降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的裝置，包括設置在除鱗裝置(1)和加熱爐(3)之間的鋼坯出爐溫度檢測元件(2)、設置在軋鋼加熱爐(3)均熱段的均熱段參數(shù)檢測元件(4)、設置在軋鋼加熱爐(3)二加熱段的二加熱段參數(shù)檢測元件(5)、設置在軋鋼加熱爐(3)一加熱段的一加熱段參數(shù)檢測元件(6)、設置在軋鋼加熱爐(3)爐尾的爐尾煙氣參數(shù)檢測元件(14)、信號發(fā)射器(8)、信號接收器(15)、及監(jiān)控機(16)。本發(fā)明還提供了一種降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的方法，通過優(yōu)化控制燃燒空燃比、爐溫、爐壓及出鋼溫度，最終實現(xiàn)軋鋼加熱爐高效節(jié)能和降低鋼坯氧化燒損的目標。
【專利說明】降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的裝置及其方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于煉鋼節(jié)能【技術領域】，特別涉及一種降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的裝 置及其方法。

【背景技術】
[0002] 軋鋼加熱爐能耗占軋鋼系統(tǒng)工序能耗的60?70%，是軋鋼系統(tǒng)節(jié)能的重點。隨著 近年鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，乳鋼加熱環(huán)節(jié)越來越重要，其中氧化燒損是軋鋼加熱 過程不可避免的問題。鋼坯氧化的危害主要表現(xiàn)在：1、造成金屬損失，降低成材率；2、燒損 嚴重說明燃燒不佳造成煤氣消耗過量；3、引起一系列不良后果，如脫碳、氣泡顯露等問題， 嚴重影響鋼坯的軋制質(zhì)量；4、增加停爐清渣次數(shù)，影響產(chǎn)量。形成氧化燒損的機理是爐氣中 的氧原子通過鋼坯表面向內(nèi)部擴散，鐵離子則由內(nèi)部向外部擴散，當兩元素在一定加熱溫 度和爐內(nèi)氣氛等條件下，發(fā)生化學反應生成鐵氧化物。
[0003] 影響鋼坯氧化燒損因素很多，如爐膛加熱溫度、鋼坯加熱時間、鋼坯出爐溫度和爐 內(nèi)氧氣氛等，其中氧化燒損量隨加熱溫度的升高而急劇增加，尤其是800°C以上更為迅速， 其次加熱時間與氧化燒損量成正比，針對鋼坯氧化燒損問題，國內(nèi)許多學者提出了許多降 低鋼坯氧化燒損的措施，如鋼坯表面涂層的方法，如鋼坯熱裝熱送的方法等，盡管這些方法 在一定程度上緩解了氧化燒損的生成量，但還是很有限，在實際生產(chǎn)中，還需要進一步降低 軋鋼加熱爐鋼坯的氧化燒損。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的裝置及其方法，以實 現(xiàn)既能降低鋼坯氧化燒損又能達到高效節(jié)能的目標。
[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的裝置， 包括設置在除鱗裝置和加熱爐之間的鋼坯出爐溫度檢測元件、設置在軋鋼加熱爐均熱段的 均熱段參數(shù)檢測元件、設置在軋鋼加熱爐二加熱段的二加熱段參數(shù)檢測元件、設置在軋鋼 加熱爐一加熱段的一加熱段參數(shù)檢測元件、設置在軋鋼加熱爐爐尾的爐尾煙氣參數(shù)檢測元 件、信號發(fā)射器、信號接收器、及與信號接收器連接的監(jiān)控機，所述鋼坯出爐溫度檢測元件、 均熱段參數(shù)檢測元件、二加熱段參數(shù)檢測元件、一加熱段參數(shù)檢測元件和爐尾煙氣參數(shù)檢 測元件分別與信號發(fā)射器連接，所述信號發(fā)射器將所述各檢測元件檢測的數(shù)據(jù)信號通過所 述信號接收器傳輸給監(jiān)控機，監(jiān)控機通過所述各檢測元件控制鋼坯出爐溫度及加熱爐各段 的爐溫和爐壓、煤氣和助燃空氣流量、殘氧和空燃比、及爐尾煙氣殘氧，以降低鋼坯的氧化 燒損。
