唐钢1700线加热炉炉底改造优化

冯俊娟，李春雨，马中杰

（河北钢铁集团唐山分公司，河北唐山 063000)

唐钢1700线加热炉炉底改造优化

冯俊娟，李春雨，马中杰

（河北钢铁集团唐山分公司，河北唐山 063000)

唐钢1700生产线2座步进式加热炉存在加热温度较高、炉渣堆积过快的问题，对生产物料平衡、温度均匀性产生影响。根据实际生产，对各项影响因素进行逐一分析，结合生产线自身特点，将步进式加热炉常规炉底改成倾斜结构的新型炉底。炉底改造后，加热炉内积渣量明显减少，板坯温度均匀性得到了显著提高，延长了打渣周期，提高了产品性能的稳定性。

斜炉底 过度积渣 打渣周期 改造

1 引言

河北钢铁集团唐钢1700生产线筹建于2003年，两座步进式加热炉分别于2005年、2006年投入使用。加热炉采用沿板坯长度方向两端加热的加热方式，生产板坯的标准长度多为15 m左右。日常生产中加热炉加热温度较高，氧化烧损一直比较严重，炉底氧化铁皮堆积较快，清渣周期只有6个月。清渣工作不仅降低了炉子作业率，影响产量，还缩短了炉子寿命，增加了工人的劳动强度。同时，钢坯氧化还直接影响产品质量，降低成材率。

2 存在问题及原因分析

加热炉炉底大量积渣，特别是均热段，每次清渣末期在炉底大量堆积氧化铁皮，铁皮高度接近步进梁的高度。由于铁皮堆积的影响，加热炉两侧下层喷口堵塞严重，从而造成加热不均，影响轧制稳定性及板坯性能。图1为停炉打渣时炉内氧化铁皮过度堆积，堵塞下层火焰喷口的情况。

图1 氧化铁皮过度堆积，堵塞下层火焰喷嘴

2.1 炉体结构存在特殊性

由于生产线的特殊性，加热炉具有炉长较短、宽度大的特点，长宽比仅为1.75：1。加热炉为第一加热段、第二加热段及均热段三段式加热，炉体长度上缺少板坯缓冲的预热段。这样，势必造成从第二加热段开始到整个均热段的加热负荷远远高于第一加热段。当待加热的板坯运送至均热段时，板坯上下表面的氧化铁皮快速生成，步进梁在运送过程中的振动造成板坯表面氧化铁皮大量脱落堆积在炉底。

2.2 氧化铁皮堆积后加剧烧损

在氧化铁皮大量堆积在炉底后，遮挡下层火焰作用，火焰无法延伸到炉膛中间，极易造成板坯中部温度低于两头温度的情况，严重影响了板坯整体性能，同时增加事故的发生概率。操作工在生产中加大上层的煤气供应量，提高上层的炉膛温度，以此提高板坯中间的温度，不合理的空燃比、过高的加热温度都加剧了氧化烧损程度。

2.3 待轧温度过高

由于唐钢1700生产线产品品种多、断面变化频繁、换辊次数偏多、冷热坯混装频繁，根据生产需要，要求加热炉具备随时开轧状态，造成待轧时各加热段降温较少，待轧次数多，使加热炉随时处于轧钢状态，温度过高，造成氧化烧损增加。

3 改造总体方案

唐钢1700线的技术人员经过调研，发现其他企业多采用如：增加加热炉的数量，1700线加热炉一般都在3座以上;或者加大加热炉下部炉膛的空间，延长清渣时间;或者采用液态出渣等措施降低炉底积渣对生产的影响。经实践，均不符合唐钢1700线的实际情况。结合唐钢1700线加热炉自身特点，相关技术人员发明了一种新型加热炉炉底结构，这种新型炉底结构通过刮渣板清运均热段掉落到水封槽内的氧化铁皮，从而达到减少清渣次数，延长加热炉有效生产时间的目的。经过反复讨论和实验，最终决定采用这种新型炉底结构对唐钢1700线两座加热炉炉底进行改造，减少炉底积渣对生产的影响。

3.1 改造原理

本次改造首次在加热炉上使用安息角的原理，即在这个角度形成后，再往上堆加这种散料，就会自然溜下，继续保持这个角度，将增加堆料的高度和加大底面积，如果底面积不变，那么堆料的高度也会不增高。

在步进式加热炉结构设计中，托着钢坯前进的步进梁在炉内，而步进机构在炉底，因此在步进梁活动区域的炉底留设66个椭圆孔，掉落在椭圆孔的氧化铁皮由水封槽内的刮渣机构直接带走，而在两个椭圆孔之间的氧化铁皮在炉底堆积，逐渐形成了一个个锥体，这些锥体挡住了下层的火焰，成为影响板坯加热精度的障碍。在进行新型炉底创新时，将炉底由过去的平炉底改成斜坡炉底，斜坡角度设计为40°～48°之间，炉底之间相互形成漏斗状结构，步进梁原有的炉底开孔作为漏斗的下口，而在两个下口之间、固定梁的位置作为漏斗的上口，这样从板坯表面掉下来的铁皮不像原来那样在平炉底上堆积，而是掉在斜炉底上，通过斜炉底滑到炉底开孔里，从而掉入水封槽内，通过水封槽里原有的刮渣机构将铁皮刮到炉外，这样可以避免由于氧化铁皮的堆积而形成锥体，堵塞下层烧嘴的喷口，彻底解决炉底铁皮堆积的问题。图2与图3为改造前后炉底结构的变化。

