步进梁式加热炉关键部位的优化与改进

工业炉Industrial Furnace第31卷第2期2009年3月Vol.31 No.2Mar. 2009步进梁式加热炉关键部位的优化与改进苗增军，吕爱晖，孙殿鲁，孟令达莱芜钢铁集团有限公司棒材厂，山东莱芜271126)摘 要：通过对步进梁式加热炉在正常生产过程中极易出现故障的关键部位优化改造，消除了安全隐患，解决了困扰步进梁式加热炉高效运行的瓶颈环节，使得步进梁式加热炉运行更加稳定可靠。对步进梁式加热炉完善设计提供重要技术依据，具有推广应用价值 。关键词：步进梁式加热炉；优化；措施中图分类号 ：TG307文献标识码 ：B文章编号：1001- 6988(2009)02-0050-03Optimizationand Modificationfor Critical Part ofWalking -Beam Type Reheating FurnaceMIAO Zengjun, LV Ai-hui, SUN Dian-lu, MENG Ling-daBar Steel Rolli ng Pla nt，Laiwu Steel Group Co., Ltd ,Laiwu 271126, Chi na)Abstract : The hiding safety trouble is eliminated and some bottle-neck factors are resolved through optimization and modification for some critical parts with more malfunction during operation of reheating furnace, which make the reheating furnace operation stable and reliable. It also provides technical support for the optimizing design of reheating furnace and is worth of widely application.Key words :walk in g -beam type reheat in g furn ace； optimizati on ； mesures50工业炉Industrial Furnace第31卷第2期2009年3月#工业炉Industrial Furnace第31卷第2期2009年3月莱钢集团公司棒材厂轧钢生产线加热炉，是 1994年从意大利达涅利公司全套引进步进梁式三段连续式加热炉”原设计冷坯加热能力为100 t/h，热坯为120 t/h。自1995年投入运行以来，通过对加热炉易岀现故障部位进行了一系列优化改造，加热炉运行稳定可靠，全年实现了零热停工时。加热能力与加热质量稳步攀升，冷坯加热能力增为120 t/h，热坯增为145 t/h，取得了好的效果 。通过对加热炉十多年维护操作，发现步进梁式加热炉极易在以下几个关键部位岀现故障，影响加热炉稳定可靠运行，具有一定普遍性 。1空气换热器易出现漏气1.1 问题加热炉为常规燃烧方式，采用空、煤气换热器实收稿日期：2009- 01- 02作者简介：苗增军(1972 ),男，工程师，主要从事轧钢工艺设计及加热炉技术管理工作现对空气、煤气的预热。在正常生产中，由于空气换热 器最靠近加热炉炉尾，进口烟气温度一般在780弋50C,有时为提高加热能力，需要强制加热，造成烟气温度高达930 C左右；特别在组织生产含铌”钢时，进口烟气温度高达 1 000 C左右。含铌”钢加热温度为 1 2307 270 C致使空气换热器前三排不锈钢列管”易烧坏、漏气。漏气后进一步加快了不锈钢列管”氧化程度，一旦漏气，越漏越严重。空气风压、风量大幅 降低，不能保证正常燃烧，加热炉的加热能力大幅下降，被迫进行停炉更换，费时费力。