CN102634651A - 一种黑色金属钢板坯弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法 - Google Patents
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Abstract
一种黑色金属钢的板坯、使用天燃气为燃料的工业炉应用的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，设定加热炉第一加热段、第二加热段、均热段空气过剩系数，为了使残氧分析仪的显示值在1-4.5％之间时，设定空气过剩系数为：第一加热段为1.1～1.2；第二加热段为0.96～0.99；均热段为0.95～0.98。实现加热炉炉膛内天燃气燃烧为不完全燃烧+完全燃烧的效果。在加热炉炉膛内第一加热段达到完全燃烧的效果，第二加热段、均热段达到不完全燃烧的效果。根据本发明，在加热炉内燃烧后气氛为微氧化性的特性，减少黑色金属钢的板坯在第二加热段、均热段加热过程，表面生成较少的氧化铁皮；由于加热因素造成的钢板表面凹坑问题减少；达到节能和减少加热炉炉膛内板坯表面氧化铁皮厚度及由于加热因素造成的钢板表面凹坑缺陷大幅减少。
Description
技术领域
本发明属于冶金加工的工业炉领域，具体地，本发明涉及一种黑色金属钢的板坯加热方法，更具体地，本发明涉及一种黑色金属钢板坯的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，所述黑色金属钢板坯的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法使用天燃气为燃料。
背景技术
众所周知，现有黑色金属钢的板坯加热后，表面生成的氧化铁皮；当板坯轧制成钢板，钢板酸洗后表面有因凹坑缺陷而超标报废或者使用质量和寿命降低的问题。或者，所述黑色金属钢的板坯加热后，表面生成较多的氧化铁皮；Mn13板坯轧制成钢板，钢板抛丸后表面有因凹坑缺陷而超标报废或者使用质量和寿命降低的问题。
另一方面，现有黑色金属钢的板坯加热方法是，在加热炉使用天燃气为燃料时，天燃气和助燃剂空气的燃烧，加热炉炉膛内设置预热段、第一加热段、第二加热段及均热段，所述第一加热段、第二加热段及均热段采用空气过剩系数大于1的方法，加热炉炉膛内天燃气燃烧为完全燃烧的效果，所述第一加热段、第二加热段及均热段是一种氧化燃烧的加热方法。
氧化燃烧的加热方法具体是：加热过程，操作人员通过加热炉计算机画面显示的残氧分析仪数值，对加热炉空气过剩系数进行设定和实现计算机控制。
空气过剩系数是一个重要的设定和控制值，把实际空气量与理论空气量之比叫空气过剩系数，空气过剩系数在1.05-1.20范围。
迄今为止，上述板坯加热炉，从板坯进炉到板坯出炉，整个加热炉在长度方向分为预热段、第一加热段、第二加热段、均热段；通常预热段是不供热段，装有残氧分析仪；第一加热段、第二加热段、均热段是供热段，没有装残氧分析仪。炉膛内天燃气和空气燃烧后的气流，流动方向与钢坯前进方向相反。加热炉第一加热段、第二加热段、均热段的空气过剩系数，人工可以在计算机L1画面上设定各段的空气过剩系数，进而通过计算机控制炉膛内天燃气流量和空气流量方法，达到天燃气燃烧的氧化燃烧技术。也就是炉膛内各段(第一加热段、第二加热段、均热段)天燃气的燃烧气氛处于完全燃烧状态，残氧分析仪的显示值在1-5％之间。重要用途牌号的板坯加热，使用天燃气为燃料的几种典型牌号板坯氧化燃烧的以往的加热方法见表1，其中，包含了空气过剩系数设定。
表1
方法1在第一加热段、第二加热段、均热段，空气过剩系数设定均大于1(第一加热段1.15、第二加热段1.10、均热段1.09)，炉膛内各段天燃气的燃烧气氛处于完全燃烧状态，残氧分析仪的显示值在2-5％之间。此氧化燃烧的加热方法的特点是第二加热段和均热段占到整个加热时间的43％，炉膛内炉气温度1150～1280℃。随空气过剩系数的增大，炉膛内炉气中氧化性气体CO2、H2O、SO2的量不变，O2的含量增大；炉膛内炉气氧含量较高，板坯表面形成的氧化铁皮则厚；304板坯加热后，表面生成的氧化铁皮；当板坯轧制成钢板，钢板酸洗后表面有因凹坑缺陷而超标报废的问题。
方法2在第一加热段、第二加热段、均热段，空气过剩系数设定均大于1(第一加热段1.16、第二加热段1.08、均热段1.08)，炉膛内各段天燃气的燃烧气氛处于完全燃烧状态，残氧分析仪的显示值在1-5％之间。此氧化燃烧的加热方法特点是第二加热段和均热段占到整个加热时间的43％，炉膛内炉气温度1150～1230℃。随空气过剩系数的增大，炉膛内炉气中氧化性气体CO2、H2O、SO2的量不变，O2的含量增大，炉膛内炉气氧含量较高，板坯表面形成的氧化铁皮则厚；Mn13板坯加热后，表面生成较多的氧化铁皮；Mn13板坯轧制成钢板，钢板抛丸后表面有因凹坑缺陷而超标报废的问题。
