步進(jìn)梁式加熱爐關(guān)鍵部位的優(yōu)化與改進(jìn)

1、工業(yè)爐Industrial Furnace第31卷第2期2009年3月Vol.31 No.2Mar. 2009步進(jìn)梁式加熱爐關(guān)鍵部位的優(yōu)化與改進(jìn)苗增軍，呂愛暉，孫殿魯，孟令達(dá)萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司棒材廠，山東萊蕪271126)摘 要：通過(guò)對(duì)步進(jìn)梁式加熱爐在正常生產(chǎn)過(guò)程中極易出現(xiàn)故障的關(guān)鍵部位優(yōu)化改造，消除了安全隱患，解決了困擾步進(jìn)梁式加熱爐高效運(yùn)行的瓶頸環(huán)節(jié)，使得步進(jìn)梁式加熱爐運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠。對(duì)步進(jìn)梁式加熱爐完善設(shè)計(jì)提供重要技術(shù)依據(jù)，具有推廣應(yīng)用價(jià)值 。關(guān)鍵詞：步進(jìn)梁式加熱爐；優(yōu)化；措施中圖分類號(hào) ：TG307文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ：B文章編號(hào)：1001- 6988(2009)02-0050-03Opt

2、imizationand Modificationfor Critical Part ofWalking -Beam Type Reheating FurnaceMIAO Zengjun, LV Ai-hui, SUN Dian-lu, MENG Ling-daBar Steel Rolli ng Pla nt，Laiwu Steel Group Co., Ltd ,Laiwu 271126, Chi na)Abstract : The hiding safety trouble is eliminated and some bottle-neck factors are resolved t

3、hrough optimization and modification for some critical parts with more malfunction during operation of reheating furnace, which make the reheating furnace ' operation stable and reliable. It also provides technical support for the optimizing design of reheating furnace and is worth of widely app

4、lication.Key words :walk in g -beam type reheat in g furn ace； optimizati on ； mesures50工業(yè)爐Industrial Furnace第31卷第2期2009年3月#工業(yè)爐Industrial Furnace第31卷第2期2009年3月萊鋼集團(tuán)公司棒材廠軋鋼生產(chǎn)線加熱爐，是 1994年從意大利達(dá)涅利公司全套引進(jìn)步進(jìn)梁式三段連續(xù)式加熱爐”原設(shè)計(jì)冷坯加熱能力為100 t/h，熱坯為120 t/h。自1995年投入運(yùn)行以來(lái)，通過(guò)對(duì)加熱爐易岀現(xiàn)故障部位進(jìn)行了一系列優(yōu)化改造，加熱爐運(yùn)行穩(wěn)定可靠，全年實(shí)現(xiàn)了零熱停工時(shí)。加熱能

5、力與加熱質(zhì)量穩(wěn)步攀升，冷坯加熱能力增為120 t/h，熱坯增為145 t/h，取得了好的效果 。通過(guò)對(duì)加熱爐十多年維護(hù)操作，發(fā)現(xiàn)步進(jìn)梁式加熱爐極易在以下幾個(gè)關(guān)鍵部位岀現(xiàn)故障，影響加熱爐穩(wěn)定可靠運(yùn)行，具有一定普遍性 。1空氣換熱器易出現(xiàn)漏氣1.1 問(wèn)題加熱爐為常規(guī)燃燒方式，采用空、煤氣換熱器實(shí)收稿日期：2009- 01- 02作者簡(jiǎn)介：苗增軍(1972 ),男，工程師，主要從事軋鋼工藝設(shè)計(jì)及加熱爐技術(shù)管理工作現(xiàn)對(duì)空氣、煤氣的預(yù)熱。在正常生產(chǎn)中，由于空氣換熱 器最靠近加熱爐爐尾，進(jìn)口煙氣溫度一般在780弋50C,有時(shí)為提高加熱能力，需要強(qiáng)制加熱，造成煙氣溫度高達(dá)930 C左右；特別在組織生產(chǎn)含鈮”

