轧钢加热炉改造_图文

1、第19卷第1期2009年1月中国冶金China MetallurgyVol. 19,No. 1J anuary 2009轧钢加热炉改造丁琳, 李新林, 郭祖会, 王振河(莱钢股份有限公司特殊钢厂, 山东莱芜271105摘要:针对轧钢加热炉加热能力不足, 炉墙冒火, 自动化控制水平落后的情况, 对加热炉进行了改造, 延长了加热炉的长度, 更换了单蓄热式空气烧嘴, 并对自动控制系统进行了升级改造, 从而消除了炉墙冒火的现象, 提高了加热能力和自动控制水平, 降低了煤气消耗, 取得了良好的经济效益。关键词:蓄热; 换向; 自动控制中图分类号:T G 307文献标识码:A文章编号:1006200412

2、R eform of R R olling Mill, 2, GUO Zhu 2hui , WAN G Zhen 2he(and steel Co. , Ltd. , Laiwu 271105, Shandong , China Abstract :According to the status of reheating f urnace in hot rolling mill , such as heating ability deficiency , splas 2hing and flaming of f urnace , and low automation control level

3、 , f urnace is reformed by prolonging the length of fur 2nace , replacement single regenerative reheating air burn implement , and reforming automation control system. Thus , good economic benefits have acquired through reducing coal consume. K ey w ords :regenerative reheating ; reversing ; automat

4、ion control作者简介:丁琳(19752 , 男, 大学本科, 工程师; E 2m ail :lgtgdl126. com ; 修订日期:2008209210莱钢特殊钢厂小型车间有一座推钢式单蓄热加热炉, 燃料为由焦炉煤气和高炉煤气组成的混合煤气, 煤气发热值7680kJ /m 3, 连铸坯规格为165mm ×200mm ×3000mm , 加热钢种主要有45号、40Cr 、20CrMn Ti H 等合金钢, 主要生产<1260mm 圆钢, 该加热炉于2002年7月建成并投入运行, 建成初期基本满足了生产需要, 但随着后部工序的改造, 加热能力已成为制约产能提

5、升的瓶颈, 对加热炉进行改造已势在必行。1存在的问题经过分析, 加热炉主要存在以下问题。(1 加热炉原设计能力40t/h , 基本满足当时的生产需要, 但随着后部工序改造完成后产能的提升, 加热炉的加热能力已跟不上生产的需要, 成为制约产量提升的瓶颈。(2 烧嘴本体与炉墙结合处设计不合理, 导致火焰通过结合面外溢, 从而出现炉墙冒火的现象。冒火又导致炉墙外层的保温材料烧损严重, 使得炉墙保温效果差, 炉墙外表面温度可达到200以上。(3 使用陶瓷小球作为蓄热体, 小球经过一段时间使用后, 会出现下陷的情况, 这样蓄热腔上部出现一部分没有蓄热体的空间, 经过这一部分空间的烟气就不能放热, 同样经

6、过这一部分空间的空气不能吸收热量, 导致排烟温度高, 助燃空气温度低。(4 加热炉原设计是加热217m 长的连铸坯, 因此炉膛内宽是31248m , 而随着生产的需要, 连铸坯已改成310m 长, 因此划墙严重。(5 自动控制水平落后, 软硬件基本已被淘汰, 出现故障不易修复。2改造实施方案针对以上问题, 并结合生产需要制定如下改造方案并实施, 由于主要生产合金钢, 且随着产品的不断升级, 合金钢的级别会越来越高, 而合金钢在加热时要求低温缓慢加热, 因此仍然采用单蓄热式, 保留一部分预热段。炉体总图如图1所示。2. 1炉体改造加热炉炉体拆除重新砌筑, 炉顶吊挂, 炉墙整体浇注, 炉体加长58

7、00mm , 由原来的26080mm 加长至31880mm , 炉膛内宽由3248mm 加宽至3480mm , 炉体外宽不变。均热段长度3418mm ,加热段长度增加 中国冶金第19卷 图1加热炉总图Fig. 1G eneral dra wing of 5800mm 至20838mm , 预热段长度6762mm 。炉顶采用230mm +mm 厚的硅酸铝耐火纤维+80料。炉墙采用306+116mm +mm 厚的硅钙板+6mm 厚的钢板2. 2燃烧系统改造更换所有单蓄热烧嘴, 选用大容量蜂窝体单蓄热空气偏心烧嘴, 空煤气分别单独供入, 两个空气偏心烧嘴夹一个煤气喷口, 空煤气有混合角, 共布置64

8、个空气蓄热烧嘴和34个煤气喷口, 以及4个点火烧嘴2。第一加热段:布置24个空气蓄热烧嘴和14个煤气喷口。第二加热段:布置20个空气蓄热烧嘴和14个煤气喷口。第三加热段:布置20个空气蓄热烧嘴和10个煤气喷口。蓄热体选用100mm ×100mm ×100mm 和150mm ×100mm ×100mm 两种规格的刚玉质蜂窝体。2. 3换向系统新建加热炉燃烧分三段控制, 加热一、二段长度不变, 仍采用集中换向方式, 空气换向阀和煤气切断阀利旧。新加长的5800mm 作为第三加热段, 采用分侧换向方式, 增加2个两位三通双作用换向阀和2个煤气切断阀, 布置安装

