1、 爐子長度有限, 加力不足。 2002年 爐子設(shè)計生產(chǎn)150方坯, 2007年為提高產(chǎn)量, 增加了蓄熱燒嘴數(shù)量和加大了燒嘴加力, 同時大坯料尺寸增加到220mm*180mm。 在爐子長度不變條件下, 蓄熱燒嘴的數(shù)量受到限制, 在生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品時加力明顯不足, 出鋼節(jié)奏較慢, 并經(jīng)常出現(xiàn)待溫加熱。
2、 加熱黑印嚴重。 爐底黑印是推鋼式加熱爐普遍存在的問題, 產(chǎn)生爐底黑印的原因是爐筋管半熱滑塊的冷卻作用以及爐筋管耐材包扎層的遮蔽作用。 現(xiàn)場具體表現(xiàn)是出鋼后明顯存在兩條暗帶, 暗帶溫度與鋼坯在爐時間有關(guān)。 正常節(jié)奏生產(chǎn)時, 黑印溫度比周圍鋼溫度低50度左右; 當生產(chǎn)節(jié)奏較快時, 溫差可以達到120度以上。 此 時, 黑印非常明顯, 容易造成產(chǎn)品的質(zhì)量問題甚至軋機設(shè)備的損壞, 必須停軋待溫后才能繼續(xù)生產(chǎn)。
3、 經(jīng)常出現(xiàn)粘鋼事故。 出現(xiàn)粘鋼事故的原因是生產(chǎn)時爐溫較高, 遇突發(fā)事故后快速降溫,導致熔化的氧化鐵皮凝固在一起。 表現(xiàn)為推鋼時同時掉落兩支或多支鋼坯, 嚴重時半爐子鋼坯粘在一起, 造成停爐事故。 此外, 出現(xiàn)粘鋼事故較多的部位是加熱段與均熱段之間的壓下梁處。 此處為局部高溫區(qū), 肉眼觀察其顏色較周圍亮, 當易粘連的50Si2Mn彈簧扁鋼在此區(qū)域停留較長時間后, 即出現(xiàn)粘鋼問題。
3. 改造方案
針對該加熱爐存在的問題并結(jié)合實際生產(chǎn)環(huán)境, 擬采用改造保留原有的蓄熱式加熱系統(tǒng), 改推鋼式出鋼方式為步進梁式出鋼方式的技術(shù)改造方案。 改造方案分為技術(shù)改造和管理方式改造相結(jié)合的方案。
3.1 技術(shù)改造:
陶瓷小球具有耐高溫、 強度高、 使 用 壽 命長、 重復性能好、 后期運行維護費用低的點,在蓄熱式加熱爐上得到了廣泛應(yīng)用。
蜂窩陶瓷蓄體具有比表面積大、 阻力小、 蓄力強、 熱利用率高的特點但蜂窩體在燒嘴內(nèi)為直通形式排列, 流體中的氧化鐵皮和粉塵微粒等進入蓄熱室后, 不容易堵塞通道, 還容易使含鐵粉塵燒熔后, 到蜂窩體材料中, 形成了Al2O3, SiO2和FeO的晶格相變, 進一步降低了蜂窩體的熔點溫度(據(jù)分析降到1138℃以下)。 綜合考慮, 建議改造后的加熱爐選用陶瓷小球代替蜂窩體作為蓄熱體。
3.1.2換向方式及其動力系統(tǒng)的選型
目前采用的空氣換向方式為垂直運動的小型四通換向閥, 煤氣采用切斷閥。 其動力方式為氣缸驅(qū)動。 氣動系統(tǒng)具有控制簡單、 維護工作量小的點。 氣動系統(tǒng)輸出力小, 故障多, 無級調(diào)節(jié), 輸出力受氣源影響大。 在換向時其點為:換向控制簡單、 管路簡潔、 操作簡單成本低; 其缺點為: 換向時爐壓變化大、 換向時未進入爐內(nèi)燃燒的煤氣直接從共用管道中被引風機抽出, 其管道直徑較大, 換向閥距蓄熱室距離較長, 換向時浪費煤氣。 