[0006] 進一步地，所述均熱段參數(shù)檢測元件、二加熱段參數(shù)檢測元件、一加熱段參數(shù)檢測 元件和爐尾煙氣參數(shù)檢測元件均包括爐溫檢測元件、爐壓檢測元件和爐氣參數(shù)檢測元件。
[0007] 進一步地，所述爐氣參數(shù)檢測元件包括殘氧參數(shù)檢測元件。
[0008] 進一步地，所述信號發(fā)射器與信號接收器之間的數(shù)據(jù)信號傳輸為無線或藍牙傳 輸。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的方法，包括如下措施：
[0010] 1)通過均熱段參數(shù)檢測元件、二加熱段參數(shù)檢測元件、一加熱段參數(shù)檢測元件和 爐尾煙氣參數(shù)檢測元件，由監(jiān)控機顯示并分段控制加熱爐的均熱段、二加熱段、一加熱段和 預熱段各段的爐溫、煤氣和助燃空氣流量、殘氧和空燃比、及爐尾煙氣殘氧；
[0011] 2)通過監(jiān)控機分別控制均熱段、二加熱段、一加熱段和預熱段各段的爐壓；
[0012] 3)熱裝熱送入爐鋼坯，通過鋼坯出爐溫度檢測元件以低限設定出爐鋼坯溫度。
[0013] 進一步地，所述爐尾煙氣殘氧和爐內(nèi)各段殘氧以體積百分比控制為不高于3%。
[0014] 進一步地，所述預熱段爐溫控制為不高于900°C，一加熱、二加熱和均熱段的爐溫 控制為不高于1250°C。
[0015] 進一步地，所述均熱段、二加熱段、一加熱段和預熱段各段的爐壓控制為10? 30Pa。
[0016] 進一步地，所述入爐鋼坯熱裝熱送的溫度不低于400°C，所述出爐鋼坯的溫度不高 于 1230°C。
[0017] 本發(fā)明提供的一種降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的裝置及其方法，具有如下優(yōu) 占·
[0018] 1、在加熱爐的均熱段、二加熱段、一加熱段和爐尾分別設置參數(shù)檢測元件，通過加 熱爐各段的殘氧及爐尾煙氣殘氧的檢測，調(diào)節(jié)煤氣和助燃空氣流量，精確調(diào)節(jié)空燃比，保證 高溫加熱段煤氣的完全燃燒，提高燃燒效率，減少過?？諝鈳С龅臒崃繐p失，使煤氣燃燒完 全高效，節(jié)約鋼坯的在加熱爐內(nèi)的加熱時間，從而降低鋼坯氧化燒損。
[0019] 2、通過對加熱爐各段的爐溫和爐壓分段合理控制，能夠有效保證軋鋼加熱爐的加 熱效率，從而保證鋼坯加熱穩(wěn)定性，降低燒損。
[0020] 3、以低限出爐溫度控制鋼坯的出爐溫度，既能滿足鋼坯軋鋼的質(zhì)量要求，又能達 到降低軋鋼加熱爐燃耗和燒損的目標。
[0021] 4、入爐鋼坯采用熱裝熱送技術，不僅能夠提高鋼坯的入爐溫度，而且能夠大大減 少鋼坯在爐的加熱時間，從而大大減少鋼坯的氧化燒損并大大降低軋鋼的工序能耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明實施例提供的降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損裝置的布置總圖。
[0023] 圖2為本發(fā)明實施例提供的降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損方法的控制流程框圖。
[0024] 圖中，1、除鱗裝置，2、出爐鋼坯溫度檢測元件，3、加熱爐，4、均熱段參數(shù)檢測元件， 5、二加熱段參數(shù)檢測元件，6、一加熱段參數(shù)檢測元件，7、入爐鋼坯，8、信號發(fā)射器，9、均熱 段，10、二加熱段，11、一加熱段，12、預熱段，13、冷卻水梁、14、爐尾煙氣參數(shù)檢測元件，15、 信號接收器，16、監(jiān)控機。

【具體實施方式】