6、鋼時(shí)，進(jìn)口煙氣溫度高達(dá) 1 000 C左右。含鈮”鋼加熱溫度為 1 2307 270 C致使空氣換熱器前三排不銹鋼列管”易燒壞、漏氣。漏氣后進(jìn)一步加快了不銹鋼列管”氧化程度，一旦漏氣，越漏越嚴(yán)重。空氣風(fēng)壓、風(fēng)量大幅 降低，不能保證正常燃燒，加熱爐的加熱能力大幅下降，被迫進(jìn)行停爐更換，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。1.2 方案與解決措施原設(shè)計(jì)空氣換熱器為列管式結(jié)構(gòu)，列管的材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti，抗高溫?zé)煔獾淖茻?、氧化、耐熱性相 對(duì)較差，一旦岀現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間高溫?zé)煔忸A(yù)熱 ，很容易發(fā)生 燒漏現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)多次認(rèn)真分析研究 ，決定對(duì)空氣換熱 器進(jìn)行以下優(yōu)化改造 ：(1)將空氣換熱器熱風(fēng)端前4排材質(zhì)選擇為0Cr25Ni20，要

7、求耐熱溫度達(dá)到850 C，其余四排管51工業(yè)爐Industrial Furnace第31卷第2期2009年3月#技術(shù)改造：步進(jìn)梁式加熱爐關(guān)鍵部位的優(yōu)化與改進(jìn)子材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti。冷風(fēng)端管子材質(zhì)為20鍋滲鋁。這樣的優(yōu)化選擇既考慮了換熱器的工作特性，又保證了換熱器的整體造價(jià)不過(guò)高 。0Cr25Ni20材質(zhì)抗拉強(qiáng)度為 580 MPa、延伸率為54%，具有抗高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，壽命為普通不銹鋼的23倍，傳熱系數(shù)大，換熱效果好。換熱器的結(jié)構(gòu)見圖1個(gè)熱電偶的數(shù)值。如果溫降不在合理范圍內(nèi)就要尋 找原因，在停機(jī)時(shí)對(duì)空氣換熱器進(jìn)行檢查，利用長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)維修對(duì)換熱器除灰吹掃。讓該操作制度納入標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序

8、。1.3 實(shí)施效果2005年3月份組織實(shí)施，更換后的換熱器在圖1換熱器結(jié)構(gòu)示意圖二洞3-10xT T T T T V10x100 u002Q y *卡護(hù)06爐尾煙氣流動(dòng)方向:;內(nèi)2） 由于空氣換熱器風(fēng)箱處溫度高，容易在列管與風(fēng)箱接合處燒損漏風(fēng)，現(xiàn)場(chǎng)增加一層3=6 mm鋼板，較好解決了此處問(wèn)題。同時(shí)考慮一旦岀現(xiàn)煙氣溫度過(guò)高，將加重對(duì)換熱器損害，在空氣換熱器一側(cè)增加一冷卻風(fēng)機(jī)，與煙氣溫度檢測(cè)裝置進(jìn)行連鎖控 制，一旦煙氣溫度超過(guò) 850 C，冷卻風(fēng)機(jī)啟動(dòng) ，進(jìn)行 強(qiáng)制冷卻。3） 在實(shí)際生產(chǎn)中操作中，加強(qiáng)對(duì)換熱器的維 護(hù)、檢測(cè)，避免燃燒不完全造成煤氣在煙道燃燒情況發(fā)生。勤注意觀察布置在換熱器底部、中部

