高炉煤气在热处理炉上的设计和应用

邱育德

(黑龙江省冶金设计规划院，哈尔滨150040)

阿城钢铁有限公司巨龙公司鱼尾板热处理炉原以重油为燃料，由于气候原因和其它因素影响，燃耗指标高，通过技术改造，改为双蓄热式热处理炉，采用单一高炉煤气为燃料，加热质量明显改善，节能效果显著。

1 高炉煤气燃烧特性

高炉煤气属低燃值燃料，热值在3 135～3 350 kJ/Nm3左右，它具有以下燃烧特性:

(1)火焰温度低，引起火焰的辐射热少。

(2)CO2、N2等不活性气体成分含量多，燃烧范围窄，着火性和火焰稳定性差，加热效率低。

(3)由于不活性气体含量多，燃烧后它们带走的热量较多，燃料利用率低。

上述特性决定了传统的高炉煤气燃烧方法不能满足热处理炉的工艺要求。提高高炉煤气的理论燃烧温度和加热效率，是解决其应用于高温轧钢加热炉的关键所在。为此采用蓄热式燃烧技术，对高炉煤气、空气进行高效双预热，能较好地解决了这一难题。

2 蓄热式热处理炉燃烧原理

阿城钢铁有限公司巨龙公司鱼尾板热处理炉通过技术改造，取消重油燃料，采用单一高炉煤气为燃料，异地新建双蓄热式热处理炉。通过切换阀［2］，频繁改变高炉煤气、空气的流向，利用废气余热，对高炉煤气、空气进行双预热，使热处理炉燃烧单一高炉煤气能够满足热处理工艺的要求。蓄热式热处理炉燃烧原理如图1所示。

图1 蓄热式热处理炉燃烧原理

状态一:高炉煤气、空气分别经切换阀，通过煤气蓄热室B、空气蓄热室A，在烧咀1燃烧。高温废气由烧咀2，经煤气蓄热室b、空气蓄热室a，分别将室内蓄热体加热后，通过切换阀排出。

状态二:切换阀换向，煤气、空气分别经煤气蓄热室b、空气蓄热室a，被室内炽热的蓄热体预热(预热温度达1 000℃以上)后在烧咀2燃烧，高温废气由烧咀1，经煤气蓄热室B、空气蓄热室A，分别将室内蓄热体加热后，通过切换阀排出。

通过切换阀，上述两种状态每隔一段时间交换一次，从而最大限度地利用废气余热，对高炉煤气、空气进行双预热，预热温度各达800～1 000℃，提高了高炉煤气的理论燃烧温度，能满足热处理工艺的要求;且排烟温度在150℃以下，提高了高炉煤气的利用率，降低了热处理炉的燃料消耗，达到了节约能源，降低了成本。同时解决了加热过程中物料温度不均匀的问题，明显提高了加热质量。使全高炉煤气成为热处理炉的理想燃料。

3 双蓄热式加热炉的优点

以高炉煤气为单一燃料的双蓄热式热处理炉，与以前燃烧重油的热处理炉相比，具有以下优点:

(1)热效率高，燃耗低，余热回收率高，扩大了劣质能源的应用范围。

(2)热处理炉两侧烧咀交替燃烧和排烟，使炉膛内温度均匀。均匀的温度场一方面使钢坯长度方向上受热均匀，提高了钢坯的加热质量。

(3)NOX排放量低。

4 经济效益分析

阿城钢铁有限公司巨龙公司鱼尾板热处理炉技术改造前，以重油为燃料，燃耗指标高，加热效果差。通过技术改造，热处理炉以单一高炉煤气为燃料，改为双蓄热式热处理炉，取得了节能降耗的效果，明显提高了加热质量，具有较高的经济及社会效益。高炉煤气蓄热式热处理炉具有高效、优质、节能和低污染等诸多优点，具有广阔的开发应用前景。