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轧钢加热炉汽化冷却余热的合理利用技术__tr
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第一章 加热炉汽化冷却系统概述.doc
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文档介绍：
第一章加热炉汽化冷却系统概述
1.1 加热炉(尤其蓄热式)一应用概况
加热炉是轧钢生产中不可缺少的设备之一,它在很大程度上影响着产品的质量和技术经济指标[1]。钢铁企业轧钢领域蓄热式换热技术的应用,可从以下几个方面来分:
从炉型上分:有推钢式加热炉;步进梁式加热炉;车底式炉;均热炉;罩式炉;带材连续式热处理炉及冶炼连铸领域的烘烤设备。
从匹配的轧机分:棒材、高速线材、中厚板、热带、H型钢、及型钢等加热炉。其中以步进梁炉为主。
从加热的钢种分,普碳、低和金和特殊钢加热炉。(暂无加热硅钢坯的业绩)
从加热钢坯规格分:方坯最长达16m,断面最大为300×400板坯最长达15.6m;板坯厚:250mm~300mm。
在轧钢生产中加热炉必须满足几方面的要求:生产率高、加热质量好、燃耗低、劳动条件好、寿命长。为了达到这几方面的要求,必须很好的掌握加热炉的结构、原理和设计方法,以便选好、用好、改造好和设计好所需的加热炉。采用这项技术的企业主要还是集中在地方中小型和民营钢铁企业,并且大部分都是烧纯高炉煤气的蓄热式加热炉,因此这些企业加热钢坯的燃烧成本低,钢铁产品的价格竞争性强,利润率高。其中代表性的烧高炉煤气的蓄热式步进梁式加热炉有:一是唐山国丰的1450mm连铸连轧工程,加热的板坯长15.6m,小时产量达290t的步进梁式加热炉,采用的也是烧高炉煤气的蓄热式步进梁式加热炉,该座炉子已经顺利投产。加热质量、产量、热耗都达到预想的效果。唐钢连铸连轧,板坯长15m,产量250t/h,也是烧高炉煤气的蓄热式步进梁式炉,也成果显著[2]。
1.2加热炉的组成结构及热工控制
1.2.1加热炉的结构
一般加热炉由以下几部分组成:炉膛、燃料系统、供风系统、排烟系统、冷却系统、余热利用装置等。按钢料在炉内的运动方式分类:推钢式炉、步进式炉、辊底式炉等等。按空气和煤气的预热方式分类:不预热式炉、换热式炉、蓄热式炉。
蓄热式燃烧系统由蓄热室、煤气燃烧室、换向系统、供风系统、煤气系统、排烟系统等组成,主要由蓄热式烧嘴和换向系统组成。蓄热室布置在炉子两侧,并以炉子中心线成对称布置。每个“烧嘴”包括一个空气喷口和一个煤气喷口,成上下布置,其中上加热煤气在下,空气在上;下加热煤气在上,空气在下。空气、煤气喷入炉膛后,边混合边燃烧造成高温、低氧环境,使NOx的生成量大大降低,这种燃烧方式可以达到节能环保的目的。
换向装置是加热炉的重要部件,整个燃烧过程都是靠换向装置完成的。其原理是采用蓄热室预蓄热,达到在最大程度上回收调温烟气的温热,提高助燃空气温度的效果。包括俩部分,高炉煤气、空气换向,换向阀换向。
换向一:高炉煤气、空气分别经换向阀,通过左边的煤气蓄热室B、空气蓄热室A在烧嘴1燃烧。高温废气由烧嘴2经煤气蓄热室B、空气蓄热室A分别将蓄热室内蓄热体加热后通过换向阀排出。见图1-1
换向二:换向阀换向:煤气、空气分别经右边煤气蓄热室B、空气蓄热室A被室内炽热的蓄热体预热(预热温度达;C以上)后在烧嘴2燃烧,高温废气由烧嘴1经煤气蓄热室B、空气蓄热室A分别将室内蓄热体加热后,通过换向阀排出。见图1-2
蓄热式加热炉
空气蓄热室A
煤气蓄热室B
空气蓄热室A
煤气蓄热室B
图1-1 换向阀状态一
蓄热式加热炉
空气蓄热室A
煤气蓄热室B
空气蓄热室A
煤气蓄热室B
图1-2 换向阀状态二
1.2.2加热炉热工控制要求
三段炉温自动控制
三段炉压自动控制
炉压分三点控制,通过同时同向调节排烟机空气、煤气系统炉压调节阀来实现。
三段空燃比自动比例调节
排烟温度调节及超温报警
通过调节空、煤气侧排烟管上的炉压调节阀来实现,即通过调节各段空、煤气侧排烟管上的炉压调节阀间的比例设定值而使每段间空、煤气蓄热室的烟气温度趋于一致;排烟温度超温(&180℃)报警,并有信号输出给换向阀控制器,&200℃时实现强制换向。
煤气总管低压报警、煤气总管自动切断,切断点在煤气分管快切阀。
空气、压缩空气总管低压报警,煤气总管自动切断,切断点在煤气分管快切阀。
设4点CO检测报警装置
1.3 蓄热式加热炉汽化冷却系统的发展和现状
1.3.1 加热炉汽化冷却的发展过程
加热炉汽包是加热炉的重要设备之一,它的稳定运行,对整个生产的连续性、安全性以及生产出产品的质量都会产生影响[3]。如图为一个加热炉汽包的外形结构见图1-3:
图1-3 加热炉汽包外形图
工业加热炉汽包水位控制系统经历了几个阶段。
1.早期的控制方案多采用单冲量方式即以水位为反馈量构成单参数单回路反馈控制系统,它是最简单、最基本的控制方案,但单冲量方式存在着许多缺点:首先,只根据水位信号调节给水量,阶跃扰动很大时,加热炉汽包会产生“虚假水位”现象,导致精确控制难以进行。其次,给水量变化时,调节器要等到水位变化后才开始动作,而在调节器动作后又要一段滞后时间才对汽包水位发生影响,因此,必将导致汽包水位波动幅度大,调节时间长。
