蓄熱加熱爐問題分析一例

湖北新冶鋼有限公司軋鋼事業(yè)部某機(jī)組作業(yè)區(qū)一座蓄熱加熱爐分預(yù)熱段、加熱段和均熱段，其有效尺寸為 24.956m*3.4m，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為 45t/h。 該爐子建于 2002 年，經(jīng)過兩次大修和改造 后，目前以高焦混合煤氣為燃料，采用空氣單蓄熱的加熱方式。該機(jī)組生產(chǎn)對(duì)爐子的加熱質(zhì)量要求 比較高，但在實(shí)際使用過程中，爐子存在較多的問題，影響到生產(chǎn)的節(jié)奏和產(chǎn)品的質(zhì)量。 本文針對(duì) 該加熱爐的缺點(diǎn)進(jìn)行分析并提出技術(shù)改造和管理制度改造相結(jié)合的改造方案。

 

蓄熱式加熱爐是利用蓄熱式燃燒 （高溫空氣燃燒） 技術(shù) [1]， 實(shí)現(xiàn)有高效余熱回收、 高溫預(yù)熱空氣及低NOx排放等點(diǎn) [2]。 它符合工業(yè)爐窯三高一低 （高爐溫、 高排煙、 高余熱回收和低惰性） 的發(fā)展方向 [3]， 具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。大冶特殊鋼股份有限公司軋鋼事業(yè)部500機(jī)組作業(yè)區(qū)機(jī)組加熱爐作為軋鋼生產(chǎn)線的重要組成設(shè)備， 建設(shè)時(shí)就采用了國(guó)內(nèi)流行的爐型———蓄熱式加熱爐。 爐子自投產(chǎn)以來運(yùn)行穩(wěn)定， 基本能適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間高產(chǎn)量生產(chǎn)的需要， 該爐子主要加熱150方坯和180*150方坯， 該機(jī)組主要生產(chǎn)高性能彈簧扁鋼和小規(guī)格圓鋼。 由于技術(shù)條件限制， 爐子建成時(shí)采用的是兩根爐筋管支撐的推鋼式出鋼方式， 其容易產(chǎn)生黑印等不良影響， 直接影響鋼材軋制的質(zhì)量。 本文針對(duì)該爐子的勢(shì)和存在的不足， 對(duì)爐子的技術(shù)改造提出可行性方案。 1 該爐子的點(diǎn)該加熱爐采用了單蓄熱式加熱技術(shù)與傳統(tǒng)燃燒技術(shù)相比具有以下主要點(diǎn)： 1、 提高生產(chǎn)能力。 采用蓄熱式燃燒技術(shù)后，提高了加熱區(qū)火焰的溫度， 加大了熱量傳輸率，進(jìn)而提高了加熱速度， 因此生產(chǎn)能力可提高約20%。2、 節(jié)能降耗。 采用蓄熱燃燒技術(shù)可使排放煙氣的溫度下降到200℃以內(nèi) （傳統(tǒng)燃燒技術(shù)排放煙氣的溫度500~600攝氏度范圍內(nèi)）， 余熱被充分回收。 因此， 可節(jié)約能源40%~60%使加熱爐內(nèi)加熱區(qū)的溫度均勻， 加熱區(qū)局部高溫點(diǎn)減少， 耐火材料消耗量降低10%以上。 3、 爐內(nèi)溫度均勻。 由于蓄熱燃燒技術(shù)的燒嘴為交替換向燃燒， 使進(jìn)入加熱區(qū)的助燃空氣（或煤氣） 的火焰與傳統(tǒng)燃燒技術(shù)的火焰 （為擴(kuò)散火焰和預(yù)混火焰） 完全不同， 呈彌散式燃燒，促進(jìn)爐內(nèi)溫度場(chǎng)均勻分布， 故而加熱區(qū)溫度均勻， 局部高溫點(diǎn)減少。 4、 降低有害氣體排放量， 改善環(huán)境。 由于組織燃燒方式的完全改變， 空氣和燃?xì)饪梢韵嗷オ?dú)立地噴入爐內(nèi)， 燃燒通常在貧氧狀態(tài)下進(jìn)行，避免了NOx的大量生成。 另一方面， 由于充分利用了廢氣余熱， 減少了燃料的消耗量， 也大大降低了NOx和CO等有害氣體的排放量， 環(huán)境得到明顯改善。 2 存在的問題

1、 爐子長(zhǎng)度有限， 加力不足。 2002年 爐子設(shè)計(jì)生產(chǎn)150方坯， 2007年為提高產(chǎn)量， 增加了蓄熱燒嘴數(shù)量和加大了燒嘴加力， 同時(shí)大坯料尺寸增加到220mm*180mm。 在爐子長(zhǎng)度不變條件下， 蓄熱燒嘴的數(shù)量受到限制， 在生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品時(shí)加力明顯不足， 出鋼節(jié)奏較慢， 并經(jīng)常出現(xiàn)待溫加熱。
2、 加熱黑印嚴(yán)重。 爐底黑印是推鋼式加熱爐普遍存在的問題， 產(chǎn)生爐底黑印的原因是爐筋管半熱滑塊的冷卻作用以及爐筋管耐材包扎層的遮蔽作用。 現(xiàn)場(chǎng)具體表現(xiàn)是出鋼后明顯存在兩條暗帶， 暗帶溫度與鋼坯在爐時(shí)間有關(guān)。 正常節(jié)奏生產(chǎn)時(shí)， 黑印溫度比周圍鋼溫度低50度左右； 當(dāng)生產(chǎn)節(jié)奏較快時(shí)， 溫差可以達(dá)到120度以上。 此 時(shí)， 黑印非常明顯， 容易造成產(chǎn)品的質(zhì)量問題甚至軋機(jī)設(shè)備的損壞， 必須停軋待溫后才能繼續(xù)生產(chǎn)。
3、 經(jīng)常出現(xiàn)粘鋼事故。 出現(xiàn)粘鋼事故的原因是生產(chǎn)時(shí)爐溫較高， 遇突發(fā)事故后快速降溫，導(dǎo)致熔化的氧化鐵皮凝固在一起。 表現(xiàn)為推鋼時(shí)同時(shí)掉落兩支或多支鋼坯， 嚴(yán)重時(shí)半爐子鋼坯粘在一起， 造成停爐事故。 此外， 出現(xiàn)粘鋼事故較多的部位是加熱段與均熱段之間的壓下梁處。 此處為局部高溫區(qū)， 肉眼觀察其顏色較周圍亮， 當(dāng)易粘連的50Si2Mn彈簧扁鋼在此區(qū)域停留較長(zhǎng)時(shí)間后， 即出現(xiàn)粘鋼問題。