軋鋼加熱爐加熱最佳工藝制度探討

摘 要：加熱工藝制度在軋鋼加熱爐設計中非常重要。闡述了軋鋼加熱爐中加熱工藝的意義，比較了基于提高生產率理念的軋鋼加熱爐的極限加熱工藝制度和基于確保加熱質量的軋鋼加熱爐平衡加熱工藝制度。分析了極限加熱工藝存在的問題，指出平衡加熱工藝制度不但能夠提高加熱爐對加熱工藝的適應性與可調節性，同時也使得加熱爐的事故率大幅度降低。

關鍵詞：加熱爐；極限加熱工藝；平衡加熱工藝

引言

近年來我國的鋼鐵行業發展迅猛，與此同時，軋鋼加熱爐的數量越來越多，當前，我國加熱爐理論還有待于完善和提高，特別是高溫空氣燃燒技術更需要進行深入的探討和研究。實際上，加熱爐存在的生產率不能達到設計指標，氧化率高，加熱質量差等問題和加熱爐的加熱工藝制度有著密切關系，因此，確定軋鋼加熱爐的最佳加熱工藝制度無疑意義重大。

1.軋鋼加熱爐中加熱工藝的意義

軋鋼生產中加熱爐主要服務于軋制工序，加熱爐的加熱工藝對加熱爐的加熱效果起著決定性的作用，同時，軋鋼生產的生產成本與生產效率也受到加熱爐加熱工藝的影響。因此，完善的軋鋼加熱爐的加熱工藝必須基于保證加熱質量的基礎上，提高加熱爐的熱效率，作業率以及生產率，同時努力降低加熱爐事故率的發生，降低氧化率。另外，軋鋼加熱爐的運行調節性能必須良好，從而可以滿足不同加熱工藝制度的需要。通過不同的加熱工藝，加熱爐的生產效果也不相同，軋鋼不良的加熱工藝制度會使得加熱爐的生產效率，作業效率以及熱效率降低，同時使得加熱爐的事故率以及氧化率升高，不能保證加熱的質量，嚴重時甚至引起質量事故。加熱爐的加熱工藝調節與適應性能不好也會影響到軋鋼的生產。

基于此，加熱爐設計的核心問題之一就是加熱工藝制度的確定。加熱爐可能有很多種加熱工藝制度，然而根據實際生產情況，尋找和加熱爐相匹配的的最佳的加熱工藝制度無疑是非常重要的。

2.軋鋼加熱爐極限加熱工藝制度

軋鋼加熱爐極限加熱工藝制度是基于確保加熱質量的基礎上，產量越高越好的設計理念。極限加熱工藝制度的實質就是基于加熱爐生產效率的提高進行加熱工藝的確定。因此，按照加熱爐極限加熱工藝進行加熱爐的設計，加熱爐爐膛溫度進行設置時不會出現加熱缺陷允許的極限值，加熱爐的爐膛出口溫度被設置到盡可能高，從而實現加熱爐對于鋼坯的極限加熱速度，使得單位生產效率的極限水平得到充分的發揮。基于極限加熱工藝制度，加熱爐的加熱速度，單位生產率以及爐溫等都處于極限情況，因此被叫做極限加熱工藝制度。

加熱爐極限加熱工藝制度的優點在于具有相同爐長的加熱爐的產量最高，或者能夠縮短同樣產量的加熱爐的爐長，所以降低了加熱爐的占地面積以及建設成本。然而，極限加熱工藝制度存在很多問題。①加熱爐滿足生產率的要求時，鋼坯斷面溫差大，氧化燒損率非常高，以至造成加熱爐爐墻的損壞以及粘鋼等問題；②當加熱爐的加熱質量得到滿足時，其生產效率不能滿足設計值的要求。出現上述問題的原因在于，基于極限加熱理念進行加熱爐設計時，如果要實現設計指標，那么要求非常嚴格的原始生產條件。加熱爐在極限加熱情況下，燃料成分，鋼坯質量等原始生產條件的微小改變，都會使得加熱爐超越極限狀態，造成事故；另外，極限加熱工藝制度下，加熱爐運行水平要求非常高，加熱爐溫度微小提高，加熱時間微小的延長，都會使得氧化率增加，從而出現粘鋼事故。

3.軋鋼加熱爐平衡加熱工藝制度

近年來，隨著我國鋼鐵行業的迅猛發展，國內新建加熱爐的規模愈來愈大，通過同一座加熱爐進行加熱的鋼坯種類實現多樣化，加熱工藝變得越來越復雜，為了使加熱爐運行的風險性降低，必須提高加熱爐的可調節性與適應性，此時，加熱爐加熱工藝的設計理念基于保證規定的產量下，加熱爐的具有優良的加熱質量以及最小的氧化率，這種加熱爐的加熱工藝會制度被叫做平衡加熱工藝制度。雖然極限加熱工藝制度下，加熱爐的占地面積縮小，但是加熱爐的運行風險增加，而平衡加熱工藝制度盡管占地面積達，然而加熱爐的調節空間增加，能夠適應多種不同的加熱工藝，能夠實現生產率和加熱質量，生產率和加熱爐的作業率以及生產率和氧化率之間的平衡。

加熱爐平衡加熱工藝制度和極限加熱工藝制度之間存在著本質的區別，因此，在加熱爐的爐溫制度上也存在著本質的確保。當加熱20#鋼坯時，極限加熱工藝制度通常采用鋼坯一進入加熱爐就在最高的爐溫下加熱鋼坯表面溫度，使其達到出爐的溫度，然后進行均勻加熱，使得加熱爐的產量實現最大化；平衡加熱工藝制度則采用了當鋼坯進入到加熱爐之后在其表面溫度上升到900℃之前進行適當的降低爐溫和加熱速度，當鋼坯表面的超過900℃時，盡可能快的把鋼坯表面的溫度加熱至出爐的溫度，然后實現均熱。由此可見，平衡加熱工藝制度鋼坯加熱涵蓋了平衡加熱過程，快速加熱過程以及均熱過程。平衡加熱工藝具有以下優勢：①平衡加熱工藝制度能夠使得鋼坯當表面的溫度達到900℃左右的快速氧化溫度時期，斷面溫差最小，由此縮短了鋼坯在加熱過程到均熱過程的斷面溫差，從而使得鋼坯均熱時間降低，縮短了鋼坯表面溫度達到快速氧化溫度時在加熱爐內的停留時間，使得粘鋼的幾率以及氧化率盡可能的降低；②因為鋼坯通過加熱段進入到均熱過程的斷面溫差小，因此，鋼坯斷面溫差超標的問題盡可能的降低；③由于加熱爐平衡加熱工藝制度中存在平衡加熱過程，所以，使得加熱爐在熱工參數以及產量方面都和極限加熱工藝制度存在一定的距離，當加熱爐運行時只要通過對平衡過程中熱工參數設置的改變就能夠實現對加熱工藝的調整，因此，提高了加熱爐的工藝適應性與可調節性。

結束語

軋鋼加熱爐的設計核心是加熱工藝的確定。基于極限加熱工藝制度的加熱爐爐溫水平，單位生產率和加熱速度等都達到極限，要求非常高的生產條件與運行水平，因此，加熱爐對于加熱工藝的適應性與可調節性差，加熱爐的加熱質量，生產率等不高；而基于平衡加熱工藝制度的軋鋼加熱爐，增加了加熱爐的調節空間，使得加熱爐運行性能得到改善，能夠確保加熱爐的生產效率和加熱質量，具有良好的適應性和可調節性，并且降低了加熱爐的事故率。

參考文獻

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