CN103453773B - 高温取向硅钢加热炉液态出渣方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，该方法在步进式加热炉停炉清渣后，在加热炉第二加热段和均热段炉底表面均匀铺设一层焦炭颗粒；开启出渣口烧嘴，然后向加热炉第二加热段和均热段炉底均匀投加化渣剂颗粒，直至炉底积渣涨高到使加热炉第二加热段和均热段下部烧嘴的燃烧火焰形状和上下炉温均匀性不能满足高温取向硅钢正常加热质量的要求，结束加热炉的高温取向硅钢加热。本发明不需进行加热炉的改造，利用现有的液态出渣装置，实现液态渣的高效快速排出，具有方法简单、操作方便、液态出渣效果优良等优点，最终达到降低高温取向硅钢加热炉炉渣熔点、熔渣粘度、加热炉维护成本以及提高熔渣流动性、液态出渣量、加热炉周期加热量、高温取向硅钢生产效率等综合目标。

Description

高温取向硅钢加热炉液态出渣方法

技术领域

本发明涉及冶金工业炉领域，具体地指一种高温取向硅钢加热炉液态出渣方法。

背景技术

钢铁企业常规钢种热轧步进式加热炉一般由预热段、第一加热段、第二加热段和均热段组成，在高温取向硅钢钢坯炉内加热过程中，加热炉预热段与第一加热段炉温较低，一般≤1330℃，钢坯在预热段和第一加热段的氧化相对较弱，氧化产物为固态氧化铁皮，而第二加热段与均热段炉温则高达1380～1400℃，是钢坯炉内氧化最严重的区域，并引炉温高而形成液态氧化物流淌滴落至炉底，导致炉底液态积渣聚集和进一步反应形成高熔点固态渣堆积，炉底因积渣堆积而不断上涨，进而影响加热炉下部烧嘴的正常燃烧与炉温的均匀性，最终因不能满足高温取向硅钢钢坯加热质量的要求而停炉清渣。由此可见，加热炉第二加热段和均热段炉底积渣堆积上涨是导致加热炉停炉清渣和限制周期加热量的关键因素。

钢种热轧步进式加热炉高温加热炉温约为1300℃，炉内加热时间约为110分钟，钢坯炉内加热形成的氧化铁皮较少，固态氧化铁皮炉内脱落量更少，因此，炉底氧化铁皮炉渣堆积到影响加热炉下部烧嘴正常燃烧的一定高度需持续较长的时间，一般为6～9个月，在加热炉停炉小修时进行人工清渣，恢复加热炉的炉内有效容积与热工性能。对于高温取向硅钢，由于最高加热炉温高达1380～1400℃、炉内加热时间最长达600分钟，因此，钢坯炉内加热氧化严重，钢坯表面形成氧化亚铁与硅酸亚铁为主的低熔点氧化物熔体（液态炉渣），并流淌滴落到炉底，通过炉底液态渣的不断聚集炉底液态渣增多，在较短的时间，炉底炉渣堆积便对加热炉下部烧嘴的正常燃烧构成影响，需要停炉进行人工入炉清渣；一般把前后两次停炉清渣期间炉子加热的高温取向硅钢总量称为“周期加热量”，以此来衡量高温硅钢加热炉的生产水平。根据相关资料报道，常规人工清渣的加热炉，高温取向硅钢的实际周期加热量仅为5000t，具有液态出渣功能的高温取向硅钢加热炉的设计周期加热量可达10000～12000t能力，由此可见，液态出渣有效地提高了加热炉高温取向硅钢的加热能力与产量，同时，减少了加热炉停炉降温、投产升温的能源消耗以及清渣修炉维护工作量。