9、、上部三使用3年后狀況仍然良好，空氣預(yù)熱溫度仍能達(dá)到460 C以上，大大改善了燃燒條件，在軋制高溫鋼種如含Nb生產(chǎn)）時(shí)表現(xiàn)尤為突岀在每年歷次檢修檢查中，均沒有發(fā)現(xiàn)燒損漏氣現(xiàn)象，取得較好效果2水梁滑塊材質(zhì)的選擇和焊接工藝確定2.1 問(wèn)題日常生產(chǎn)中，加熱爐均熱段動(dòng)、靜水梁上的彎頭 處滑塊時(shí)常因燒損、磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致鋼坯在向出爐輥 道平移鋼坯時(shí)，易岀現(xiàn) 翻鋼”現(xiàn)象。造成鋼坯刮爐 墻、兩支鋼坯連續(xù)岀鋼、降低加熱爐正常岀鋼節(jié)奏等問(wèn)題。正常情況下，加熱爐水梁的滑塊一般使用周期 為23年，隨著含Nb鋼生產(chǎn)量增加，不到一年時(shí) 間，水梁滑塊燒損、磨損非常嚴(yán)重 ，且出現(xiàn)部分滑塊 整體脫落。有時(shí)為保正常生產(chǎn)，被迫臨時(shí)

10、停爐處理。2.2 方案與解決措施（1）對(duì)加熱爐均熱段及動(dòng)、靜水梁上的彎頭處滑塊的材質(zhì)進(jìn)行研究更換，用Co50代替原有的 Co20,使耐高溫特性、耐磨性提升近一倍，見表1。53技術(shù)改造：步進(jìn)梁式加熱爐關(guān)鍵部位的優(yōu)化與改進(jìn)表1 Co50和Co20化學(xué)成分對(duì)比%）牌號(hào)CSiMnCrNiWMoCoNbSPCo500.15 -0.250.5 7.00.5 1.027 -2948 -520.5< 0.02< 0.02Co200.3 740.5 7.00.57.018 -2218-2218 -221.0 -3.0< 0.02< 0.02#技術(shù)改造：步進(jìn)梁式加熱爐關(guān)鍵部位的優(yōu)化與改進(jìn)#

11、技術(shù)改造：步進(jìn)梁式加熱爐關(guān)鍵部位的優(yōu)化與改進(jìn)2）制定了嚴(yán)格規(guī)范的滑塊與水梁的焊接工藝，保證了焊接質(zhì)量 。由于滑塊的材質(zhì)中含Cr成分較高，與水梁彎頭焊接容易產(chǎn)生熱裂紋，為此采取特殊焊接工藝：使用A407焊條，直流焊接，焊接電流130 735 A。 焊前不預(yù)熱，但需用乙炔焰輕輕烤去滑塊表面上的 水汽。焊接滑塊時(shí)先將每個(gè)滑塊點(diǎn)焊，校正位置后正式焊接。焊時(shí)滑塊兩邊同時(shí)施焊，從水梁兩端開始向中心隔 5塊跳著焊。盡可能用較小的線能量 進(jìn)行焊接。層間溫度控制在150 C以下。水梁內(nèi)通水，但不必使水在水管內(nèi)流動(dòng)。焊條加熱至250V00 C保溫1 h，隨用隨取。所使用的砂輪片 只能專用于磨滑塊，所用的鋼絲刷及焊

12、渣清除工具 一律由不銹鋼制成。焊接操作時(shí)，應(yīng)采用短弧。 一般母材的熔化量應(yīng)控制在整個(gè)焊縫斷面面積的35 %以下。焊后修磨，使焊縫飽滿圓滑無(wú)砂眼。2.3實(shí)施效果對(duì)滑塊成分、焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化后，滑塊的使用壽命明顯提高，2005年3月份組織實(shí)施后，使用至今，滑塊燒損、磨損情況不大，消除了原來(lái)翻鋼”并鋼連出”現(xiàn)象，穩(wěn)定了加熱爐出鋼節(jié)奏。提高了加 熱爐運(yùn)行效率。3刮渣板固定結(jié)構(gòu)改進(jìn)與焊接方式優(yōu)化3.1 問(wèn)題步進(jìn)梁式加熱爐的水封槽上刮渣板的脫落、刮渣不徹底、易斷裂等問(wèn)題，常常使得氧化鐵皮因刮不凈堆積成堆，岀現(xiàn)頂壞密封箱，造成密封箱漏氣爐壓不穩(wěn)等一系列問(wèn)題，成為加熱爐日常維護(hù)中的一大技術(shù)難題。一般1012個(gè)

