CN104328271B - 一种提高高温加热炉液态出渣率的加热方法 - Google Patents

Abstract

一种提高高温加热炉液态出渣率的加热方法，其步骤：在高温加热炉内根据不同段分段控制空气消耗系数；按照高温加热炉的不同检测高度自上而下采取不同的压力排烟方式；对加热炉的第二加热段和均热段进行温度分段恒温控制。本发明能使高温加热炉液态出渣率低由不到40%提高到60%以上，且无需人工清渣，并使劳动强度降低，机组作业率提高，操作也简单易行。

Description

一种提高高温加热炉液态出渣率的加热方法

技术领域

本发明涉及一种加热炉的加热方法，具体地属于一种提高热炉液态出渣率的加热方法，其更适于加热炉的加热温度在1350℃以上的高温加热炉提高液态出渣率的加热方法。

背景技术

连铸坯在轧钢加热过程中，不可避免的会发生氧化烧损。钢坯在炉内氧化烧损程度主要受加热温度、加热时间和加热炉内气氛等因素影响。加热温度越高，钢坯氧化烧损越严重；加热时间越长，钢坯氧化烧损越严重；加热炉内氧化性气氛越严重，钢坯氧化烧损越严重。对于一些炉内加热温度和加热时间要远远高于普通钢材的特殊钢种而言，因为长时间高温加热，板坯表面产生大量的液态熔渣，沉积于炉底，影响加热炉机械传动系统的正常工作。生产此类钢材的加热炉称之为高温加热炉，工作温度高达1400℃以上。高温加热炉在生产一段时间后，炉渣达到一定量时，必须停炉进行人工清渣。高温加热炉频繁地停炉清渣，不仅会严重限制加热炉产能，同时炉窑检修维护频繁，使用寿命降低，增加了生产成本与人工劳动强度。

针对上述问题，目前国内外主要通过设置液态出渣装置、或改变加热炉炉体结构，或使用清理装置等技术措施，来提高液态出渣量与清渣效率，以期延长加热炉生产周期。例如：中国专利公开号为CN2363184Y的文献，其公开了一种连续加热炉新型液态排渣装置。其由出渣口烧嘴、出渣口通道、粒化装置及炉门密封等组成。其通过改变烧嘴结构与增加出渣通道倾斜角度等技术措施，使炉内液态渣排出顺利，不会在排渣通道内产生凝固现象，提高了轧制周期量，减少了加热炉故障停机次数。还有中国专利公开号为CN202660889U的文献，其公开了一种液态出渣高温步进梁式板坯加热炉，其在于使加热炉第二加热段与均热段为5°斜坡结构，并在侧墙设有液态出渣口，提高了液态出渣量，减缓了高温段炉底钢渣堆积速度，延长了加热炉周期作业时间。中国专利公开号为CN102252528A的文献，其公开了一种高温加热炉液态出渣装置及方法，具体包括斜坡炉底、出渣口烧嘴、出渣口通道、出渣口炉门、粒化装置和冲渣装置，同样是利用炉内高温液态渣具有的流动特性，通过保障炉底流出通道畅通，实现在线液态出渣。中国专利公开号为CN102944122的文献，其公开了一种高温炉化渣清理装置及应用方法，具体包括钢板、清渣杆、锁紧螺栓和撬棍，通过停炉后清渣过程中清渣杆与水梁积渣接触时的机械作用，使积渣破碎、脱落，提高了人工清渣效率。中国专利公开号为CN101839638A的文献，其公开了一种液态出渣高温板坯加热炉蓄热和预热组合式加热方法，其在于利用蓄热式加热技术降低炉尾排烟温度，均化炉内温度场分布，实现钢坯的加热，节能、环保效果显著，但其对液态化渣并没有特别的说明。

以上虽引用的文献，虽然在一定程度上促进了液态渣的排出，减轻了停炉后人工清渣强度，起到了改善生产过程中炉内积渣程度的作用，但对于凝固后沉积于炉底的固态渣无法进行有效在线排出，实际加热炉液态出渣比率不高。从公开的文献资料数据反映目前高温加热炉最大的液态出渣比率不到40%。

