤溫度和烘烤時間都相同時，自身預熱烘烤器比蓄熱式鋼包烘烤器多浪費30%的煤氣流量，即后者比前者的燃料節省效率提高了30%。

（2）烘烤效果較好。由于燒嘴的獨特設置，蓄熱式鋼包烘烤器提供的火焰往往可以長達3.5m以上，可以直達鋼包底部。并且由于蓄熱式鋼包烘烤器是由兩個燒嘴進行分別交替燃燒，充分保證了蓄熱式鋼包烘烤器包底溫度的均與上升。

通過對蓄熱式鋼包烘烤器的包底和包口的溫度監測可以發現，包底和包口的溫度僅僅相差30-45℃。沒有在包底出現局部高溫，包底中的燃燒和烘烤溫度都非常均勻。使得蓄熱式鋼包烘烤器的烘烤效果非常出眾，提高了鋼包內的烘烤溫度并且保持相應的穩定。

（3）排污較少，環保性好。從以上數據中可以看出，由于蓄熱式鋼包烘烤器對于燃料的消耗降低30%-40%，相應的，也就減少了30%-40%的CO2的排放量。對于全球溫室效應起到了一定的緩解作用。同時由于燃燒烘烤中所消耗的氧氣含量較少，降低了NOX的排放量。排放物以一種較低的溫度排放到周圍的環境中，降低了對周遭環境可能產生的熱污染，對現場生產的環境和周圍的環境都起到了一定的改善作用。

3 結論

蓄熱式鋼包烘烤技術的節能效果和環保效果與蓄熱式鋼包烘烤器的設計和靈活有效的控制系統有關。蓄熱式鋼包烘烤技術具有加熱速度快、加熱效果好、節能減排、降低鋼鐵生產成本的技術特點。蓄熱式燃燒技術在蓄熱式鋼包烘烤器中得到了充分體現，是一種高效率、低污染的鋼包烘烤裝置。我國在對蓄熱式鋼包烘烤技術的廣泛運用中，仍需要對其進行不斷的改良和再創造，爭取研發出更加先進的鋼包烘烤技術。

參考文獻：

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