一種蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝的製作方法

2023-10-04 18:02:14 1

一種蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝的製作方法
【專利摘要】一種蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝，屬於蓄熱式加熱爐的板坯加熱工藝【技術領域】，用於對薄連鑄板坯進行快速加熱。其技術方案是：將輥底加熱爐的各個功能段劃分成為第一加熱段、第二加熱段、第三加熱段、板坯橫移段和保溫段，每個段都採用蓄熱式燃燒技術，並將第一加熱段的溫度提高至1230℃，為主要加熱段，第二加熱段的溫度提高至1210℃，為輔助加熱段，其它各段的溫度也升高至1190℃，完成均熱過程，最終的出鋼溫度為1180±5℃。本發明能夠提高輥底加熱爐的加熱速度和均熱能力，實現板坯在輥底加熱爐內的快速升溫和均溫過程，保證軋機實現雙線生產厚度在1.0～1.4mm的產品，同時能源利用率高，節能效果顯著。
【專利說明】一種蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在連鑄連軋生產線上利用蓄熱式輥底加熱爐實現連鑄板坯快速加熱的生產工藝，屬於蓄熱式加熱爐的板坯加熱工藝【技術領域】。
【背景技術】
[0002]薄板坯連鑄連軋生產線的最大優勢是能夠生產厚度< 1.8mm以下薄規格的帶鋼產品，與常規的熱軋寬帶鋼生產線相比，生產成本低，具有明顯的經濟優勢。
[0003]在軋機生產薄規格產品時，軋機對板坯出爐溫度及均勻性的要求非常高，一般來說，在生產2.0mm左右的帶鋼時，板坯的出爐溫度< 1150°C即能夠滿足軋機要求，但是如果軋機在生產1.4mm甚至1.0mm規格的產品時，由於在軋制過程中還料的速度快,溫降大,車L制負荷高，通常要求板坯的出爐溫度在1170~1180°C以上，軋機才能穩定生產，尤其是板坯的溫度均勻性，必須滿足< 10°C的要求，否則軋機的甩尾、堆鋼等事故會成倍增加。
[0004]而現有薄板坯連鑄連軋生產線上的輥底式加熱爐，以補熱為目的，其工藝特點是:靠近連鑄的輥底加熱爐第一加熱段的爐溫在1270~1280°C，在板坯入爐後，加熱爐能夠將鋼坯直接加熱至1150°C，在其餘各段，加熱爐的爐溫在1160°C左右，板坯在爐內主要進行均熱保溫，保證軋機的坯料。
[0005]當軋機生產厚度1.0~1.4mm以下的薄規格產品時，現有輥底加熱爐溫度設置的及加熱方式存在 以下幾個問題:
1.輥底加熱爐第一加熱段的爐溫會超過1300°C，超過了輥底加熱爐的額定供熱負荷，由於輥底加熱爐內寬只有兩米，在狹窄的爐膛內，煤氣的大量供給，會出現不完全燃燒，存在安全隱患，並降低煤氣的有效利用率；
2.隨著供熱負荷的增加，火焰長度也會相應增加，通常輥底加熱爐燒嘴中心線的高度距離板坯上表面只有0.4米，長火焰會灼傷板坯的表面，造成過熱、過燒等質量缺陷，並大量增加板坯的氧化燒損；
3.由於第一加熱段板坯溫度過高，板坯在加熱過程中會形成較大的溫差，因此需要增加板坯的均熱過程，從而減少了生產線的緩衝時間；
4.板坯在第一加熱段完成加熱後，由於其它各個供熱段的爐膛溫度低於實際的需求值，因此，板坯會在其它各段降溫，也會降低加熱爐的熱效率；
5.薄板坯連鑄連軋生產線都是兩臺連鑄機、兩座輥底加熱爐配備一套軋線，由於兩座連鑄機生產時的拉速、板坯出爐溫度各不相同，很容易造成出爐時兩座加熱爐的板坯溫度不均，因此現有的生產工藝在生產超薄帶鋼產品時，往往採取的是單線生產，即一臺連鑄機、一座加熱爐生產，另一臺連鑄機和加熱爐備用，以降低產量的方式保證產品的質量。