方法3在第一加热段、第二加热段、均热段，空气过剩系数设定均大于1(第一加热段1.16、第二加热段1.10、均热段1.08)，炉膛内各段天燃气的燃烧气氛处于完全燃烧状态，残氧分析仪的显示值在1-5％之间。此氧化燃烧的加热方法特点是第二加热段和均热段占到整个加热时间的43％，炉膛内炉气温度1150～1220℃。随空气过剩系数的增大，炉膛内炉气中氧化性气体CO2、H2O、SO2的量不变，O2的含量增大，炉膛内炉气氧含量较高，板坯表面形成的氧化铁皮则厚；S31803板坯加热后，表面生成的氧化铁皮；当板坯轧制成钢板，钢板酸洗后表面有因凹坑缺陷而超标报废的问题。
发明内容
为克服上述问题，本发明旨在发明一种黑色金属钢板坯弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，该黑色金属钢板坯弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法目的是大幅降低黑色金属钢的板坯，在加热炉第二加热段、均热段的加热氧化铁皮生成量；在加热炉炉膛内，实现天燃气燃烧为不完全燃烧+完全燃烧的效果，并节能。防止由于加热因素造成的钢板表面凹坑缺陷而导致钢板超过标准报废。
本发明的技术方案是：
一种黑色金属钢板坯的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，所述黑色金属钢板坯的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法采用由预热段、第一加热段、第二加热段、均热段构成的加热炉，使用天燃气为燃料，其特征在于，
预热段设置残氧分析仪，为了使残氧分析仪的显示值在1-4.5％之间时，在计算机L1画面上，设定加热炉第一加热段、第二加热段、均热段的空气过剩系数，设定参数如下：
1.人工设定各段的空气过剩系数是：第一加热段为1.1～1.2；第二加热段为0.96～0.99；均热段为0.95～0.98。
2.根据本发明的黑色金属钢板坯的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，其特征在于，所述第二加热段、均热段空气过剩系数的微调幅度是0.02。
根据本发明的黑色金属钢板坯的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，其特征在于，所述天燃气和空气燃烧后的气流流动与所述板坯运行方向逆行。
本发明的黑色金属钢板坯的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，加热炉使用天燃气为燃料，提出一种板坯弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，实现加热炉炉膛内天燃气燃烧为不完全燃烧+完全燃烧的效果。
具体是，天燃气燃烧在加热炉炉膛内第一加热段达到完全燃烧的效果，天燃气燃烧在第二加热段、均热段达到不完全燃烧的效果。在计算机L1画面上，人工设定第二加热段空气过剩系数为0.96～0.99、均热段空气过剩系数为0.95～0.98，达到天燃气不完全燃烧的效果，充分利用天燃气燃烧后气氛为弱、微氧化性的特性，减少黑色金属钢的板坯在第二加热段、均热段加热过程，表面生成较少的氧化铁皮，板坯轧制成钢板，由于加热因素造成的钢板表面凹坑问题减少；在加热炉炉膛内第一加热段，空气过剩系数的设定为1.1～1.2，保证加热炉炉膛内天燃气的完全燃烧，达到节能和减少加热炉炉膛内板坯表面氧化铁皮厚度。
本发明提供了黑色金属钢的板坯加热，使用天燃气为燃料的加热炉应用的一种弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，设定加热炉第一加热段、第二加热段、均热段空气过剩系数，其特征在于，在计算机L1画面上，设定加热炉第一加热段、第二加热段、均热段的空气过剩系数，使残氧分析仪的显示值在1-4.5％之间时，设定参数如下：
3.人工设定各段的空气过剩系数是：第一加热段为1.1～1.2；第二加热段为0.96～0.99；均热段为0.95～0.98。
4.第二加热段、均热段空气过剩系数的微调幅度是0.02。
黑色金属钢的板坯加热，加热炉使用天燃气为燃料，实现加热炉炉膛内天燃气燃烧为不完全燃烧+完全燃烧的效果。在加热炉炉膛内第一加热段达到完全燃烧的效果，第二加热段、均热段达到不完全燃烧的效果。根据本发明，与已有加热控制效果不同的是：在第二加热段、均热段，空气过剩系数的设定为小于1，达到不完全燃烧的效果，充分利用天燃气，在加热炉内燃烧后气氛为弱、微氧化性的特性，减少黑色金属钢的板坯在第二加热段、均热段加热过程，表面生成较少的氧化铁皮，板坯轧制成钢板，由于加热因素造成的钢板表面凹坑问题减少；在加热炉炉膛内第一加热段，空气过剩系数的设定大于1，保证加热炉炉膛内天燃气的完全燃烧，达到节能和减少加热炉炉膛内板坯表面氧化铁皮厚度。另外，由于加热因素造成的钢板表面凹坑缺陷大幅减少。