避免液渣凝固并保持良好的流动性是提高加热炉液态出渣率的关键环节。在实际生产过程中，导致高温液渣在炉底凝固集聚的主要原因有两个方面，一是由于加热炉炉底吸风、水梁立柱以及炉底散热、生产轧线故障加热炉降温待轧等多种原因导致炉底温度偏低、掉落炉底液态渣降温变稠，并进一步凝结固化与聚集；二是由于加热炉炉内气氛的影响，沉积炉底的液态渣进一步氧化，逐步形成熔点高、成分复杂的炉渣，导致炉渣粘度不断提高。特别是当钢坯表面形成的一次原始低溶点钢渣在炉底不断深度氧化，生成熔点高出加热炉正常工作温度范围的固态钢渣后，加热炉液态出渣系统就完全失去效用。由此可见，导致实际生产中加热炉周期轧制量低的主要原因在于高温炉内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。因此，防止钢渣深度氧化、提高炉底温度是提高加热炉液态出渣率、提高加热炉周期轧制量的重要研究方向。

发明内容

本发明针对现有技术存在的高温加热炉内液态渣只能排出不到40%的不足，提供一种通过调整才做方法，使高温加热炉内液态渣只能排出提高到不低于60%，且无需人工清渣，降低劳动强度，保证机组正常运行的提高高温加热炉液态出渣率的加热方法。

实现上述目的的措施：

一种提高高温加热炉液态出渣率的加热方法，其特征在于：在加热中按照以下方式操作：

1）在高温加热炉内各段气氛控制如下：高温钢坯正常加热生产时，在加热炉的第二加热段和均热段，其空气消耗系数控制在0.8以下；第一加热段的空气消耗系数控制在0.8-1.0之间；预热段空气消耗系数控制在不低于1.4；

2）按照高温加热炉的不同检测高度自上而下采取不同的压力排烟方式，即：自炉顶往下占炉高的25%的高度部分，其炉压控制在20～30Pa；自大于25%到75%的高度部分，其炉压控制在小于20至10Pa；自大于75%到炉底部的高度部分，其炉压控制在5至小于10Pa；

3）采用对加热炉的第二加热段和均热段进行温度分段恒温控制措施，即：以加热炉的第二加热段与均热段的总高度的中间高度为准，中间高度以上为上段，中间高度以下为下段；上段炉温按照1370～1390℃进行恒温控制、下段炉温按照1380～1400℃进行恒温控制。

本发明之所以采取以上技术措施，是由于：加热炉炉内气氛控制对减少钢坯加热过程中表面氧化程度以及一次原始低溶点钢渣的进一步深度氧化影响很大，还原性气氛是加热炉炉内气氛控制追求的一种理想状态。轧钢加热炉炉内气体中一般含有CO2、H2O、O2、SO2、、H2、CH4和N2等组分，实际工业生产中加热炉炉内气氛主要以空气消耗系数进行控制，同时还受到燃料成份波动和燃烧器性能等的影响。理论上计算加热炉空气消耗系数一般控制在1.05最优，因为燃料在这个条件下燃烧最充分，燃烧温度最高，烟气中残氧很低（接近为零），有害气体CO排放等也少，从节能和环保要求出发，加热炉空气消耗系数多控制在1.05以上。为创造钢坯加热过程中的还原性气氛环境，同时满足相关节能环保方面各项要求，对高温加热炉执行差异化分段炉内气氛控制。

热轧加热炉多为8段控温式大型步进梁式加热炉，钢坯从入炉经预热段、一加、二加和均热段到出炉，钢坯温度从低到高不断上升，在二热和均热段时温度最高。加热炉内烟气流向正好为钢坯行进方向相反，均热段烟气要经均热段、二加、一加到预热段，热回收段，最后通过烟道排出。依据钢坯在低温状态下氧化很少高温氧化严重的特点，加热炉炉内气氛在高温段取低值（0.8以下），保证炉内无氧气存在且含有一定比例的CO，增强还原性气氛，减少钢坯表面氧化程度以及一次原始低溶点钢渣进一步深度氧化。保证炉底钢渣具有良好的流动特性，相应地提高了加热炉液态出渣效率。从高温段到低温段，空气消耗系数取值逐渐增加。在加热炉低温段空气消耗系取值远在1.0以上，保证炉内燃料完全燃烧。虽然低温段炉内气氛为强氧化气氛，但由于在低温状态下钢坯氧化速度极慢，对炉内钢渣的影响完全可以忽略不计。差异化分段炉内气氛控制即可有效地控制钢渣的生成和转变，又可以保证燃料的充分利用，满足节能环保要求。