[0006]總之，現有的輥底加熱爐及其加熱工藝難以滿足薄板坯連鑄連軋生產線連續穩定生產薄規格產品的需求。

【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題是提供一種蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝，該工藝能夠提高連鑄板坯的出爐溫度及溫度的均勻性，實現連鑄連軋生產線對薄規格產品的穩定生產，保證產品質量和提高產品的產量，同時降低加熱爐的能耗。
[0008]解決上述技術問題的技術方案是:
一種蓄熱式棍底加熱爐的連鑄板還加熱工藝，棍底加熱爐內的加熱功能段分別為第一加熱段、第二加熱段、第三加熱段、板坯橫移段和保溫段，在各個功能段內分別安裝有多組蓄熱式燒嘴和熱電偶，在板坯產品厚度1.0~1.4mm以下規格時，採用以下工藝參數進行:
(1)兩流連鑄機的拉速為4.5~5m/min，入爐板坯溫度900°C，板坯最終出爐溫度要求在1180°C ±5°C,兩流板還溫度相同,板還總的在爐時間為15-36分鐘,板還在棍底加熱爐內的傳送速度控制在40~60m/min ；
(2)第一加熱段的爐膛溫度控制在1230~1240°C，第一加熱段內的板坯的運行速度為
4.5~5111/1]1；[11,板還在第一加熱段內的運行時間在6~8分鐘；
(3)第二加熱段爐膛溫度控制在1210~1220°C，板坯在第二加熱段內以4.5~5m/min的低速或者20~30m/min的中速運行，板坯在第二加熱段內的運行時間為2~10分鐘；
(4)第三加熱段爐膛溫度控制在1180~1200°C，板坯在第三加熱段內均勻擺動，擺動速度為5111/1]1；[11,板 還的均熱時間為5~15分鐘；
(5)保溫段的爐膛溫度控制在1190~1210°C，爐膛保持微正壓，板坯在保溫段內的停留時間為2~3分鐘。
[0009]上述蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝，在板坯進入輥底加熱爐的第一加熱段後，第一加熱段的煤氣調節閥和空氣調節閥的開度最大至70%，一般控制在50%，蓄熱式燒嘴的排煙溫度控制在130°C，煙氣調節閥的開度最大可至100%，保持爐膛壓力為IOpa微正壓，熱電偶檢測溫度超出設定上限10°C時，要減少第一加熱段的供熱量，降低供熱負荷，當板坯運行到第一加熱段末端時，板坯表面溫度為1200°C。
[0010]上述蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝，板坯進入第二加熱段後，第二加熱段的煤氣調節閥、空氣調節閥的開度保持在30~50%，煙氣調節閥的開度為50~100%，爐膛壓力繼續保持在IOpa微正壓。
[0011]上述蓄熱式棍底加熱爐的連鑄板還加熱工藝,棍底加熱爐中70~80%的煙氣通過引風機排出，其餘的煙氣通過副煙道排出，輥底加熱爐的爐膛壓力通過調節設置在引風機管道上的煙氣調節閥開度來實現。
[0012]上述蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝，在板坯入爐溫度、拉速發生變化時，由輥底加熱爐的燃燒系統自動調整各段蓄熱式燒嘴的換向間隔時間以及煤氣和空氣流量來調整供熱負荷，而燒嘴火焰的長度維持不變。
[0013]本發明的有益之處在於:
本發明利用蓄熱式輥底加熱爐的優勢，提供一種板坯在蓄熱式輥底加熱爐內的快速加熱工藝，這種工藝能夠將輥底加熱爐各個功能段的爐膛溫度提高至1190°C以上，並能夠靈活的控制輥底加熱爐各個燃燒段蓄熱式燒嘴的工作狀態，確保板坯的出爐溫度和溫差符合軋鋼工藝要求，實現兩流連鑄同時減薄的生產要求，提高生產線的經濟效益。
