一种适用低热值高炉煤气加热特种钢的方法技术

一种适用低热值高炉煤气加热特种钢的方法，属于工业炉技术领域。该方法将空、煤气双蓄热燃烧控制方式、顺序切断燃烧控制方式、轮序切断燃烧控制方式和空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴应用于特种钢加热炉，实现特种钢入炉低温缓慢加热和高温防止氧化、脱碳的工艺要求。优点在于，该方法打破了特种钢加热炉只能采用高热值煤气作为燃料的加热方法，提高了产品质量和成材率，降低了燃料消耗，拓宽了空、煤气双蓄热应用范围，具有巨大经济效益、社会效益和环境效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于工业炉
。该方法将空、煤气双蓄热燃烧控制方式、顺序切断燃烧控制方式、轮序切断燃烧控制方式和空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴应用于特种钢加热炉，实现特种钢入炉低温缓慢加热和高温防止氧化、脱碳的工艺要求。优点在于，该方法打破了特种钢加热炉只能采用高热值煤气作为燃料的加热方法，提高了产品质量和成材率，降低了燃料消耗，拓宽了空、煤气双蓄热应用范围，具有巨大经济效益、社会效益和环境效益。【专利说明】
本专利技术属于工业炉
，特别涉及。
技术介绍
能源是国民经济和社会发展的重要物质基础和保障。不断增长的能源消耗必然导致污染排放的增加，因此钢铁企业节能减排成了迫在眉睫的问题。过去钢铁企业生产的副产品高炉煤气由于其理论燃烧温度低，无法应用到轧钢加热炉，只能放散，低热值高炉煤气借助双蓄热燃烧技术可以达到较高的炉温，拓宽了应用范围，可以直接应用到轧钢加热炉，实现变废为宝，同时达到节能、环保的目的。双蓄热燃烧通过组织贫氧燃烧，扩展了燃烧区域，使得炉膛温度分布更均匀，并大大降低了烟气中NOx的排放。 蓄热式燃烧技术起源于上世纪90年代，经过20多年的发展，该技术有了长足的发展，经多次升级换代，形式多样，应用范围也越来越广。随着钢铁行业冶炼技术的进步以及企业能源结构的调整，供给轧钢加热炉的燃料热值越来越低，中小钢铁企业供给轧钢加热炉燃料普遍是低热值高炉煤气，采用高炉煤气为燃料的加热炉必须采用双蓄热燃烧技术，才能达到较高炉温，满足钢坯加热。由于特种钢导热系数较小、低温塑性较差，所以坯料刚入炉必须防止800°C以下由于加热速度太快而造成的热应力内裂或断裂。部分特种钢铸态钢坯中存在碳化物偏析现象，它将严重影响特种钢产品的质量，会造成硬度不均匀或裂纹。因此钢坯轧制前的加热时，要求在1160-1200°C进行高温扩散，以使碳化物团块分散以及消除碳化物偏析，并能促使钢中氢气的析出，减少白点缺陷。特种钢有脱碳层时，其使用价值降低，使用寿命缩短，因而这类钢不允许有脱碳缺陷，而特种钢在炉内加热过程中恰恰容易产生脱碳现象。高炉煤气双蓄热式加热炉因烟气被全部利用使得无富裕烟气流向炉尾，所以对于加热一般钢种的双蓄热加热炉不设置预热段，整个加热炉几乎就是一个室式炉。这样的入炉温度在950°C以上，这样的入炉温度满足不了特种钢加热工艺需要。如果把第一加热段炉温设定值低于800°C，就会出现不稳定燃烧现象。因此，解决高炉煤气双蓄热技术与特种钢加热工艺之间的矛盾，是一个亟待解决的问题。这正是本
技术实现思路
所在。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。解决了传统特种钢加热需使用高热值燃料的问题。为解决上述技术问题，具体工艺步骤如下:(I)在加热炉上采用空、煤气双蓄热燃烧控制方式，在炉尾留设炉尾烟道6、烟囱和4-6m长度的无烧嘴的预热段1，通过调节第一加热段2的段空烟调节阀13和段煤烟调节阀17，使进入空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7的烟气量由100%降到50%，其余50%的烟气沿纵向向后流到炉尾烟道6，经烟囱排到大气，并利用其余50%的烟气对特种钢入炉冷钢还进行20分钟加热。(2)在加热炉的第一加热段2采用顺序切断燃烧控制方式，从炉尾向炉头方向依次成对切断空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7，以提高空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7的火焰刚性和炉膛温度均匀性。第一加热段2每对空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7对应炉顶中心线处设置测温热电偶19，使未被切断的空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7火焰区的炉温处于800-1000°C范围内，从而实现稳定燃烧，并延长了加热炉的预热段I的长度。顺序切断燃烧控制方式是以第一加热段2供热负荷为基准，从炉尾向炉头方向依次成对切断第一加热段2中的空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7，通过每对空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7的空烟三通换向阀11换向动作，实现一侧空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7燃烧，另一侧空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7处于蓄热状态，当进行顺序切断控制时，两侧被切断的空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7同时处于关闭状态，既不蓄热也不燃烧。