目前常用的換向系統(tǒng)還有液壓傳動、 電動系統(tǒng)和電液傳動系統(tǒng)。 液壓系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)方便、 輸出力大、 控制簡單、 沖擊力小等點, 但需要有液壓站等附屬設(shè)備, 且維護工作量大。 電動系統(tǒng)的缺點是控制系統(tǒng)較復雜, 且故障多, 耐久性差, 可靠性差。 電液傳動具有液壓傳
3.1.1蓄熱體的選型
蓄熱體為易耗品 [4], 其自身質(zhì)量和蓄力直接影響到加熱爐的運行狀態(tài)。 目前常用的蓄熱體主要有兩種: 蓄熱球及蜂窩體, 這兩種蓄熱體都能滿足加熱爐的使用要求, 但它們又有各自的缺點, 其性能比較見表動的點, 且體積小、 結(jié)構(gòu)簡單, 因此改造后建議采用電液傳動系統(tǒng)。
3.1.3蓄熱燒嘴連接方式
蓄熱燒嘴是蓄熱式加熱爐關(guān)鍵的設(shè)備之一。 根據(jù)加熱爐的爐膛尺寸, 選擇合適的蓄熱箱結(jié)構(gòu)和蓄熱體材質(zhì)與形狀, 合理設(shè)計蓄熱燒嘴。目前采用的是單蓄熱式燒嘴, 只對空氣蓄熱。 目前蓄熱式燒嘴與爐墻的連接方式通常有法蘭連接和固定焊接兩種方式。 前者多針對單蓄熱燒嘴,而后者多用于雙蓄熱燒嘴。 由于建設(shè)初期采用的是雙蓄熱式燒嘴, 因而采用固定焊接的連接方式。 在使用過程中常常出現(xiàn)爐墻冒火等情況, 究其原因, 是因為燒嘴與爐墻本體結(jié)合不嚴, 燒嘴內(nèi)高溫煤氣通過這些縫隙竄出爐墻鋼板后, 在大氣中燃燒。 法蘭連接方式專為單蓄熱式燒嘴設(shè)計, 且易于換, 無需在焊接操作為可靠。 故改造后建議改用法蘭連接方式, 且此連接方式在公司新建加熱爐中廣泛使用。
3.1.4爐體耐火材料的選擇
爐體各部分耐火材料選擇時需充分考慮所用材料的受壓強度、 傳熱特性、 熱穩(wěn)定性, 確保墻體不產(chǎn)生裂紋、 變形開裂、 塌陷短路 [5]。 還要考慮材料施工時的難易程度及施工后的效果。 常用的爐體各部分耐火材料組成如表2所示:針對上述爐體各部分耐火材料的組成, 及本機組加熱爐實際加熱溫度 (1250~1300℃), 爐墻外 表 面 溫 度 理 論 上 滿 足GB/T 16618-1996 《工業(yè)爐窯保溫技術(shù)通則》 要求 [6], 爐頂外表面溫度
高于GB/T16618-1996規(guī)定 值。 然而耐火材料實際的導熱系數(shù)與理論值存在偏差, 加上爐體砌筑施工時質(zhì)量不過關(guān)等因素, 在實際生產(chǎn)中爐頂、爐墻溫度均會略高于理論計算溫度。 此外, 生產(chǎn)方也曾反映爐頂、 爐墻外表面溫度偏高的問題。出去耐火材料自身的不確定因素及施工質(zhì)量的影響外, 在進行蓄熱式加熱爐設(shè), 爐頂、 爐墻耐火材料的組成上應(yīng)該進行一些調(diào)整, 避免實際生產(chǎn)中外表面溫度偏高。 具體調(diào)整方式, 需本單位技術(shù)人員與生產(chǎn)廠家共同研究和摸索, 并結(jié)合資深技師多年實踐經(jīng)驗, 以期找到一種適合與蓄熱式加熱爐的耐火材料組合方式。 如采用加厚保溫層厚度、 工作層貼高溫耐火纖維等措施。
3.1.5出鋼方式的改進
