刘佳 张俊强 杨智鑫
河钢承钢板带事业部卷板作业区 河北承德 067000
摘要：蓄热式加热炉相比于过去的传统加热炉来说更具有优势，高效蓄热式换热器和传统加热炉的综合体就是蓄热式加热炉。一般来说，它主要是由加热炉炉体、蓄热室、换向系统以及燃料、供风和排烟系统等部分构成。随着科学技术的大力发展以及工业生产正逐渐走向低能耗的经济化发展方向，加热炉是工业热处理过程必不可少设备之一。21世纪之初，蓄热式加热炉在工业领域广泛应用，得到了很好的发展，但是随着应用的加大，其自身存在的弊端也逐渐显现，如为了达到低热值高转炉煤气，对节能环节的要求不高，无法降低应用成本，这些负面的评价给蓄热式加热炉的进一步应用发展和推广带来了极大的影响，炉压较高、烧损较大逐渐成为蓄热式加热炉的通病，其很大一部分加热炉在起初使用节能效果较为明显，但是当随着加热炉使用使时间的增长导致节能效果变得不明显，能耗逐渐升高，甚至会出现一些蓄热式烧嘴砖随着炉墙一起坍塌到炉内，在炉墙与炉嘴处会出现火苗窜动，对煤气的泄露等现象，这些问题已经严重影响到了公司的经济效益以及蓄热式加热炉自身的进一步发展。
关键词：蓄热式加热炉；优化；改造
引言
为了能够实现蓄热式加热炉提高产能、降低功耗等目标和进一步发展及推广，本文以某公司步进梁蓄热式加热炉为分析对象，从加热炉存在的问题着手，给出改造方案，根据改造方案的结果，得出改造后的蓄热式加热炉的产能明显提高，能耗得到降低，冒火现象得到彻底消除，总之经济效益得到明显提高。能够为实际工程应用提供参考。
1蓄热式加热炉存在的问题及原因分析
在应用蓄热式加热炉生产的过程中存在着很多的问题，如投入生产不就出现加热炉的产能不足，烧损较高情况，特别是在炉墙和烧嘴处时常发生坍塌现象，经过多次改造仍然无法解决这一问题，这些问题严重影响冷轧线的正常生产，为消除上述缺陷和隐患，本文决定对加热炉进行综合改造，改造后要求加热炉具有低能耗、高产出、质量优质，加热炉安全可靠，操作简便。为了能够更好的分析加热炉存在问题和改造，以某公司步进梁蓄热式加热炉为例。
1.1加热炉炉压偏高
建设投产初期，炉压不高且很稳定。热对接改造时，将引风机移位后，炉压大无法控制，请技术中心专家对二高线加热炉引风机能力进行校核，引风机能力是足够的。根据此情况，初步分析是沿途有漏风情况发生，特别是换向阀处；或者沿途有局部阻力非正常超高的地方。建议查找漏风点，特别是换向阀是否开关到位；同时排查蜂窝体、各种阀门、管道弯头等处是否有堵塞现象。
1.2炉墙和炉顶冒火
年修后2个月发现火灾泄漏点(见图1和图2)，主要位于炉膛入口摄像头正上方、均热段煤气烧嘴处、加热2段。当使用混合煤气时，火灾更严重，火焰会更长。炉墙冒火会导致炉墙和炉区温度过高，炉区设备存在隐患。火焰是在炉体和炉墙铁皮之间内乱窜，时间长了很可能会把炉墙锚固砖挂钩烧断，导致炉墙坍塌发生重大事故。
图1装料端摄像头上方冒火实景图
图2加热二段冒火实景图
1.3原因分析
上下组合结构蓄热式烧嘴是造成烧嘴倾覆、塌落的主要原因，这种结构使得上下烧嘴之间较窄的缝隙内无法有效地填实浇注料，施工过程中烧嘴中间位置必然存在浇注料虚填情况。当炉膛压力较高时，炉内的热气流会不断地通过此缝隙向外涌，在长期冲刷下，此缝隙中的一些施工时留下的粉料被冲刷掉之后，炉内的高温气体可将炉皮钢板烧红，持续到炉皮钢板烧穿后，就形成蹿火现象。因此解决烧嘴结构设计问题是改造的核心。其次，蜂窝体质量不过关，蓄热体抗热振性以及抗高温收缩性较差，蓄热体收缩或粉碎后，烟气或空气煤气从蓄热室内无蓄热体的空间短路流通，蓄热体已无法发挥蓄热效用，加热能力也随之不足。