[0014]本發明所提供的生產工藝利用蓄熱式技術的節能優勢，在提高板坯出爐溫度的同時，輥底加熱爐的能源消耗、氧化燒損等並沒有隨之快速增長，能源利用率高，節能效果顯著。
[0015]本發明所提供的板坯快速加熱生產工藝，操作簡單，使用安全可靠，經濟效益和社會效益十分顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的板坯加熱生產線結構示意圖；
圖2是蓄熱 式輥底加熱爐的結構示意圖；
圖3是蓄熱式輥底加熱爐的氣體管路連接示意圖。
[0017]圖中的標記如下:連鑄機1、第一加熱段2、第二加熱段3、第三加熱段4、板坯橫移段5、保溫段6、軋機7、蓄熱式燒嘴8、板坯9、爐輥10、煤氣調節閥11、空氣鼓風機12、引風機13、煙氣調節閥14、空氣調節閥15、熱電偶16、爐膛17。
【具體實施方式】
[0018]本發明使用的蓄熱式輥底加熱爐，所用的煤氣為轉爐、焦爐或者高爐與焦爐的混合煤氣，煤氣熱值在2400~3000x4.186KJ/Nm3，蓄熱方式為空氣單蓄熱，煤氣不預熱，理論空燃比為2.4~3:1，與煤氣的熱值相關聯，空氣過剩係數為1.05。
[0019]圖中顯示，本發明的蓄熱式輥底加熱爐，位於薄板坯連鑄連軋生產線上的連鑄機I和軋機7兩個工序之間，沿著板坯9前進方向，將蓄熱式輥底加熱爐的各個功能段劃分成為第一加熱段2、第二加熱段3、第三加熱段4、板坯橫移段5和保溫段6，兩流連鑄機I的板坯9進入輥底加熱爐後，在三個加熱段內加熱，並經板坯橫移段5匯總到保溫段6，送往軋機7生產。
[0020]圖中顯示，在輥底加熱爐的每個功能段，根據供熱負荷的不同，均設置了多組蓄熱式燒嘴8，通過調節各個燃燒段蓄熱式燒嘴8的供熱負荷來調節各個燃燒段的爐溫，以實現板坯9快速加熱的目的。
[0021]圖中顯示，在輥底加熱爐的每個功能段上，分別在爐頂設置若干個測溫用的熱電偶16，其作用是測量輥底加熱爐各個功能段的實際爐膛17的溫度。
[0022]輥底加熱爐生成的燃燒產物中70~80%的煙氣通過引風機13排出，其餘的煙氣通過副煙道排出，而加熱爐的爐膛壓力通過調節設置在引風機13管道上的煙氣調節閥14的開度來實現，保證在加熱爐的供熱負荷發生變化時，能夠隨時調節，加熱爐出口位置的爐壓為微正壓(IOPa左右)。
[0023]輥底加熱爐實現了燃燒自動控制，在板坯9入爐溫度、拉速發生變化時，由加熱爐的燃燒系統自動調整各段蓄熱式燒嘴8的換向間隔時間以及通過煤氣調節閥11、空氣調節閥15對煤氣和空氣流量進行調整，實現對供熱負荷的調整，而燒嘴火焰的長度維持不變。
[0024]本發明的具體實施過程如下:
軋機7在生產產品厚度< 1.4_以下規格時，兩流連鑄機I的拉速在4.5~5m/min，入爐板坯9溫度900°C，板坯9最終出爐溫度要求在1180°C ±5°C，兩流板坯溫度相同，板坯總的在爐時間約為15~36分鐘,板還9在棍底加熱爐內的傳送速度控制在40~60m/min。
[0025]先設定輥底加熱爐各個功能段的溫度、爐膛壓力等工藝參數，其中第一加熱段2的溫度設定到1230°C，第二加熱段3設定到1210°C，其餘第三加熱段4、板坯橫移段5和保溫段6的溫度設定在1190°C，爐膛壓力設定在10pa，所有的蓄熱式燒嘴8都投入正常運行，而各個功能段的煤氣調節閥11、空氣調節閥的開度在20~30%，煙氣調節閥14的開度在30~50%，蓄熱式燒嘴8的排煙溫度控制在130°C。
[0026]爐輥10的速度設定:第一加熱段2內的爐輥10速度設定與連鑄機I的拉速同步，為4.5~5m/min,在板還9沒有入爐之前,其餘各功能段的爐棍10在低速4.5~5m/min運行，為待還狀態。
