馮俊娟，李春雨，馬中杰

（河北鋼鐵集團(tuán)唐山分公司，河北唐山 063000)

唐鋼1700線加熱爐爐底改造優(yōu)化

馮俊娟，李春雨，馬中杰

（河北鋼鐵集團(tuán)唐山分公司，河北唐山 063000)

唐鋼1700生產(chǎn)線2座步進(jìn)式加熱爐存在加熱溫度較高、爐渣堆積過快的問題，對生產(chǎn)物料平衡、溫度均勻性產(chǎn)生影響。根據(jù)實際生產(chǎn)，對各項影響因素進(jìn)行逐一分析，結(jié)合生產(chǎn)線自身特點，將步進(jìn)式加熱爐常規(guī)爐底改成傾斜結(jié)構(gòu)的新型爐底。爐底改造后，加熱爐內(nèi)積渣量明顯減少，板坯溫度均勻性得到了顯著提高，延長了打渣周期，提高了產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性。

斜爐底 過度積渣 打渣周期 改造

1 引言

河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼1700生產(chǎn)線籌建于2003年，兩座步進(jìn)式加熱爐分別于2005年、2006年投入使用。加熱爐采用沿板坯長度方向兩端加熱的加熱方式，生產(chǎn)板坯的標(biāo)準(zhǔn)長度多為15 m左右。日常生產(chǎn)中加熱爐加熱溫度較高，氧化燒損一直比較嚴(yán)重，爐底氧化鐵皮堆積較快，清渣周期只有6個月。清渣工作不僅降低了爐子作業(yè)率，影響產(chǎn)量，還縮短了爐子壽命，增加了工人的勞動強(qiáng)度。同時，鋼坯氧化還直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，降低成材率。

2 存在問題及原因分析

加熱爐爐底大量積渣，特別是均熱段，每次清渣末期在爐底大量堆積氧化鐵皮，鐵皮高度接近步進(jìn)梁的高度。由于鐵皮堆積的影響，加熱爐兩側(cè)下層噴口堵塞嚴(yán)重，從而造成加熱不均，影響軋制穩(wěn)定性及板坯性能。圖1為停爐打渣時爐內(nèi)氧化鐵皮過度堆積，堵塞下層火焰噴口的情況。

圖1 氧化鐵皮過度堆積，堵塞下層火焰噴嘴

2.1 爐體結(jié)構(gòu)存在特殊性

由于生產(chǎn)線的特殊性，加熱爐具有爐長較短、寬度大的特點，長寬比僅為1.75：1。加熱爐為第一加熱段、第二加熱段及均熱段三段式加熱，爐體長度上缺少板坯緩沖的預(yù)熱段。這樣，勢必造成從第二加熱段開始到整個均熱段的加熱負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一加熱段。當(dāng)待加熱的板坯運送至均熱段時，板坯上下表面的氧化鐵皮快速生成，步進(jìn)梁在運送過程中的振動造成板坯表面氧化鐵皮大量脫落堆積在爐底。

2.2 氧化鐵皮堆積后加劇燒損

在氧化鐵皮大量堆積在爐底后，遮擋下層火焰作用，火焰無法延伸到爐膛中間，極易造成板坯中部溫度低于兩頭溫度的情況，嚴(yán)重影響了板坯整體性能，同時增加事故的發(fā)生概率。操作工在生產(chǎn)中加大上層的煤氣供應(yīng)量，提高上層的爐膛溫度，以此提高板坯中間的溫度，不合理的空燃比、過高的加熱溫度都加劇了氧化燒損程度。

2.3 待軋溫度過高

由于唐鋼1700生產(chǎn)線產(chǎn)品品種多、斷面變化頻繁、換輥次數(shù)偏多、冷熱坯混裝頻繁，根據(jù)生產(chǎn)需要，要求加熱爐具備隨時開軋狀態(tài)，造成待軋時各加熱段降溫較少，待軋次數(shù)多，使加熱爐隨時處于軋鋼狀態(tài)，溫度過高，造成氧化燒損增加。

