連鑄連軋加熱爐工藝制度研究.pdf

1、軋鋼加熱爐在鋼鐵企業(yè)中占有重要的地位，它的任務(wù)是加熱鋼坯，使鋼坯溫度及其溫度分布滿足軋制要求。在加熱過程中，爐溫過高或在爐內(nèi)停留時(shí)間過長，都會(huì)造成鋼坯表面氧化鐵皮的增加，直接影響到鋼坯的成材率和鋼材的質(zhì)量；爐溫過低，軋機(jī)無法順利軋制，嚴(yán)重磨損軋輥，縮短軋機(jī)使用壽命，損毀其它配套機(jī)電設(shè)備，汽化冷卻系統(tǒng)故障多，這些都直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 鞍鋼股份有限公司一煉鋼連軋車間連鑄坯直送熱裝軋制生產(chǎn)線是2000年投產(chǎn)的。2002年隨著連鑄

2、拉坯速度的提高和品種的改變，加熱爐的生產(chǎn)節(jié)奏和溫度制度發(fā)生了較大變化，原工藝制度對生產(chǎn)操作不能起到指導(dǎo)、控制作用。不合理的加熱制度造成了加熱爐的氧化燒損比較嚴(yán)重，爐底氧化鐵皮上漲較快，加熱爐清渣周期只有6個(gè)月。與國內(nèi)先進(jìn)企業(yè)相比存在一定差距，寶鋼1580生產(chǎn)線氧化燒損只有0.85％，清渣周期可達(dá)到9個(gè)月左右。清渣不僅降低了爐子作業(yè)率，影響產(chǎn)量，還縮短了爐子壽命，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；同時(shí)造成加熱爐水管黑印嚴(yán)重問題，進(jìn)一步制約了生產(chǎn)線的產(chǎn)

3、能及軋制質(zhì)量，據(jù)測試出爐鑄坯的黑印溫差達(dá)80℃以上，引起軋機(jī)負(fù)荷波動(dòng)，影響到軋制工藝的穩(wěn)定性，例如產(chǎn)品尺寸超差，延伸性能不合格，成品彎曲等問題，嚴(yán)重制約高品質(zhì)鋼材的生產(chǎn)<'[1]>。本文對加熱溫度、燃料供應(yīng)、空燃比結(jié)構(gòu)、爐壓控制以及待軋制度等幾方面進(jìn)行研究，并對原有的加熱制度進(jìn)行了重新修訂。 連鑄連軋加熱爐是連接煉鋼與熱軋兩工序的重要設(shè)備，用于加熱鑄坯使其溫度提高到可以軋制的溫度。不僅要求降低燃料消耗、提高燃料利用率、減少鑄坯氧

4、化燒損、降低軋鋼生產(chǎn)成本，而且更注重提高鑄坯加熱質(zhì)量，保證鑄坯加熱溫度的均勻性，給軋鋼生產(chǎn)提供合格的工藝條件，最終生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品<'[2]>。為了滿足軋制工藝的要求，制定合理的加熱制度是關(guān)鍵，鑄坯加熱的工藝制度一般包括：鑄坯加熱溫度、斷面允許溫差、允許各期加熱速度、供熱制度、空燃比、爐壓控制、爐子氣氛以及待軋制度溫?zé)嶂贫鹊取Ｍ瑫r(shí)，針對有汽化冷卻系統(tǒng)的加熱爐還應(yīng)考慮負(fù)荷變化對系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響。 合理的工藝制度是加熱爐實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、

5、優(yōu)質(zhì)和低消耗的關(guān)鍵。加熱過程爐膛的壓力分布、鋼坯的溫度分布、爐內(nèi)氣氛情況能夠代表熱工制度的實(shí)際情況，因此，要了解掌握加熱爐內(nèi)實(shí)際執(zhí)行的熱工制度或?qū)ふ易罴训臒峁ぶ贫龋瑧?yīng)進(jìn)行鋼坯溫度的在線測量<'[3]>。通過對鋼坯不同部位升溫及出爐后降溫規(guī)律進(jìn)行了熱工分析，發(fā)現(xiàn)了爐子操作及結(jié)構(gòu)方面的問題。目前，各鋼廠都開發(fā)高附加值產(chǎn)品，其特點(diǎn)是對加熱工藝提出了新要求。若鋼坯加熱工藝不合理將引起表面軋制等缺陷，如 PD3，U71Mn 等重軌鋼種和一些軍工產(chǎn)

