轧钢加热炉炉气温度均匀性的控制方法

轧钢加热炉炉气温度均匀性的控制方法

苏开涛

广西钢铁集团有限公司棒线厂   广西  防城港  538000

摘要：介绍轧钢加热炉运行情况，重点介绍解决炉温均匀性的过程及方法。

关键词：加热炉、吸冷风、脉冲燃烧、炉压。

Control method of gas temperature uniformity of soaking furnace for steel rolling

Su Kaitao

Abstract：This paper introduces the operation of soaking pit for steel rolling, with emphasis on the process and method to solve the temperature uniformity.

Key Words：Soaking pit, pulse combustion, furnace pressure

1、概况：广西钢铁棒线厂二普棒和四高棒采用两段式加热炉，燃料为混合煤气。炉子有效长度：13580mm有效宽度：12700mm。加热炉供热系统沿炉长方向分为均热段一段供热。供热段炉顶为全平炉顶结构，预热段炉顶为压下结构，加热炉燃烧控制分为均热段上（左/右共6个500Nm/h脉冲烧嘴）、均热段下（左右共6个600Nm/h脉冲烧嘴），采用炉内悬臂辊辊道侧进侧出，在出料悬臂辊道下方沿炉宽方向均匀分布五根排渣管。采用引风机进行强制排烟。在两座加热炉投入生产后发现，钢坯的头部温度比温度低了40度左右。因此我厂技术人员对加热炉炉温分布及操作进行观察，并采取相应的试验。

2、炉温现状

轧侧下均温度为1086℃、上均热为1160℃。

非轧侧下均温度为1150℃、上均热为1160℃。

由炉温分布可以看出，钢坯的头部温度比尾部温度低，主要是由于轧侧下均温度严重偏低造成的，而此时下均热烧嘴脉冲断火时间为零，即持续燃烧供热。上均轧侧和非轧侧烧嘴基本处于不供热状态，为此我方技术人员便提出猜想：在下均热烧嘴处于持续供热的状态下，温度仍然偏低，极有可能是下部吸冷风造成。为了证明此猜想，在接下来的生产中采取了验证。

3、现场验证

（1）、关闭轧侧两根排渣管阀门

在生产过程中，出料悬臂辊下方的排渣管全开，用手感觉明显有风吸入炉内。排渣管内的风速按2m/s计算，一根排渣管（排渣管截面尺寸为：270mm×270mm）的吸风量约为525m3/h，5根排渣管吸入冷风量为：2625m3/h。这些冷空气不但不会参与炉内燃烧，同时还会吸收炉内热量，变成900度左右的烟气排出炉子，造成极大的热损失。

在确认以上情况后，关闭轧侧两个排渣管阀门，并控制炉膛压力在30Pa左右，下均轧侧温度从1086℃变为1110℃，非轧侧温度从1150℃变为1140℃。由于轧侧两个排渣管的关闭，造成非轧侧三个排渣管的抽力变大，于是下均轧侧温度得于迅速上升，非轧侧的温度受排渣管抽力变大影响稍有降低。

以上试验说明排渣管阀门不关闭对炉温的影响，同时这部分的冷风也造成钢坯氧化烧损变大，影响生产成本。

（2）、试验二：关闭中间排渣管阀门

在关闭轧侧两根排渣管的基础上，继续关闭关闭中间的排渣管，同时保持炉膛压力基本不变后发现：下均轧侧炉温从1110℃升为1123℃，而非轧侧因排渣管的抽力更大，从1140℃变为1110℃，由此可见，吸冷风对加热炉的影响很大，二普棒和四高棒的加热炉本身的总供热量很小（仅45962280KJ/h)，而用于加热冷空气的热量就占到总供热量的8%左右。

对比开扎温度曲线发现：在试验一的情况下，钢坯头部温度有所上升，中间最高，尾部仍然稍高于头部；在试验二的情况下，钢坯头部温度上升，中间最高，尾部与头部基本相同，但温度仍不均匀，尤其是钢坯温度最高点均出现在钢坯中部。通过分析发现，在排除吸冷风对炉膛温度的影响后，由于下部烧嘴仍然处于持续供热状态下，两侧的火焰端部集中于钢坯中部，因此造成钢坯中部温度高于头部和尾部温度，为此就要减少火焰对钢坯中部的加热时间。

4、脉冲调节控制方式

脉冲调节是通过控制烧嘴的燃烧时间，来调节供入炉膛的煤气量和空气量，实现炉膛温度的控制，在这种调节的方式下，烧嘴工作状态只有两种：一是在设定的最佳状态下燃烧；二是烧嘴关闭，处于熄火状态。在之前的脉冲条件下，只有当炉膛温度达到脉冲设定温度后，脉冲模式才会介入控制，若炉膛温度未达到脉冲设定温度，则脉冲控制不会介入，烧嘴将一直处于燃烧状态，这也势必造成钢坯温度中部高，而两端低。因此我厂技术人员重新设定脉冲周期，在一个脉冲周期（60S）内限定最低3S的烧嘴熄火时间，即当炉膛温度有无达到设定温度，都将有最低3S的不供热时间，同时将下均温度和每对烧嘴的不供热状态进行交叉控制，在该状态下钢坯中部的温度不会过高，同时烧嘴的每次启停能加强对炉内温度的搅动，进一步保证了炉温的均匀性。在使用该控制方法后，下均轧侧的温度基本能和非轧侧温度持平。

4、总结

钢坯温度均匀对轧钢生产至关重要，而炉膛温度的均匀是钢坯温度均匀的前提和保证。炉温的均匀性与炉压（吸冷风）、燃烧状态有关，但不仅仅只与这些相关，具体情况还要具体看待，要注重工艺操作技术水平，也要注重这种新技术的合理合适应用，加热炉的炉温均匀性才能得到保证和提高，在较少能源浪费的条件下，更多创造生产效益。

参考文献：

[1]、张云明、脉冲燃烧在板坯加热炉上的应用[J]，冶金能源，200707