3 改造總體方案

唐鋼1700線的技術(shù)人員經(jīng)過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)其他企業(yè)多采用如：增加加熱爐的數(shù)量，1700線加熱爐一般都在3座以上;或者加大加熱爐下部爐膛的空間，延長清渣時間;或者采用液態(tài)出渣等措施降低爐底積渣對生產(chǎn)的影響。經(jīng)實踐，均不符合唐鋼1700線的實際情況。結(jié)合唐鋼1700線加熱爐自身特點，相關(guān)技術(shù)人員發(fā)明了一種新型加熱爐爐底結(jié)構(gòu)，這種新型爐底結(jié)構(gòu)通過刮渣板清運均熱段掉落到水封槽內(nèi)的氧化鐵皮，從而達(dá)到減少清渣次數(shù)，延長加熱爐有效生產(chǎn)時間的目的。經(jīng)過反復(fù)討論和實驗，最終決定采用這種新型爐底結(jié)構(gòu)對唐鋼1700線兩座加熱爐爐底進(jìn)行改造，減少爐底積渣對生產(chǎn)的影響。

3.1 改造原理

本次改造首次在加熱爐上使用安息角的原理，即在這個角度形成后，再往上堆加這種散料，就會自然溜下，繼續(xù)保持這個角度，將增加堆料的高度和加大底面積，如果底面積不變，那么堆料的高度也會不增高。

在步進(jìn)式加熱爐結(jié)構(gòu)設(shè)計中，托著鋼坯前進(jìn)的步進(jìn)梁在爐內(nèi)，而步進(jìn)機(jī)構(gòu)在爐底，因此在步進(jìn)梁活動區(qū)域的爐底留設(shè)66個橢圓孔，掉落在橢圓孔的氧化鐵皮由水封槽內(nèi)的刮渣機(jī)構(gòu)直接帶走，而在兩個橢圓孔之間的氧化鐵皮在爐底堆積，逐漸形成了一個個錐體，這些錐體擋住了下層的火焰，成為影響板坯加熱精度的障礙。在進(jìn)行新型爐底創(chuàng)新時，將爐底由過去的平爐底改成斜坡爐底，斜坡角度設(shè)計為40°～48°之間，爐底之間相互形成漏斗狀結(jié)構(gòu)，步進(jìn)梁原有的爐底開孔作為漏斗的下口，而在兩個下口之間、固定梁的位置作為漏斗的上口，這樣從板坯表面掉下來的鐵皮不像原來那樣在平爐底上堆積，而是掉在斜爐底上，通過斜爐底滑到爐底開孔里，從而掉入水封槽內(nèi)，通過水封槽里原有的刮渣機(jī)構(gòu)將鐵皮刮到爐外，這樣可以避免由于氧化鐵皮的堆積而形成錐體，堵塞下層燒嘴的噴口，徹底解決爐底鐵皮堆積的問題。圖2與圖3為改造前后爐底結(jié)構(gòu)的變化。

圖2 改造前爐底

圖3 改造后爐底

3.2 改造特點

（1)爐底結(jié)構(gòu)形式新穎獨特。改造后，從板坯下表面掉下來的鐵皮不像原來那樣在平爐底上堆積，而是掉在斜爐底上，通過斜爐底滑到爐底開孔里，從而掉入水封槽內(nèi)，通過水封槽里原有的刮渣機(jī)構(gòu)將鐵皮刮到爐外，可以有效地避免鐵皮堆積，從而達(dá)到減少清渣次數(shù)的目的。

（2)使用新型耐火材料。在改造中，我們通過與耐材公司的合作，在澆注料中添加了ZrO2等材料，共同開發(fā)了適用爐底使用的新型抗渣澆注料，一舉解決了爐底氧化鐵皮侵蝕問題，拓寬了不定形耐火材料的應(yīng)用范圍。

（3)爐底斜坡采用了無縫結(jié)。在爐底斜坡斗之間，通過交替布置各個斜坡斗，消除了斜坡斗的熱膨脹影響，這樣全部的斜坡斗沒有留設(shè)一個膨脹縫，保持了斜坡斗的整體性，減少了爐底的散熱。

（4)將集中清渣改為日常分散清渣。改造后，由于爐底的氧化鐵皮通過斜面滑落到水封槽內(nèi)，進(jìn)而通過刮渣板將氧化鐵皮刮到爐外，從而可以有效減少大量氧化鐵皮在爐底堆積。這樣，就可以減少停爐集中清渣的次數(shù)，而是在日常對通過刮渣板刮到爐外的氧化鐵皮進(jìn)行清理，有效減少停爐待產(chǎn)時間。

4 改造效果

4.1 延長打渣周期

圖4中爐底氧化鐵皮高度即將達(dá)到梁的高度，下層燒嘴被氧化鐵皮堵塞嚴(yán)重。圖5為同一座加熱爐運行1年后，爐內(nèi)氧化鐵皮的堆積情況，由圖中可以看出，氧化鐵皮的高度還沒有達(dá)到梁高度的1/3，保證了板坯下部火焰的穿透性，從而在一定程度上延長了清渣時間。