如：公开号为CN102252528A的中国发明专利公开了一种高温硅钢加热炉液态出渣装置及方法，其提供了一种包括斜坡炉底、出渣口烧嘴、出渣口通道、出渣口炉门、粒化装置、冲渣装置等构成的液态出渣装置，其液态出渣方法是钢坯在第二加热段和均热段以1380～1400℃炉温加热，钢坯在炉内加热过程中产生的大量的液态钢渣掉落到斜坡炉底上，熔融钢渣沿着斜坡炉底表面流到出渣口，在出渣口通道顶部设置渣口烧嘴燃烧高热值煤气，保证出渣口通道为1400℃工况温度和液态钢渣的流动性，通过坡底出渣口通道流出，经过粒化装置的粒化渣流入冲渣槽收集。然而，在实际生产过程中，由于沉积炉底的液态渣通过炉内气氛的进一步氧化及其对加热炉耐火材料的侵蚀反应，逐步形成熔点高、成分复杂的炉渣，导致炉渣粘度不断提高，液态出渣量远低于40%的设计水平，高温取向硅钢实际周期加热量也低于设计水平。

此外，由于炉底外表面散热以及炉内燃烧高温气体的自然对流上浮，导致炉内温度沿炉子高度方向分布不均匀，致使炉底温度偏低、掉落炉底液态渣降温变稠，并进一步凝结固化与聚集。由此可见，导致实际生产中加热炉周期加热量低的主要原因在于高温取向硅钢加热过程液态出渣量少，而导致液态出渣量少的主要原因在于炉底沉积渣的再度氧化和炉底温度偏低，因而，提高炉底温度、降低炉渣熔点是提高周期加热量的重要研究方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，该方法是在现有的高温取向硅钢正常加热与液态出渣的基础上实施的，其能增加液态渣出渣量、延长加热炉高温取向硅钢的加热周期，提高周期加热量，

为解决上述技术问题，本发明提供的一种高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，包括以下步骤：

1）在步进式加热炉停炉清渣后，在加热炉第二加热段和均热段炉底表面均匀铺设一层厚度为10～30mm焦炭颗粒，并在焦炭表层铺设1～10mm的石英砂粉，粒度≤0.15mm，再在石英砂粉表面喷涂0.1～3mm的水玻璃或硅溶胶涂层；

2）按照高温取向硅钢钢坯炉内加热温度制度要求控制各段的炉温；使高温取向硅钢钢坯的进行加热生产；

3）开启出渣口烧嘴，出渣口通道的温度控制为1200～1450℃；该温度保证了出渣口通道的高温状态，防止流经出渣口通道的液态渣冷却凝固粘接，堵塞通道；

4）观测加热炉第二加热段和均热段炉底积渣厚度分布状况，按照积渣越厚投加化渣剂越多的原则，每天向加热炉第二加热段和均热段炉底投加化渣剂颗粒，其添加量为0.5～2吨/天；

5）重复步骤4）的工序，直至炉底积渣涨高到使加热炉第二加热段和均热段下部烧嘴的燃烧火焰形状和上下炉温均匀性不能满足高温取向硅钢正常加热质量的要求，关闭出渣口烧嘴，结束加热炉的高温取向硅钢加热，完成周期加热量的加热。

进一步地，所述步骤1）中，焦炭颗粒的粒径≤8mm，其铺设厚度为10～30mm。

再进一步地，所述步骤2）中，其中，加热炉第二加热段和均热段炉温控制为1350～1450℃；。

再进一步地，所述步骤4）中，所述炉底积渣平均涨高厚度＜20mm/天时，向加热炉第二加热段和均热段炉底投加化渣剂颗粒，其喷入量为0.5～1吨/天。

再进一步地，所述步骤4）中，所述炉底积渣平均涨高厚度为20～30mm/天时，向加热炉第二加热段和均热段炉底投加化渣剂颗粒，其喷入量为0.8～1.5吨/天。

再进一步地，所述步骤4）中，所述炉底积渣平均涨高厚度＞30mm/天时，向加热炉第二加热段和均热段炉底投加化渣剂颗粒，其喷入量为1.5～2.0吨/天。

再进一步地，所述化渣剂是由外层B组份包裹核心A组份构成的颗粒，其按重量百分比计包括20～80%的A组份和20～80%的B组份；其中，A组份为炭颗粒，B组份按重量百分比的由18～25%的白沙石、18～25%的锂辉石、3～5%的活性石灰、2～4%的泡花碱、35～40%的萤石、5～10%的纯碱和2～5%的硼砂组成。

