钢包烘烤装置的发展
130t转炉钢包烘烤装置的改造及应用
130t转炉钢包烘烤装置的改造及应用摘要：130t转炉钢包采用新型、先进的蓄热式钢包烘烤技术改造后，各方面的性能指标有显著改进。
新型钢包烘烤器采用PLC自动控制与手动控制相结合的方式，用户可以根据工艺要求选择加热曲线对钢包进行自动升温；不仅节省煤气，减少钢包烘烤时间；具有安全环保、节能降耗、稳定高效的特点。
关键词：蓄热式烘烤技术；变频；PLC自动控制1.前言炼钢厂130t转炉钢包有在线烘烤装置2套，离线烘烤装置4套。
常规烘烤装置使用年限不长，钢包烘烤时间长，煤气消耗大，热量损失大，包盖受到高温烘烤容易扭曲变形。
为此，2012年首先增加了一套蓄热式烘烤装置与原装置对比运行，经过一段时间的比较后，决定实行全面的改造，达到了节约煤气，提高了烘烤效果。
2.蓄热式烘烤装置的工作原理2.1蓄热式钢包烘烤器工作原理（1）将一对蓄热式烧嘴安装在包盖的固定位置上（见图1），相互交替工作，其换向是由三通阀的控制，主要是采用时间控制，120S内自动换向，但如果温度超过180°C，即使未达到120S，也会自动换向。
当确认供电正常后，依次合上各个断路器开关，再合上24V直流电源的开关，确认PLC及变频器无报警信息，则系统进入运行准备状态。
（2）根据煤气管道的压力检测值，当煤气压力低于2500Pa时，闪光蜂鸣器报警，切断煤气来源，保证烧嘴不回火。
切断阀与鼓风机联锁保证了在鼓风机不能正常工作时关闭煤气。
（3）根据煤气的流量，可以通过文本显示器上的设置改变鼓风机的速度以控制空气流量，使得煤气和空气的比例处于最佳状态。
可用电位器手动调节引风机变频器，根据钢包烘烤器内的压力调节风机的速度，保证钢包内外的压差基本为0。
（4）根据需要可用“手动/自动”切换开关切换控制模式。
在手动模式下，按“鼓风机启动”“鼓风机停止”“引风机启动”“引风机停止”即可开或停相关设备。
在自动模式下，按下“自动启动”按钮后，系统即自动运行。
手/自动模式可实现无扰切换。
钢包烘烤器系统的蓄热式改造
钢包烘烤器系统的蓄热式改造简要：双预热蓄热式烘烤器采用高温空气燃烧技术实现对空气和燃气的充分双预热，设备安全性能高、稳定性好、维护量小、能源利用率高。
通过这次对重钢二炼钢钢包烘烤器采用双预热蓄热式燃烧技术改造后，取得了良好的经济效益和环境效益。
关键字：钢包蓄热式烘烤改造控制1、前言根据炼钢厂的能源报表进行分析，钢包烘烤器是炼钢厂的能源消耗大户。
钢包烘烤器分类是对烟气余热是否极限回收利用，分为传统直燃式烘烤器、单预热蓄热式烘烤器和双预热蓄热式烘烤器三种类型。
传统直燃式烘烤器对空气和燃气都不预热，这种烘烤器的缺点是能耗大；单预热蓄热式烘烤器对燃气不能预热,蓄热形式落后、安全性能差、稳定性差、维护量大,不利于能源的有效利用和环境保护,不符和国家现在提倡的节能减排与低碳经济理念；双预热蓄热式烘烤器采用高温空气燃烧技术实现对空气和燃气的充分双预热，安全性能高、稳定性好、维护量小、能源利用率高。
近几年国内很多大型钢厂都对钢包烘烤器采用了双预热蓄热式燃烧技术，取得了良好的经济效益。
钢包烘烤是保证钢包质量和影响炼钢车间的生产成本及钢水质量的关键因素。
钢包烘烤的工艺要求严格，这主要表现在：1.1、升温速度，升温速度的变化要求燃烧器有一个较大的调节范围，即很强的负荷调节能力。
1.2、包内温度均匀性，温度均匀性要求火焰有一定的刚性和长度，使其能够达到包底并且有很强的搅动能力。