2.双冲量控制方式. 对于虚假水位现象严重及水位反应速度快的加热炉,为了改善其调节品质,满足运行的需要,双冲量控制问世。双冲量控制方案是以加热炉汽包水位信号作为主调节信号,以蒸汽流量信号为前馈信号构成的控制系统。这种方法的缺点是调节作用不能及时地反映给水方面的扰动,当给水量发生扰动时,要等到汽包水位信号变化时才能通过调节器操作执行器进行调节,滞后时间长,水位波动大。
3.三冲量水位控制系统以汽包水位为主调节信号,蒸汽流量为调节器的前馈信号,给水流量为反馈信号组成的调节系统。这种采用蒸汽流量信号对给水流量进行前馈调节,克服了外扰的影响,用给水流量信号作为反馈信号,克服了内扰影响,从而使给水调节质量大大提高了,较好的控制了水位的变化。
1.3.2 汽化冷却的原理和优点
1)冷却构件及原理
蓄热式加热炉的冷却构件有:支持钢料滑行的纵横炉底管、炉顶吊梁、进料
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cbulogin.et2Server is OK每一套转炉汽化冷却系统都是在用户和工艺的特殊要求下设计完成。
Every boiloff refrigeration system of convertor is designed and completed by user.
分析了武钢轧板厂2#加热炉汽化冷却系统热水泵运行中存在故障的原因。
The paper analyzed the equipment fault of the hot water pump of the evaporation cooling system in the 2th furnace.
从节能和安全生产两方面出发，阐述了步进梁式加热炉采用汽化冷却的优势。
Based on energy saving and safety operation, the advantages of evaporation cooling used in a walking-beam furnace are expounded.
本文用数理统计的方法分析了锰铁高炉冶炼参数对汽化冷却的影响。
The effect of smelting parameters of a ferromanganese blast furnace on evaporated cooling is analyzed by mathematical statistics.
以推钢式连续加热炉为对象，建立了炉底纵水管自然循环汽化冷却系统的流动及传热数学模型，并根据该模型计算出汽包压力对系统工作指标的影响。
The fluid and heat transfer math model in a steam cooling system with natural cycle has been built up on the pusher reheating furnace.
介绍了康斯迪电弧炉汽化冷却项目的工艺流程、设备特点、经济效益。
This paper introduces the technological process, equipment characteristics and the benefit of vaporized cooling project of Consteel electric arc furnace.
重点介绍了汽化冷却、余热利用技术，以及从炉膛结构、控制方面的节能措施。
Put the emphasises on the technology of evaporated cooling, waste heat utilizing and the means of energy saving from the structure of hearth and automatic control.
并在高炉正常生产状态下，成功实施了汽化冷却与软水密闭循环系统的安全切换。
The evaporated cooling system with soft water closed loop system was switched over successfully in the normal production condition of the BF.
介绍了沸腾炉汽化冷却器更换时采用新的吊装方案的设计过程、特点及应用效果。
This paper introduces the design process of hoisting scheme for exchange roaster vaporization cooler. It also describes the main features of hoisting scheme and application result.
本文介绍了步进梁式加热炉汽化冷却系统中的步进装置采用立式结构的技术方案。
In this paper, the technical scheme of vertical stepping device used in walking beam heating-furnace was discussed.
研究了热粘液中引入挥发性冷剂进行汽化冷却的传热过程。
The heat transfer in the process of vaporizing cooling by introducing volatile liquid coolant into viscous liquid was studied.
