CN1043751A - 钢锭微能均热新工艺 - Google Patents

Abstract

采用最佳注后打水、合理的脱模与装炉顺序，缩短钢锭的传搁时间，在不改变现有均热炉结构的情况下，实行钢锭密集装炉、微能均热新工艺，使装入均热炉的钢锭紧密相贴，且可立放或横放。从而提高均热炉生产能力一倍以上，根据微机辅助分析，采用最佳均热工艺制度均热，燃料单耗达到0.229吉焦/吨钢。与液芯加热法相比，吨钢可增加收益5元以上。同时，还具有减少氧化烧损，提高成坯率，改善钢坯表面质量和降低其他消耗等多重效果。

Description

本发明属于一种钢锭快速传递、微能均热的方法。

钢铁企业产品的显热与潜热损失是企业能源支出的一个重要方面，居各项非有效能耗之首。因而，充分合理地利用产品显热和潜热是冶金工厂增产节能的主要途径，也是冶金工作者一直关心的问题。

作为节能的主要课题，世界各国先后采用了钢锭液芯加热技术、液芯加热轧制技术等，近几年又应用了保温车均热钢锭直接轧制技术，均取得了较好的节能效果。

日本自70年代便开始了钢锭液芯加热和轧制的试验研究。如日本公开特许公报昭55-158230、特开昭52-120208、52-39510公报等，对液芯加热的操作方法和均热炉燃料供应流量均有介绍。这些方法的基本点都是利用钢锭内部未凝固钢液的潜热与显热，通过安装在均热炉上的燃烧控制装置和炉温检测装置，控制燃料流量和炉温，采用合适的升温曲线，达到节能的目的。

日本公开特许公报昭55-150301还介绍了一种“水封顶镇静钢锭的液芯轧制法”。其特点是浇注完毕后，直接往钢锭表面部位注水，待表面凝固并脱模以后，装入绝热炉，使钢锭内部液芯热量传递至钢锭表面，复热到轧制温度出炉轧制。

为了缩短钢锭的传搁时间以保证钢锭装炉的液芯率和提高装炉温度，各国还根据不同条件采取了相应措施。如采用快速调车法、绝热保温车运锭等方法，均收到了一定效果。

但是，由于钢锭液芯加热和液芯加热轧制技术都是采用钢锭疏散装炉工艺，因此存在炉底复盖率低，均热能力小，钢锭氧化烧损大和节能效果差的问题。绝热炉均热直接轧制与保温车运锭等方法，一是需要制作专用设备，投资大、工期长;二是装炉的锭型和装炉的方式受限，很难满足大生产的需要，尤其对我国绝大多数钢铁企业的现行生产工艺及其生产调度方式，都无法应用这些方法。

本发明的目的就是为了克服上述工艺的缺点，提供一种不需任何投资，利用现有普通均热炉便可大幅度提高均热炉生产能力，降低燃料消耗，减少钢锭氧化烧损，从而提高钢锭成坯率的新工艺。

迄今为止，在均热炉的设计和生产实践中，钢锭在均热炉中的排列都要求各个钢锭之间必须留有一定的距离，这是基于钢锭要有良好的加热条件以及便于装出炉而决定的。炉底复盖率是均热炉设计的重要参数之一，一般为35-40%，实际生产中的炉底复盖率多在30%左右。传统的钢锭排列方式和均热方法，对钢锭本身来说，其热量的传递方向是由钢锭表面传向中心，即主要依靠外部供热来加热钢锭。

由于技术的不断进步，特别是液芯加热技术的发展，使装炉钢锭的温度越来越高，当钢锭装炉时本身的热焓量达到开坯轧制的需要时，则钢锭入均热炉的目的仅仅是使钢锭中心和外层温度分布趋于一致，实现均热而已。在实际生产中，除了绝热炉外，无论均热炉还是保温坑，都存在不少吸收和散失热量之处，如炉身、炉盖、烟道以及各处缝隙等等。因此，入炉钢锭不仅要均热自身，而且要补充均热炉的热损失。十分明显，对于装炉温度相同的钢锭来说，炉子单位面积装锭量越多，则炉底复盖率越高，需要每个钢锭补充炉子热损失的相对热量越少。此时，钢锭在炉中的传热方向主要是从芯部传向外层，外部供热不过是为了补充均热炉本身的热损失。在这种情况下，钢锭在均热炉中保持一定距离已无必要。

基于这种构思，本发明的关键是在不改变现有各式均热炉结构的情况下，缩短钢锭传搁时间，使入炉钢锭的热焓量达到轧制需要，减少钢锭之间温度差，采用密集装炉新工艺。即当装炉钢锭为液芯锭时，在不影响装出炉的条件下，装入均热炉坑的钢锭间不留任何空隙，使相邻钢锭的表面紧密相贴，装满整个炉坑。钢锭立放或者横放均可，也可以先立放排满后再在其上横放。然后，根据不同的锭型、焓温，按特定的炉温曲线供微量燃料控制炉温，为钢锭形成一个均热环境，用最少的煤气消耗和最短的在炉时间达到均热钢锭的目的。