燃烧器使用该技术不仅可以大量节约能源，而且可以有效提高设备的安全性、稳定性、减少设备维护量，可为宝钢实现安全、高效生产提供有力保障。
在我国这样一个能源相对紧张、环保压力大的钢铁大国，这些设备的节能、高效、清洁利用尤为重要。
传统的燃烧技术因大量的烟气余热得不到有效的回收利用、系统热效率低、能耗高、污染严重等问题已不能满足现代化钢铁工业的可持续发展要求。
具有高效节能和低污染排放特征的高温燃烧技术为我国钢铁行业热工设备实现“高产力、高寿命、高产品质量”和“低能耗、低污染”的所谓“三高二低”的发展方向创造了条件，运用高温燃烧技术对钢铁企业热工设备进行技术改造受到越来越多的重视。
高效节能型钢包烘烤器的研究以及原理小论文
大学本科生毕业设计说明书（专题小论文）题目：高效节能型钢包烘烤器的研究以及原理学生姓名:高效节能型钢包烘烤器的研究以及原理摘要本文概述了钢包烘烤的意义、国内外烘包器的现状，重点介绍了新开发的自身预热钢包烘烤器和高效蓄热钢包烘烤器。
同时介绍了高效蓄热式钢包烘烤器的原理、系统的组成。
关键词钢包烘包器自身预热烧嘴蓄热燃烧烧嘴原理组成Research & Principle of Ladle Pre-heater with High-Efficiency andEnergy-SavingABSTRACT The significance of ladle preheating and the application status of ladle pre-heater in abroad and China were introduced, The developed ladle pre-heater with self-preheating burner or with regenerative ceramic burners was described.And introduces the principle and compose of Ladle Pre-heater with High-Efficiency and Energy-SavingKEY WORDS Ladle pre-heater, Self- preheating burner, Regenerative ceramic burner，Principle，compose1前言随着钢铁生产者对钢铁生产质量和成本的重视，对钢包、中间罐、铁水包烘烤温度和能耗提出了更高要求。
一方面要求把钢包烘烤到较高温度和温度均匀性，另一方面要求能耗低、环境污染少，甚至可以应用低热值燃料。
原有钢包烘烤器为传统直燃式，燃料为高炉煤气。
钢包烘烤时间长，能耗大，包衬烘烤温度不均匀，烘烤质量差，难以满足炼钢生产的工艺要求，而且因高炉煤气热值不能稳定燃烧，需用氧，实行富氧燃烧。
3钢包烘烤、运载设备
4、钢包烘烤装置的主要结构、组成
• 钢包烘烤装置由烘烤烧嘴、烘烤盖板、鼓风机、烘烤介质 管道、管道调节阀、计量仪表等零部件组成，立式钢包烘 烤装置还设置烘烤装置支架、烘烤盖支架及升降回转机构、 钢包放置支架等零部件。 • 卧式钢包烘烤装置还设置排气烟囱、烘烤盖板移动底座及 传动机构、轨道、钢包放置支架等部件。
3、钢包回转台的工作特点
• • • •
(1)重载。 (2)偏载。 (3)冲击。 (4)高温。
4、钢包回转台的主要参数
• (1)承载能力。 • (2)回转速度。一般钢包回转台的回转转速为1r／min。 • (3)回转半径。 • (4)钢包升降行程。通常钢包升降行程为600～800 m m。
