热煤气在半连轧生产线中的应用

1、热煤气在半连轧生产线中的应用李持平摘要：介绍了贵钢三轧分厂半连轧生产线连续式加热炉率先采用热煤气的情况，可加热130mm×130mm方坯，出炉温度>1120，钢坯氧化层厚<2mm。关键词：热煤气；加热炉；半连续轧制The application of hot gas in reheating furnace of semi-continuous rolling lineLI Chi-ping(No.3 Steel Rolling Plant,Guiyang Special Steel Co.,Ltd.,Guiyang 550005,China)Abstract:The f

2、irst application situation of hot gas in reheating furnace of semi-continuous rolling line in Guiyang Special Steel Co.is introduced.The 130mm× 130mm billet can be reheated and its outlet temperature is more than 1120，the oxide film is less than 2mm.Key words:hot gas;reheating furnace;semi-cont

3、inuous rolling1概述热煤气一般用在距使用点较近，对发热值要求不高的环境。冶金系统轧钢工序加热炉均为连续式，对发热值要求较高，一般不使用热煤气，特别是半连续式轧机使用130mm×130mm方坯，其加热炉更很少考虑使用热煤气。贵钢三轧分厂设计能力为15万t/a,轧制线为半连续布置：粗轧为500mm×2横列式，中精轧为420mm×2、380mm×4、340mm×4、310mm×4,均为平立布置。加热炉为3段连续式、端进侧出，尺寸为27.89m×3.01m,原为燃煤式，后改为燃煤气式，最高小时产量设计为26t,加热钢坯

4、为130mm×130mm×2400mm,设计“九五”末期采用150mm×150mm×2500mm,重424kg的连铸坯，主要轧制规格为1250mm棒材。1996年建设煤气生产设施时，提出了多种方案，但结合贵钢的地域环境、融资渠道以及环保要求等情况，最后选择了热煤气站方案。该方案的优势：投资仅为冷煤气站的1/2;建设周期可短、平、快、能满足环保部门的要求；贵州的无烟煤（发热值29200kJ左右）资源丰富，煤源无问题。经反复论证，充分研究，认为在半连轧生产线轧制130mm×130mm方坯，关键是单位时间的供气量能否满足要求。如果能设计2台常压炉、小

5、时产气量大于1万m3,输送距离不大于100m,即可满足三轧分厂的生产要求。最后选择了TG3M常压煤气发生炉。该炉为固定床式，以无烟煤或弱粘煤为气化用煤，炉型为高料层，操作有较充分的干馏过程，煤气质量、产量以及炉况的稳定系数均较好，采用可编程控制器对加煤排灰进行控制。另外，该炉型旋风除尘器与水封合二为一的设计很有特色，既能较好地除尘，又能完全切断煤气，既可靠又节约投资。2发生炉单台作业该项目设计是2台炉同时作业生产煤气供加热炉使用，而1台为备用炉，因此实际上只是1台炉生产煤气。2台炉和1台炉不同的作业方式有不同的操作特点：（1）2台炉同时生产，对炉底压力要求较严，压差不能过大，否则不安全。炉底空

6、气压力一般约控制在3500Pa,饱和蒸汽温度控制在60时，小时煤气量即能达到104m3。操作上探火、打渣等比1台炉简单，劳动强度相对较低。（2）1台炉作业时，压力平衡不是主要问题，关键是要满负荷生产煤气，小时产气要>6000m3,炉底空气压力>5000Pa,因而加煤次数多，火层控制难，饱和温度控制也较难。如果钢坯出炉速度快，对煤气炉操作要求更高，必须勤探火，随时了解炉况，否则易引起结渣、火层升高等不良情况。同时，对煤的粒度要求更严，而贵州的煤强度较差，煤气站加煤又采用罐式提升机，易产生煤粉，增加了作业难度。但是，1台炉与2台炉作业比较，可节约原煤，并且能有备用炉处于待用状态。3实践

7、及革新三轧分厂加热炉原是燃煤式，改为燃煤气后，设计了32个烧嘴，其中平焰16个，直焰16个，烧嘴能力均为500m3/h。但开始烧嘴开启数量为1420个时，加热效果不好，表现为烧嘴喷出的火焰长度不够，火色偏红，钢坯出炉温度偏低、出现粘钢情况。分析认为，发生炉单炉产气量一般为50006500m3/h,不能同时满足12个以上烧嘴的需要，否则易造成总管压力经常处于700Pa下限供气，导致燃烧效果差。将烧嘴调至12个甚至10个以后，钢坯的出炉温度能满足轧制要求。由于32个烧嘴中20个处于备用，为保护备用烧嘴，每个烧嘴的风阀要有15%的开启度。因而造成炉内风量大，钢坯氧化层过厚。按规定，加热炉的煤、空气比

8、应在4:1左右，显然20个备用烧嘴的保护空气使煤空比例失调。因此，拆除了一定数量的备用烧嘴，拆除位置用浇铸料填平，经过连续16个班的取样统计，代表钢种20CrMnTi平均日产440t,出炉温度>1120，氧化层<2mm。加热炉使用上的革新，主要在点火方面。加热炉点火是煤气安全的重要工作。按规程，点火应作爆炸试验，以防止煤气成分不合格和炉内产生混合气体导致煤气爆炸事故。发生炉煤气也应执行这一规定。但是，煤气爆炸试验合格的过程，往往又是炉内新的混合气体产生的过程，其CO的浓度为12.5%74.2%,是混合气体极易发生爆炸的极限。在直接使用热煤气的连续式轧钢加热炉上作爆炸试验，难度较大，

9、因为：（1）连续加热炉的烟道闸板和出、进钢炉门都很难实现绝对密闭。（2）热煤气因含焦油等杂质，烧嘴阀板间隙一般较大、关闭不严密，烧嘴的煤气泄漏不能避免。加热炉要避开混合气体在极限范围内产生爆炸，可在煤气支管上加盲板，水封等隔断，并把加热炉闸板、炉门等相对密闭。但这些措施有一定难度。为此，提出了直接点火法，即不进行爆炸试验，直接向炉内送点火棒的办法，但必须具备以下条件：（1）煤气质量需经发生炉取样化验合格，尤其是要使CO>22%,O<0.5%。（2）所有的煤气管道要经过认真的蒸汽置换空气，如果因蒸汽压力不够，放散管不能见到冒出的蒸汽，但煤气支管末端用手触摸能感到热度。（3）点火棒送进

10、加热炉后8min之内，热煤气到达炉内，否则容易发生事故。三轧分厂遵守煤气使用的安全规定，结合实际，采取以上办法，加热炉的点火一直处于受控状态，两年来从未发生点火导致的任何问题。4效益分析至1998年12月该工程已实现安全生产700天，平均日产量380t,最高达518t,并产生了较好的经济效益：（1）达到节能、环保指标。避免了粉尘排放现象发生，废水外排泄量逐渐趋于零。吨钢原煤消耗从340kg降低到130kg。（2）钢坯加热过程中烧损减少1个百分点，出炉的开轧温度基本大于1100，机时产量增加；中废减少，各钢种成材率不同程度提高。（3）煤气加热质量高于燃煤加热质量，轧机故障率明显降低，机物料、备品备件消耗也有较