具体实施方式
下面通过具体的实施例来进一步说明本发明的方法与效果。
实施例1：304不锈钢板坯加热
板坯厚度200mm，宽度1300mm、长度2000mm。
板坯在入炉辊道上称重、测长后，进入使用天燃气为燃料、空气为助燃剂的炉膛加热，加热炉第一加热段、第二加热段、均热段采用非自身预热、比例燃烧控制型烧嘴。
加热炉操作工在计算机L1画面上，设定加热炉第一加热段空气过剩系数为1.18、设定加热炉第二加热段空气过剩系数为0.98、设定加热炉均热段空气过剩系数为0.96。这样计算机控制炉膛内天燃气和空气的弱氧化、微氧化、氧化燃烧效果，此时残氧分析仪的显示值在1-4.5％之间。板坯轧制成钢板，钢板酸洗后表面没有因凹坑缺陷而超标。
实施例2：耐磨Mn13钢板坯加热
板坯厚度200mm，宽度1300mm、长度2200mm。
板坯在入炉辊道上称重、侧长后，进入使用天燃气为燃料，空气为助燃剂的炉膛加热，加热炉第一加热段、第二加热段、均热段采用非自身预热、比例燃烧控制型烧嘴。加热炉操作工在计算机L1画面上，设定加热炉第一加热段空气过剩系数为1.20、设定加热炉第二加热段空气过剩系数为0.96、设定加热炉均热段空气过剩系数为0.95。这样计算机控制炉膛内天燃气和空气的弱氧化、微氧化、氧化燃烧效果，此时残氧分析仪的显示值在1-3％之间。板坯轧制成钢板，钢板抛丸后表面没有因凹坑缺陷而超标。
实施例3：S31803双相不锈钢板坯加热
板坯厚度200mm，宽度1300mm、长度1800mm。
板坯在入炉辊道上称重、侧长后，进入使用天燃气为燃料，空气为助燃剂的炉膛加热，加热炉第一加热段、第二加热段、均热段采用非自身预热、比例燃烧控制型烧嘴。
加热炉操作工在计算机L1画面上，设定加热炉第一加热段空气过剩系数为1.20、设定加热炉第二加热段空气过剩系数为0.97、设定加热炉均热段空气过剩系数为0.95。这样计算机控制炉膛内天燃气和空气的弱氧化、微氧化、氧化燃烧效果，此时残氧分析仪的显示值在1-4.5％之间。板坯轧制成钢板，钢板酸洗后表面没有因凹坑缺陷而超标。
根据本发明的黑色金属钢的板坯加热，加热炉使用天燃气为燃料，实现加热炉炉膛内天燃气燃烧为不完全燃烧+完全燃烧的效果。在加热炉炉膛内第一加热段达到完全燃烧的效果，第二加热段、均热段达到不完全燃烧的效果。与已有加热控制效果不同的是：在第二加热段、均热段，空气过剩系数的设定为小于1，达到不完全燃烧的效果，充分利用天燃气，在加热炉内燃烧后气氛为微氧化性的特性，减少黑色金属钢的板坯在第二加热段、均热段加热过程，表面生成较少的氧化铁皮，板坯轧制成钢板，由于加热因素造成的钢板表面凹坑问题减少；在加热炉炉膛内第一加热段，空气过剩系数的设定大于1，保证加热炉炉膛内天燃气的完全燃烧，达到节能和减少加热炉炉膛内板坯表面氧化铁皮厚度。由于加热因素造成的钢板表面凹坑缺陷大幅减少。
Claims (4)
1.一种黑色金属钢板坯的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，所述黑色金属钢板坯的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法采用由预热段、第一加热段、第二加热段、均热段构成的加热炉，预热段设置残氧分析仪，使用天燃气为燃料，其特征在于，
为了使残氧分析仪的显示值在1-4.5％之间时，在计算机L1画面上，设定加热炉第一加热段、第二加热段、均热段的空气过剩系数，设定参数如下：
设定各段的空气过剩系数是：第一加热段为1.1～1.2；第二加热段为0.96～0.99；均热段为0.95～0.98。
2.如权利要求1所述的黑色金属钢板坯的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，其特征在于，所述第二加热段、均热段空气过剩系数的微调幅度是0.02。
3.如权利要求1所述的黑色金属钢板坯的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，其特征在于，所述天燃气和空气燃烧后的气流流动与所述板坯运行方向逆行。
4.如权利要求1所述的黑色金属钢板坯的弱、微氧化及氧化燃烧的加热方法，其特征在于，预热段设置残氧分析仪的显示值在1-4.5％之间时，在计算机L1画面上，设定所述加热炉第一加热段、第二加热段、均热段的空气过剩系数。
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