蓄热式加热炉氧化烧损严重的原因
分析
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【摘要】由于加热炉炉内氧化烧损严重,造成炉内积渣较多,对生产造成了很大的影响,唐山港陆钢铁有限公司轧钢厂经过对其产生的原因进行分析,先后对煤气成分、空煤比、钢坯加热时间进行研究,采取了合理的
措施
《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施
,降低了加热过程中钢坯的氧化烧损。
【关键词】空煤比氧化烧损加热
制度
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随着蓄热式加热炉的推广,蓄热式加热炉的氧化烧损的控制也成了诸多厂家关注和研究的问
题
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。唐山港陆钢铁有限公司轧钢厂长期以来受氧化烧损的困扰,炉内积渣严重,每3个月都要进行为期1周的清理炉内氧化铁积渣,不仅影响了生产时间,也造成了成本的大量流失。因此,公司技术中心和轧钢厂生产技术科认真研究了钢坯氧化烧损产生的影响因素,并修改完善了加热制度,减少钢坯氧化烧损对提高生产作业率和节能降耗等工作均具有重大的意义。
1.影响氧化烧损的因素
1.1 加热温度的影响
钢在常温下会缓慢氧化,但是一旦钢坯处于760℃以上的温度环境中,其氧化速度开始增加;超过1000℃氧化烧损量成倍增加。假设,单位时间内800℃的温度环境内氧化烧损量为1,1000℃的温度环境内氧化烧损量为4,1200℃的温度环境内氧化烧损量为10,1400℃的温度环境内氧化烧损量为20。
加热炉预热段温度控制在1100℃~1200℃,加热段温度控制在1200℃~1280℃,均热段温度控制在1230℃~1300℃。钢坯加热温度正处于氧化烧损单位生产量较多温度段。
1.2加热时间的影响
加热时间与氧化烧损成正比,即在相同的条件下,加热时间越长,氧化生成的铁皮越厚,钢坯的氧化烧损越多。尤其是超过1000℃的情况下,停留时间越长,氧化铁皮生成量就越大。生产过程中,由于各种生产事故或者设备故障影响长时间停轧,板坯在炉内保温待轧时间过长,这是产生大量氧化铁皮的一个主要原因。
1.3炉内气氛的影响
①O
2:氧气在高温下很小的浓度就能够造成钢坯的氧化,由于FeO的分压值很小,所以O
2
很容易使铁
氧化。因此在控制炉内气氛中自由氧的过程,就是如何有效的控制控制空煤比,有效的减少自由氧的存在是控制氧化烧损的主要手段。
②H
2
O:其反应式为:
Fe+H
2O--FeO+H
2
3FeO+H
2O=Fe
3
O
2
+H
2
2Fe
3O+H
2
O-3Fe
2
O
3
+H
2
3Fe+4H
2O= Fe
3
O
4
+ 4H
2
2H
2+O
2
=2H
2
O
以上反应式表明:水气在加热过程中,对钢起氧化作用。在港陆公司高炉煤气中水蒸气的含量比较高,每立方米高炉煤气中含有水分接近100克左右,也是长期以来氧化烧损较多的一个主要原因。
③SO
2:炉气中的SO
2
能大大提高铁的氧化速度,因为它们与氧化铁生成FeS,而使氧化铁皮的熔点降
低,最低熔点为1190℃,加剧了氧化铁皮的熔化,使得氧化铁皮溶化从而加剧钢坯向里进一步Fe的氧化。
④CO
2和CO的影响主要取决于两者之间的平衡,从资料上反映高炉煤气中CO含量占22~31%,CO
2
含
量占10~19%,在900℃以上时CO
2、CO浓度的比例超过0.5是属于氧化气氛。我公司专门对煤气对CO
2
、
CO浓度进行了测试,其比例超过0.6,属于氧化气氛。
1.4钢坯入炉温度的影响
炼钢热坯热送热装保证轧钢生产,其在炉加热时间比常温钢坯入炉要短很多,根据在线
检测
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结果显示, 500℃以上的热装钢坯比常温钢坯的加热时间少1小时。
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2.整改预防措施
2.1调整热工制度,优化钢坯加热温度控制
将预热段加热温度控制在1150℃~1200℃,加热段温度控制在1240℃~1280℃,均热段温度控制在1230℃~1250℃.在一定程度上降低了超高温加热的时间,在保证钢坯出炉后的轧制温度需求的情况下下调了加热炉各段的控制温度。
2.2 充分利用本厂有利资源,从两方面缩短钢坯在炉加热时间
①公司结合炼钢和轧钢两厂制定了钢坯的热装热送管理办法,保证了轧钢厂钢坯入炉温度全部在500℃以上,实现了钢坯的热装轧制率完成100%。将钢坯加热时间控制在2小时以内。
②在日常6小时以上的检修过程中,进行停炉控制,减少钢坯在炉内长时间处于高温下的状态,降低了氧化铁的产生量。
2.3调整空煤气使用比例,优化空煤比
彻底改变了之前大风量烧火的操作,将原来1.2的空煤比调整为0.67的系数进行控制.减轻了残余氧对钢坯氧化的程度。
2.4控制高炉煤气中水和二氧化硫的含量
炼铁厂增加了高炉煤气脱水设施和脱硫设备的技术改造工作,完成了高炉煤气的脱水和脱硫控制,向轧钢厂提供了处理后的高炉煤气,减轻了水蒸气和二氧化硫对钢坯氧化的影响。
3.效果验证
通过半年的跟踪验证,唐山港陆钢铁有限公司轧钢厂的氧化烧损量从每个月的每吨钢17.3kg下降到15.9kg。炉内氧化铁积渣情况得到了很大的改善,清渣工作周期从3个月提高到了6个月,提高了作业时间,为生产提供了保障。
参考文献
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[2] 陈敏军,《钢锭氧化烧损与空燃比的关系研究》,《宝钢技术》,2005年第2期,49页。
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[4] 于浩淼,《加热炉氧化烧损的原因与解决对策》,《首钢科技》,2008年第2期,36页。
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