再进一步地，所述化渣剂原料按重量百分比计包括40～60%的A组份和40～60%的B组份。

再进一步地，该化渣剂原料按重量百分比计包括50%的A组份和50%的B组份，其中，A组份为炭颗粒，B组份按重量百分比由20%的白沙石、20%的锂辉石、5%的活性石灰、4%的泡花碱、40%的萤石、7%的纯碱和4%的硼砂组成。

再进一步地，所述炭颗粒为木炭颗粒和焦炭颗粒中任选其一，炭颗粒的粒径为2～5mm；

所述泡花碱为速溶粉状泡花碱，速溶粉状泡花碱模数为2.00±0.10，粒度≤0.15mm；

所述白沙石的SiO₂含量≥80%，粒度≤0.15mm；

所述锂辉石的Li₂O含量≥0.75%，粒度≤0.088mm；

所述活性石灰的粒度≤0.15mm；所述萤石的CaF₂含量≥85%，粒度≤0.088mm；

所述化渣剂的粒径为3～8mm。

化渣剂制备方法，包括以下步骤：

1）按上述B组份的重量百分比称取白沙石，锂辉石、活性石灰、泡花碱、萤石、纯碱和硼砂，混合均匀，备用；

2）按上述化渣剂按重量百分比计称取A组份和B组份；

3）将步骤2）中A组份用喷水润湿，以A组份为核心与外层B组份配合造球；

4）将步骤3）中得到的球粒烘干，得到化渣剂。

本发明的有益效果在于：

1、本发明在第一步中采取在具有液态出渣装置的步进式加热炉停炉清渣后的加热炉第二加热段和均热段炉底表面均匀铺设一层厚度为10～30mm、粒度≤8mm的焦炭颗粒，提高炉底保温性能，提高加热炉生产条件下炉底温度，降低炉底积渣粘度，提高积渣流动性；通过在焦炭表层铺设1～10mm的石英砂粉，粒度≤0.15mm，再在石英砂粉表面喷涂0.1～3mm的水玻璃或硅溶胶涂层，阻隔炉气氧化性成分与焦炭的接触反应，延缓焦炭的氧化烧蚀，延长焦炭的有效作用时间。在高温取向硅钢钢坯的加热过程中，第二加热段和均热段钢坯氧化形成的液态渣不断滴落至炉底，与焦炭颗粒直接接触，通过焦炭少氧燃烧气体的还原以及焦炭的直接还原作用，遏制炉底液态渣的高熔点化反应，保证了炉底液态渣的流动性。此外，通过焦炭在少氧条件下完全燃烧反应放热，补偿了炉底散热，提高了炉底表面工作温度，进一步改善了炉底积渣的流动性。

2、本发明的步骤2）中严格执行高温取向硅钢钢坯炉内加热温度制度，保证了合理的加热炉炉温分布与钢坯加热质量，便于炉底积渣向液态出渣口流动。

3、本发明的步骤3）打开出渣口烧嘴，保证出渣口通道高温状态，防止流经出渣口通道的液态渣冷却凝固粘接，堵塞通道，顺利实施液态出渣。

4、本发明的步骤4）对加热炉第二加热段和均热段炉底积渣厚度状况的观察与跟踪，判断炉底积渣上涨情况和高熔点渣的含量，按照不同的炉底积渣上涨速度和高熔点渣含量，确定向第二加热段与均热段炉底喷射投加自行研制的化渣剂数量与分布状况；通过化渣剂与炉底积渣之间的物理化学反应，降低炉底积渣熔点与粘度，提高炉底积渣流动性，促进炉底积渣向出渣口流动，保证液态出渣的顺利实施。

5、本发明步骤5）通过反复进行第四步，保持加热炉液态出渣的持续，延缓炉底积渣的上涨，延长高温取向硅钢钢坯的加热生产时间，提高高温取向硅钢的周期加热量，直至炉底积渣厚度涨高到使加热炉第二加热段和均热段下部烧嘴的燃烧火焰形状和上下炉温均匀性不能满足高温取向硅钢正常加热质量的要求，关闭出渣口烧嘴，结束加热炉的高温取向硅钢加热周期。

6、本发明不需进行加热炉的改造，利用现有的液态出渣装置，实现液态渣的高效快速排出，具有方法简单、操作方便、液态出渣效果优良等优点，最终达到降低高温取向硅钢加热炉炉渣熔点、熔渣粘度、加热炉维护成本以及提高熔渣流动性、液态出渣量、加热炉周期加热量、高温取向硅钢生产效率等综合目标。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

