一種新型燃燒梁式合金烘烤技術

供稿|安連志

一種新型燃燒梁式合金烘烤技術

供稿|安連志

通過研究并探討合金烘烤的原理和烘烤裝置形式，文章提出了一種較合理的新型燃燒梁式合金烘烤系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)合金烘烤系統(tǒng)存在的問題。該燃燒梁式合金烘烤系統(tǒng)燃燒效果顯著，高效節(jié)能，提高了合金料烘烤質量，為鋼鐵企業(yè)帶來顯著的經濟效益。

“降低能耗，提高鋼材質量，增加產品的附加值”已成為冶金企業(yè)提高市場競爭力的惟一出路。國內外各鋼鐵企業(yè)對降低出鋼溫度和減少出鋼過程中溫降進行了大量的實踐研究，如：減少鋼包周轉次數(shù)，鋼包預熱確保紅包出鋼，鋼包全程加蓋，鐵合金烘烤等，均已取得一定的效果[1-2]。

鐵合金烘烤裝置主要用于脫氧合金化合金料——錳鐵、硅鐵、硅錳等合金的烘烤，要求在一定的時間內達到烘烤溫度，保證合金干燥，可以去除鐵合金的吸附水，減少鐵合金的結晶水，從而降低鐵合 金帶入鋼液的水分，有利于降低鋼液中的[H]、[O]含量。同時，合適的鐵合金烘烤溫度可以適當降低轉爐出鋼溫度，有利于提高轉爐爐役壽命，降低生產成本。

近年來環(huán)形燒嘴合金烘烤系統(tǒng)被廣泛應用于各大鋼鐵企業(yè)。然而，傳統(tǒng)的外置燒嘴合金烘烤形式使得外部合金與中心合金受熱不均勻，常出現(xiàn)合金料外部溫度高，中心溫度低，物料燒不透的狀況。本文提出一種新型的燃燒梁式合金烘烤裝置，較好解決了現(xiàn)有合金烘烤系統(tǒng)存在的問題，并極大提高了熱效率，降低能源消耗。

合金烘烤工藝流程

新設計的合金烘烤系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。冷態(tài)合金料通過皮帶卸料或者料罐上料的方式卸至合金烘烤倉內，待將合金料烘烤至要求的溫度時，高溫合金料通過電振給料機卸至耐高溫合金料槽內，待達到物料的稱重要求后，停止卸料，高溫合金料經合金料槽由叉車運至轉爐處使用。該工藝流程合理，物料運行順暢，能在轉爐出鋼時順利將合金料加入鋼包。

新型烘烤系統(tǒng)的設計

烘烤裝置結構

新型合金烘烤形式為燃燒梁烘烤形式，每套合金烘烤系統(tǒng)由耐高溫合金烘烤倉、燃燒梁、煤氣供應及置換系統(tǒng)、助燃風系統(tǒng)、合金烘烤除塵系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、受卸料系統(tǒng)及稱量系統(tǒng)組成。新型鐵合金烘烤裝置結構如圖2 所示。

圖1 合金烘烤工藝流程

圖2 燃燒梁式合金烘烤裝置簡圖

烘烤裝置特點

鐵合金烘烤系統(tǒng)是對鐵合金進行干燥、脫水的機電一體多工位專用設備，通過合金烘烤爐密封烘烤、加熱，對硅鐵、錳鐵、硅錳等合金爐料進行脫水烘烤，在200℃內進行脫游離水分烘烤，在400～600℃內進行脫結晶水分烘烤。

傳統(tǒng)的環(huán)形燒嘴烘烤形式存在一系列問題：(1)環(huán)形燒嘴料倉容積偏小，占用車間內平臺面積較大；(2)料倉結構復雜，料倉整體檢修難度較大；(3)點火裝置數(shù)量較多且為明火形式，能源消耗較大；(4)外部合金與中心合金受熱不均勻，常出現(xiàn)物料燒不透的狀況。

本文設計的新型燃燒梁式烘烤裝置較好解決了上述問題，燃燒梁貫穿于合金烘烤倉內部，并設置有多個燒嘴，每個料倉可根據(jù)料倉容積大小，設置多根燃燒梁。燃燒梁內有多個燒嘴和調風器使得火焰在料倉中心烘烤，合金料受熱面積更加均勻，提高熱效率。