• (5)钢包升降速度。钢包回转台转壁的升降速度一般为 l.2～1.8m／min。
钢包烘烤装置、运载装置
二、钢包烘烤装置
• 1、钢包烘烤装置的作用
• 通过烘烤处理，既能够去除钢包耐火衬中的水分， 提高耐火衬的耐冲刷、耐侵蚀性能；又能够提高 钢包耐火衬的使用温度，减少耐火衬的破损，减 少钢包的钢水温降。
• 2、钢包烘烤装置的类型 • (1)立式钢包烘烤装置。它的特点是烘烤温度比
5、烘烤钢包的注意事项
(1)严格控制煤气和热空气阀开启度，使温度缓慢 上升，火焰温度适宜，防止包衬开裂剥落。 (2)烘烤要求 火势 火焰与包底距离 烘烤时 间 小火 600 mm 8h 中火 200～300mm 8h 大火 火焰直射包底后反弹到钢包壁 20h (3)使用时煤气要先开，关闭时要后关。用重油 作燃料时，应注意重油是否充分雾化，燃料与空气的混 合要合理，使重油充分燃烧为宜。
较均匀，钢包耐火衬易烧结成一个整体，有利
于耐火衬中水分的挥发，烘烤操作也比较方便。
关于钢包烘烤装置及其控制系统的设计分析
关于钢包烘烤装置及其控制系统的设计分析摘要：钢包是炼钢一连铸生产工艺流程中的关键设备。
钢包烘烤温度的高低对整个工艺生产有重要影响，同时钢包的结构类型及烘烤效率也将直接关系到炼钢企业的生产成本与品质。
钢包又称钢水包，用于炼钢厂、铸造厂在平炉、电炉或转炉前承接钢水，配合连铸机进行浇注作业，但是在钢包使用之前必须将钢包内烘干，若钢包内存在水迹，加入高温钢水时，会造成钢包损坏或炸裂，存在安全风险。
但现有的钢包烘烤装置在烘烤时，喷射的火焰经常无法到达钢包底部，很可能造成钢包底部未完全烘干，且在烘干过程中存在一些安全隐患，容易造成安全事故。
因此，有必要设计一种更好的钢包烘烤装置，以解决上述问题。
关键词：钢包烘烤装置；控制系统；烘干；钢铁安全生产技术领域引言：安全是企业的基础，是正常生产的前提，更是企业生存的命脉。
对于钢铁企业来说，安全工作尤其重要。
钢铁产业本身就是一个高温高压、易燃易爆、有毒有害的高风险行业。
因此，提高钢铁工业发展的安全性是一件重要的、迫在眉睫的事情。
而作为钢铁行业一部分的钢包烘烤装置及其控制系统也常常面临着安全隐患。
众所周知，钢包烘烤是炼钢生产工序中的主要环节之一。
烘烤装置的性能对转炉出钢温度、炼钢作业率、炉龄等都有很大影响。
钢包烘烤介于炼钢和铸钢两道工序之间，钢包烘烤温度的高低对协调整个生产有重要作用，对连铸生产的意义更加重大。
因此，为了钢铁产业能够安全顺利地发展，设计出一种更好、更安全的钢包烘烤装置也是企业发展的必然趋势。
1、钢包烘烤装置及其控制系统的发展历程国内的钢包烘烤经历了从仅用一支煤气管至使用普通烧嘴、高速烧嘴、热风烧嘴、自身预热式烧嘴、蓄热式烧嘴的一系列发展过程。
50~60年代国内兴建的炼钢厂中，大多数都没有钢包烘烤设备或仅用一支煤气管插入钢包内进行烘烤。
由于钢包烘烤的温度低，要求出钢温度高，炉子的炉龄低，冶炼时间长限制了钢的产量，并使成本增加。
“七五”期间，冶金部提出推广钢包烘烤的新装置、新技术，使我国钢包烘烤水平提高许多，多数企业已经改变了过去只用燃气不配风的烘烤工艺，相应出现燃气、燃油的钢包烘烤装置。
唐钢150吨固定式钢包烘烤器设计特点与改进