实施例1：

一种高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，包括以下步骤：

1）在步进式加热炉停炉清渣后，在加热炉第二加热段和均热段炉底表面均匀铺设厚度为10～30mm焦炭颗粒，再在石英砂粉表面喷涂0.1～3mm的水玻璃或硅溶胶涂层；其中，焦炭颗粒的粒径≤8mm；

2）按照高温取向硅钢钢坯炉内加热温度制度要求控制各段的炉温；其中，加热炉第二加热段和均热段炉温控制为1350～1450℃；；满足高温取向硅钢钢坯的加热生产需求，；

3）开启出渣口烧嘴，出渣口通道的温度控制为1200～1450℃；该温度保证了出渣口通道的高温状态，防止流经出渣口通道的液态渣冷却凝固粘接，堵塞通道

4）观测加热炉第二加热段和均热段炉底积渣每天平均增长的厚度＜20mm/天时，然后向加热炉第二加热段和均热段炉底根据积渣状况投加化渣剂颗粒，其添加量为0.5～1吨/天；

5）重复步骤4）的工序，直至炉底积渣厚度涨高到使加热炉第二加热段和均热段下部烧嘴的燃烧火焰形状和上下炉温均匀性不能满足高温取向硅钢正常加热质量的要求，关闭出渣口烧嘴，结束加热炉的高温取向硅钢加热，完成周期加热量的加热。

其中，化渣剂制备方法：

1）称取18g的白沙石、25g的锂辉石、5g的活性石灰、2g的速溶粉状泡花碱、40g的萤石、5g的纯碱和5g的硼砂，加入搅拌器进行搅拌干混，直至混合均匀，得到B组份，备用；

2）称取20g的木炭和80g的B组份；

3）对木炭喷水润湿，然后向旋转的圆盘造球机内逐渐加入润湿的木炭和B组份，以木炭为核心与外层B组份配合造球；

4）将步骤3）中得到的球粒烘干，得到粒径为3～8mm的化渣剂。

木炭颗粒直径为2～5mm，购于市面；白沙石的SiO₂含量≥80%，粒度≤0.15mm，产地为武汉市江夏区；锂辉石的Li₂O含量≥0.75%，粒度≤0.088mm，产地为湖南省浏阳市；活性石灰为武钢耐火材料公司活性石灰下脚粉料，粒度≤0.15mm；速溶粉状泡花碱模数为2.00±0.10，粒度≤0.15mm，为巩义市恒星泡花碱厂生产；萤石的CaF₂含量≥85%，粒度≤0.088mm，产地为湖北省大悟市；纯碱为湖北省应城市生产的工业纯碱；硼砂为市售工业级硼砂。

实施例2

本实施例与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于步骤4）：

观测加热炉第二加热段和均热段炉底积渣每天平均增长的厚度20～30mm/天时，然后向加热炉第二加热段和均热段炉底根据积渣状况投加化渣剂颗粒，其添加量为0.8～1.5吨/天；

化渣剂的制备方法：

1）称取22g的白沙石、25g的锂辉石、4g的活性石灰、3g的速溶粉状泡花碱、38g的萤石、6g的纯碱和2g的硼砂，加入搅拌器进行搅拌干混，直至混合均匀，得到B组份，备用；

2）称取40g的焦炭和60g的B组份；

3）对焦炭喷水润湿，然后向旋转的圆盘造球机内逐渐加入润湿的焦炭和B组份，以焦炭为核心与外层B组份配合造球；

4）将步骤3）中得到的球粒烘干，得到粒径为3～8mm的化渣剂。

实施例3

本实施例与实施例1的制备方法基本相同，不同之处在于步骤4）：

观测加热炉第二加热段和均热段炉底积渣每天平均增长的厚度＞30mm/天时，然后向加热炉第二加热段和均热段炉底均匀投加化渣剂颗粒，其添加量为1.5～2.0吨/天；

化渣剂制备方法：

1）称取20g的白沙石、20g的锂辉石5g的活性石灰、4g的速溶粉状泡花碱、40g的萤石、7g的纯碱和4g的硼砂，加入搅拌器进行搅拌干混，直至混合均匀，得到B组份，备用；

