專利名稱：一種用富氧解決取向硅鋼與其它鋼共用一爐加熱的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及富氧燃燒技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種用富氧實(shí)現(xiàn)加熱爐加熱普通鋼和取向硅鋼ー爐加熱的方法。
背景技術(shù)：
目前生產(chǎn)硅鋼的鋼鐵企業(yè)越來越多。特別是取向硅鋼要求鑄坯的加熱溫度高，比普通鋼材要高200°C左右，最高需加熱到1400°C。而ー個鋼鐵聯(lián)合企業(yè)其開坯和熱軋線往往都同時擔(dān)負(fù)著普通鋼和取向硅鋼雙重生產(chǎn)任務(wù)，因此希望加熱爐能夠共用。然而每座加熱爐都有其自己的設(shè)計能力，生產(chǎn)普通鋼的加熱爐一般采用熱值為3300 9200kJ/Nm3(相當(dāng)于800 2200kcal/Nm3)的高爐煤氣或高焦混合煤氣，能夠滿足鋼坯出爐溫度1150°C 至1280°C的要求。而取向硅鋼加熱溫度一般在1340 1400°C，為實(shí)現(xiàn)一座加熱爐生產(chǎn)普鋼和取向硅鋼兩種功能，通常采用兩種辦法，一是增設(shè)一套高熱值煤氣供氣系統(tǒng)，即配用 3300 9200kJ/Nm3(相當(dāng)于 800 2200kcal/Nm3)和 11000kJ/Nm3(相當(dāng)于 2600kcal/Nm3) 兩種熱值煤氣接點(diǎn)。上述技術(shù)存在的問題是，新增煤氣管網(wǎng)設(shè)備投資大；助燃系統(tǒng)也要隨之増加30%的能力；對爐子燃燒裝置的匹配要求很高。ニ是大幅度増加空煤氣供應(yīng)量，但在現(xiàn)有爐子基礎(chǔ)上往往因?yàn)楣艿?、燃燒器等環(huán)節(jié)限制，使之難以實(shí)現(xiàn)。采用上述兩種措施后，都會使?fàn)t內(nèi)廢氣量增加20%，帶來ー個爐膛容積、畑道容積不足的問題，爐門冒火問題將不可避免。申請?zhí)?00720077308. 1實(shí)用新型專利，提供的是“ー種硅鋼加熱爐爐底”，其特點(diǎn)是在不影響傳熱效果的情況下，既滿足了硅鋼加熱，又減少了停爐檢修次數(shù)，増加了生產(chǎn)時間，提高了高溫段加熱爐的生產(chǎn)利用率。但不能解決加熱硅鋼ー爐多用問題。申請?zhí)?00710153646. 3發(fā)明專利，提供了一種“鋼坯加熱裝置”，用多個純氧或富氧燃燒器，使燃燒火焰撞擊的全長及全周的外表面來對鋼坯進(jìn)行加熱的方法，來提高加熱能力和熱效率。不能實(shí)現(xiàn)低溫普鋼和高溫硅鋼加熱ー爐多用?！盾堜摗返?1卷.第4期的“加熱爐富氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用研究”一文中，闡述了采用富氧燃燒的方法提高原有推鋼式加熱爐的生產(chǎn)能力，僅是滿足于生產(chǎn)普通低溫鋼，而不是用于高溫的硅鋼生產(chǎn)，不能實(shí)現(xiàn)同時生產(chǎn)低溫和高溫兩種溫差大的鋼種的ー爐多用功能?！顶I(yè)爐》2003年第6期中“寶鋼環(huán)形加熱爐采用富氧燃燒技術(shù)可行性研究”一文中，闡述了采用富氧燃燒技術(shù)解決原有爐子排煙溫度過高和爐壓過高問題，提高原來加熱鋼種的生產(chǎn)能力，未提到采用實(shí)現(xiàn)ー爐多用的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是當(dāng)煤氣熱值在3300 9200kJ/ Nm3(相當(dāng)于800 2200kcal/Nm3)范圍內(nèi)，利用富氧燃燒，可以保持原有煤氣系統(tǒng)不變的條件下，實(shí)現(xiàn)ー爐多用，既可以加熱溫度為1200°C的普鋼又可以加熱溫度為1400°C的取向硅鋼的加熱方法。