唐钢150吨固定式钢包烘烤器设计特点与改进【摘要】介绍了唐钢第一钢轧厂150吨固定式钢包烘烤器的设计特点，其有着极为显著的优点，表现为：提高能源利用率，可节约能源30%～40%；由于具有较大的温度梯度，烘烤速度提高1～3倍；污染排放可降低40% 以上。
通过对使用中出现的问题进行分析，对烤包器核心设备烧嘴进行的改进，使其进一步提高了烘烤效率。
【关键词】钢包烘烤器；蓄热式燃烧；改造1 前言长期以来，唐钢一钢轧厂以自产的转炉和焦炉混合煤气为燃料，采用传统的燃烧技术对钢水包等设备进行烘烤。
传统钢包烘烤速度较慢、钢包壁温度不均匀，煤气消耗量大、生产成本较高。
其排放的烟气温度高达800℃，并且直接排放在车间内，不但能耗高，而且造成车间的空气污染以及环境热污染，危害了工人身体健康。
随着现代化炼钢技术的发展和车间生产能力的增加，原有的钢包烘烤系统显然已不能满足节能和环保的需要。
借鉴国内外高温空气燃烧技术（High Temperature Air Combustion，简称HTAC）在工业加热领域应用的成功经验，2010年1月，采用转炉煤气的高效燃烧利用技术对在线和离线烤包器进行了蓄热式改造。
新系统保持原有的燃气条件，以蜂窝陶瓷为蓄热材料对烟气余热进行回收，同时预热助燃空气。
蓄热式钢包烘烤设备投入使用两年多以来，曾出现过火焰脱火、排烟温度过高、烘烤时间过长等问题，但通过分析和试验，我们对核心部件烧嘴内部结构进行了一定的改进，改进后的装置操作灵活、能源利用率高，满足了唐钢一钢轧厂现场条件及钢水包快速烘烤的要求。
运行平稳可靠，煤气消耗大幅降低；钢包烘烤终点温度高，出钢温度明显下降，达到了预期的效果。
2 蓄热式燃烧技术的原理和组成2.1 原理和特点蓄热式燃烧技术早已存在，在工业上的使用也有一百多年的历史。
但由于受蓄热材料的限制，传统的蓄热式热回收装置体积庞大，蓄热体的尺寸和热惯性大，换向时间长，热利用率低，预热温度低，温度波动很大，无法推广使用。
蓄热式钢包烘烤器的原理和优点
蓄热式钢包烘烤器的原理和优点
一、原理
蓄热式钢包烘烤器是一种机电一体化的烘烤设备。
其原理是利用坩埚内部的温度差异，从而形成气流，使被加热的材料在坩埚中流动，以达到加热的目的。
这种烤箱的坩埚壁材采用优质隔热材料，内置加热装置，能够在短时间内将内部空气温度提升至设定温度。
加热装置的类型可以有许多，包括电加热和燃气加热等。
同时，烤箱配有气流循环系统，以使热力在内部均匀扩散。
二、优点
蓄热式钢包烘烤器相较于传统烘烤设备，具有如下优点：
1. 快速加热
蓄热式钢包烘烤器的加热速度较快，因为它的坩埚材质和热源的设置使得它可以在很短的时间内将内部温度提升到所需的加热温度水平。
2. 加热效率高
由于该烘烤器内部配有气流循环系统，整个坩埚内部可以在短时间内达到较高温度。
这使得该设备的加热效率较高，加热过程中的温度均匀性也大大提高。
3. 结构简单
蓄热式钢包烘烤器的结构相对简单，由于坩埚材质和热源设计原因，设备的体积较小而且重量轻。
在使用和维护方面也相对简单，非常容易清洗。
4. 自动控制
该设备具有自动化控制功能，可以实现精确的加热控制。
在使用过程中，用户只需设置所需的加热温度和时间，设备便能够自动完成加热过程，非常方便。
5. 安全保障
蓄热式钢包烘烤器有非常好的安全保障。
设备内部是一个密闭式结构，能够避免加热过程中产生灰尘富氧引发火灾。
三、结论
总之，蓄热式钢包烘烤器在烘烤加热中的速度、效率、精度、稳定性等方面都有着卓越的表现，能够提高生产效率和产品质量。
同时因其结构简单，使用方便，也是一种非常实用的加热设备。
