高鋼連鑄連軋連軋工程的加熱爐設(shè)計(jì)

高鋼連鑄連軋連軋工程的加熱爐設(shè)計(jì)

1對裝鋼機(jī)的影響1700年中薄板、鋼渣連造工藝是中國第一個(gè)完全具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型現(xiàn)代化工藝，是濟(jì)鋼的新生命線。于2006年1月一次試車成功,產(chǎn)量月月攀高,最高月產(chǎn)量達(dá)233545.405噸,為濟(jì)鋼創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。其加熱爐有關(guān)參數(shù)參見表1,加熱爐爐型簡圖參見圖1。爐子其它裝備有:裝鋼機(jī)、出鋼機(jī)、裝料輥道、出料輥道、裝料爐門、出料爐門及其爐底步進(jìn)機(jī)械。隨著熱連軋廠的達(dá)產(chǎn)、達(dá)效,加熱爐暴露出了許多問題。加熱爐采用了長行程的裝鋼機(jī),可在爐子裝料端留有坯料緩沖的長度,為連鑄機(jī)與軋機(jī)之間的協(xié)調(diào)創(chuàng)造了條件。但是,實(shí)際生產(chǎn)中,長行程裝鋼機(jī)的功能被過度發(fā)揮,加熱爐預(yù)熱段經(jīng)常處于鋼坯半空或全空狀態(tài),這造成了如下惡果:(1)預(yù)熱段爐溫升高,有時(shí)可達(dá)1250℃,且隨著鋼坯布料情況變化爐溫波動(dòng)較大,對爐頂?shù)氖褂脡勖a(chǎn)生重要影響;(2)鋼坯加熱質(zhì)量因加熱時(shí)間短而得不到保證;(3)預(yù)熱段爐溫的升高使得爐門溫度上升,造成爐門變形嚴(yán)重。(4)預(yù)熱段過大的空位對汽化冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)行和耐熱滑塊的使用壽命均產(chǎn)生了不良影響。(5)裝鋼機(jī)因多次過長地伸入爐內(nèi),使得裝鋼機(jī)冷卻水溫度增高(有時(shí)竟達(dá)100℃以上)。爐體使用的耐火材料問題如下:(1)爐頂使用的是粘土可塑料,其裂紋越來越大,即便使用耐火纖維塞縫,爐頂環(huán)境溫度仍然很高。當(dāng)停爐次數(shù)頻繁或爐溫波動(dòng)較大時(shí),勢必對爐頂使用壽命產(chǎn)生重大影響,特別是最薄弱的爐頂火壓部位,很容易出現(xiàn)坍塌事故。打渣時(shí)間的減短使得問題更加嚴(yán)峻,其它同類型加熱爐打渣一般用9天,而濟(jì)鋼只用5天半便出鋼生產(chǎn)。(2)加熱爐側(cè)墻是澆注料、粘土磚、纖維板復(fù)合結(jié)構(gòu),由于爐墻薄而高,爐溫又相對較高,因此對施工質(zhì)量要求較高。一旦施工質(zhì)量較差,爐氣很容易沿著脹縫穿過粘土磚到達(dá)爐皮鋼板處,然后再沿爐皮鋼板往上竄,最終導(dǎo)致鋼板變形、燒壞。(3)加熱爐下燒操作通道內(nèi)的溫度高達(dá)100℃,給加熱爐的熱工操作帶來極大不便(設(shè)計(jì)人員認(rèn)為“下燒通道高溫”是不可克服的難題)。(4)爐子內(nèi)壁耐材黑度小,傳熱效果差。由于爐子有效長度較短,鋼坯在爐內(nèi)的加熱時(shí)間受到了限制,這也限制了爐子加熱能力,為追求產(chǎn)量用提高爐溫的辦法不但使噸鋼能耗增加,而且惡化了爐子工況?？傊?清醒地認(rèn)清加熱爐存在的問題,及時(shí)采取合適、有效的措施,才能保證加熱爐的長治久安。