图2 改造前炉底

图3 改造后炉底

3.2 改造特点

（1)炉底结构形式新颖独特。改造后，从板坯下表面掉下来的铁皮不像原来那样在平炉底上堆积，而是掉在斜炉底上，通过斜炉底滑到炉底开孔里，从而掉入水封槽内，通过水封槽里原有的刮渣机构将铁皮刮到炉外，可以有效地避免铁皮堆积，从而达到减少清渣次数的目的。

（2)使用新型耐火材料。在改造中，我们通过与耐材公司的合作，在浇注料中添加了ZrO2等材料，共同开发了适用炉底使用的新型抗渣浇注料，一举解决了炉底氧化铁皮侵蚀问题，拓宽了不定形耐火材料的应用范围。

（3)炉底斜坡采用了无缝结。在炉底斜坡斗之间，通过交替布置各个斜坡斗，消除了斜坡斗的热膨胀影响，这样全部的斜坡斗没有留设一个膨胀缝，保持了斜坡斗的整体性，减少了炉底的散热。

（4)将集中清渣改为日常分散清渣。改造后，由于炉底的氧化铁皮通过斜面滑落到水封槽内，进而通过刮渣板将氧化铁皮刮到炉外，从而可以有效减少大量氧化铁皮在炉底堆积。这样，就可以减少停炉集中清渣的次数，而是在日常对通过刮渣板刮到炉外的氧化铁皮进行清理，有效减少停炉待产时间。

4 改造效果

4.1 延长打渣周期

图4中炉底氧化铁皮高度即将达到梁的高度，下层烧嘴被氧化铁皮堵塞严重。图5为同一座加热炉运行1年后，炉内氧化铁皮的堆积情况，由图中可以看出，氧化铁皮的高度还没有达到梁高度的1/3，保证了板坯下部火焰的穿透性，从而在一定程度上延长了清渣时间。

图4 改造前加热炉运行半年后炉底积渣到达步进梁根部

图5 改造后加热炉运行1年炉底积渣明显减少

通过图4和图5的对比，可以明显看出新型炉底改造后炉内氧化铁皮堆积情况有明显改善，改造后加热炉运行一年堆积的氧化铁皮量明显少于改造前加热炉运行半年堆积的氧化铁皮量。通过炉底改造，大幅延长了加热炉清渣周期，加热炉可以实现长周期稳定运行。

4.2 改善板坯温度均匀性，提升产品质量

改造完成后，对板坯温度均匀性以随机抽查测量的方式进行了检测，测量结果如表1所示。

表1 板坯温度抽查

从以上数据可以看出，板坯温度均匀性有了明显改善，头尾温差基本控制在±10℃之内，板坯加热质量得到显著提高。良好的加热质量为1700生产线生产更优质的产品奠定了坚实的基础。

4.3 降低氧化烧损，减少氧化铁皮厚度，

改造前，氧化铁皮遮挡了下层火焰的传送，操作工刻意加大上层的煤气供应量，提高上层的炉膛温度以保证板坯温度。出炉板坯表面附着一层厚的氧化铁皮。改造后，由于遮挡效应消失，合理的空燃比及炉膛温度降低了氧化烧损，板坯氧化铁皮约减少了0.15 mm。

4.4 减少停炉时间，增加铁钢物料平衡生产稳定性

炉底改造以后，1700线每年可以减少2次停炉清渣时间，而每次清渣需要10天左右，这样每年就可以减少20天左右停炉单线生产的时间，从而大大降低了因轧线停炉打渣造成的公司铁钢物料不平衡现象，为公司长期稳定运行生产提供了保证。

5 结语

唐钢采用自主知识产权的斜炉底结构对1700线加热炉进行改造优化，提高了1700生产线整体的技术水平。新型炉底结构大大延长了打渣周期，降低了清理炉底积渣对各项生产指标的影响，同时板坯温度均匀性提高，产品性能得到有效提升。炉底改造后，各种指标的完成证明新型炉底在唐钢1700线的运用达到了改造的预期效果。但新型炉底在生产中时间尚短，对其它方面的影响仍需观察。

[1]张艳龙，李杰男，张冬宇.唐钢1700生产线2#加热炉燃烧系统改造[J].工艺装备，2007（4)：20-22.

[2]刘金英，张艳峰.加热炉氧化烧损严重的原因 [J].金属世界，2010（3)：55-57.

[3]任德劲，张凤仪，高现刚.均热段炉底积渣过快原因分析及解决措施[J].工业炉，2006，28（3)：23-24.

Modification and Optimization ofTanggang 1 700 Production Line Reheat Furnace Bottom

Feng Junjuan,Li Chunyu,Ma Zhongjie
(Tangshan Subsidiary,HebeiIron and SteelGroup,Tangshan 063000,Hebei Province,China)

Problems of high heating temperature and fast slag accumulation occurred atthe two stepping furnacesof Tanggang 1 700 production line,affecting material balance and temperature uniformity.Analyzing each influencingfactor accordingtoactualproduction,theauthormodified the conventionalfurnace bottom into a new inclined type.Subsequently,slag accumulation was reduced substantially and slab temperature uniformity improved prominently.Hence,deslagging cycle was prolonged and the stability of product property raised.

inclined bottom,excessive slag accumulation,deslagging cycle,modification

冯俊娟（1983—)，女，河北唐山人，主要从事轧钢生产方面的研究工作，E-mail：juan964@163.com。

（收稿 2012-02-22 编辑 潘娜)