炉内积渣的原因与炉底温度偏低的问题密切相关，提高炉底温度有利于提高液态排渣效果。加热炉炉压多以微正压控制，由于炉内压力分布不均，且受炉门开闭等因素的影响，炉底的气压最低且易出现负压状态进而出现吸冷风现象，进一步降低炉底温度，也影响到炉内气氛环境。提高加热炉炉压控制水平有利于改善炉底温度和气氛状态，提高液态出渣效率。

实行高温段恒定炉温控制，可以保证钢坯表面滴落到炉底的液渣保持良好的流动状态，防止凝渣集渣发生，也可有效地提高加热炉液态出渣效率。

本发明与现有技术相比，能使高温加热炉液态出渣率低由不到40%提高到60%以上，且无需人工清渣，并使劳动强度降低，机组作业率提高，操作也简单易行。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

实施例1

一种提高高温加热炉液态出渣率的加热方法，其在加热中按照以下方式操作：

1）在高温加热炉内各段气氛控制如下：高温钢坯正常加热生产时，在加热炉的第二加热段和均热段，其空气消耗系数控制为0.78；第一加热段的空气消耗系数控制为0.91；预热段空气消耗系数控制为1.41；

2）按照高温加热炉的不同检测高度自上而下采取不同的压力排烟方式，即：自炉顶往下占炉高的25%的高度部分，其炉压控制为22Pa；自大于25%到75%的高度部分，其炉压控制为11Pa；自大于75%到炉底部的高度部分，其炉压控制为5Pa；

3）采用对加热炉的第二加热段和均热段进行温度分段恒温控制措施，即：以加热炉的第二加热段与均热段的总高度的中间高度为准，中间高度以上为上段，中间高度以下为下段；上段炉温按照1370～1375℃进行恒温控制，下段炉温按照1380～1385℃进行恒温控制。

经监测分析，其炉内的液态出渣率为62%；单次修炉清渣量从55斗减少到35斗，显著降低了人工清渣的强度；加热炉周期轧制量从9000吨提高14000吨，极大地提高了加热能产能，经济效益显著。

实施例2

一种提高高温加热炉液态出渣率的加热方法，其在加热中按照以下方式操作：

1）在高温加热炉内各段气氛控制如下：高温钢坯正常加热生产时，在加热炉的第二加热段和均热段，其空气消耗系数控制为0.79；第一加热段的空气消耗系数控制为0.95；预热段空气消耗系数控制为1.45；

2）按照高温加热炉的不同检测高度自上而下采取不同的压力排烟方式，即：自炉顶往下占炉高的25%的高度部分，其炉压控制为25Pa；自大于25%到75%的高度部分，其炉压控制为15Pa；自大于75%到炉底部的高度部分，其炉压控制为6Pa；

3）采用对加热炉的第二加热段和均热段进行温度分段恒温控制措施，即：以加热炉的第二加热段与均热段的总高度的中间高度为准，中间高度以上为上段，中间高度以下为下段；上段炉温按照1380～1390℃进行恒温控制，下段炉温按照1390～1340℃进行恒温控制，

经监测分析，其炉内的液态出渣率为60%；单次修炉清渣量从55斗减少到40斗，显著降低了人工清渣的强度；加热炉周期轧制量从9000吨提高13600吨，极大地提高了加热能产能，经济效益显著。

实施例3

一种提高高温加热炉液态出渣率的加热方法，其在加热中按照以下方式操作：

1）在高温加热炉内各段气氛控制如下：高温钢坯正常加热生产时，在加热炉的第二加热段和均热段，其空气消耗系数控制为0.78；第一加热段的空气消耗系数控制为0.91；预热段空气消耗系数控制为1.43；

2）按照高温加热炉的不同检测高度自上而下采取不同的压力排烟方式，即：自炉顶往下占炉高的25%的高度部分，其炉压控制为22Pa；自大于25%到75%的高度部分，其炉压控制为13Pa；自大于75%到炉底部的高度部分，其炉压控制为5Pa；

