鍛鋼公司蓄熱式加熱爐的優(yōu)化改造

于明亮

(北滿特鋼鍛鋼公司，黑龍江 161041)

北滿特鋼鍛鋼公司快鍛4#臺車加熱爐建于2006 年，該爐原設(shè)計為空氣單蓄熱，燒嘴為直燃式，全分散換向，換向周期為30 s，鋼錠加熱溫度為1 200℃，產(chǎn)量為60 t/h(熱裝)。該爐建成投產(chǎn)后，運行基本正常，蓄熱功能也發(fā)揮正常，但在生產(chǎn)運行過程中也暴露出一些問題:換向周期短、換向頻繁、備件消耗高;鋼錠局部溫度過高，產(chǎn)生過燒現(xiàn)象;爐門壓緊裝置失去作用，爐門密封不嚴，爐門框鑄鐵件損壞，爐門立柱變形;部分空氣、煙氣切斷閥和氣缸損壞，換向系統(tǒng)不能正常工作，蓄熱功能喪失。

該爐在蓄熱功能喪失后，曾作為常規(guī)爐子使用，但在對鋼錠進行加熱過程中，出現(xiàn)了爐門冒火，升溫速度慢，能耗高等問題。

1 故障原因分析

1.1 蓄熱式燒嘴選型不理想

直燃式燒嘴火焰長，剛性強，導(dǎo)致生產(chǎn)中出現(xiàn)鋼錠過燒現(xiàn)象。解決該問題的關(guān)鍵就是避免高溫火焰對鋼錠的直接沖擊。

1.2 換向周期短

該爐在原設(shè)計時考慮到直燃式燒嘴的特點，將換向周期變短，這就增加了備件的消耗。

1.3 爐門密封方式不理想

該爐原設(shè)計的爐門壓緊方式為彈簧式壓緊，當(dāng)爐門下降到位時，安裝在爐門外側(cè)的彈簧將爐門壓緊在爐門立柱上;當(dāng)爐門升起時，彈簧松開。但由于爐門抬起時，爐門周圍溫度較高，彈簧在高溫環(huán)境下變形失去功能，導(dǎo)致爐門壓緊功能喪失。

1.4 換向閥選型不理想

該爐原設(shè)計每個燒嘴的煙氣、空氣、煤氣管路都分別裝有旋轉(zhuǎn)式快切閥。該旋轉(zhuǎn)式換向閥的閥板受高溫和氣體雜質(zhì)干擾，已有部分被損壞而無法動作。

1.5 排煙系統(tǒng)排煙能力有限

蓄熱式加熱爐作為常規(guī)加熱爐使用時，受原設(shè)計排煙能力的限制，必然產(chǎn)生爐壓高、爐門冒火、升溫速度慢等現(xiàn)象，因而導(dǎo)致其能耗高。

2 改造措施及方案

2.1 蓄熱式燒嘴的改造

將蓄熱燒嘴由直燃式改為上噴式。上噴式燒嘴裝于側(cè)墻的下部，燒嘴噴口傾斜向上。這種結(jié)構(gòu)從根本上解決了高溫火焰對鋼錠的直接沖擊，避免了鋼錠的局部過燒。

2.2 換向閥的改造

將每個蓄熱燒嘴的煙氣、空氣管路上的旋轉(zhuǎn)快切閥改為垂直作用的雙關(guān)三通換向閥，同時將換向周期改為60 s。

2.3 排煙系統(tǒng)的改造

在每個燒嘴的排煙管路上加裝低溫?zé)犭娮?，以檢測排煙溫度，提高熱效率，同時保護管道不被燒壞。各燒嘴的排煙管路匯總后，經(jīng)過引風(fēng)機，直接將煙氣單獨排放到室外，不走原來的地下煙道和煙囪。

另外加大了爐子的輔助排煙能力。利用原有的地下煙道和煙道閘板，同時在爐子后墻上新加開一輔助煙道，這樣爐內(nèi)剩余的煙氣通過爐子后墻上的鋼管煙道進入到原來的地下煙道，再通過煙道閘板排至室外的煙囪。

2.4 爐門密封方式的改造

爐門仍采用柔性密封，壓緊方式由彈簧壓緊改為氣缸壓緊。為避免高溫影響，將氣缸裝于爐門立柱的側(cè)面。

2.5 臺車行走限位裝置的改造

在現(xiàn)有的臺車行走機械限位基礎(chǔ)上，新增加了電氣限位，防止了臺車撞墻事故發(fā)生。

2.6 臺車耐材的優(yōu)化

臺車鑄鐵件和砂封板利用原有的耐熱鑄鐵件。臺車上表面耐材采用抗渣澆注料材質(zhì)的砌塊，以減少高溫狀態(tài)下，發(fā)生氧化鐵皮的粘連。

2.7 設(shè)立連鎖裝置

設(shè)立爐門升降與燃燒系統(tǒng)的連鎖裝置。當(dāng)爐門抬起時，靠近爐門的兩側(cè)燒嘴關(guān)閉，以防止火焰對爐門立柱等結(jié)構(gòu)件的直燒;爐門下落到位后，爐子兩側(cè)的燒嘴才可以恢復(fù)正常工作。

設(shè)立爐壓與燃燒系統(tǒng)的連鎖，防止正常生產(chǎn)時爐門等處冒火。

設(shè)立爐門壓緊與爐門升降的連鎖。

設(shè)立燒嘴排煙溫度與三通換向閥的連鎖。當(dāng)個別燒嘴的排煙溫度過高時，強制關(guān)閉，以保護三通換向閥。

3 改造后的效果

該爐自2011 年12 月開始進行改造，改造完成后，經(jīng)過1 個多月的使用運行，基本達到了預(yù)期的效果。

爐門冒火現(xiàn)象基本杜絕，延長了爐門框鑄鐵件和爐門立柱的使用壽命。

鋼錠升溫速度明顯加快。由于排煙能力加大，煤氣在爐內(nèi)能有效燃燒，煙氣也能及時排放，因此鋼錠升溫速度明顯加快。

臺車撞后墻現(xiàn)象基本杜絕。

鋼錠過燒現(xiàn)象未再發(fā)生。

鋼錠加熱的噸鋼單耗明顯降低。經(jīng)測算噸鋼單耗由1.5 GJ 下降到1.2 GJ。

正常生產(chǎn)時，爐壓控制在微正壓(5～30)Pa范圍內(nèi)。

原計劃將臺車表面耐材更換成抗渣澆注料砌塊，但由于時間的關(guān)系，此次改造暫未實施。臺車表層耐材仍采用普通的耐火磚。對于此問題，采取的措施是對臺車上的氧化鐵皮定期進行清理。