当空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7的关闭时间达到时，随着第一加热段2热负荷的增加，需开启已切断的空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7，开启空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7位置的原则是从炉头向炉尾依次开启，控制空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7的空烟三通换向阀11打开排烟侧，空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7转化为蓄热状态；控制空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7的空烟三通换向阀11打开进气侧，空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7转化为燃烧状态。第一加热段2采用顺序切断燃烧控制方式，被成对切断的空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7区域成了预热区，相当于延长了加热炉的预热段I的长度，在实现特种钢入炉需要在800°C以下低温缓慢加热的工艺要求同时，提高了空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7火焰刚性，均化炉宽方向温度场。顺序切断空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7的数量由加热炉燃烧系统的顺序切断控制器自动控制，其控制原理为:第一加热段2中的测温热电偶19检测温度信号传给顺序切断控制器，顺序切断控制器根据温度信号调节段煤气调节阀15来调节流量，通过段煤气流量计14检测流量信号Vs实现无级调节，顺序切断控制器根据段煤气流量计14反馈信号Vg带入计算公式n=int (Ii1-VgZViais)来确定第一加热段2需要切断空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7对数 η的值。其中，η:第一加热段2需要切断空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7的对数；ηι:第一加热段2中空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7的总对数:第一加热段2中段煤气流量计14检测的流量:第一加热段2中空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7满负荷时的体积流量。计算出需要切断的空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7的对数η后，顺序切断控制器发出控制指令来切断第一加热段I中空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7的空烟三通换向阀11和煤烟三通换向阀16。通过上计算公式可知，空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7 —旦工作，就处于高负荷(80-100%)状态，保证空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7燃烧时火焰长度长、稳定，保证出炉板坯长度方向的温度均匀性。当需要增加产量时，需要的燃料消耗量增大，因此η相应减少，顺序切断控制器根据Vs确定的η依次从炉头向炉尾方向增加工作烧嘴数量；当需要减小产量时，需要的燃料消耗量减少，因此η相应增加，顺序切断控制器根据Vs确定的η依次从炉尾向炉头方向切断工作烧嘴数量。根据特种钢钢种以及产量的不同，采用顺序切断燃烧控制方式能够灵活调整加热炉预热段I的长度，提高特种钢入炉缓慢加热的可靠性和灵活性，降低加热炉炉尾排烟温度，提高加热炉热效率。(3)在加热炉的高温段(包括第二加热段3、第三加热段4和均热段5)，采用轮序切断燃烧控制方式，空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴7始终以100%的能力工作，其火焰可弥散到炉子中心线，炉宽方向温度场温差小于20°C，有利于提高坯料加热质量，缩短坯料在炉时间，有效避免特种钢坯料因在高温段停留时间过长，导致氧化和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用低热值高炉煤气加热特种钢的方法，其特征在于，具体步骤如下：1）在加热炉上采用空、煤气双蓄热燃烧控制方式，在炉尾留设炉尾烟道（6）、烟囱和4～6m长度的无烧嘴的预热段（1），通过调节第一加热段（2）的段空烟调节阀（13）和段煤烟调节阀（17），使进入空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴（7）的烟气量由100%降到50%，其余50%的烟气沿纵向向后流到炉尾烟道（6），经烟囱排到大气，并利用其余50%的烟气对特种钢入炉冷钢坯进行20分钟加热；2）在加热炉的第一加热段（2）采用顺序切断燃烧控制方式，从炉尾向炉头方向依次成对切断空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴（7），在第一加热段（2）每对空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴（7）对应炉顶中心线处设置测温热电偶（19），使未被切断的空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴（7）火焰区的炉温处于800～1000℃范围内；3）在加热炉的高温段，即第二加热段（3）、第三加热段（4）和均热段（5），采用轮序切断燃烧控制方式，空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴（7）始终以100％的能力工作，且空、煤气双蓄热上下分隔式蓄热式烧嘴（7）的通断是交错进行的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈迪安，侯俊达，苗为人，汪小龙，王惠家，陈国海，江波，蹇军强，刘学民，刘燕燕，高文葆，刘磊，李浩，李文，李辉，解长举，
申请(专利权)人：北京首钢国际工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：