介绍了济南钢铁集团总公司第三炼钢厂转炉区域汽化冷却系统的组成、控制结构及操作模式。
This paper introduced the composition, the control structure and operation mode of the converter's boiler and cooling system in the 3rd Steelmaking Plant of Jinan Iorn and Steel Group Corporation.
介绍了中板厂加热炉由水冷却改造为汽化冷却的必要性和明显的经济效益。
Introducing the necessary of medium-plate-rolling -plant heating-furnace remaking from water-cooling to steam-cooling and obvious economy benefit.
介绍了我国两种炉型采用加热炉汽化冷却的发展过程。
The developing process in China that two kinds of walking-beam furnace adopt evaporation cooling is presented.
转炉汽化冷却烟道是炼钢过程中的主要设备，其工作环境极其恶劣，极易发生漏水现象。
The cooling flue pipes of vaporization system is one of the main equipment in steel-making process, whose working environment is extremely bad, taking place water leaking phenomenon easiest.
本文还论述了盲肠管式T型支撑在加热炉汽化冷却自然循环中的作用、运行原理、冷却效果及其效益。
Inthis paper, the function, operating principle, cooling effect and benefit of the prop in evaporative cooling system of natural circulation type reheating furnace are discussed as well.
并在高炉正常生产状态下，成功实施了汽化冷却与软水密闭循环系统的安全切换。
In order to prolong the life of cooling stave, the engineering of closed loop soft water cooling was installed in No.
介绍了营口中板厂轧钢加热炉实现全炉汽化冷却的措施和改造效果。
The paper introduces the measure and the effect of modification of realizing vaporized cooling of the whole steel rolling heating furnace.
介绍了加热炉汽化冷却技术及其应用。
The article introduces steam-cooling technology application of heating furnace.
转炉烟罩是转炉炼钢过程中的主要设备之一，转炉烟道汽化冷却的运行工况随转炉冶炼工艺而周期性、急剧地变化。
The chimney of converter is one of the main equipment in steel-making factories. The boiloff and cooling of cooling water in the chimney tubes change with smelting process rapidly and periodically.
介绍了华菱集团涟源钢铁公司型材厂蓄热式加热炉的事故现象，分析了事故发生的原因是汽化冷却循环不正常。
The failures of reheating furnace of Lianyuan Iron & Steel Co. , Ltd. were described. The failure cause was analyzed which is evaporative cooling failure.
利用高效热管，将转炉汽化冷却烟道出口烟气从较高的温度冷却到200℃以下，然后经布袋除尘排入大气。
A high efficiency heat pipe was used to lower the fume temperature below 200℃ at the outlet of the vapourizing and cooling flue of the converter.
针对汽化冷却循环不正常的两种观点逐一进行了分析，最后得出纵水管汽化冷却脉动是导致冷却循环不正常的原因，从而提出了相应措施。
Two opinions of evaporative cooling failure were analyzed, and pulsating of evaporative cooling was the main cause. At last, some preventive measures were put forward.
介绍了焦炉上升管汽化冷却的应用情况，论述了20年来对它的改进和完善，并指出了发展前景。
The application of the gasification cooling of coke oven ascension pipe is de- scribed. Its improvement and perfection done for 20 years are expounded and its developing prospect is pointed out.
研究轧制过程中汽化冷却水对轧件温度场的影响，提出冷却水喷嘴的改进方向。
Finally it researches the temperature field of rolled piece influenced by vaporized cooling water in rolling process and puts forward the improvement direction of the spring nozzle of cooling water.
韶钢三轧厂加热炉汽化冷却系统清水泵使用变频技术，实现了加热炉汽包水位自动调节。
By applying a frequency-converter to the clear-water pump in the steam-cooling system for the soaking furnace at the No. 3 Mill of SISG, the water-level auto-regulation of the steam dome was realized.
在另一个实施方案中，该方法进一步包括在热交 换区内部分汽化冷却剂液体流，以保持以重量计至少1％的液体组分。
In another embodiment, the method further includes partially evaporating the refrigerant liquid stream within the heat exchange area to retain a liquid fraction of at least 1% by weight.
利用激光热源把材料局部熔化或汽化，冷却融合称为激光焊接；
The technique of using laser thermal damage to melt or boil away port of materials and then cooling fuse is called laser jointing.
单位使用的冷却剂是泵浦作为一个冷冻液的模块，如冷却液汽化，然后是作为一种气体，这种气体吸收热量。
The units use a coolant that is pumped as a refrigerated liquid to the modules, where the coolant is then vaporized as a gas that absorbs heat.
这样做，一方面使得汽化的油经冷却后变成液态，有利于油烟的收集。
On the one hand, vaporized oil becomes liquid after being cooled, thus being beneficial to collecting the lampblack;
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