爐卷卷取爐燃控系統(tǒng)存在的問題及改進措施

李 敬 趙天陽 李 娜

(安陽鋼鐵股份有限公司)

爐卷卷取爐燃控系統(tǒng)存在的問題及改進措施

李 敬 趙天陽 李 娜

(安陽鋼鐵股份有限公司)

針對安鋼第二煉軋廠爐卷軋機生產(chǎn)線上卷取爐的設(shè)計和使用情況，探討了卷取爐燃控系統(tǒng)在使用過程中出現(xiàn)的一些問題及相應(yīng)的解決措施。

爐卷軋機 卷取爐 焦爐煤氣

0 概述

安陽鋼鐵集團公司120 t爐卷軋機生產(chǎn)線采用的是煉鋼、連鑄、加熱、軋制四位一體的短流程生產(chǎn)工藝，設(shè)計生產(chǎn)能力為116萬 t/年。該生產(chǎn)線最大的特點就是具備生產(chǎn)卷板的能力。為確保帶鋼尾部在軋制時的終軋溫度減少軋輥的損耗，保證產(chǎn)品的最終質(zhì)量；在四輥軋機的兩側(cè)布置了兩個卷取爐，其主要作用為在可逆軋制過程中，對軋件進行保溫。燃控系統(tǒng)是該爐的主要控制系統(tǒng)，筆者根據(jù)卷取爐實際生產(chǎn)運行中出現(xiàn)的一些問題，對燃控系統(tǒng)進行了改進，取得了一定的使用效果。

1 卷取爐主要技術(shù)參數(shù)

爐卷軋機兩側(cè)的卷取爐主要系統(tǒng)組成為燃燒控制系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、供風系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)等，其主要技術(shù)參數(shù)見下表1。

表1 卷取爐主要參數(shù)表

2 運行中存在的問題

2.1 公司煤氣管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定，爐溫不易控制，對卷取爐安全穩(wěn)定運行和卷筒使用造成傷害

每個卷取爐為一個單獨的控制區(qū)，燃燒控制系統(tǒng)均采用雙交叉限幅控制系統(tǒng)。PLC控制爐溫和煤氣/空氣供入比例，該系統(tǒng)自動將卷取爐燃燒過程中的流量信號傳送到空氣和煤氣調(diào)節(jié)控制閥；而溫度控制器則會對空氣流量調(diào)節(jié)閥進行定位，然后再對煤氣流量調(diào)節(jié)閥進行定位；從而達到穩(wěn)定爐溫、實時調(diào)整爐溫的目的。卷取爐內(nèi)用于穿帶的卷筒材質(zhì)為耐高溫合金鋼。耐高溫合金鋼對熱應(yīng)力非常敏感，熱應(yīng)力的不均勻性會導致卷筒的使用壽命降低。因此卷取爐的溫度控制應(yīng)當嚴格按照升、降溫曲線執(zhí)行，避免對卷筒造成傷害。

然而由于煤氣管網(wǎng)壓力波動較大，往往是點爐升溫初期卷取爐爐溫偏高，爐內(nèi)溫度的異常波動，經(jīng)常造成爐溫無法有效控制；不僅影響了卷取爐的安全穩(wěn)定運行，而且對爐內(nèi)的卷筒使用壽命也造成了傷害。

2.2 低溫狀態(tài)下燒嘴頻繁熄火，嚴重影響烘爐曲線

單個卷取爐設(shè)置共有6個HTR超低NOx燃燒器；單個調(diào)焰燃燒器的額定能力為161 Nm3/h；燃燒器布置在卷取爐活動爐蓋上，并且沿爐內(nèi)卷筒軸線方向，在卷筒東、西兩側(cè)對稱分布；該布置方式的目的是為了充分保證卷筒在升、降溫過程中確保卷筒各部位的溫度均勻性。卷取爐燃燒器布置示意圖如圖1所示。

圖1 卷取爐燒嘴布置

根據(jù)工藝升溫曲線。在卷取爐升溫過程中的低溫階段，只需點燃三個燃燒器即可滿足升溫12 h以內(nèi)的溫度要求。這主要是因為卷取爐每個燃燒器設(shè)計功能中都具備可獨立操作性，每個燒嘴都設(shè)有自動點火裝置和火焰檢測裝置，以便操作人員可以根據(jù)卷筒升溫曲線要求實現(xiàn)單個燃燒器點火控制和溫度控制；另外，根據(jù)工藝規(guī)程要求點卷取爐的三個燃燒器位置是固定的；其目的確保卷筒表面溫度始終處于均勻受熱狀態(tài)。單個卷取爐燃燒器點火位置示意圖如圖2所示。