500機組加熱爐目前采用的是推鋼式出鋼,此種方式容易產(chǎn)生黑印、 粘鋼等弊端, 嚴重影響鋼材軋制的質(zhì)量, 應(yīng)改為目前為常用的步進梁出鋼方式。 步進梁式系統(tǒng)具有技術(shù)成熟、 出鋼高效等點, 其動作方式如圖1所示:
板坯在加熱爐里的移動式通過固定梁和載有
鋼坯的步進梁進行的。 步進梁相對于固定梁作周期動作, 即: 步進梁上升 (給定信號-加速-定 速-中間減速-中間加速-定速-減速-停止), 步進梁前進 (給定信號=加速-定速-中間減速-中 間定速-中間加速-定速-減速-停止), 步進梁后退 (給定信號-加速-定速-減速-停止)。 在各個動作的起點和定速的終點均設(shè)有限位開關(guān), 通過限位開關(guān)的觸發(fā)信號配合PLC程序來控制步進梁的運動速度和時間。
3.2 管理制度改造方案:
蓄熱加熱爐的維護成本較常規(guī)加熱爐高, 需要嚴格執(zhí)行點檢定修制度, 提高班組的維護水平。 加熱爐的日常維護和操作對于加熱爐的正常運行至關(guān)重要, 特別是蓄熱式加熱爐。 結(jié)合本人多年實際操作特談幾點體會: (1) 合理選擇爐溫。 根據(jù)加熱的鋼坯材質(zhì)、軋制速度合理制定加熱制定, 嚴禁超溫。
(2) 合理控制燃燒比。 加熱工應(yīng)根據(jù)煤氣的熱值合理控制空燃比, 但在實際過程中, 煤氣的熱值是變化的, 波動較大, 儀表檢測滯后, 所以要能用眼睛依據(jù)煤氣燃燒時的顏色判斷煤氣熱值, 合理調(diào)節(jié)空燃比。
(3) 合理控制爐壓。 爐壓的 控 制 很 重 要,對于爐子熱損失、 設(shè)備運行至關(guān)重要。 一般爐子管理人員只注重正壓的管理, 禁止爐門冒火, 往往忽略負壓的管理, 對于蓄熱式爐子而言, 負壓的危害大, 不只是加劇氧化的產(chǎn)生,而且加劇蓄熱體的堵塞, 負壓過大時導致爐內(nèi)氧化鐵皮直接吸入蓄熱室內(nèi), 與蓄熱體高溫下反應(yīng), 影響蓄熱體工作狀態(tài)。
(4) 煙溫的控制, 對于蓄熱式加熱爐而言,煙溫的控制至為關(guān)鍵。 煙溫與爐溫的高低、 換向周期長短、 蓄熱體工作狀態(tài)等息息相關(guān)。 煙溫的控制應(yīng)注意露點腐蝕。 一般應(yīng)控制在110~150℃ 之間, 爐壓過高時應(yīng)一次選擇煙溫較低的蓄熱室煙氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)開度, 保證蓄熱室進出氣體的平衡, 一般沒有固定的公式和操作要點, 只能在實踐中總結(jié)體會, 因為爐子運行狀態(tài)、 蓄熱體的受損狀態(tài)、 調(diào)節(jié)閥的靈敏程度都是不斷變化的, 日常中注意觀察。
煙溫的變化還可以反映蓄熱體受損情況, 從而為檢修提供依據(jù), 如果蓄熱體坍塌、 堵塞嚴重, 該蓄熱室的煙氣溫度一定會提高, 有別于其他的蓄熱室煙氣溫度, 因為蓄熱的能力減少, 煙氣的溫度瞬時就會。 (5) 電磁閥的日常維護。 對于蓄熱式加熱爐而言, 換向閥的正常運行其重要, 而電磁閥就是控制換向閥的重要部件。 受高溫環(huán)境和高頻率動作易受損。 日常維護時應(yīng)注意加潤滑油、擦拭灰塵、 定期換。 注意管路的密封性能、 壓縮空氣的工作壓力情況。