1.2 方案与解决措施原设计空气换热器为列管式结构，列管的材质为1Cr18Ni9Ti，抗高温烟气的灼烧 、氧化、耐热性相 对较差，一旦岀现长时间高温烟气预热 ，很容易发生 烧漏现象。经过多次认真分析研究 ，决定对空气换热 器进行以下优化改造 ：(1)将空气换热器热风端前4排材质选择为0Cr25Ni20，要求耐热温度达到850 C，其余四排管51工业炉Industrial Furnace第31卷第2期2009年3月#技术改造：步进梁式加热炉关键部位的优化与改进子材质为1Cr18Ni9Ti。冷风端管子材质为20锅渗铝。这样的优化选择既考虑了换热器的工作特性，又保证了换热器的整体造价不过高 。0Cr25Ni20材质抗拉强度为 580 MPa、延伸率为54%，具有抗高温、耐腐蚀等优点，寿命为普通不锈钢的23倍，传热系数大，换热效果好。换热器的结构见图1个热电偶的数值。如果温降不在合理范围内就要寻 找原因，在停机时对空气换热器进行检查，利用长时间停机维修对换热器除灰吹扫。让该操作制度纳入标准化作业程序 。1.3 实施效果2005年3月份组织实施，更换后的换热器在图1换热器结构示意图二洞3-10xT T T T T V10x100 u002Q y *卡护06炉尾烟气流动方向:;內2） 由于空气换热器风箱处温度高，容易在列管与风箱接合处烧损漏风，现场增加一层3=6 mm钢板，较好解决了此处问题。同时考虑一旦岀现烟气温度过高，将加重对换热器损害，在空气换热器一侧增加一冷却风机，与烟气温度检测装置进行连锁控 制，一旦烟气温度超过 850 C，冷却风机启动 ，进行 强制冷却。3） 在实际生产中操作中，加强对换热器的维 护、检测，避免燃烧不完全造成煤气在烟道燃烧情况发生。勤注意观察布置在换热器底部、中部、上部三使用3年后状况仍然良好，空气预热温度仍能达到460 C以上，大大改善了燃烧条件，在轧制高温钢种如含Nb生产）时表现尤为突岀在每年历次检修检查中，均没有发现烧损漏气现象，取得较好效果2水梁滑块材质的选择和焊接工艺确定2.1 问题日常生产中，加热炉均热段动、静水梁上的弯头 处滑块时常因烧损、磨损严重，导致钢坯在向出炉辊 道平移钢坯时，易岀现 翻钢”现象。造成钢坯刮炉 墙、两支钢坯连续岀钢、降低加热炉正常岀钢节奏等问题。正常情况下，加热炉水梁的滑块一般使用周期 为23年，随着含Nb钢生产量增加，不到一年时 间，水梁滑块烧损、磨损非常严重 ，且出现部分滑块 整体脱落。有时为保正常生产，被迫临时停炉处理。2.2 方案与解决措施（1）对加热炉均热段及动、静水梁上的弯头处滑块的材质进行研究更换，用Co50代替原有的 Co20,使耐高温特性、耐磨性提升近一倍，见表1。#技术改造：步进梁式加热炉关键部位的优化与改进表1 Co50和Co20化学成分对比%）牌号CSiMnCrNiWMoCoNbSPCo500.15 -0.250.5 7.00.5 1.027 -2948 -520.5 0.02 0.02Co200.3 740.5 7.00.57.018 -2218-2218 -221.0 -3.0 0.02 0.02#技术改造：步进梁式加热炉关键部位的优化与改进#技术改造：步进梁式加热炉关键部位的优化与改进2）制定了严格规范的滑块与水梁的焊接工艺，保证了焊接质量 。由于滑块的材质中含Cr成分较高，与水梁弯头焊接容易产生热裂纹，为此采取特殊焊接工艺：使用A407焊条，直流焊接，焊接电流130 735 A。 焊前不预热，但需用乙炔焰轻轻烤去滑块表面上的 水汽。焊接滑块时先将每个滑块点焊，校正位置后正式焊接。焊时滑块两边同时施焊，从水梁两端开始向中心隔 5块跳着焊。尽可能用较小的线能量 进行焊接。层间温度控制在150 C以下。水梁内通水，但不必使水在水管内流动。焊条加热至250V00 C保温1 h，随用随取。所使用的砂轮片 只能专用于磨滑块，所用的钢丝刷及焊渣清除工具 一律由不锈钢制成。