依據(jù)燃料理論燃燒溫度計算公式ム=-——-，(其中tth—理論燃本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明是由加熱爐富氧燃燒溫度設(shè)計、助燃空氣富氧率設(shè)計、氧氣需要量設(shè)計及氧氣供入方法幾個步驟構(gòu)成，使加熱爐既可以生產(chǎn)高溫取向硅鋼又可以生產(chǎn)較低溫的普鋼，實(shí)現(xiàn)了ー爐多用的功能。具體的步驟如下根據(jù)增加助燃空氣的含氧量可以提高煤氣的理論燃燒溫度的原理，保持硅鋼加熱爐原有煤氣系統(tǒng)不動，即仍采用3300 9200kJ/Nm3(相當(dāng)于800 2200kcal/Nm3)的中低熱值煤氣，將純氧摻入助燃空氣中。這樣，既提高了煤氣的燃燒溫度，滿足了取向硅鋼高溫的加熱要求，又降低了加熱爐內(nèi)燃燒產(chǎn)物量，避免爐膛冒火，使煙氣排出爐外帶走的熱損失大大減少。
Q1+Qa +Qf-Qtd
VnCc
燒溫度，Q1-燃料的化學(xué)熱，Qa-空氣物理熱，Qf-燃料物理熱，Qt.d燃燒產(chǎn)物分解熱(吸熱反應(yīng))，Vn---燃燒產(chǎn)物體積，C。.p—燃燒產(chǎn)物在t。.p下的平均比熱。)計算出理論燃燒溫度。再根據(jù)連續(xù)加熱爐爐溫系數(shù)n =0.7 0.85，計算出實(shí)際能達(dá)到的爐溫，即實(shí)際燃燒溫度為t, = η tth。通過上述設(shè)計計算及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在保持原有3300 9200kJ/Nm3 (相當(dāng)于800 2200kcal/Nm3)的煤氣熱值條件下，助燃空氣采用30 50%的富氧率，可以滿足取向硅鋼加熱到1400°C的需要。當(dāng)煤氣熱值在8400kJ/Nm3，保持原有煤氣系統(tǒng)不變的條件下，助燃空氣采用30 36%的富氧率，可以滿足取向硅鋼加熱到1400°C的需要。由于大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè)，具備充足的較高壓力的氧氣資源，簡化了制氧問題。具體的方法是先將氧氣管網(wǎng)中通過引出一條氧氣支管，由于一般氧氣管網(wǎng)壓カ高達(dá)1.5MPa，需先采用ー級、ニ級減壓閥將氧氣壓カ降到0. IMPa，然后再接到加熱爐爐前空氣總管或高溫段空氣支管上，全部或僅在高溫段采用富氧燃燒，都可以滿足高溫取向硅鋼的加熱。根據(jù)富氧率30% 50%的設(shè)計參數(shù)、原有助燃空氣的設(shè)計量或高溫段助燃空氣量，計算出需要的純氧氣量，然后設(shè)計出氧氣供入支管尺寸，氧氣支管上設(shè)置ー級、ニ級減壓閥、阻燃段、氧氣切斷閥和調(diào)節(jié)閥。可以隨時調(diào)節(jié)氧氣供入量或切斷氧氣的供入，既滿足取向硅鋼加熱也滿足普鋼生產(chǎn)的需要。采用上述步驟后，當(dāng)生產(chǎn)取向硅鋼時，開啟氧氣供入閥，將純氧摻入助燃空氣總管或加熱段的空氣支管中，提高助燃空氣的含氧率，保證高溫取向硅鋼的生產(chǎn)。當(dāng)沒有取向硅鋼計劃，爐子用于普鋼生產(chǎn)時，關(guān)閉氧氣閥，停止氧氣的供入，恢復(fù)正常的助燃空氣供入，滿足普鋼生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)了ー爐多用的功能。該發(fā)明與現(xiàn)有的硅鋼加熱爐相比的有益效果在于1、利用富氧燃燒原理及大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)充足的氧氣資源，解決了硅鋼加熱爐增加較高熱值煤氣的困難。方法簡單、可行，節(jié)約了改造資金。2、提高了加熱爐的加熱能力、 減少了出爐煙氣量20% 30 %、降低煙氣熱損失、提高爐子熱效率，節(jié)約煤氣，可降低燃耗 6% 10%。3、不用改變煤氣系統(tǒng)，降低了改造難度，通過調(diào)節(jié)助燃空氣的富氧程度，實(shí)現(xiàn)了 ー爐多用功能。而且生產(chǎn)取向硅鋼和普鋼之間的切換操作簡單、易行。