锻钢公司蓄热式加热炉的优化改造

于明亮

(北满特钢锻钢公司，黑龙江 161041)

北满特钢锻钢公司快锻4#台车加热炉建于2006 年，该炉原设计为空气单蓄热，烧嘴为直燃式，全分散换向，换向周期为30 s，钢锭加热温度为1 200℃，产量为60 t/h(热装)。该炉建成投产后，运行基本正常，蓄热功能也发挥正常，但在生产运行过程中也暴露出一些问题:换向周期短、换向频繁、备件消耗高;钢锭局部温度过高，产生过烧现象;炉门压紧装置失去作用，炉门密封不严，炉门框铸铁件损坏，炉门立柱变形;部分空气、烟气切断阀和气缸损坏，换向系统不能正常工作，蓄热功能丧失。

该炉在蓄热功能丧失后，曾作为常规炉子使用，但在对钢锭进行加热过程中，出现了炉门冒火，升温速度慢，能耗高等问题。

1 故障原因分析

1.1 蓄热式烧嘴选型不理想

直燃式烧嘴火焰长，刚性强，导致生产中出现钢锭过烧现象。解决该问题的关键就是避免高温火焰对钢锭的直接冲击。

1.2 换向周期短

该炉在原设计时考虑到直燃式烧嘴的特点，将换向周期变短，这就增加了备件的消耗。

1.3 炉门密封方式不理想

该炉原设计的炉门压紧方式为弹簧式压紧，当炉门下降到位时，安装在炉门外侧的弹簧将炉门压紧在炉门立柱上;当炉门升起时，弹簧松开。但由于炉门抬起时，炉门周围温度较高，弹簧在高温环境下变形失去功能，导致炉门压紧功能丧失。

1.4 换向阀选型不理想

该炉原设计每个烧嘴的烟气、空气、煤气管路都分别装有旋转式快切阀。该旋转式换向阀的阀板受高温和气体杂质干扰，已有部分被损坏而无法动作。

1.5 排烟系统排烟能力有限

蓄热式加热炉作为常规加热炉使用时，受原设计排烟能力的限制，必然产生炉压高、炉门冒火、升温速度慢等现象，因而导致其能耗高。

2 改造措施及方案

2.1 蓄热式烧嘴的改造

将蓄热烧嘴由直燃式改为上喷式。上喷式烧嘴装于侧墙的下部，烧嘴喷口倾斜向上。这种结构从根本上解决了高温火焰对钢锭的直接冲击，避免了钢锭的局部过烧。

2.2 换向阀的改造

将每个蓄热烧嘴的烟气、空气管路上的旋转快切阀改为垂直作用的双关三通换向阀，同时将换向周期改为60 s。

2.3 排烟系统的改造

在每个烧嘴的排烟管路上加装低温热电阻，以检测排烟温度，提高热效率，同时保护管道不被烧坏。各烧嘴的排烟管路汇总后，经过引风机，直接将烟气单独排放到室外，不走原来的地下烟道和烟囱。

另外加大了炉子的辅助排烟能力。利用原有的地下烟道和烟道闸板，同时在炉子后墙上新加开一辅助烟道，这样炉内剩余的烟气通过炉子后墙上的钢管烟道进入到原来的地下烟道，再通过烟道闸板排至室外的烟囱。

2.4 炉门密封方式的改造

炉门仍采用柔性密封，压紧方式由弹簧压紧改为气缸压紧。为避免高温影响，将气缸装于炉门立柱的侧面。

2.5 台车行走限位装置的改造

在现有的台车行走机械限位基础上，新增加了电气限位，防止了台车撞墙事故发生。

2.6 台车耐材的优化

台车铸铁件和砂封板利用原有的耐热铸铁件。台车上表面耐材采用抗渣浇注料材质的砌块，以减少高温状态下，发生氧化铁皮的粘连。

2.7 设立连锁装置

设立炉门升降与燃烧系统的连锁装置。当炉门抬起时，靠近炉门的两侧烧嘴关闭，以防止火焰对炉门立柱等结构件的直烧;炉门下落到位后，炉子两侧的烧嘴才可以恢复正常工作。

设立炉压与燃烧系统的连锁，防止正常生产时炉门等处冒火。

设立炉门压紧与炉门升降的连锁。

设立烧嘴排烟温度与三通换向阀的连锁。当个别烧嘴的排烟温度过高时，强制关闭，以保护三通换向阀。

3 改造后的效果

该炉自2011 年12 月开始进行改造，改造完成后，经过1 个多月的使用运行，基本达到了预期的效果。

炉门冒火现象基本杜绝，延长了炉门框铸铁件和炉门立柱的使用寿命。

钢锭升温速度明显加快。由于排烟能力加大，煤气在炉内能有效燃烧，烟气也能及时排放，因此钢锭升温速度明显加快。

台车撞后墙现象基本杜绝。

钢锭过烧现象未再发生。

钢锭加热的吨钢单耗明显降低。经测算吨钢单耗由1.5 GJ 下降到1.2 GJ。

正常生产时，炉压控制在微正压(5～30)Pa范围内。

原计划将台车表面耐材更换成抗渣浇注料砌块，但由于时间的关系，此次改造暂未实施。台车表层耐材仍采用普通的耐火砖。对于此问题，采取的措施是对台车上的氧化铁皮定期进行清理。