[0027]在板坯9進入輥底加熱爐的第一加熱段2之後，通過爐膛溫度的自動設定，第一加熱段2將爐膛溫度繼續保持在1230~1240°C，並自動按比例增加煤氣和空氣的流量，同時第一加熱段2的煤氣調節閥11和空氣調節閥15的開度會自動增加，最大至70%，一般控制在50%，燃燒所用的空氣由鼓風機12供應，在燃燒時，蓄熱式燒嘴8的排煙溫度控制在130°C，煙氣由引風機13抽走，然後排放，煙氣調節閥14的開度最大可至100%，從而保持爐膛壓力為微正壓10pa，所有爐膛溫度均由熱電偶16檢測，當熱電偶16檢測溫度超出設定上限10°C時，要減少第一加熱段2的供熱量，降低供熱負荷。當板坯9運行到第一加熱段2末端時，板坯9表面溫度會達到1200°C，板坯9在第一加熱段2所吸收的熱量佔需熱量的70~80%以上，如果繼續增加第一加熱段2的溫度，則可能出現板坯9過熱或者過燒的現象，造成產品質量事故。
[0028]板坯9在第一加熱段2完成加熱後，則進入第二加熱段3，此時板坯9的尾部也已經進入輥底加熱爐，能夠自由運行。第二加熱段3的溫度保持在1210~1220°C，第二段煤氣調節閥11、空氣調節閥15的開度保持在30~50%，煙氣調節閥14的開度增加到50~100%，爐膛壓力繼續保持在微正壓，板坯9在第二加熱段3所吸收的熱量佔板坯9需熱量的20~30%,利用爐溫與板 還9之間的溫差,強化板還9從表面向中心的傳熱，並使板還9表面的溫度和爐膛17的中心溫度趨於一致。
[0029]板坯9在第二加熱段3以低速(4.5~5m/min)或者中速(20~30m/min)運行，依據板坯9在第一加熱段2時爐溫的變化情況，如果板坯9在第一加熱段2內運行時，爐溫變化頻繁，或者煤氣調節閥11的開度超過50%以上，則板坯9在第二加熱段3內將以低速運行，否則板坯9以中速通過第二加熱段3。同時相鄰蓄熱式燒嘴8的間隔時間也可進行調整，可從2秒調整至10秒，保證同組蓄熱式燒嘴8火焰的強度，確保板坯9的最終加熱效果O
[0030]在第三加熱段4和板坯橫移段5中，板坯9主要進行均熱過程，板坯9的均熱時間約為5~15分鐘，目的是使板還9表面與板還9中心、板還9寬度方向以及板還9長度方向的溫差≤10°C,在板坯9的均熱過程中，板坯9將以高速(40~60m/min)至等待位，並在第三加熱段4、板坯橫移段5內均勻擺動，擺動速度為5m/min，輥底加熱爐的第三加熱段4、板坯橫移段5的爐膛溫度保持在1180~1200°C，並實現自動控制，保持爐膛17的微正壓。如果爐溫變化劇烈，則意味著板坯9溫度不均，必須繼續適當延長均熱時間。
[0031]板坯9在最終進入保溫段6後，主要消除兩線板坯9的溫差，使兩線板坯9的溫度趨於一致，通過調整保溫段6供熱的方式，將保溫段6的爐溫控制在1190~1210°C，爐膛17保持微正壓，而蓄熱式燒嘴8在燃燒過程中，火焰要有強度，板坯9在保溫段6內的停留時間為2~3分鐘，在板坯9停留期間，供熱恆定，爐溫不再發生變化時，就認為板坯9的溫度已經達到設定的1180°C ±5°C，具備了出鋼條件。[0032]根據軋機7生產品種，輥底加熱爐的各個功能段調整目標出鋼溫度，使之能夠適應工藝生產要求，其實現的方法是各個功能段的設定溫度，尤其是在板坯9均熱期間，爐溫與目標設定溫度之間的溫差控制在10~15°C，均熱時間在7~17分鐘。
[0033]軋機7在生產厚度≤1.4mm以下的超薄帶鋼時，板坯9的出鋼溫度及溫差必須符合軋鋼的工藝要求，否則就會頻繁出現軋機7的甩尾、堆鋼等事故，對生產影響極大，因此必須是在板坯9的溫度達到標準後，才能出鋼生產，而不是根據連鑄和軋機的生產節奏來組織生產。
[0034]軋機7發生事故不能出鋼時，則降低各功能段的溫度，溫度控制方式將各個功能段的設定溫度降低10~20°C，在臨出鋼前5~10分鐘，重新恢復至設定溫度。
[0035]本發明在蓄熱式輥底加熱爐的各個功能段上採用快速加熱工藝，可以提高輥底加熱爐的加熱和均熱能力， 能夠實現雙線生產超薄帶鋼，從而大幅度提高超薄熱帶生產線的經濟效益。