3）采用对加热炉的第二加热段和均热段进行温度分段恒温控制措施，即：以加热炉的第二加热段与均热段的总高度的中间高度为准，中间高度以上为上段，中间高度以下为下段；上段炉温按照1380～1385℃进行恒温控制，下段炉温按照1390～1395℃进行恒温控制，

经监测分析，其炉内的液态出渣率为61%。生产统计数据单次修炉清渣量从55斗减少到39斗，显著降低了人工清渣的强度。加热炉周期轧制量从9000吨提高13800吨以上，极大地提高了加热能产能，经济效益显著。

实施例4

一种提高高温加热炉液态出渣率的加热方法，其在加热中按照以下方式操作：

1）在高温加热炉内各段气氛控制如下：高温钢坯正常加热生产时，在加热炉的第二加热段和均热段，其空气消耗系数控制为0.75；第一加热段的空气消耗系数控制为0.85；预热段空气消耗系数控制为1.6；

2）按照高温加热炉的不同检测高度自上而下采取不同的压力排烟方式，即：自炉顶往下占炉高的25%的高度部分，其炉压控制为28Pa；自大于25%到75%的高度部分，其炉压控制为19Pa；自大于75%到炉底部的高度部分，其炉压控制为8Pa；

3）采用对加热炉的第二加热段和均热段进行温度分段恒温控制措施，即：以加热炉的第二加热段与均热段的总高度的中间高度为准，中间高度以上为上段，中间高度以下为下段；上段炉温按照1380～1388℃进行恒温控制，下段炉温按照1390～1398℃进行恒温控制，

经监测分析，其炉内的液态出渣率为62.5%；单次修炉清渣量从55斗减少到35斗，显著降低了人工清渣的强度；加热炉周期轧制量从9000吨提高14100吨，极大地提高了加热能产能，经济效益显著。

实施例5

一种提高高温加热炉液态出渣率的加热方法，其在加热中按照以下方式操作：

1）在高温加热炉内各段气氛控制如下：高温钢坯正常加热生产时，在加热炉的第二加热段和均热段，其空气消耗系数控制为0.8；第一加热段的空气消耗系数控制为0.9；预热段空气消耗系数控制为1.55；

2）按照高温加热炉的不同检测高度自上而下采取不同的压力排烟方式，即：自炉顶往下占炉高的25%的高度部分，其炉压控制为29Pa；自大于25%到75%的高度部分，其炉压控制为12Pa；自大于75%到炉底部的高度部分，其炉压控制为7Pa；

3）采用对加热炉的第二加热段和均热段进行温度分段恒温控制措施，即：以加热炉的第二加热段与均热段的总高度的中间高度为准，中间高度以上为上段，中间高度以下为下段；上段炉温按照1375～1385℃进行恒温控制，下段炉温按照1385～1395℃进行恒温控制，

经监测分析，其炉内的液态出渣率为61.5%；单次修炉清渣量从55斗减少到38斗，显著降低了人工清渣的强度；加热炉周期轧制量从9000吨提高13900吨，极大地提高了加热能产能，经济效益显著。

上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。

Claims (1)

1.一种提高高温加热炉液态出渣率的加热方法，其步骤：

1）在高温加热炉内各段气氛控制如下：高温钢坯正常加热生产时，在加热炉的第二加热段和均热段，其空气消耗系数控制在0.8以下；第一加热段的空气消耗系数控制在0.8-1.0之间；预热段空气消耗系数控制在不低于1.4；

2）按照高温加热炉的不同检测高度自上而下采取不同的压力排烟方式，即：自炉顶往下占炉高的25%的高度部分，其炉压控制在20～30Pa；自大于25%到等于75%的高度部分，其炉压控制在小于20至等于10Pa；自大于75%到炉底部的高度部分，其炉压控制在5至小于10Pa；

3）采用对加热炉的第二加热段和均热段进行温度分段恒温控制措施，即：以加热炉的第二加热段与均热段的总高度的中间高度为准，中间高度以上为上段，中间高度以下为下段；上段炉温按照1370～1390℃进行恒温控制、下段炉温按照1380～1400℃进行恒温控制。