13、月就必須對(duì)水封槽上刮渣板進(jìn)行全部更換 ，因?yàn)橐坏绗F(xiàn)局部刮 渣板脫落，將造成該處氧化鐵皮堆積，加熱爐在步進(jìn)過(guò)程中后面的刮渣板因受擠壓易脫落變形，造 成通條刮渣板脫落。3.2方案與解決措施改變?cè)泄卧搴附臃绞?，將每單個(gè)煤氣方箱兩側(cè)刮渣板制作成一獨(dú)立的箱體結(jié)構(gòu)，依此類推。每條水封槽共有14個(gè)煤氣方箱，制作成14個(gè)獨(dú)立刮渣板箱體結(jié)構(gòu)。同時(shí)改變?cè)瓉?lái)整體連接方式，在每?jī)蓚€(gè)密封箱之間增加 同時(shí)立筋之間加焊橫筋 筋形成一封閉箱型結(jié)構(gòu)4根立筋與爐底框架連接 ， ，使得每組刮渣板的吊筋 、橫 ，最大限度增加其剛性 。調(diào)整原有刮渣板緊靠密封箱焊接方式，適當(dāng)減少刮渣板寬度，距密封箱焊接處留有510 mm，避免步進(jìn)

14、梁往復(fù)運(yùn)行時(shí)，刮渣板擠壓、碰撞密封箱側(cè)壁。具體結(jié)構(gòu)形式對(duì)比見圖2。3.3 實(shí)施效果改造后的水封槽刮渣板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性強(qiáng)，不易松動(dòng)脫落。即使局部刮渣板有脫落、松動(dòng)，不影響其它刮渣板，可以在短時(shí)間恢復(fù)正常。改造后的水封槽刮渣板運(yùn)行周期由原來(lái)的10個(gè)月至一年，提高到22.5年。改造后，未再岀現(xiàn)因刮渣板松動(dòng)、脫落造成氧化鐵皮堆積刮碰煤氣方箱的故障。爐昵T字銅木封常® 2即潔阪改誥前旨皓利討比冊(cè)4結(jié)論通過(guò)關(guān)鍵部位的優(yōu)化改造，消除了加熱爐運(yùn)行中頻繁發(fā)生故障的問(wèn)題，對(duì)穩(wěn)定加熱爐高效運(yùn)行起 到很好效果，有推廣和借鑒意義。參考文獻(xiàn)：1 王秉銓.工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)M.2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.2

15、 王慶祁，朱長(zhǎng)華.步進(jìn)式加熱爐水梁與耐熱滑塊焊接J.焊接，1996 1） 20-21.54技術(shù)改造：步進(jìn)梁式加熱爐關(guān)鍵部位的優(yōu)化與改進(jìn)#技術(shù)改造：步進(jìn)梁式加熱爐關(guān)鍵部位的優(yōu)化與改進(jìn)天然氣水合物一一可燃冰地質(zhì)專家預(yù)測(cè)：中國(guó)2050年將把可燃冰能源民用化。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在我國(guó)南海北部神狐海域，成功鉆取獲得了高純度天然氣水合物實(shí)物樣品，不僅使我國(guó)成為繼美國(guó)、日本、印度之后第 4個(gè)通過(guò)國(guó)家級(jí)研發(fā)計(jì)劃采到水合物實(shí)物樣品的國(guó)家，使我國(guó)天然氣水合物的調(diào)查研究水平一舉步入世界先進(jìn)行列，也使人類試圖利用這種新能源的努力成為可行。天然氣水合物又稱可燃冰 ，具有非常高的使用價(jià)值 ，1 m3的可燃冰等于 164 m3的常規(guī)天然氣藏 。據(jù)保守 估算，世界上天然氣水合物所含的有機(jī)碳的總資源量，相當(dāng)于全球已知煤 、石油和天然氣總量的 2倍。特別是天然氣水合物的主要成分是甲烷，燃燒后幾乎沒有污染 ，是一種綠色的新型能源 。從其儲(chǔ)量之大、分布范圍之廣和應(yīng)用前景之好來(lái)看 ，它是石油、天然氣、煤等傳統(tǒng)能源之后最