6、品由于含碳量高，鋼坯在加熱過程中過熱、過燒敏感性大，氧化、脫碳較嚴(yán)重。連軋生產(chǎn)線N80管坯從試制開始，連鑄坯經(jīng)連軋熱裝爐軋制后的管坯，表面質(zhì)量很差，存在較嚴(yán)重的星狀裂紋及直線裂紋。經(jīng)技術(shù)中心分析，是鑄坯內(nèi)的相變應(yīng)力較大及晶粒連續(xù)性差，在軋制過程中，軋制外力與組織應(yīng)力相配合，超過金屬強(qiáng)度極限，管坯表面即產(chǎn)生裂紋。對此，N80管坯一直執(zhí)行鑄坯冷裝爐加熱工藝，連軋加熱成本高，經(jīng)過不斷生產(chǎn)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)這種相變應(yīng)力產(chǎn)生的裂紋與鋼水成份有關(guān)，主要是A

7、l與N形成的AlN化合物，在鋼水凝固過程中易沿晶界析出，破壞了金屬晶粒的連續(xù)性，同時(shí)產(chǎn)生較大的組織應(yīng)力。軋制外力與組織應(yīng)力相配合，超過金屬強(qiáng)度極限，管坯表面即產(chǎn)生裂紋。也就是得出了鋼水成份設(shè)計(jì)不合理是造成N80管坯表面裂紋的主要因素。由此可見，針對一些工藝問題還應(yīng)系統(tǒng)地分析原因。 加熱爐上的工藝裝備改造是實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化的重要手段。鋼坯加熱過程中，最大工藝難點(diǎn)是水冷支撐梁及其滑軌引起的加熱黑印缺陷，它會(huì)引起軋機(jī)負(fù)荷波動(dòng)，影響到軋制工

8、藝的穩(wěn)定性，例如產(chǎn)品尺寸超差，延伸性能不合格，嚴(yán)重制約高品質(zhì)鋼材的生產(chǎn)。對于克服或減輕鋼坯在加熱過程中的“黑印”，傳統(tǒng)的方法主要有：提高加熱段爐溫，延長鋼坯在加熱爐的均熱時(shí)間；改變滑道結(jié)構(gòu)，在加熱爐爐底縱向全熱滑塊。為解決以上鋼坯“黑印”問題，通過分析加熱爐的實(shí)際結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)操作特點(diǎn)，采用新型孔洞式全熱滑軌技術(shù)對爐內(nèi)滑軌進(jìn)行了更新改造。該技術(shù)改變了滑塊結(jié)構(gòu)，根據(jù)爐內(nèi)滑軌熱態(tài)工作實(shí)際情況，采用孔洞式全熱滑軌滑塊，即在滑塊中部設(shè)置直徑、數(shù)量不

9、等的隔熱孔洞，從結(jié)構(gòu)上增加滑塊熱阻，減少滑軌頂部熱流向水管傳遞，提高全爐滑軌項(xiàng)部溫度，使之等于或趨近于鋼坯加熱過程中爐內(nèi)各段鋼坯表面溫度，通過提高滑塊高度，改變滑塊排列結(jié)構(gòu)尺寸將原來傳統(tǒng)的單列密排改為雙列錯(cuò)排，加大滑塊排列間距，減少爐膛水管、滑塊屏蔽高溫爐膛對鋼坯的輻射，強(qiáng)化高溫氣體與鋼坯的對流傳熱，縮短鋼坯與滑塊的接觸時(shí)間50～60％，鋼坯在爐內(nèi)處于半懸空狀態(tài)下被加熱，改善全爐下部爐膛熱交換效果。連軋加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)自運(yùn)行以來，發(fā)生

10、7次爐內(nèi)水管爆裂事故，發(fā)生部位集中于爐內(nèi)高溫段，04年以前爐尾外部上料臺(tái)架處焊口逢點(diǎn)爐時(shí)經(jīng)常發(fā)生焊口開裂事故，爐內(nèi)爆裂部位多數(shù)有“鼓脹”現(xiàn)象。該事故直接影響了加熱爐的生產(chǎn)順行，對能耗、生產(chǎn)率及合理的工藝操作產(chǎn)生了惡劣影響，為了消除事故，采取了系統(tǒng)分析，綜合治理的辦法有效解決了這一問題。總之，通過對現(xiàn)有熱工操作制度和氧化鐵皮取樣以及理化檢驗(yàn)分析，根據(jù)對加熱爐操作參數(shù)和加熱制度分析得出的結(jié)論，結(jié)合加熱爐在線測溫?cái)?shù)據(jù)，提出在現(xiàn)行加熱爐加熱制度