焦炉煤气自动控制钢（铁）水包烘烤器：概念、特点、用途简介
焦炉煤⽓⾃动控制钢（铁）⽔包烘烤器：概念、特点、⽤
途简介
焦炉煤⽓⾃动控制钢（铁）⽔包烘烤器
⼀、焦炉煤⽓烘烤器的特点、⽤途：
钢包在新砌后和盛装钢⽔前⼀般都需要烘烤，⽤来烘烤钢包的装置就称为钢包烘烤器，⼜称烤包器。
钢包烘烤器有在线烘烤器和离线烘烤器两⼤类，离线烘烤器有⽴式烘烤器和卧式烘烤器两种，另外还有专门烘烤中间包的中间包烘烤器。
⽤途⼴泛应⽤于钢铁、冶⾦、机械制造、化⼯、城建、能源、军⼯等⾏业。
烘烤器：是钢铁⼚⽣产的必须设备，也是钢铁⽣产过程中能耗较⼤的设备。
现在部分多数钢⼚都使⽤了焦炉煤⽓作为烘烤器的燃料是快速、均匀地提⾼钢包内衬的温度⽔平，减少钢⽔浇注过程中的热损和延长钢包内衬的使⽤寿命，为冶炼⾼质量钢材的需要和更⾼温度冶炼技术的需要。
主要分类有三类：真空烘烤器、中间罐烘烤器、⽴式/卧式钢包烘烤器
中间罐烘烤器：
中间罐烘烤装置是对中间罐升温专⽤的设备，中间罐烘烤装置其中包含对放置在中间罐车上的在线中间罐进⾏预热的在线预热装置、对安装在中间罐下⽅的浸⼊式⽔⼝进⾏加热的⽔⼝烘烤装置和对更换内衬后的中间罐进⾏加热升温的维修区⼲燥装置。
⽴式/卧式钢包烘烤器
⼆、焦炉煤⽓（钢）铁⽔包烘烤器主要由焦炉煤⽓做燃料，热值：3800-4200⼤卡/⽴⽅，根据焦炉煤⽓特点，郑州中威环保设备有限公司专门设计、制作焦炉煤⽓专⽤烤包器，具有⾃动控制功能，安全、可靠性能⾼。
燃⽓炉窑、燃⽓烧嘴、烤包器、节能型电阻炉专业⽣产⼚家-郑州中威环保设备有限公司位于河南省郑州市荥阳乔楼镇，电话：138********。
不同煤气种类下蓄热式钢包烘烤器节能效果探究
不同煤气种类下蓄热式钢包烘烤器节能效果探究钢包烘烤装置是炼钢生产过程中的主要设备之一，钢包烘烤装置的特性对于炼钢中出钢的温度以及炉子的使用寿命的长短有着直接的影响，不仅如此对于生产效率也有着非常大的影响力。
在不同种类的煤气下的钢包烘烤器有不同的节能效果，其节能率与煤气的热值成反比，随着煤气的热值的增加其节能效率是不断降低的，通过对不同种类的煤气热值的分析，有利于提高钢包烘烤装置的节能率。
标签：煤气；钢包烘烤器；节能效果0 引言随着竞争日益激烈，炼钢企业生产也面临着巨大的挑战，特别是对以连铸为中心的生产模式有了更高的要求，主要体现在对钢水的温度的要求变得更高了，特别是对于出钢时的温度，为了降低出钢时钢水的温度可以对钢包进行烘烤，从而实现节能减耗的目标，有利于稳定生产。
1 蓄热式钢包烘烤的优点蓄热式钢包烘烤器相对于传统的非蓄热方式来说有着很多的优势，展现出了特有的优越性。
①当燃烧的空气通过预热达到了800到1000℃的时候，会极大地提高燃烧的温度，燃烧温度的提高与烘烤时间有直接的关系，可以减少烘烤的时间，节省所使用的煤气量，从而提高了能源的利用效率。
②蓄热式钢包烘烤器有很广的火焰燃烧范围，可以进行无焰燃烧。
2 不同煤气种类下蓄热式钢包烘烤器节能效果分析通过对天然气、焦炉煤气COG、LDG-COG混合煤气、转炉煤气LDG、BFG-LDG混合煤气、高炉煤气BFG下的蓄热式钢包烘烤器的研究，分析不同煤气种类下蓄热式钢包烘烤器节能的效果。
2.1 计算方法（1）煤气热值。
煤气热值的计算公式为：Qd是煤气低发热值，KJ/m3。
由于转炉煤气含有极少的CmHn，因此在不影响结果的前提下将其按照CH4计算。
通过计算可以得出这六种典型煤气的热值，（2）燃烧空气需要量。