【權利要求】
1.一種蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝，其特徵在於:輥底加熱爐內的加熱功能段分別為第一加熱段(2)、第二加熱段(3)、第三加熱段(4)、板坯橫移段(5)和保溫段(6)，在各個功能段內分別安裝有多組蓄熱式燒嘴(8)和熱電偶(16)，在板坯(9)產品厚度1.0~1.4mm以下規格時，採用以下工藝參數進行: A、兩流連鑄機(I)的拉速為4.5~5m/min，入爐板坯(9)溫度900°C，板坯(9)最終出爐溫度要求在1180°C ±5°C,兩流板還溫度相同,板還(9)總的在爐時間為15~36分鐘，板還(9)在棍底加熱爐內的傳送速度控制在40~60m/min ； B、第一加熱段(2)的爐膛溫度控制在1230~1240°C，第一加熱段(2)內的板坯(9)的運行速度為4.5~5m/min，板坯(9)在第一加熱段(2)內的運行時間在6~8分鐘； C、第二加熱段(3)爐膛溫度控制在1210~1220°C，板坯(9)在第二加熱段(3)內以4.5~5m/min的低速或者20~30m/min的中速運行，板坯(9)在第二加熱段(3)內的運行時間為2~10分鐘； D、第三加熱段(4)爐膛溫度控制在1180~1200°C，板坯(9)在第三加熱段(4)內均勻擺動，擺動速度為5m/min，板坯(9)的均熱時間為5~15分鐘； E、保溫段(6)的爐膛溫度控制在1190~1210°C，爐膛(17)保持微正壓，板坯(9)在保溫段(6)內的停留時間為2~3分鐘。
2.根據權利要求1 所述的蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝，其特徵在於:在板坯(9)進入輥底加熱爐的第一加熱段(2)後，第一加熱段(2)的煤氣調節閥(11)和空氣調節閥(15)的開度最大至70%，一般控制在50%，蓄熱式燒嘴(8)的排煙溫度控制在130°C，煙氣調節閥(14)的開度最大可至100%，保持爐膛壓力為IOpa微正壓，熱電偶(16)檢測溫度超出設定上限10°C時，要減少第一加熱段(2)的供熱量，降低供熱負荷，當板坯(9)運行到第一加熱段(2 )末端時，板坯(9 )表面溫度為1200 V。
3.根據權利要求1所述的蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝，其特徵在於:板坯(9 )進入第二加熱段(3 )後，第二加熱段(3 )的煤氣調節閥(11)、空氣調節閥(15 )的開度保持在30~50%，煙氣調節閥(14)的開度為50~100%，爐膛壓力繼續保持在IOpa微正壓。
4.根據權利要求1所述的蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝，其特徵在於:輥底加熱爐中70~80%的煙氣通過引風機(13)排出，其餘的煙氣通過副煙道排出，輥底加熱爐的爐膛壓力通過調節設置在引風機管道上的煙氣調節閥(14)開度來實現。
5.根據權利要求1所述的蓄熱式輥底加熱爐的連鑄板坯加熱工藝，其特徵在於:在板坯(9)入爐溫度、拉速發生變化時，由輥底加熱爐的燃燒系統自動調整各段蓄熱式燒嘴(8)的換向間隔時間以及煤氣和空氣流量來調整供熱負荷，而燒嘴火焰的長度維持不變。
【文檔編號】C21D9/54GK104017981SQ201410246396
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月5日 優先權日:2014年6月5日
【發明者】丁國偉, 宋嗣海, 楊曉江, 王春峰, 張兆利, 周永青, 張豔龍, 馬中傑, 紀文茹, 尹國強, 呂耀強, 胥強 申請人:河北鋼鐵股份有限公司唐山分公司