9、在加热三段炉顶。214汽化冷却系统纵水管用2根<133mm ×20mm 无缝钢管, 间距1600mm 。横水管选择“T ”形支撑结构, 横水管用<146mm ×24mm 无缝钢管, 间距2320mm , 立管用<146mm ×20mm 无缝钢管。为了减轻水管黑印, 在纵水管上焊接70mm 高的ZG4Cr25Ni20耐热钢滑块作为滑道。2. 5自动控制系统采用西门子S72300PL C 对控制系统进行改子S75. 3, 监控软件为, S72300PL C 加远程站, 实现。2. 5. 1自动定时换向控制当PL C 控制系统工作在自动状态下时, 通过

10、操作人员在画面上输入的时间间隔, 换向系统自动完成循环换向动作, 包括空气换向阀的换向和煤气快切阀的切换。2. 5. 2自动定温换向控制PL C 控制系统工作在自动状态下时, 当排烟温度过高时, 控制系统将强制换向阀换向, 直到排烟温度下降到允许的范围内。2. 5. 3手动换向控制外部手动控制。当PL C 控制系统工作在手动状态下时, 操作人员通过操作主令元件来分别完成换向阀的换向动作, 此时, 换向阀控制系统工作在无任何连锁的工作状态, 此功能仅在设备调试阶段和检修时使用。换向阀画面手动控制。当PL C 控制系统工作在自动状态下时, 操作人员可以根据加热炉状态的需要来选择画面手动操作, 此时

11、换向阀根据操作人员的画面指令来完成换向动作, 并且具有错误指令保护功能, 即操作人员发出错误指令时, 换向阀不动作,PL C 系统发出错误提示。2. 5. 4异常状态保护当换向阀和快切阀的阀位异常, 或长时间动作不到位时, 系统发出声光报警, 同时指示故障点所在, 并做出保护反映动作。2. 5. 5自动温度控制采用DDC +SCC (计算机监督控制 , 通过分别调节加热炉各段煤气调节阀的开度来调节加热炉各段炉膛的温度, 实现加热炉不同生产工艺条件下的温度控制。2. 5. 6历史和实时趋势功能通过WINCC 实现加热炉各个温度、压力和流24 第1期丁琳等:轧钢加热炉改造量的历史数据记录和实时数据

12、显示, 为生产提供详细参数和完备的数据记录和查询功能。2. 5. 7报警及保护功能在加热炉生产过程中实现煤气低压报警、空气低压报警、氮气低压报警、液位低报警, 煤气超低压切断、空气超低压切断、氮气超低压切断等报警保护功能。3改造效果(1 单蓄热烧嘴安装时, 在烧嘴四周钢板上焊上铆固钉, 然后灌上浇注料, 使得烧嘴与炉墙成为一个整体, 从而杜绝了烧嘴通过炉墙冒火的现象。(2 通过增加炉体内宽, 生, 火的现象, 85左右, 。(3 加热能力由40t/h 提高到55t/h , 停车加温时间大大减少, 满足了生产需要。(4 升级了自动控制系统, 故障率大幅降低。4结论加热炉经过改造后, 消除了炉墙冒

13、火和钢坯划墙的现象, , 提高了, 20%, 煤气消耗降低0. G J /t , 1刘麟瑞, 林彬荫. 工业窑炉用耐火材料手册M .北京:机械工业出版社. 2001.2王秉铨. 工业炉设计手册. 第2版M .北京:机械工业出版社.1996.(上接第30页大, 流动性变差。而STP 和SHP 是浇注料常用的无机磷酸盐分散剂, 可在水中电离出相应的阴离子基团。这些阴离子基团与高价的Ca 2+、Al 3+等具有强烈的亲合作用, 主要表现为以化学吸附的方式吸附于胶态粒子表面, 使电位增大, 形成静电斥力, 防止粒子絮凝, 从而达到分散、稳定的目的。本试验中的有机分散剂, PAANa 和萘系减水剂的阴离

14、子基团的亲油基一端可吸附于胶态粒子表面并进入固定吸附层(stern 层 , 改变胶态粒子的双电层中的stern 面的电位, 从而使电位向负值增长。但随着分散剂量的增加, 分散剂在粒子表面的吸附就会逐步饱和, 电位的变化就会愈来愈缓, 直至出现分散剂过剩; 过多的分散剂在水中会电离出大量的阳离子, 这将增加溶液中的离子强度而使双电层产生压缩作用, 从而使电位不再朝负值方向增大, 其绝对值会变小, 所以分散剂存在一个最佳加入量问题。PAANa 是一种强水溶性的高分子聚电解质分散剂, 它的分散机理除了静电斥力外还有空间位阻作用。它使固体颗粒表面吸附了一层带电较强的聚合物分子层, 带电的聚合物分子层既通过本身所带的电荷排斥周围的粒子, 又利用位阻效应防止做布朗运动的颗粒靠近, 产生复合稳定作用。PAANa 的有机烷基的憎水基使得聚合阴离子能够物理吸附在离子表面, 而其亲水基(COO H 则指向水介质, 因此就形成了单分子保护膜; 又由于PAANa 亲水性很强, 电离度很大, 保护膜与水中的Na +吸引力很小, 使得颗粒完全被负电荷包围, 阻碍了颗粒间的相互聚集和重力沉降, 从而就使体系的流动性得到提高3。3结论(1 非金属冷却壁的浇注耐火基体应尽量避免在高温干燥的环境中养护, 而改为在常温潮湿的环境中养护较好。(2