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)ー步說明本實(shí)施方式適用于大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)進(jìn)行取向硅鋼和普鋼交替生產(chǎn)。實(shí)施例1 硅鋼加熱爐原有的煤氣熱值8546kJ/Nm3，按照高牌號取向硅鋼1400°C 的加熱溫度要求，計算在現(xiàn)有煤氣熱值條件下，助燃空氣需要配置的富氧率36%，實(shí)際煤氣燃燒溫度可以達(dá)到1913°C，才能滿足取向硅鋼1400°C的加熱溫度要求。然后，在氧氣管網(wǎng)上引出ー個接點(diǎn)，經(jīng)過ー級、ニ級減壓后，連接到加熱爐的助燃空氣總管或高溫段空氣支管上，并設(shè)置切斷閥和調(diào)節(jié)閥。當(dāng)生產(chǎn)取向硅鋼吋，打開氧氣閥，將純氧摻入空氣管道內(nèi)，助燃空氣富氧后，供入燒嘴，提高較低熱值煤氣的燃燒溫度，滿足了取向硅鋼的加熱生產(chǎn)；當(dāng)沒有取向硅鋼計劃時，關(guān)閉氧氣閥，停止氧氣供入，保持原有煤氣和助燃空氣進(jìn)行燃燒，又可以恢復(fù)普鋼的加熱生產(chǎn)。通過該發(fā)明的實(shí)施，在大型連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了ー爐多用的功能。實(shí)際加熱爐設(shè)計參數(shù)見表1。表1加熱爐實(shí)際參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種用富氧解決取向硅鋼與其它鋼共用一爐加熱的方法，其特征在于當(dāng)煤氣熱值在3300 9200kJ/Nm3范圍內(nèi)，保持原有煤氣系統(tǒng)不變的條件下，助燃空氣采用30 50%的富氧率，根據(jù)富氧率、原助燃空氣的設(shè)計量或高溫段助燃空氣量，計算出需要的純氧氣量， 純氧氣通過氧氣支管供入助燃空氣總管或加熱段的空氣支管中，氧氣支管上設(shè)置ー級、ニ 級減壓閥、阻燃管段、氧氣切斷閥和調(diào)節(jié)閥，可以隨時調(diào)節(jié)氧氣供入量或切斷氧氣的供入， 實(shí)現(xiàn)取向硅鋼加熱和普鋼共用ー爐加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用富氧解決取向硅鋼與其它鋼共用一爐加熱的方法，其特征在于當(dāng)煤氣熱值在8400kJ/Nm3，保持原有煤氣系統(tǒng)不變的條件下，助燃空氣采用30 36% 的富氧率，根據(jù)富氧率、原助燃空氣的設(shè)計量或高溫段助燃空氣量，計算出需要的純氧氣量，純氧氣通過氧氣支管供入助燃空氣總管或加熱段的空氣支管中，氧氣支管上設(shè)置ー級、 ニ級減壓閥、阻燃管段、氧氣切斷閥和調(diào)節(jié)閥，可以隨時調(diào)節(jié)氧氣供入量或切斷氧氣的供入，實(shí)現(xiàn)取向硅鋼加熱和普鋼共用ー爐加熱。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用富氧解決取向硅鋼與其它鋼共用一爐加熱的方法，其特征在于當(dāng)煤氣熱值在3300～9200kJ/Nm3范圍內(nèi)，利用富氧燃燒，可以保持原有煤氣系統(tǒng)不變的條件下，助燃空氣采用30～50％的富氧率，根據(jù)富氧率、原助燃空氣的設(shè)計量或高溫段助燃空氣量，計算出需要的純氧氣量，純氧氣通過氧氣支管供入助燃空氣總管或加熱段的空氣支管中，氧氣支管上設(shè)置一級、二級減壓閥、阻燃管段、氧氣切斷閥和調(diào)節(jié)閥，可以隨時調(diào)節(jié)氧氣供入量或切斷氧氣的供入，實(shí)現(xiàn)取向硅鋼加熱和普鋼共用一爐加熱。
文檔編號C21D9/70GK102560076SQ20101059721
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者張勁松, 徐烈山, 賈麗娣, 趙俁, 馬光宇 申請人:鞍鋼股份有限公司