圖4 改造前加熱爐運行半年后爐底積渣到達(dá)步進(jìn)梁根部

圖5 改造后加熱爐運行1年爐底積渣明顯減少

通過圖4和圖5的對比，可以明顯看出新型爐底改造后爐內(nèi)氧化鐵皮堆積情況有明顯改善，改造后加熱爐運行一年堆積的氧化鐵皮量明顯少于改造前加熱爐運行半年堆積的氧化鐵皮量。通過爐底改造，大幅延長了加熱爐清渣周期，加熱爐可以實現(xiàn)長周期穩(wěn)定運行。

4.2 改善板坯溫度均勻性，提升產(chǎn)品質(zhì)量

改造完成后，對板坯溫度均勻性以隨機(jī)抽查測量的方式進(jìn)行了檢測，測量結(jié)果如表1所示。

表1 板坯溫度抽查

從以上數(shù)據(jù)可以看出，板坯溫度均勻性有了明顯改善，頭尾溫差基本控制在±10℃之內(nèi)，板坯加熱質(zhì)量得到顯著提高。良好的加熱質(zhì)量為1700生產(chǎn)線生產(chǎn)更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品奠定了堅實的基礎(chǔ)。

4.3 降低氧化燒損，減少氧化鐵皮厚度，

改造前，氧化鐵皮遮擋了下層火焰的傳送，操作工刻意加大上層的煤氣供應(yīng)量，提高上層的爐膛溫度以保證板坯溫度。出爐板坯表面附著一層厚的氧化鐵皮。改造后，由于遮擋效應(yīng)消失，合理的空燃比及爐膛溫度降低了氧化燒損，板坯氧化鐵皮約減少了0.15 mm。

4.4 減少停爐時間，增加鐵鋼物料平衡生產(chǎn)穩(wěn)定性

爐底改造以后，1700線每年可以減少2次停爐清渣時間，而每次清渣需要10天左右，這樣每年就可以減少20天左右停爐單線生產(chǎn)的時間，從而大大降低了因軋線停爐打渣造成的公司鐵鋼物料不平衡現(xiàn)象，為公司長期穩(wěn)定運行生產(chǎn)提供了保證。

5 結(jié)語

唐鋼采用自主知識產(chǎn)權(quán)的斜爐底結(jié)構(gòu)對1700線加熱爐進(jìn)行改造優(yōu)化，提高了1700生產(chǎn)線整體的技術(shù)水平。新型爐底結(jié)構(gòu)大大延長了打渣周期，降低了清理爐底積渣對各項生產(chǎn)指標(biāo)的影響，同時板坯溫度均勻性提高，產(chǎn)品性能得到有效提升。爐底改造后，各種指標(biāo)的完成證明新型爐底在唐鋼1700線的運用達(dá)到了改造的預(yù)期效果。但新型爐底在生產(chǎn)中時間尚短，對其它方面的影響仍需觀察。

[1]張艷龍，李杰男，張冬宇.唐鋼1700生產(chǎn)線2#加熱爐燃燒系統(tǒng)改造[J].工藝裝備，2007（4)：20-22.

[2]劉金英，張艷峰.加熱爐氧化燒損嚴(yán)重的原因 [J].金屬世界，2010（3)：55-57.

[3]任德勁，張鳳儀，高現(xiàn)剛.均熱段爐底積渣過快原因分析及解決措施[J].工業(yè)爐，2006，28（3)：23-24.

Modification and Optimization ofTanggang 1 700 Production Line Reheat Furnace Bottom

Feng Junjuan,Li Chunyu,Ma Zhongjie
(Tangshan Subsidiary,HebeiIron and SteelGroup,Tangshan 063000,Hebei Province,China)

Problems of high heating temperature and fast slag accumulation occurred atthe two stepping furnacesof Tanggang 1 700 production line,affecting material balance and temperature uniformity.Analyzing each influencingfactor accordingtoactualproduction,theauthormodified the conventionalfurnace bottom into a new inclined type.Subsequently,slag accumulation was reduced substantially and slab temperature uniformity improved prominently.Hence,deslagging cycle was prolonged and the stability of product property raised.

inclined bottom,excessive slag accumulation,deslagging cycle,modification

馮俊娟（1983—)，女，河北唐山人，主要從事軋鋼生產(chǎn)方面的研究工作，E-mail：juan964@163.com。

（收稿 2012-02-22 編輯 潘娜)