附图是本发明微能均热的最佳炉温控制曲线图。图中横座标为钢锭在炉时间，单位：分;左侧纵坐标为均热炉温度，单位：摄氏度;右侧纵座标是煤气量，单位：立方标米每小时。曲线1为传搁时间在80-90分钟;曲线2为传搁时间在70-80分之间;曲线3为传搁时间小于70分钟。Ⅰ表示升温期。

密集装炉微能均热的前提是钢锭必须保有一定的液芯。为此，对一般常规工艺来说，首先要尽可能缩短钢锭的传搁时间，实现快速传送钢锭。本发明采取钢锭注后向压盖坑打水和提前脱模两种措施。

由于本发明将开始脱模的时间提前，因而后注完的钢锭封顶时间相对缩短，钢锭头部凝固层薄，脱模时容易产生顶漏现象。所以，对一罐钢浇注多盘钢锭的情况，采用越是后浇注的钢锭打水次数越多，打水量越要充分，以促使钢锭头部快速冷却。例如，一罐钢水浇注四盘钢锭，可采取1、2组锭起压盖后不打水，第3组锭打一次水（向压盖坑灌水），第4组锭打两次水的方法。余者类推。以保证钢锭头部具有足够的凝固层。

另外，在一罐钢浇注多盘锭的条件下，由于各盘钢锭之间的传搁时间相差较大，使各组钢锭之间温差加大，从而增大了入炉钢锭的热焓差，给均热工艺带来了困难。因此，本发明则根据一罐钢水浇注的钢锭盘数不同而采取不同的脱模顺序，通常是按照后浇注的钢锭先脱的顺序脱模，但也可根据工艺条件和生产实际，制定适合本身条件的脱模顺序。如以一罐钢浇注四盘钢锭为例，本发明优先推荐的是采取3组→2组→4组→1组的最佳脱模顺序进行脱模。不仅防止了第4组锭固液芯过大而容易顶漏的问题，而且合理地调整了四盘钢锭的模内外时间比例，使入炉钢锭的热焓差趋于一致。

同时，由于脱模后的钢锭裸露于大气之中，温降较快，因此，装炉顺序亦对钢锭的热焓影响很大。十分明显，先浇注的钢锭由于传搁时间长，温降大，钢锭的温度低。反之，后浇注的钢锭温度高。根据这一特点，规定钢锭装炉的顺序与浇注顺序相同，即先浇注的先装炉，后浇注的后装炉。

由于本发明采取密集装炉工艺，从而使均热炉的装钢量和炉底复盖率提高了一倍以上，生产能力成倍增长，燃料消耗大幅度下降。同时钢锭表面紧密相贴，均热温度的降低和炉膛废气量的减少，相应减轻了钢锭的氧化烧损和气泡暴露，提高了轧后钢坯的表面质量。并且钢锭的温度由锭芯向外呈递减分布，所以有利于减少钢坯的纵横向鱼尾生成，从而提高成坯率。

采用本发明可以使燃料单耗达到0.229GJ/t，均热炉生产能力达到53t/h，成坯率达94.33%。另外，本发明还可降低模耗2kg/吨钢，钢锭废品率减少0.24%。在加速钢锭模和注锭车周转，提高均热炉砌体寿命和降低电耗，以及减少环境污染等方面均具有显著效果。

本发明自86年起在鞍钢第二初轧厂试验实施。到目前已采用此工艺生产6200多炉，合计轧锭量110余万吨。其吨钢效益，与普通烧钢法相比，可增加16.88元;与液芯加热法相比，增收5.59元。下表为本发明工艺与普通烧钢法、液芯加热法大生产统计数据的对比。

鞍钢第二初轧厂由于实施本发明，实行钢锭密集装炉微能均热新工艺，使均热炉燃料单耗达到0.229GJ/t。使该厂成为全国唯一的达到特级工序能耗标准的厂家。该厂初轧工序被冶金部评为全国冶金企业节能冠军工序。

Claims (7)

1、一种钢锭快速传递、微能均热的方法，采取注后向压盖坑打水和提前脱模两种措施，利用普通均热炉将模铸液芯钢锭加热到轧制温度，本发明的特征是在不影响装出炉的条件下，将钢锭按照特定的顺序装炉；装入炉坑的钢锭之间不留任何空隙，使钢锭表面紧密相贴，钢锭可以立放或横放，也可以先立放排满后再在其上横放；然后按一定的炉温曲线将钢锭均热到要求温度后出炉轧制。

2、根据权利要求1，其特征在于对一罐钢水浇注多盘钢锭的情况，采用越是后浇注的钢锭打水次数越多，打水量越充分，以使钢锭头部快速冷却的打水制度。

3、根据权利要求1和2，其特征在于当一罐钢水浇注四盘锭时，可采取1、2组钢锭起压盖后不打水，第3组打一次水，第4组打两次水的方法。

4、根据权利要求1，其特征在于依据一罐钢水浇注钢锭的盘数不同而采取不同的脱模顺序，通常按照后注的钢锭先脱的顺序脱模。

5、根据权利要求1和4，其特征在于对一罐钢浇注四盘锭的情形，可采取3组→2组→4组→1组的最佳脱模顺序。

6、根据权利要求1，其特征在于钢锭装入均热炉的先后顺序可以与浇注时的顺序相同，即先浇注的钢锭先装炉。

7、根据权利要求1，其特征在于钢锭装入均热炉后按特定的炉温曲线控制炉温，为钢锭创造一个均热环境。