2莫來石耐火纖維的施工經(jīng)對國內(nèi)相關(guān)廠家考察、咨詢專家、查閱有關(guān)資料并通過現(xiàn)場測定及調(diào)查,決定對加熱爐內(nèi)壁實(shí)行全纖維化,即:在爐頂、爐墻內(nèi)壁粘貼多晶莫來石纖維貼塊,在加熱段與均熱段之間的大冷床上(即加熱操作通道上方、加熱爐內(nèi)的部位)、爐底鋪含鋯纖維棉。原來加熱爐耐材及其保溫材料的主要缺點(diǎn):(1)耐材黑度小,傳熱效果差。(2)加熱爐爐頂使用的是粘土可塑料,其裂紋越來越大,造成爐子性能下降、環(huán)境惡化。(3)普通耐材體積密度大、熱容量大、蓄熱量大,使得傳統(tǒng)加熱爐熱慣性大,最終造成爐子控制滯后,不利于熱工操作,更不適于短爐子。(4)耐材導(dǎo)熱系數(shù)大,因此爐襯傳導(dǎo)熱損失大。多晶莫來石耐火纖維的主要特性:(1)體積密度小。莫來石耐火纖維制成的爐襯熱容量小、蓄熱損失少,特別適用于間歇作業(yè)的工業(yè)爐。(2)導(dǎo)熱系數(shù)小。因此爐襯傳導(dǎo)熱損失小。(3)莫來石耐火纖維具有柔性和彈性,耐急冷急熱性好,且具有較高荷重軟化溫度和使用溫度。所使用的材料為TY/PMF-1600型莫來石纖維疊塊,尺寸為200×100×50。具體施工方法是先認(rèn)真清理被粘貼部位的灰塵、污物,鏟平燒結(jié)物,并對爐體表面進(jìn)行“拉毛”、“鑿毛”處理。完成清理工序后,在纖維疊塊表面和膠粘部位均勻涂上SP-2型高溫粘結(jié)劑,采用平推輕輕擠壓的方法,使兩者結(jié)合、粘牢。值得注意的是,為了保證粘貼質(zhì)量,清理工序完成質(zhì)量的好壞,將直接影響多晶莫來石纖維的使用壽命。3使用效果(1)節(jié)能排煙溫度平均下降100℃,熱效率至少提高3%,爐子實(shí)際單耗下降0.075GJ/t,具有較好的節(jié)能效果。(2)提高了堆棧能力爐子升、降溫的響應(yīng)速度與粘貼前相比相對較快,減小了爐子熱慣性,提高了爐子能力,方便了熱工操作,更加滿足軋線生產(chǎn)工藝要求。(3)降低爐體基本信息使用莫來石纖維不但增加了整個(gè)爐體耐材熱阻,而且封閉了爐體膨脹及裂紋,可有效地降低爐體散失熱量及阻止?fàn)t氣的外竄,使?fàn)t子外壁溫度下降、爐墻鋼材燒壞變形的情況基本絕跡,加熱爐下燒加熱通道內(nèi)的溫度降低至45℃以下,改善了熱工操作環(huán)境。(4)提高了電池性能改善了火焰和爐氣對爐頂?shù)闹苯記_刷,緩沖了爐頂承受的急冷急熱,可有效提高爐頂(特別是火壓)的使用壽命。(5)降低溫度的確定爐頂可塑料裂紋穩(wěn)定下來,基本不再擴(kuò)展,爐頂環(huán)境溫度也由原來的60℃降低到30℃左右。不但減少了爐頂散熱損失,也改善了工作環(huán)境,使維護(hù)、檢修工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低,受到了工人師傅的普遍歡迎。(6)縮短打架期因打渣時(shí)不再對爐頂、爐墻裂縫塞保溫棉,縮短了打渣停爐時(shí)間。(7)提高儀表門的使用壽命由于爐頭、爐尾冒火現(xiàn)象減小,延長了爐門使用壽命。4加熱爐內(nèi)進(jìn)行全化纖改造生產(chǎn)實(shí)踐證明,多晶莫來石耐火纖維具有熱容量小,導(dǎo)熱系數(shù)小、熱輻射性能好和良好的抗熱震性,對加熱爐增產(chǎn)、節(jié)能、提高爐體壽命、改善操