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炼钢均热炉的热工操作及耐火材料使用

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炼钢均热炉的热工操作及耐火材料使用

发布日期:2018-06-21 00:00 来源:http://www.zzkrnc.com 点击:

就加热制度的特点而言,均热炉属于室状炉类型,即炉温是随时时间而变的,均热炉窑根据钢锭的材质、尺寸规格、装炉温度、出炉温度等,确定炉子的加热制度。

装炉

初轧工序能耗中均热炉消耗占了很大的比重,均热炉节能的最大潜能是充分利用热锭的物理热,减少钢锭在浇注后的镇静时间和传搁时间。旧工艺是等钢锭完全凝固后脱模,再送往均热炉,这时物理热的很大一部分已经损失。待装完炉后,钢锭温度已降至500-600度。因此,现代均热炉热工操作的发展趋势是采用液芯钢锭均热和微能加热。

炼钢均热炉的热工操作及耐火材料使用

实践证明,除镇静钢需要完全凝固才能脱模外,沸腾钢及半镇静钢可以不待钢锭完全凝固时脱模入炉,即钢锭中心尚有30%左右液芯率时,能够保证钢锭的质量和安全输送。如沸腾钢浇完10min后即可动车,沸腾钢和半镇静凝固率在60%-70%时即可脱模,凝固率在70%-80%时即可装炉,此时钢锭的表面温度可达1000度左右,这样钢锭带入大量凝固潜热,使炉子的热耗大幅度降低,生产率明显提高。而且液芯钢锭加热,加热周期短,烧损率也热,使炉子的热耗大幅度降低,生产率明显提高。而且液芯钢锭加热,加热周期短,烧损率也可下降,此外,由于不必高温烧钢,炉子寿命可以延长,所以现代均热炉力求提高热锭率。

要提高热锭的液芯率,需要相应解决一系列问题。首先,是钢锭的单位和外形表面积之比,如钢锭单重太小,外形表面积相对较大,则散热面积大,在传搁时间一定条件下,液芯率也较低,我国锭型多数是小锭,所以液芯率比较低,其次,要尽可能减少传搁时间,严格控制传搁过程的每个环节,科学地编制传搁时间表。炼钢和处轧之间应很好地协调配合,热锭脱模后,宜采用保温罩式保温车送往初轧厂,或者在均热车间脱模,应尽可能缩短运送时间和线路。如钢锭脱模后不能马上装炉,应装在保温箱罩或保温坑内,以便按最佳的传隔时间控制钢锭装炉时刻,甚至可能钢锭不必进均热炉,在保温以后直接轧制。由于采取这种脱模、传搁和液态钢锭加热工艺,对钢锭温度场合凝固场随时间变化的准确预示,成为过程能否实现的关键。因此,必须对钢锭热过程的数学模型进行研究,编制相应的传搁时间表,并借助计算机实现加热过程的在线控制,才能达到均热炉热工过程最优化的目的。

装炉时应使钢锭在炉内有适当间隙,间隙太小装入量虽多,但钢锭受热条件差,延长了加热时间,间隙太大,会降低炉子产量,一般装锭时炉子底覆盖率为35%-45%,高温区域可以布置得稍密,低温区则较稀,因揭盖时炉坑的热损失很大。

加热和均热

传统的均热炉的温度制度可以根据不同的钢种、尺寸、锭温,分别采用一段温度制度(也称一期温度制度)、二段温度制度和三段温度制度。

高温的低碳钢液芯热锭,中心还末完全凝固,这时可以采用一段温度制度。钢锭装炉后立即以大的热负荷使表面温度迅速升高,而中心的温度还有所降低,达到均热的目的。例如炉温在1400度时,900度的低碳钢锭加热时间只要15-20min.

加热冷装的低碳钢锭或500-900度高碳钢及合金钢锭,可以采用二段温度制度----加热期和均热期。开始即以大的热负荷使之尽快达到加热温度,加热速度不受什么限制,然后在表面温度基本上不变的情况下进行均热,直到温度达到要求即可出炉。这种方法称为普通烧钢法,与此有所不同的还有一种高温烧钢法,即钢锭入炉后采取高位设定(超过出炉温度30-50度)大热负荷烧钢,加热期很短,随即降到出炉温度,即低位设定进行均热。这种方法加热时间短,着眼于提高产量,热效率低,燃料消耗量高。

三段温度制度可用加热低温或冷的合金钢锭,为了防止开始加热太快而产生缺陷,装炉后需要有一段闷炉时间进行缓慢加热,即有一段预热期,有时闷炉时在另一个低温坑内进行的。当温度超过900度以后,再加大热负荷快速加热,这是加热期。最后消除表面与中心温差,还有一段保温的均热期。

过去传统的加热制度都是着眼于提高生产率,实现快速加热,一开始就以最大的热负荷提高表面温度。这样炉气带走的余热很多,燃耗也高。现在一些均热炉已从追求高产转而强调节能,采取了节能的热工操作方法,这类方法也有多种,如“逆L型加热制度”。该制度适用于表面温度在900度左右的液芯钢锭,这种热锭入炉以后,不是高温快烧,而是以低的热负荷供热,维持钢锭表面温度不下降。同时充分利用内部末凝固的潜热使表面升温,待中心温度下降到尚可满足轧制的要求时,即可出炉。因为这种加热制度的供热曲线是反写的L,故称为逆L型加热制度。

为了寻求均热炉最佳升温制度,有一种间歇式加热工艺,即借助于温度的计算机程序控制和自动燃烧控制装置,间歇式地多挡次供热来控制燃料流量,得到最佳的热负荷。由于改进传搁工艺并采取液芯钢锭均热,钢锭的物理热已成为主要的热源,均热炉只需补供很少的热量,所以称作微能均热,钢锭的微能均热在降低燃料消耗、提高均热炉生产能力和炉子寿命、减少氧化烧损方面,都优于传统的加热工艺。这是均热炉热工操作的重大进步。


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