RH真空槽安全及高效顶枪烘烤技术

2021-01-12

探索科学(学术版) 2020年8期

安徽马鞍山钢铁公司第四钢轧总厂安徽马鞍山 243003

1 课题意义

马钢第四钢轧总厂精炼RH炉共有四座顶枪，三座预热枪及烧嘴，顶枪及预热枪烘烤装置作为真空槽的加热烘烤设备，主要运用于RH真空槽的烘烤保温作用[1]。烘烤过程中火焰易授外界因素干扰(如被大气流吹灭、压力流量波动)较大，造成熄火，此时如不迅速关闭切断阀，容易造成煤气大量泄漏或爆炸。各烘烤枪的小火检测功能不尽相同，同时大火信号自动熄火检测功能也有不完善的地方，造成了较大安全隐患；受气体压力波动等影响，点火过程中无法确保一次成功，特别是冷槽在点火过程中成功率较低，多次点火失败易造成真空槽内煤气浓度过高，影响安全运行。良好的烘烤效果可以对真空槽使用寿命产生积极影响，探索通过自动控制烘烤曲线及各参数优化，延长真空槽寿命，达到降本目的。

2 项目成果内容

2.1 增强点小火安全可靠性目前影响点火的两大因素是(1)由于生产工艺等外界因素影响造成点火装置的损坏，主要包括顶枪点火器点火变压器坏；烧嘴离子火检测板坏及外套管烧熔；顶枪点火器瓷夹具断裂及离子火检测顶针坏。(2)点火气源压力不稳定影响小火点火成功率。针对上述上述两类影响点小火的因素，一方面对点火器瓷套管进行改造，替换为点火专用高压电缆，彻底摆脱了对瓷套管的依赖。使用至今已半年，效果良好；另一方面是点火器粘渣引起离子火检测顶针坏，通过定期检修清渣来解决，同时对在线外对此检测针进行焊接修复，并对检测针角度进行调整。2#RH在顶枪底部安装堵头，防止钢渣进入，有效保护了离子火检测顶针。对于点火气源压力不稳定问题，在小火煤气和压缩空气管道安装了压力表，将压力值在画面显示，点火中如压力值波动较大可第一时间发现，节省了故障排查速度。

2.2 对大火信号稳定性进行研究对大火检测控制系统进行优化，对火焰检测的灵敏性进行研究；对泄漏检测进行和双切断阀控制增加快速响应；大火检测关系到这个顶枪运行的安全性，所以必须确保该系统的稳定，由于大火检测对不同气体(焦炉煤气、高炉煤气或纯氧)检测灵敏度是不一致的，2020年4月，联系冬斯厂家对RH大火检测进行了效验，对灵敏度进行了测试，确保检测无误。对泄露检测和双煤气切断阀的连锁业进行了测试。另一方面，对顶枪烘烤过程冷却水流量差与烘烤连锁也进行了测试，确保整套点火系统的安全。

2.3 提高点火装置一次成功率增强点火装置氮气吹扫功能，特别是喷粉和吹氧过程增加氮气吹扫量和延时吹扫；减少喷溅渣对点火头影响；对小火点火装置结构进行优化，减少生产过程中喷溅对点火器的影响。

2.4 确保预热烧嘴点火安全稳定预热烧嘴是对待上线真空槽干燥、预热的专用加热设备，且要在上线前将真空槽加热到800℃，从而减少精炼过程中钢水温度的损失，并保证钢水成分稳定。目前RH预热烧嘴火焰检测主要存在以下问题:RH预热烧嘴火焰检测安装在预热烧嘴炉盖上，靠近火源，环境稳定非常高，测量显示预热烧嘴点火器使用的环境稳定达到120℃，火焰检测由于长时间受高温烘烤损坏。现预热烧嘴火焰检测的频繁损坏严重影响了真空槽烘烤相互匹配的上线节奏。针对现场情况，我们准备对预热烧嘴火焰检测进行以下改造:(1)将原预热枪一体式火焰检测改造成顶枪上的分体式火焰检测，预热烧嘴炉盖上只安装火检探头，控制元器件安装在电气柜中；(2)单独排一路吹扫氮气给火检探头吹扫保护。

2.5 在确保顶枪烘烤设备正常运行前提下，对烘烤功率曲线及PID控制进行新增优化，减少能源消耗，延长真空槽寿命，达到降本目的[2]。此项正在实施，与生产方对真空槽使用寿命进行了跟踪试验，真空槽槽龄较前期有所提高，由原先的95炉提高到110炉作业，真空槽穿透率由改造前的9次减少到2次。