高爐煤氣在熱處理爐上的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

邱育德

(黑龍江省冶金設(shè)計(jì)規(guī)劃院，哈爾濱150040)

阿城鋼鐵有限公司巨龍公司魚尾板熱處理爐原以重油為燃料，由于氣候原因和其它因素影響，燃耗指標(biāo)高，通過技術(shù)改造，改為雙蓄熱式熱處理爐，采用單一高爐煤氣為燃料，加熱質(zhì)量明顯改善，節(jié)能效果顯著。

1 高爐煤氣燃燒特性

高爐煤氣屬低燃值燃料，熱值在3 135～3 350 kJ/Nm3左右，它具有以下燃燒特性:

(1)火焰溫度低，引起火焰的輻射熱少。

(2)CO2、N2等不活性氣體成分含量多，燃燒范圍窄，著火性和火焰穩(wěn)定性差，加熱效率低。

(3)由于不活性氣體含量多，燃燒后它們帶走的熱量較多，燃料利用率低。

上述特性決定了傳統(tǒng)的高爐煤氣燃燒方法不能滿足熱處理爐的工藝要求。提高高爐煤氣的理論燃燒溫度和加熱效率，是解決其應(yīng)用于高溫軋鋼加熱爐的關(guān)鍵所在。為此采用蓄熱式燃燒技術(shù)，對(duì)高爐煤氣、空氣進(jìn)行高效雙預(yù)熱，能較好地解決了這一難題。

2 蓄熱式熱處理爐燃燒原理

阿城鋼鐵有限公司巨龍公司魚尾板熱處理爐通過技術(shù)改造，取消重油燃料，采用單一高爐煤氣為燃料，異地新建雙蓄熱式熱處理爐。通過切換閥［2］，頻繁改變高爐煤氣、空氣的流向，利用廢氣余熱，對(duì)高爐煤氣、空氣進(jìn)行雙預(yù)熱，使熱處理爐燃燒單一高爐煤氣能夠滿足熱處理工藝的要求。蓄熱式熱處理爐燃燒原理如圖1所示。

圖1 蓄熱式熱處理爐燃燒原理

狀態(tài)一:高爐煤氣、空氣分別經(jīng)切換閥，通過煤氣蓄熱室B、空氣蓄熱室A，在燒咀1燃燒。高溫廢氣由燒咀2，經(jīng)煤氣蓄熱室b、空氣蓄熱室a，分別將室內(nèi)蓄熱體加熱后，通過切換閥排出。

狀態(tài)二:切換閥換向，煤氣、空氣分別經(jīng)煤氣蓄熱室b、空氣蓄熱室a，被室內(nèi)熾熱的蓄熱體預(yù)熱(預(yù)熱溫度達(dá)1 000℃以上)后在燒咀2燃燒，高溫廢氣由燒咀1，經(jīng)煤氣蓄熱室B、空氣蓄熱室A，分別將室內(nèi)蓄熱體加熱后，通過切換閥排出。

通過切換閥，上述兩種狀態(tài)每隔一段時(shí)間交換一次，從而最大限度地利用廢氣余熱，對(duì)高爐煤氣、空氣進(jìn)行雙預(yù)熱，預(yù)熱溫度各達(dá)800～1 000℃，提高了高爐煤氣的理論燃燒溫度，能滿足熱處理工藝的要求;且排煙溫度在150℃以下，提高了高爐煤氣的利用率，降低了熱處理爐的燃料消耗，達(dá)到了節(jié)約能源，降低了成本。同時(shí)解決了加熱過程中物料溫度不均勻的問題，明顯提高了加熱質(zhì)量。使全高爐煤氣成為熱處理爐的理想燃料。

3 雙蓄熱式加熱爐的優(yōu)點(diǎn)

以高爐煤氣為單一燃料的雙蓄熱式熱處理爐，與以前燃燒重油的熱處理爐相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)熱效率高，燃耗低，余熱回收率高，擴(kuò)大了劣質(zhì)能源的應(yīng)用范圍。

(2)熱處理爐兩側(cè)燒咀交替燃燒和排煙，使?fàn)t膛內(nèi)溫度均勻。均勻的溫度場(chǎng)一方面使鋼坯長(zhǎng)度方向上受熱均勻，提高了鋼坯的加熱質(zhì)量。

(3)NOX排放量低。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

阿城鋼鐵有限公司巨龍公司魚尾板熱處理爐技術(shù)改造前，以重油為燃料，燃耗指標(biāo)高，加熱效果差。通過技術(shù)改造，熱處理爐以單一高爐煤氣為燃料，改為雙蓄熱式熱處理爐，取得了節(jié)能降耗的效果，明顯提高了加熱質(zhì)量，具有較高的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。高爐煤氣蓄熱式熱處理爐具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能和低污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。