某翼板厂加热炉改造设计

杨景山

（济钢集团国际工程技术有限公司， 山东 济南 250101）

试（实）验研究

某翼板厂加热炉改造设计

杨景山

（济钢集团国际工程技术有限公司， 山东 济南 250101）

目前加热炉经过多年使用后，存在加热温度不均匀，能力不足，能耗严重增大等问题，经过改造后，新加热炉吨钢煤耗降低了10 kg左右，烧损率下降了0.2%～0.4%，加热质量有大幅度提升，技术经济指标可达到国内同行业先进水平。

加热炉 推钢式 煤耗

国内某翼板生产线在用加热炉为1座推钢式连续加热炉，于2004年建成投产。由于使用多年，目前存在加热温度不均匀、黑印严重、加热能力不足；炉体陈旧，炉顶、炉墙破损较重；炉筋管刚度强度衰减；换热器老化，空气预热效率衰减等问题。

翼板生产线年产量约27.55万t，年平均煤耗约86.63 kg/t，烧损率高达1.2%～1.5%，严重制约了能耗降低和加热质量的提高，迫切需要进行改造。

1 改造原则

1）优先选用稳定、加热质量好、易于操作、运行成本低的炉型。2）注重加热炉节能，追求投入产出效益最佳化。3）在技术合理的前提下，尽量利用现有设施，节省投资。

4）认真贯彻执行国家和地方政府有关节能、环境保护、生产安全与工业卫生、消防等法规，搞好节能降耗，环境保护和资源的综合利用。

2 改造方案

新加热炉在原加热炉位置进行全面改造，并加长炉子长度；汽化冷却系统不变，只更换管道，主要改造内容如下：

1）拆除原有加热炉、炉前空煤气管道、烟道、换热器及部分辅助设备。

2）重新建设加热炉本体、炉前管道（不包含煤气发生炉及煤气主管道）、汽化冷却系统管道（不包含汽包）、厂房内烟道（不含换热器后烟道及烟囱）、换热器等。

3）增设部分控制系统及检测装置，原有推钢机、上料辊道及1号操作室利旧移位。

3 加热炉主要技术参数

新建加热炉主要技术参数见表1。

表1 新建加热炉主要技术参数表

4 加热炉主要改造内容

4.1 炉型改造

加热炉仍采用原推钢机端进料和出钢机侧出料的方式。

新加热炉按均热段、加热段和预热段三段进行供热及控制。均热段、加热段和预热段衔接处的上炉膛设置有效大压下，下炉膛对应设置隔墙将各段明显分开，段间对炉气形成扼流阻断，各段燃烧室区间分明，温度耦合小。合理的炉膛空间和炉膛隔断的布置设计，利于以较低负荷炉气充满炉膛，达到高温区强化辐射热交换、强化预热段对流热交换的良好效果；提高炉气、炉膛对钢料的热交换效率，进而降低排烟温度，使排烟温度控制在700℃以下。

设三段炉型炉温调节，响应快，产量、料型、冷热装细化操作灵活性大，如需提高均热段、加热段炉温，提高产量增加热负荷时，炉尾排烟温度不会骤然升高。

为减少炉气外溢，炉体除进料口、出料口与检修口外不留任何窥视孔和孔洞。

为方便检修、操作，炉顶不设烧嘴。供热烧嘴全部布置于两侧炉墙上，供热负荷均匀、交叉多点布置，使炉膛各点获得均匀的供热强度[1]，配合炉型的设计以达到减少烧损、改善加热质量、延长修炉周期和炉体寿命的目的。

4.2 炉筋管

通过优化改进炉筋管结构，提高刚度和强度的同时减小炉筋管断面，减少水冷热损失与热遮蔽。在确保刚度和强度条件下最大程度优化炉底管面积，以提高炉膛热交换。

4.3 滑道

推钢式加热炉影响加热质量的主要缺陷是钢坯加热黑印，加热黑印造成同材差超值、延伸性能不合或翼板机械性能降低等质量缺陷，并制约轧机与加热能力的发挥，使轧机负荷增加，设备事故上升。为减轻加热黑印，传统方法采取延长加热时间，提高坯料加热温度的方法。