2改造方案
原燃烧系统烧嘴由蓄热箱和烧嘴砖构成，蓄热箱与烧嘴砖的缝隙填充石棉进行密封，浇筑炉墙时直接将烧嘴砖浇筑在一起，烧嘴砖四周和炉墙不能完全成为一体，存在漏火的可能。改造后，将加热炉侧墙拆除到下烧嘴位置，进行整体浇筑，同时烧嘴砖和炉墙一起整体浇筑成为一体，杜绝了炉墙漏火的可能。同时将设计烧嘴喷口的角度由18°改成15°，角度变小后，增长火焰的长度，加热效果更好，钢坯通条温差变小；更换全部三通换向阀及附属管道；改造原有电气自动化燃烧控制系统．将全分散换向改为分段分侧换向，实现风压、炉温、炉压的自动调节；由于炉顶与炉墙非一次浇筑，在浇筑炉墙时，在新炉墙与原炉顶之间的缝隙处放置20mm厚的耐火度为1400℃的甩丝纤维针刺毯进行密封，同时在炉顶上再铺一层耐火纤维毡，上面用轻质高铝砖压盖，杜绝了炉顶与炉墙缝隙冒火。
3蓄热式加热炉优化改造效果分析
3.1优化改造后结果
通过对步进梁蓄热式加热炉进行改造后，通过对改造前后比较可知：
（1）从加热炉架构上，改造前此炉在炉墙烧嘴处多出存在冒火现象，烧嘴砖向炉内坍塌，炉中的三通阀门容易出现故障，导致煤气泄漏现象较为严重，进而造成产能缺乏，严重损坏蓄热体，但是经过改造后，炉墙炉嘴冒火现象得到了彻底解决，炉内三通阀门也能够稳定的运行，降低了维修成本，提高了生产产能，炉寿命得到了延长。
（2）在生产能力上，改造前每小时可以生产120吨钢，但是改造后在冷装状态下能够每小时生产150吨。
（3）在能量消耗上，改造前在冷热混装情况下，生产1吨钢需要综合消耗350m3煤气，而改造后在冷热混装下生成1吨钢仅需要消耗270-280m3，热装温度600-650℃，热装率达到70%。
（4）在炉压控制上，改造前冒火严重，炉压在70-80Pa，改造后仅为20Pa以下。
3.2优化改造效果分析
（1）在步进梁蓄热式加热炉中，改进前后蓄热炉能量消耗有明显的改善，运行更加可靠，降低了维护成本。
（2）随着蓄热炉技术水平的差异，其经济技术指标、维护成本等都有较大不同，经过优化的蓄热式加热炉在投入使用后就可以回收投资成本。
（3）蓄热式加热炉的最重要材料是陶瓷蜂窝体，该材料能够延长加热炉寿命，提高蓄能能力，从而提高蓄热式加热炉经济指标。一般来说，蜂窝体在技术、质量、寿命以及成本上存在很多不同，许多企业追求的是绝对低成本。但是实际上，由此给加热炉带来的经济指标差异非常明显，能够达到几十倍。未来的技术提升，采用新型的蓄热材料作为填充体，能大大提高蓄热体的蓄热能力，使效益更好。
（4）蓄热式加热炉的核心部分是炉膛压力，对于炉膛的设计非常重要，若炉膛压力能够很好的控制，则蓄热式加热炉产量、能耗、烧损等指标都会很好；反之，指标都差。
结语
蓄热式加热炉是工业生产重要的热处理设备之一，随着工业发展，其应用逐渐的广泛，但是这也导致用户给出了很多负面评价，严重阻碍其进一步发展，所以对蓄热式加热炉的优化改造势在必行。根据蓄热式加热炉存在问题给出相应的改造方案是本文的主要内容，从改造结果和效果分析，蓄热式加热炉能够提高产能、降低能耗，避免炉墙与炉嘴处冒火等，具有一定参考价值。
参考文献
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论文作者:刘佳,张俊强,杨智鑫
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/9
标签：蓄热论文; 加热炉论文; 炉顶论文; 步进论文; 炉膛论文; 煤气论文; 产能论文; 《防护工程》2018年第14期论文;