焊接操作时，应采用短弧。 一般母材的熔化量应控制在整个焊缝断面面积的35 %以下。焊后修磨，使焊缝饱满圆滑无砂眼。2.3实施效果对滑块成分、焊接工艺进行优化后，滑块的使用寿命明显提高，2005年3月份组织实施后，使用至今，滑块烧损、磨损情况不大，消除了原来翻钢”并钢连出”现象，稳定了加热炉出钢节奏。提高了加 热炉运行效率。3刮渣板固定结构改进与焊接方式优化3.1 问题步进梁式加热炉的水封槽上刮渣板的脱落、刮渣不彻底、易断裂等问题，常常使得氧化铁皮因刮不净堆积成堆，岀现顶坏密封箱，造成密封箱漏气炉压不稳等一系列问题，成为加热炉日常维护中的一大技术难题。一般1012个月就必须对水封槽上刮渣板进行全部更换 ，因为一旦岀现局部刮 渣板脱落，将造成该处氧化铁皮堆积，加热炉在步进过程中后面的刮渣板因受挤压易脱落变形，造 成通条刮渣板脱落。3.2方案与解决措施改变原有刮渣板焊接方式，将每单个煤气方箱两侧刮渣板制作成一独立的箱体结构，依此类推。每条水封槽共有14个煤气方箱，制作成14个独立刮渣板箱体结构。同时改变原来整体连接方式，在每两个密封箱之间增加 同时立筋之间加焊横筋 筋形成一封闭箱型结构4根立筋与炉底框架连接 ， ，使得每组刮渣板的吊筋 、横 ，最大限度增加其刚性 。调整原有刮渣板紧靠密封箱焊接方式，适当减少刮渣板宽度，距密封箱焊接处留有510 mm，避免步进梁往复运行时，刮渣板挤压、碰撞密封箱侧壁。具体结构形式对比见图2。3.3 实施效果改造后的水封槽刮渣板结构简单，刚性强，不易松动脱落。即使局部刮渣板有脱落、松动，不影响其它刮渣板，可以在短时间恢复正常。改造后的水封槽刮渣板运行周期由原来的10个月至一年，提高到22.5年。改造后，未再岀现因刮渣板松动、脱落造成氧化铁皮堆积刮碰煤气方箱的故障。炉昵T字銅木封常 2即洁阪改誥前旨皓利討比册4结论通过关键部位的优化改造，消除了加热炉运行中频繁发生故障的问题，对稳定加热炉高效运行起 到很好效果，有推广和借鉴意义。参考文献：1 王秉铨.工业炉设计手册M.2版.北京：机械工业出版社，1996.2 王庆祁，朱长华.步进式加热炉水梁与耐热滑块焊接J.焊接，1996 1） 20-21.54技术改造：步进梁式加热炉关键部位的优化与改进#技术改造：步进梁式加热炉关键部位的优化与改进天然气水合物一一可燃冰地质专家预测：中国2050年将把可燃冰能源民用化。中国地质调查局在我国南海北部神狐海域，成功钻取获得了高纯度天然气水合物实物样品，不仅使我国成为继美国、日本、印度之后第 4个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家，使我国天然气水合物的调查研究水平一举步入世界先进行列，也使人类试图利用这种新能源的努力成为可行。天然气水合物又称可燃冰 ，具有非常高的使用价值 ，1 m3的可燃冰等于 164 m3的常规天然气藏 。据保守 估算，世界上天然气水合物所含的有机碳的总资源量，相当于全球已知煤 、石油和天然气总量的 2倍。特别是天然气水合物的主要成分是甲烷，燃烧后几乎没有污染 ，是一种绿色的新型能源 。从其储量之大、分布范围之广和应用前景之好来看 ，它是石油、天然气、煤等传统能源之后最佳的接替能源 。可燃冰点燃了人类 21世纪 能源利用的希望之光 。天然气水合物是水和天然气（主要成分为甲烷 ）在中高压和低温条件下混合时产生的晶体物质，夕卜貌极似冰雪，点火即可燃烧，故又称之为 可燃冰”或者气冰”、固体瓦斯”。它在自然界分布非常广泛，海底以下01 500 m深的大陆架或北极等地的永久冻土带都有可能存在，世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。据第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1 000年的能源需要。工业炉杂志摘编）55