圖2 卷取爐燒嘴點火位置

然而，在卷取爐實際運行過程中，由于軋機在軋鋼期間，軋機對鋼板進行精除鱗后產(chǎn)生大量水汽滲進爐內(nèi)，在點火裝置表面形成氧化腐蝕，特別是在卷取爐檢修后未點火前，腐蝕尤為嚴重。長期下去，最終導致點火裝置喪失點火功能。操作工無法根據(jù)實際升溫需要靈活進行點火操作和升降溫操作，破壞了卷筒在爐內(nèi)的受熱的均勻性；而且在低溫狀態(tài)下燒嘴的燃燒狀況很不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)燒嘴熄火現(xiàn)象，不得不進行頻繁的點火操作，又因焦爐煤氣的爆炸極限范圍較大，頻繁點火給爐子的安全性帶來了重大安全隱患。

3 采取的措施和效果

3.1 優(yōu)化煤氣加壓機位置及配套設(shè)施，改進壓力調(diào)節(jié)閥功能，穩(wěn)定入爐煤氣壓力

針對公司焦爐煤氣管網(wǎng)壓力波動范圍較大的問題，為有效減少因煤氣壓力波動對卷取爐燃控系統(tǒng)造成的影響，采取了將原設(shè)計的煤氣加壓機位置由廠房內(nèi)移到廠房外，其主要目的是確保現(xiàn)場人員的安全性和降低煤氣加壓機出口壓力。加壓機位置移動前，煤氣加壓機出口壓力為12 KPa～13 KPa；移動后煤氣加壓機出口壓力為10.5 KPa～11.5KPa。同時，對加壓機出口管道進行了變徑，降低了煤氣用量。另外，對原設(shè)計煤氣管道上的自力式壓力調(diào)節(jié)閥功能進行了優(yōu)化改進；改進后目前可將煤氣入爐前的壓力調(diào)整到7 KPa～9 KPa，這樣的壓力正適合于燃控系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)功能實現(xiàn)。

上述措施實施后，卷取爐煤氣壓力得到了進一步穩(wěn)定，實現(xiàn)了卷取爐燃燒控制功能的精確性、可操作性。

3.2 優(yōu)化燒嘴點火程序控制參數(shù)，解決燒嘴低溫狀態(tài)下不易點火問題

針對卷取爐燒嘴點火器在停爐或軋機過鋼期間因水汽造成表面腐蝕而最終導致點火裝置喪失點火功能，操作工無法根據(jù)實際升溫需要靈活調(diào)整燒嘴使用和低溫狀態(tài)下經(jīng)常出現(xiàn)燒嘴熄火這一現(xiàn)象。我們首先在機前、機后卷取爐近軋機側(cè)安裝了材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti擋水板；其主要目的是防止精除鱗的水和渣噴濺到卷取爐爐蓋上。另外，對燒嘴點火器進行改進，將原來的點火電極量增大，并且使其由原來打火后的形狀由直線狀更改為弧線狀[1]，增大了點火范圍。同時，根據(jù)焦爐煤氣理論著火溫度為550 ℃～650 ℃這一原理[2]，對卷取爐原設(shè)計的760 ℃以上燒嘴自動旁通燃燒功能進行調(diào)整改進；將程序中設(shè)置的燒嘴點火器旁通溫度由760 ℃改為600 ℃；旁通溫度參數(shù)的更改，有效解決了卷取爐容易低溫狀態(tài)下熄火的問題。

上述措施的實施，大大提高了卷取爐的點火成功率，而且保證了點爐后卷取爐的爐溫可以按照升、降溫曲線進行正?？刂啤?/p>

4 結(jié)束語

通過以上各項措施的實施，解決了爐卷機組卷取爐因管網(wǎng)煤氣壓力波動對燃控系統(tǒng)造成的影響，保證了燃控系統(tǒng)能夠嚴格按照工藝規(guī)程執(zhí)行升、降溫曲線和爐溫控制。目前，卷取爐使用狀態(tài)良好，溫度控制精確，有效確保了品種鋼的軋制工藝要求和產(chǎn)品質(zhì)量。

[1] 陸鐘武，寧寶林.冶金爐熱工及構(gòu)造[M].沈陽：東北工學院，1983：25-26.

[2] 蔣光羲，吳德昭.加熱爐[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1987：58-59.

PROBLEM AND IMPROVE MEASURE OF THE COMBUSTION SYSTEM IN STECKEL MILL COILING FURNACE

Li Jing Zhao Tianyang Li Na

(Anyang Iron and Steel Stock Co., Ltd)

Accoding to the design and using of coiling furnace on converter mill line.Some problems about using the combustion system of coiling furnace and corresponding solving measure.

Steckel Mill coiling furnace coke oven gas

2017—3—21

聯(lián)系人：李敬，工程師，河南.安陽(455004)，安陽鋼鐵股份有限公司第二煉軋廠技術(shù)質(zhì)量科；