设计滑道采用水平式，高低交错排列，不断变换滑道与坯料的接触部位，使方坯下表透火面积100%，减少加热黑印效果显著，有效改善滑道接触部位翼板的机械性能和减小同材差，缩小黑印部位性能差异。并且使轧制过程中的变形功降低，降低轧机的冲击负荷，减少轧机的事故率，降低备件消耗，减少电耗和轧辊消耗。

4.4 炉体钢结构

为增强炉体绝热，全炉采用低热惰性轻型复合炉体结构，并增加炉体厚度，使炉体热损失在1.5%以下（系统表面散热控制在2.2%以下）。

炉顶、炉墙平均厚度分别为490 mm和641 mm。加热炉炉顶、炉墙工作层采用低水泥浇注料（压下除外），轻质保温绝热内层首层采用优质含锆纤维板，其余采用优质陶瓷纤维板、轻质砖复合结构，绝热层厚度占炉体厚度的1/2以上，陶瓷纤维层厚度占绝热层厚度的1/2。炉底绝热亦为陶纤板、轻制砖复合结构。

4.5 空、煤气管道系统

4.5.1 煤气管道

煤气主管利旧，在水封箱阀前设流量检测仪。

煤气主支管布置在炉顶两侧，并在末端安装泄爆阀，烧嘴前各支管都从煤气主支管上引出，烧嘴自带密闭调节阀。

煤气管道采用水蒸汽吹扫放散系统。

4.5.2 空气管道

空气主管利旧。

空气主支管布置在加热炉炉顶两侧，由各支管接至烧嘴。

4.6 供风系统

风机房现有2台风机主要参数见表2。

表2 2台风机主要参数表

根据改造后加热炉风量要求，现有2台风机需要更换，风机房位置不变。

新增2台风机主要参数如表3所示。

表3 新增风机主要参数表

4.7 排烟系统

为充分利用余热，提高余热回收率，需更换原有换热器并将其前移，距炉子排烟烟道烟气入口处约2.6～4.0 m，并保证排烟顺畅。

烟道设计考虑换热器清除灰垢的空间。受限于烟囱高度，炉尾排烟温度不大于700℃。

4.8 控制与检测

1）每台煤气发生炉的空气主管增设智能流量计，具有动态瞬时流量与流量叠加等功能，为实现超前动态调节炉况提供信息。

2）煤气主管设置煤气流量检测装置，与煤气发生炉信息互动。

3）加热炉热风主管设置孔板流量检测装置。

4）预热段炉膛设置燃烧产物O2在线检测，反馈加热炉助燃空气量。按煤气主支管流量，热风主支流量，燃烧产物含氧量，人工调节烧嘴空气阀、煤气阀，达到空燃比基准的基本配置。

5 改造效果

对加热炉进行节能改造后，在相同煤质条件下加热工序吨钢煤耗降低了10 kg左右，烧损率下降了0.2%～0.4%，加热质量有大幅度提升，技术经济指标达到国内同行业先进水平。

[1] 蔡乔方.加热炉[M].北京：冶金工业出版社，2007：183；196-197.

（编辑：苗运平）

Improvement Design of Reheat Furnace in a Wing Plate Plant

Yang Jingshan
（Jigang International Engineering&Technology Co.,Ltd.,Ji'nan Shandong 250101）

After years of use,reheat furnace has some problems,such as inhomogeneous heating temperature,lack of heating capacity,increasing energy consumption.After the improvement,the coal consumption of new reheat furnace reduces about 10 kg per ton of steel,burning loss decreases 0.2%～0.4%,the heating quality is greatly improved,and the technical and economic quotas can reach the domestic advanced level in the same industry.

reheat furnace,pusher-type,coal consumption

TG155.1+3

A

1672-1152（2017）01-0031-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.01.14

2016-11-12

杨景山（1982—），男，山东省临沂市人，2005年7月毕业于东北大学，学士，工程师，现就职于济钢集团国际工程技术有限公司。