新型燃燒梁式合金烘烤裝置的優(yōu)點：(1)合金烘烤裝置結構簡單，每個烘烤倉為獨立單元，便于安裝及更換；(2)燃燒梁為插入式，便于更換及檢修，能有效縮短檢修時間，降低檢修帶來的成本增加；(3)與環(huán)形燒嘴形式的合金烘烤形式不同，該燃燒梁烘烤倉容積可根據(jù)燃燒梁的數(shù)量和布置情況進行調整，能有效降低合金烘烤系統(tǒng)對車間內操作平臺面積的占用；(4)插入式燃燒梁可使料倉內物料烘烤更加均勻，有效改善環(huán)形燒嘴烘烤形式對物料燒不透的情況。

新型烘烤系統(tǒng)應用實踐

唐鋼二煉鋼現(xiàn)有3座65 t轉爐，出鋼過程中向鋼包加入合金來調整鋼水成分及實現(xiàn)脫氧合金化。合金料種類主要為Fe-Mn、Fe-Si和Si-Mn合金。合金加入鋼包前需烘烤到一定的溫度，達到減少出鋼過程溫降和降低轉爐出鋼溫度的目的。合金烘烤系統(tǒng)主要技術參數(shù)見表1。

表1 烘烤系統(tǒng)技術參數(shù)

唐鋼二煉鋼應用該燃燒梁式合金烘烤系統(tǒng)，達到了良好的效果。該系統(tǒng)可在1h內將合金料烘烤到450～500℃，出料過程中，鐵合金略有微紅。烘烤后的合金料在出鋼過程中加入鋼包，可有效減少出鋼過程溫降，使轉爐出鋼溫度降低12～15℃，煉鋼生產成本降低5元/t，為企業(yè)帶來了顯著的經濟效益。

此外，烘烤倉頂部設置煙氣除塵系統(tǒng)，除塵管道并入轉爐二次除塵系統(tǒng)，每個料倉設一個除塵點，除塵管道除了有防止煙塵外溢的作用外，還可將料倉內部形成一定的負壓，將不完全燃燒產生的CO外排，為生產操作提供可靠的環(huán)境。

圖3 所示為燃燒梁式合金烘烤裝置幾何模型，圖4為唐鋼二煉鋼使用燃燒梁式合金烘烤系統(tǒng)現(xiàn)場圖片。

圖3 燃燒梁式合金烘烤裝置幾何模型

結束語

通過研究新型的燃燒梁式合金烘烤系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)的環(huán)形燒嘴合金烘烤形式，該技術的應用具有顯著的優(yōu)點。(1) 插入式燃燒梁可使烘烤倉內合金料受熱更加均勻，有效改善了環(huán)形燒嘴烘烤形式下物料燒不透的狀況，提高了合金料的烘烤質量。(2) 烘烤倉容積可根據(jù)燃燒梁的數(shù)量和布置進行調整，能有效降低合金烘烤系統(tǒng)對車間內操作平臺面積的占用，并 能增加合金料烘烤的產量，與煉鋼生產節(jié)奏高效相匹配。(3)燃燒梁式合金烘烤系統(tǒng)在唐鋼二煉鋼的應用取得了良好的效果。實踐表明，該燃燒梁式合金烘烤系統(tǒng)設計合理，工藝流暢，合金料烘烤到450～500℃，可使轉爐出鋼溫度降低12～15℃，煉鋼生產成本降低5元/t，提高煉鋼技術指標，給鋼鐵企業(yè)帶來顯著的經濟效益。

圖4 燃燒梁式合金烘烤系統(tǒng)照片

[1] 陳江巖．煉鋼廠合金料在線烘烤研究及應用．承鋼技術，2002(3/4)：16-19．

[2] 陳樹林，姜琳，左康君，等．鐵合金烘烤爐改造與實踐．冶金叢刊，2008，176(4)：26-29．

A New Technology on Combustion Beam Alloy Baking

/ AN Lian-zhi

10.3969/j.issn.1000–6826.2015.03.21

安連志(1971—)，男，漢族，工程師，現(xiàn)就職于唐山鋼鐵國際工程技術有限公司鋼軋部，擔任部長職務。E-mail：huangcaiyun@tsisi.com.cn，anlianzhi@ tsisi.com.cn，聯(lián)系地址：河北省唐山市路北區(qū)建華西道1號唐山鋼鐵國際工程技術有限公司1101室。

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