在煤气中各成分含量以及燃烧反应式的基础上得到了燃烧理论空气需要量的公式：Lo是燃烧中所需要的理论上的空气量，m3/m3。
（3）燃烧烟气量。
假设在整个过程中，煤气可以完全的燃烧，并且在此基础上假设空气过剩系数a是1，并且空气中没有很多水蒸气，且没有达到最低。
热风式钢包烘烤装置的开发
热风式钢包烘烤装置的开发
刘承良
【期刊名称】《重钢机动能源》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】本文比较了普通烘烤方式及蓄热式烘烤方式的优缺点，简述了热风式钢包烘烤装置的结构、工作原理。
【总页数】2页(P6-7)
【作者】刘承良
【作者单位】重庆钢铁股份有限公司炼钢厂
【正文语种】中文
【中图分类】TS254.3
【相关文献】
1.蓄热式钢包烘烤装置在炼钢厂的应用 [J], 刘爱军
2.钢包全封闭热风烘烤装置的研究 [J], 苑安民
3.蓄热式钢包烘烤装置的热工特性 [J], 欧俭平;萧泽强;蒋绍坚;刘建华
4.蓄热式钢包烘烤装置自动控制系统的应用 [J], 张吉美;叶婷;王辉
5.第三炼钢厂蓄热式钢包烘烤装置节能效果分析 [J], 刘占增;丁翠娇;曾汉生;张道明
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收稿日期:2003-01-17
李淑芬(1969～ ),工程师;114044 辽宁省鞍山市。
钢包烘烤装置的发展
李淑芬
(鞍山热能研究院)
摘 要 概述了钢包烘烤的意义,钢包烘烤装置的进展。
关键词 钢包烘烤装置 简易高速烧嘴 自身预热式烧嘴 蓄热式烧嘴
DEVE LOPMENT OF LADL E HEATING UNITS
Li Shufen
(Anshan Research Institute of Thermo 2Energy )
Abstract The paper overviews the significance of ladle heating and development of ladle heating units.K eyw ords ladle heating units simply high 2speed burner self 2preheating burner stored 2heat burner
1 前言
随着对钢铁产品质量和成本的重视,对钢包、中间包、铁水包烘烤温度和能耗提出了更高要求。
一方面要求把钢包烘烤到较高温度且均匀,另一方面要求能耗低、环境污染少,甚至要求使用低热值燃料。
2 钢包烘烤的意义
钢包烘烤是炼钢生产工序中的主要环节之一。
烘烤装置的性能对转炉出钢温度、炼钢作业率、炉龄等都有很大影响。
钢包烘烤介于炼钢和铸钢两个工序之间,钢包烘烤温度的高低对协调整个生产有重要作用,对连铸生产的意义更加重大。
钢包是盛钢水的容器,又是精炼设备的组成部分。
钢水在装入钢包后到浇注期间要损失大量的热量,因为钢水从出完钢到浇注前都要在钢包中镇静5～10min 才进行浇注,这期间钢水平均温降速度:大于250t 的钢包为015～115℃/min ,100～200t 的为1～2℃/min ,30t
钢包为2～215℃/min 。
热能损失大致分为三部分:第一部分为钢水上表面的辐射热损失,第二部分为钢包外壳表面的综合散热损失,第三部分为钢包内衬的蓄热损失。
其中以钢包内衬的蓄热损失为主。
