浅谈推钢式加热炉加热制度的优化

摘 要：本文通过采取设备改造、改善操作制度、执行降温制度等方法解决蓄热式推钢加热炉在使用中出现的加热不均、氧化烧损大等问题，取得了较好的效果。

关键词：加热炉；黑印；氧化烧损

前言

在钢铁工业中， 轧钢加热炉作为轧钢工序的重要设备。加热炉的好坏直接影响着整个厂的生产质量，不仅影响着钢材的质量和生产成本，同时也影响着轧钢过程的能耗指标，轧钢厂10%～15%的能耗都用在加热炉上[1]。钢材在被轧制的过程中，温度是影响钢材质量的重要参数之一，对于轧钢环节来说，加热炉是控制加热温度的关键设备。

经过多年的生产实践，轧机生产能力不断增大，与之伴生的便是加热炉的加热能力远远无法满足生产的需要。存在以下问题：

（1）沿钢坯长度方向温度均匀性较差，其主要的表现在水管黑印较深，钢坯通条的温差达到 100℃以上。

（2）因负荷分配、空燃比控制、加热时间及保温时间等控制不尽合理，氧化烧损率偏高。

因此通过优化加热炉加热制度，对于降低能源消耗，减少钢坯氧化烧损，提高加热质量，从而进一步提高整个轧线生产过程的经济效益，具有非常重要的意义。

1.加热设备参数及功能

北营轧钢厂二棒材生产线使用的加热炉为蓄热式连续推钢加热炉。其优点是：可用低发热值煤气为燃料，节约能源；同时大大减少环境污染。

1.1加热炉参数

1.2加热炉基本的工作方式

铸坯从连铸热送辊道进入轧钢热送辊道， 上料分为热坯上料和冷坯上料二种方式进入上料辊道， 每支钢坯在加热炉炉尾被固定挡板撞齐， 然后由推钢机推入加热炉内进行加热。 随着一支支钢坯不断被推入加热炉内， 钢坯在炉内一边向出料端移动一边被加热。炉子分上加热段、下加热段及均热段上下供热。当钢坯被移送到加热炉头时，已被加热到 1180℃左右，再由出钢机推出加热炉到炉外出炉辊道上。

2.问题原因

2.1钢坯加热不均（黑印）

在两面加热的连续推钢加热炉内， 钢在沿炉长度方向的炉底水管上向前移动，炉底水管承受钢的全部重量，并经受钢推移时所产生的动负荷。在推钢式加热炉中，黑印产生的原因是：由于炉底管的遮掩作用及冷却作用造成钢坯与炉底管接触部分温度较钢坯其余部分温度低，从而造成黑印[2]。

2.2能量消耗大，氧化烧损率高

2.2.1由于煤气、空气流量检测仪器出现问题，反馈值与实际不符，造成空燃比控制不准确。

2.2.2加热炉各段负荷控制不合理，加热段温度偏低，均热段又强化加热。负压过大，炉内空气过剩，系数大，所以带走的热量增加，降低炉子的热效率，同时还会造成炉内的氧化加剧[3] 。

2.2.3保温降低温制度执行不到位，经常出现钢坯在高温下保温。

3.减轻措施

3.1设备改造，增大热阻

炉底水管绝热。在炉底水管采取绝热措施，减小其导热系数。该方式可使炉底水管热流密度减小，提高管子的外表面温度，减弱了它和钢坯下表面之间的热交换， 从而提高了与滑道接触的钢坯下表面温度 [4]。

对检测仪器定期检查，出现问题及时维护、更换，有助于烧火工的精细化操作，并能及时避免设备事故的发生。

3.2改善操作制度

采用冷热钢坯混装的方式，来提高加热炉内钢坯的加热均匀性。采用冷热钢坯混装的方式。增加下加热供热量，由于加热炉热气上浮，可以增加钢坯热均匀性，并适当延长钢坯的均热时间。注意控制炉内火焰气氛，保持微正压力状态，防止过氧化气氛造成钢坯严重氧化而影响产品表面质量。

3.3执行降温制度

严格执行保温降温制度，减少钢坯在高温下保温时间。在加热炉的技术操作规程中，制定了详细的保温降温制度。

4.效果分析

4.1温度均匀性

随机抽取2013年7-9月间30炉HRB400E钢种开轧及回火温度，形成温度趋势图。从中我们可以看出， 开轧温度为990一1013℃，温差在25℃以内；回火温度为995一1022℃，温差在30℃；较优化前降低了70%，有效地降低了通条的温差。同期产品物理性能稳定，内控合格率为98%，增加30%。

4.2氧化烧损指标

2013年钢坯的氧化烧损指标由2012年的0.99%降至0.94%，下降幅度达5%。

5.结语

面对轧机能力大于加热能力的实际，蓄热式推钢加热炉出现钢坯加热不均（黑印）、氧化烧损率高等问题。通过采取设备改造、改善操作制度、执行降温制度等方法取得较好的效果。

（1）通条的温差降低70%以上，同期产品物理性能稳定，内控合格率增加30%。

（2）钢坯的氧化烧损率由以前的0.99%降到0.94%。

参考文献：

[1]王忠科，李世键，徐斌，等.大型钢锭锻前加热过程有限元模拟[J].热加工工艺，2011，40（9）： 96-100.

[2]高立荣.消除加热炉水管黑印的新方法[J].唐山师范学院学报，2009，（5）：53-54.

[3]谢宏皓，卢 超.冶金加热炉节能途径浅析，工业技术科技创新与应用，2003，（25）：98.

[4]张朝晖，郑 楠，等.钢坯加热过程中黑印产生原因及改善措施的分析研究，热加工工艺，2013，（42）：121-123.

[5]胡德红，王春平，刘宏伟. 轧钢加热炉温度均匀性和氧化烧损的技术研究与应用，2012中国（唐山）绿色钢铁高峰论坛，103-106.