高钢连铸连轧连轧工程的加热炉设计

高钢连铸连轧连轧工程的加热炉设计

1对装钢机的影响1700年中薄板、钢渣连造工艺是中国第一个完全具备自主知识产权的大型现代化工艺，是济钢的新生命线。于2006年1月一次试车成功,产量月月攀高,最高月产量达233545.405吨,为济钢创造了巨大的经济效益。其加热炉有关参数参见表1,加热炉炉型简图参见图1。炉子其它装备有:装钢机、出钢机、装料辊道、出料辊道、装料炉门、出料炉门及其炉底步进机械。随着热连轧厂的达产、达效,加热炉暴露出了许多问题。加热炉采用了长行程的装钢机,可在炉子装料端留有坯料缓冲的长度,为连铸机与轧机之间的协调创造了条件。但是,实际生产中,长行程装钢机的功能被过度发挥,加热炉预热段经常处于钢坯半空或全空状态,这造成了如下恶果:(1)预热段炉温升高,有时可达1250℃,且随着钢坯布料情况变化炉温波动较大,对炉顶的使用寿命产生重要影响;(2)钢坯加热质量因加热时间短而得不到保证;(3)预热段炉温的升高使得炉门温度上升,造成炉门变形严重。(4)预热段过大的空位对汽化冷却系统的正常运行和耐热滑块的使用寿命均产生了不良影响。(5)装钢机因多次过长地伸入炉内,使得装钢机冷却水温度增高(有时竟达100℃以上)。炉体使用的耐火材料问题如下:(1)炉顶使用的是粘土可塑料,其裂纹越来越大,即便使用耐火纤维塞缝,炉顶环境温度仍然很高。当停炉次数频繁或炉温波动较大时,势必对炉顶使用寿命产生重大影响,特别是最薄弱的炉顶火压部位,很容易出现坍塌事故。打渣时间的减短使得问题更加严峻,其它同类型加热炉打渣一般用9天,而济钢只用5天半便出钢生产。(2)加热炉侧墙是浇注料、粘土砖、纤维板复合结构,由于炉墙薄而高,炉温又相对较高,因此对施工质量要求较高。一旦施工质量较差,炉气很容易沿着胀缝穿过粘土砖到达炉皮钢板处,然后再沿炉皮钢板往上窜,最终导致钢板变形、烧坏。(3)加热炉下烧操作通道内的温度高达100℃,给加热炉的热工操作带来极大不便(设计人员认为“下烧通道高温”是不可克服的难题)。(4)炉子内壁耐材黑度小,传热效果差。由于炉子有效长度较短,钢坯在炉内的加热时间受到了限制,这也限制了炉子加热能力,为追求产量用提高炉温的办法不但使吨钢能耗增加,而且恶化了炉子工况。总之,清醒地认清加热炉存在的问题,及时采取合适、有效的措施,才能保证加热炉的长治久安。2莫来石耐火纤维的施工经对国内相关厂家考察、咨询专家、查阅有关资料并通过现场测定及调查,决定对加热炉内壁实行全纤维化,即:在炉顶、炉墙内壁粘贴多晶莫来石纤维贴块,在加热段与均热段之间的大冷床上(即加热操作通道上方、加热炉内的部位)、炉底铺含锆纤维棉。原来加热炉耐材及其保温材料的主要缺点:(1)耐材黑度小,传热效果差。(2)加热炉炉顶使用的是粘土可塑料,其裂纹越来越大,造成炉子性能下降、环境恶化。(3)普通耐材体积密度大、热容量大、蓄热量大,使得传统加热炉热惯性大,最终造成炉子控制滞后,不利于热工操作,更不适于短炉子。(4)耐材导热系数大,因此炉衬传导热损失大。多晶莫来石耐火纤维的主要特性:(1)体积密度小。莫来石耐火纤维制成的炉衬热容量小、蓄热损失少,特别适用于间歇作业的工业炉。(2)导热系数小。因此炉衬传导热损失小。(3)莫来石耐火纤维具有柔性和弹性,耐急冷急热性好,且具有较高荷重软化温度和使用温度。所使用的材料为TY/PMF-1600型莫来石纤维叠块,尺寸为200×100×50。具体施工方法是先认真清理被粘贴部位的灰尘、污物,铲平烧结物,并对炉体表面进行“拉毛”、“凿毛”处理。完成清理工序后,在纤维叠块表面和胶粘部位均匀涂上SP-2型高温粘结剂,采用平推轻轻挤压的方法,使两者结合、粘牢。值得注意的是,为了保证粘贴质量,清理工序完成质量的好坏,将直接影响多晶莫来石纤维的使用寿命。3使用效果(1)节能排烟温度平均下降100℃,热效率至少提高3%,炉子实际单耗下降0.075GJ/t,具有较好的节能效果。(2)提高了堆栈能力炉子升、降温的响应速度与粘贴前相比相对较快,减小了炉子热惯性,提高了炉子能力,方便了热工操作,更加满足轧线生产工艺要求。(3)降低炉体基本信息使用莫来石纤维不但增加了整个炉体耐材热阻,而且封闭了炉体膨胀及裂纹,可有效地降低炉体散失热量及阻止炉气的外窜,使炉子外壁温度下降、炉墙钢材烧坏变形的情况基本绝迹,加热炉下烧加热通道内的温度降低至45℃以下,改善了热工操作环境。(4)提高了电池性能改善了火焰和炉气对炉顶的直接冲刷,缓冲了炉顶承受的急冷急热,可有效提高炉顶(特别是火压)的使用寿命。(5)降低温度的确定炉顶可塑料裂纹稳定下来,基本不再扩展,炉顶环境温度也由原来的60℃降低到30℃左右。不但减少了炉顶散热损失,也改善了工作环境,使维护、检修工人的劳动强度大大降低,受到了工人师傅的普遍欢迎。(6)缩短打架期因打渣时不再对炉顶、炉墙裂缝塞保温棉,缩短了打渣停炉时间。(7)提高仪表门的使用寿命由于炉头、炉尾冒火现象减小,延长了炉门使用寿命。4加热炉内进行全化纤改造生产实践证明,多晶莫来石耐火纤维具有热容量小,导热系数小、热辐射性能好和良好的抗热震性,对加热炉增产、节能、提高炉体寿命、改善操