一种新型燃烧梁式合金烘烤技术

2015-12-05供稿安连志

金属世界 2015年3期

供稿|安连志

一种新型燃烧梁式合金烘烤技术

供稿|安连志

通过研究并探讨合金烘烤的原理和烘烤装置形式，文章提出了一种较合理的新型燃烧梁式合金烘烤系统，解决了传统合金烘烤系统存在的问题。该燃烧梁式合金烘烤系统燃烧效果显著，高效节能，提高了合金料烘烤质量，为钢铁企业带来显著的经济效益。

“降低能耗，提高钢材质量，增加产品的附加值”已成为冶金企业提高市场竞争力的惟一出路。国内外各钢铁企业对降低出钢温度和减少出钢过程中温降进行了大量的实践研究，如：减少钢包周转次数，钢包预热确保红包出钢，钢包全程加盖，铁合金烘烤等，均已取得一定的效果[1-2]。

铁合金烘烤装置主要用于脱氧合金化合金料——锰铁、硅铁、硅锰等合金的烘烤，要求在一定的时间内达到烘烤温度，保证合金干燥，可以去除铁合金的吸附水，减少铁合金的结晶水，从而降低铁合金带入钢液的水分，有利于降低钢液中的[H]、[O]含量。同时，合适的铁合金烘烤温度可以适当降低转炉出钢温度，有利于提高转炉炉役寿命，降低生产成本。

近年来环形烧嘴合金烘烤系统被广泛应用于各大钢铁企业。然而，传统的外置烧嘴合金烘烤形式使得外部合金与中心合金受热不均匀，常出现合金料外部温度高，中心温度低，物料烧不透的状况。本文提出一种新型的燃烧梁式合金烘烤装置，较好解决了现有合金烘烤系统存在的问题，并极大提高了热效率，降低能源消耗。

合金烘烤工艺流程

新设计的合金烘烤系统工艺流程如图1所示。冷态合金料通过皮带卸料或者料罐上料的方式卸至合金烘烤仓内，待将合金料烘烤至要求的温度时，高温合金料通过电振给料机卸至耐高温合金料槽内，待达到物料的称重要求后，停止卸料，高温合金料经合金料槽由叉车运至转炉处使用。该工艺流程合理，物料运行顺畅，能在转炉出钢时顺利将合金料加入钢包。

新型烘烤系统的设计

烘烤装置结构

新型合金烘烤形式为燃烧梁烘烤形式，每套合金烘烤系统由耐高温合金烘烤仓、燃烧梁、煤气供应及置换系统、助燃风系统、合金烘烤除尘系统、冷却水系统、受卸料系统及称量系统组成。新型铁合金烘烤装置结构如图2 所示。

图1 合金烘烤工艺流程

图2 燃烧梁式合金烘烤装置简图

烘烤装置特点

铁合金烘烤系统是对铁合金进行干燥、脱水的机电一体多工位专用设备，通过合金烘烤炉密封烘烤、加热，对硅铁、锰铁、硅锰等合金炉料进行脱水烘烤，在200℃内进行脱游离水分烘烤，在400～600℃内进行脱结晶水分烘烤。

传统的环形烧嘴烘烤形式存在一系列问题：(1)环形烧嘴料仓容积偏小，占用车间内平台面积较大；(2)料仓结构复杂，料仓整体检修难度较大；(3)点火装置数量较多且为明火形式，能源消耗较大；(4)外部合金与中心合金受热不均匀，常出现物料烧不透的状况。

本文设计的新型燃烧梁式烘烤装置较好解决了上述问题，燃烧梁贯穿于合金烘烤仓内部，并设置有多个烧嘴，每个料仓可根据料仓容积大小，设置多根燃烧梁。燃烧梁内有多个烧嘴和调风器使得火焰在料仓中心烘烤，合金料受热面积更加均匀，提高热效率。

新型燃烧梁式合金烘烤装置的优点：(1)合金烘烤装置结构简单，每个烘烤仓为独立单元，便于安装及更换；(2)燃烧梁为插入式，便于更换及检修，能有效缩短检修时间，降低检修带来的成本增加；(3)与环形烧嘴形式的合金烘烤形式不同，该燃烧梁烘烤仓容积可根据燃烧梁的数量和布置情况进行调整，能有效降低合金烘烤系统对车间内操作平台面积的占用；(4)插入式燃烧梁可使料仓内物料烘烤更加均匀，有效改善环形烧嘴烘烤形式对物料烧不透的情况。

新型烘烤系统应用实践

唐钢二炼钢现有3座65 t转炉，出钢过程中向钢包加入合金来调整钢水成分及实现脱氧合金化。合金料种类主要为Fe-Mn、Fe-Si和Si-Mn合金。合金加入钢包前需烘烤到一定的温度，达到减少出钢过程温降和降低转炉出钢温度的目的。合金烘烤系统主要技术参数见表1。

表1 烘烤系统技术参数

唐钢二炼钢应用该燃烧梁式合金烘烤系统，达到了良好的效果。该系统可在1h内将合金料烘烤到450～500℃，出料过程中，铁合金略有微红。烘烤后的合金料在出钢过程中加入钢包，可有效减少出钢过程温降，使转炉出钢温度降低12～15℃，炼钢生产成本降低5元/t，为企业带来了显著的经济效益。

此外，烘烤仓顶部设置烟气除尘系统，除尘管道并入转炉二次除尘系统，每个料仓设一个除尘点，除尘管道除了有防止烟尘外溢的作用外，还可将料仓内部形成一定的负压，将不完全燃烧产生的CO外排，为生产操作提供可靠的环境。

图3 所示为燃烧梁式合金烘烤装置几何模型，图4为唐钢二炼钢使用燃烧梁式合金烘烤系统现场图片。

图3 燃烧梁式合金烘烤装置几何模型

结束语

通过研究新型的燃烧梁式合金烘烤系统，相比于传统的环形烧嘴合金烘烤形式，该技术的应用具有显著的优点。(1) 插入式燃烧梁可使烘烤仓内合金料受热更加均匀，有效改善了环形烧嘴烘烤形式下物料烧不透的状况，提高了合金料的烘烤质量。(2) 烘烤仓容积可根据燃烧梁的数量和布置进行调整，能有效降低合金烘烤系统对车间内操作平台面积的占用，并能增加合金料烘烤的产量，与炼钢生产节奏高效相匹配。(3)燃烧梁式合金烘烤系统在唐钢二炼钢的应用取得了良好的效果。实践表明，该燃烧梁式合金烘烤系统设计合理，工艺流畅，合金料烘烤到450～500℃，可使转炉出钢温度降低12～15℃，炼钢生产成本降低5元/t，提高炼钢技术指标，给钢铁企业带来显著的经济效益。