钢水在钢包中的热损失比例大致是包衬蓄热45%～50%,包壁散热20%,钢水上表面辐射20%～30%。
如果减
少钢包的热损失,钢水在钢包中的温降可以大大减少。
对于90t 的钢包,包衬温度由400℃提高到1200℃,钢水总温降可以减少25℃。
钢包蓄热损失约占钢水总热损失的一半左右,如果不采用钢包烘烤方法补偿钢水的热能损失、保证钢水的浇注温度,势必要提高钢水的出钢温度,但这会带来一系列的问题。
首先,提高出钢温度就要增加冶炼时间,增加原材料
(耐火材料)和动力能源消耗,提高吨钢成本;其次,使炉衬侵蚀速度加快,缩短熔炼炉的检修周期,降低炉龄,进而造成连铸生产的波动和铸坯的质量缺陷。
因此,钢包的烘烤对降低出钢温度,提高转炉的寿命,增加钢产量,降低原材料消耗,降低吨钢成本,保证连铸的顺
7
322卷3期200315 冶 金 能 源
行都具有重要的意义。
3 钢包烘烤技术的发展与动态
国内的钢包烘烤经历了从仅用一支煤气管至使用普通烧嘴、高速烧嘴、热风烧嘴、自身预热式烧嘴、蓄热式烧嘴的一系列发展过程。
50～60年代国内兴建的炼钢厂中,大多数都没有钢包烘烤设备或仅用一支煤气管插入钢包内进行烘烤。
由于钢包烘烤的温度低,要求出钢温度高,炉子的炉龄低,冶炼时间长,限制了钢的产量,并使成本增加。
“七五”期间,冶金部提出推广钢包烘烤的新装置、新技术,使我国钢包烘烤水平提高许多,多数企业已经改变了过去只用燃气不配风的烘烤工艺,相应出现燃气、燃油的钢包烘烤装置。
其烧嘴型式有引射式烧嘴及套管式烧嘴,并在钢包上加上钢包盖,以减少热量损失。
由于烧嘴的火焰动能较小,钢包的温度分布不均匀,烘烤时间长,燃料消耗较大。
高速烧嘴是近代热工技术取得突破性进展的新技术之一。
其特点是燃烧气体出口速度可达100～300m/s。
在加热物件时,不论在加热速度方面,还是在加热均匀性方面,其加热效果都大大超过普通烧嘴。
由于高速烧嘴出口速度高,烧嘴的耐火材料消耗大,使用寿命低,一般炼钢厂钢包烘烤设备的现场环境比较恶劣,不适合安装精密的控制设备。
因此,鞍山热能研究院设备研制厂研制开发出用于钢包烘烤的简易高速烧嘴,基本上保持了高速烧嘴的气流速度大,加热升温快,钢包温度分布均匀的特点。
随后又开发出富氧烧嘴、油气两用烧嘴,以满足只有高炉煤气或转炉煤气,煤气热值低或煤气量不足的炼钢厂的需要。
为进一步降低能耗,用烟气对空气或煤气进行预热的钢包烘烤装置应运而生,其结构型式有两种:一种是烧嘴与换热器分离式,另一种是自身预热式烧嘴。
由于对空气或煤气进行预热,提高了火焰的理论燃烧温度,可降低燃料的消耗,并保持了高速烧嘴的火焰动能大,加热均匀的特点。
现在,蓄热式钢包烘烤器正越来越多地被采用。
为充分发挥钢包烘烤烧嘴的作用,对钢包盖的设计选材也不容忽视,鞍山热能研究院设备研制厂设计的钢水包盖,内部采用陶瓷纤维毡,外面采用多晶莫来石作绝热层,降低了钢包盖的蓄热量,减少了热量的损失,同时减轻了钢包盖的重量,延长了钢包盖的使用寿命。
4 几种钢包烘烤烧嘴的特点
411 简易高速烧嘴
简易高速烧嘴的燃烧气体出口速度达100m/s。
钢包烘烤采用简易高速烧嘴,可强化对流传热,促使钢包内气流循环,使钢包的温度均匀。
为防止脱火,该烧嘴本身设有火焰稳定装置。
简易高速烧嘴可根据现场情况使用高炉煤气、发生炉煤气、转炉煤气、混合煤气、焦炉煤气或天然气,助燃空气可由风机或压缩空气降压提供。
对于低热值的高炉煤气、发生炉煤气、转炉煤气可以采用富氧燃烧,以提高钢包的烘烤温度。
简易高速烧嘴也可以使用液体燃料,如重柴油等。