2）称取60g的焦炭和40g的B组份；

3）对焦炭喷水润湿，然后向旋转的圆盘造球机内逐渐加入润湿的焦炭和B组份，以焦炭为核心与外层B组份配合造球；

4）将步骤3）中得到的球粒烘干，得到粒径为3～8mm的化渣剂。

Claims (9)

1.一种高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在步进式加热炉停炉清渣后，在加热炉第二加热段和均热段炉底表面均匀铺设一层焦炭颗粒，再在石英砂粉表面喷涂水玻璃或硅溶胶涂层；

2)按照高温取向硅钢钢坯炉内加热温度制度要求控制各段的炉温；使高温取向硅钢钢坯进行加热生产；

3)开启出渣口烧嘴，出渣口通道的温度控制为1200～1450℃；

4)观测加热炉第二加热段和均热段炉底积渣厚度分布状况，每天向加热炉第二加热段和均热段炉底均匀投加化渣剂颗粒，其添加量为0.5～2吨/天；其中，所述化渣剂是由外层B组份包裹核心A组份构成的颗粒，其按重量百分比计包括20～80％的A组份和20～80％的B组份；其中，A组份为炭颗粒，B组份按重量百分比由18～25％的白沙石、18～25％的锂辉石、3～5％的活性石灰、2～4％的泡花碱、35～40％的萤石、5～10％的纯碱和2～5％的硼砂组成；

5)重复步骤4)的工序，直至炉底积渣涨高到使加热炉第二加热段和均热段下部烧嘴的燃烧火焰形状和上下炉温均匀性不能满足高温取向硅钢正常加热质量的要求，关闭出渣口烧嘴，结束加热炉的高温取向硅钢加热，完成周期加热量。

2.根据权利要求1所述的高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，其特征在于：所述步骤1)中，焦炭颗粒的粒径≤8mm，其铺设厚度为10～30mm，所述水玻璃或硅溶胶涂层的厚度为0.1～3mm。

3.根据权利要求1或2所述的高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，其特征在于：所述步骤2)中，加热炉第二加热段和均热段炉温控制为1300～1450℃。

4.根据权利要求1或2所述的高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，其特征在于：所述步骤4)中，炉底积渣增长厚度＜20mm/天时，向加热炉第二加热段和均热段炉底投加化渣剂颗粒，其喷入量为0.5～1吨/天。

5.根据权利要求1或2所述的高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，其特征在于：所述步骤4)中，所述炉底积渣增长厚度为20～30mm/天时，向加热炉第二加热段和均热段炉底投加化渣剂颗粒，其喷入量为0.8～1.5吨/天。

6.根据权利要求1或2所述的高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，其特征在于：所述步骤4)中，所述炉底积渣增长厚度＞30mm/天时，向加热炉第二加热段和均热段炉底投加化渣剂颗粒，其喷入量为1.5～2.0吨/天。

7.根据权利要求1所述的高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，其特征在于：所述化渣剂原料按重量百分比计包括40～60％的A组份和40～60％的B组份。

8.根据权利要求7所述的高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，其特征在于：该化渣剂原料按重量百分比计包括50％的A组份和50％的B组份，其中，A组份为炭颗粒，B组份按重量百分比由20％的白沙石、20％的锂辉石、5％的活性石灰、4％的泡花碱、40％的萤石、7％的纯碱和4％的硼砂组成。

9.根据权利要求1所述的高温取向硅钢加热炉液态出渣方法，其特征在于：所述炭颗粒为木炭颗粒和焦炭颗粒中任选其一，炭颗粒的粒径为2～5mm；

所述泡花碱为速溶粉状泡花碱，速溶粉状泡花碱模数为2.00±0.10，粒度≤0.15mm；

所述白沙石的SiO₂含量≥80％，粒度≤0.15mm；

所述锂辉石的Li₂O含量≥0.75％，粒度≤0.088mm；

所述活性石灰的粒度≤0.15mm；所述萤石的CaF₂含量≥85％，粒度≤0.088mm；

所述化渣剂的粒径为3～8mm。