412 油气两用烧嘴
油气两用烧嘴适合于煤气不足或煤气热值低的炼钢厂,油气两用烧嘴可使用高炉煤气、发生炉煤气或转炉煤气,燃油一般使用重柴油,用压缩空气或助燃空气雾化。
413 自身预热式烧嘴
自身预热式烧嘴把烧嘴和预热器联合成一个整体,像普通烧嘴一样便于安装,结构紧凑,对立式、卧式钢包烘烤装置都适用。
其特点为:
(1)烘烤速度快、温度高,一般来说钢包从600℃加热到1100℃只需12～15min;
(2)烧嘴动能大、火焰长,火焰长度可达3m以上,火焰可达到包底再返回,使钢包的上下温差缩小;
(3)操作简单、易调节,其独特的控制系统很容易为现场操作者所掌握,设备故障少;
83冶 金 能 源 22卷3期200315
(4)包盖四周不冒火、烧嘴寿命长,由于采用微负压烘烤,所以钢包口周围无外逸火焰,正常情况下,使用寿命可保一年以上;
(5)包盖设计独特,具有重量轻、不易变形、寿命长等优点。
自身预热式烧嘴本体及烟道的外面各套一个逆流热交换器,将烧嘴本身所需的助燃空气预热,它的结构主要是利用几层同心套管将空气和烟气彼此分开,中间套管作为热交换面。
整个预热器全部用适当的耐热钢制成,燃烧产物从喷口的喷出速度为80m/s,这种较高的出口速度促使炉气在钢包内循环,从而改善了传热过程,并具有较好的温度均匀性。
借助于排烟管内空气喷射的作用,将燃烧产物吸引通过预热器,炉内压力可以通过改变喷射空气量来进行调节。
414 蓄热式烧嘴
蓄热式烧嘴内部安放陶瓷蜂窝体,高温侧为莫来石,低温侧材质为堇青石。
当烧嘴处于燃烧状态时,用蜂窝体预热空气及燃气;当烧嘴处于蓄热状态时,利用高温烟气加热蜂窝体。
通过四通换向阀及煤气快速切断阀控制两套烧嘴交替燃烧及蓄热。
其具有以下特点:
(1)可以将助燃空气以及燃气预热至1000℃,排烟温度低于150℃。
这样钢包烘烤可以用纯高炉煤气完成,节约高热值煤气。
(2)由于预热温度很高,可以节约燃料约50%。
(3)蓄热式烧嘴的火焰刚性好,火焰长度可调节至4m,沿火焰长度上钢包内部温度分布均匀,可以缩短烘烤时间,节约耐火材料10%。
(4)采用陶瓷蜂窝体作为蓄热体。
由于陶瓷蜂窝体的比表面积大,缩小了蓄热体的体积,可以将蓄热室与烧嘴作成整体直接安装在钢包盖上,操作非常方便。
(5)蓄热式燃烧系统的关键部件换向阀,采用热能院的四通换向阀,具有体积小、密封好、动作时间短、使用寿命长等优点。
(6)升温速度快,中间包从900℃加热到1350℃所用时间只有315min(天津铁厂蓄热式钢包烘烤器实测数据)。
5 结束语
根据炼钢工艺的不同,要求钢包烘烤时间不同,如电弧炉的冶炼时间比转炉的冶炼时间长,钢包烘烤烧嘴的热负荷可取低一些。
各钢厂可以根据实际情况灵活选用钢包烘烤烧嘴及装置,对于电弧炉及转炉可使用操作简单、易于控制的简易高速烧嘴,对于转炉钢包的在线烘烤或燃料紧张的企业可使用自身预热式烧嘴及蓄热式烧嘴。
总之,钢包烘烤、红包出钢这一项技术普及与应用势在必行。
在我国众多的炼钢厂中,仍有为数不少的炼钢厂钢包烘烤设备比较陈旧落后,能耗高、钢包烘烤温度低,造成生产成本增加,严重地制约了钢的产量。
据统计,用于钢包烘烤的燃料消耗约为3kgce/t,因此在能源紧张的情况下,应大力推广能耗低、效率高的钢包烘烤烧嘴及设备。
刘晓棠 编辑
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22卷3期200315 冶 金 能 源。