[0025] 參見圖1，本發(fā)明實施例提供的一種降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的裝置，包括設 置在除鱗裝置1和軋鋼加熱爐3之間的鋼坯出爐溫度檢測元件2、設置在加熱爐3均熱段9 的均熱段參數(shù)檢測元件4、設置在加熱爐3二加熱段10的二加熱段參數(shù)檢測元件5、設置在 加熱爐3 -加熱段11的一加熱段參數(shù)檢測元件6、設置在加熱爐3爐尾的爐尾煙氣參數(shù)檢 測元件14、信號發(fā)射器8、信號接收器15、及與信號接收器15連接的監(jiān)控機16。鋼坯出爐 溫度檢測元件2、均熱段參數(shù)檢測元件4、二加熱段參數(shù)檢測元件5、一加熱段參數(shù)檢測元件 6和爐尾煙氣參數(shù)檢測元件14分別與信號發(fā)射器8連接，信號發(fā)射器8能將鋼坯出爐溫度 檢測元件2、均熱段參數(shù)檢測元件4、二加熱段參數(shù)檢測元件5、一加熱段參數(shù)檢測元件6和 爐尾煙氣參數(shù)檢測元件14檢測的數(shù)據(jù)信號傳輸給信號接收器15,信號接收器15再將這些 數(shù)據(jù)信號傳輸給監(jiān)控機16,并且監(jiān)控機16能夠通過上述的各個檢測元件控制鋼坯出爐溫 度及加熱爐3各段的爐溫和爐壓、煤氣和助燃空氣流量、殘氧和空燃比、及爐尾煙氣殘氧， 以降低鋼坯的氧化燒損。
[0026] 其中，均熱段參數(shù)檢測元件4、二加熱段參數(shù)檢測元件5、一加熱段參數(shù)檢測元件6 和爐尾煙氣參數(shù)檢測元件14包括爐溫檢測元件、爐壓檢測元件和爐氣參數(shù)檢測元件。
[0027] 其中，爐氣參數(shù)檢測元件包括殘氧參數(shù)檢測元件。
[0028] 其中，信號發(fā)射器8與信號接收器15之間的數(shù)據(jù)信號傳輸為無線或藍牙傳輸。
[0029] 本發(fā)明還提供了一種降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的方法，包括如下控制措施：
[0030] 1)通過與信號發(fā)射器8連接的均熱段參數(shù)檢測元件4、二加熱段參數(shù)檢測元件5、 一加熱段參數(shù)檢測元件6和爐尾煙氣參數(shù)檢測元件14,在監(jiān)控機16上顯示并分段控制加 熱爐3的均熱段9、二加熱段10、一加熱段11和預熱段12各段的爐溫、煤氣和助燃空氣流 量、爐尾煙氣殘氧、爐內(nèi)各段殘氧和空燃比；將爐尾煙氣殘氧和爐內(nèi)各段殘氧以體積百分比 計控制為不高于3% ;控制預熱段12的爐溫不高于900°C，控制一加熱11、二加熱10和均 熱段9的爐溫不高于1250°C。
[0031] 2)通過均熱段參數(shù)檢測元件4、二加熱段參數(shù)檢測元件5、一加熱段參數(shù)檢測元件 6和爐尾煙氣參數(shù)檢測元件14,利用監(jiān)控機16分別調(diào)整均熱段9、二加熱段10、一加熱段11 和預熱段12各段上的煙道閘板開度和風機閥門開度，從而分別控制均熱段9、二加熱段10、 一加熱段11和預熱段12各段的爐壓；將均熱段9、二加熱段10、一加熱段11和預熱段12 各段的爐壓控制在10?30Pa。
[0032] 3)熱裝熱送入爐鋼坯7,通過鋼坯出爐溫度檢測元件2以低限設定出爐鋼坯溫度， 控制入爐鋼坯7熱裝熱送的溫度不低于400°C，將出爐鋼坯的溫度控制為不高于1230°C。
[0033] 本發(fā)明提供的降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的方法具體實施如下：
[0034] 參見圖2,設定加熱爐3的預熱段12的爐溫不高于900°C，均熱段9、二加熱10和 一加熱11的爐溫均不高于1250°c，將出爐鋼坯溫度檢測元件2檢測的鋼坯出爐溫度，均熱 段參數(shù)檢測元件4、二加熱段參數(shù)檢測元件5和一加熱段參數(shù)檢測元件6檢測的各段爐溫、 各段爐壓和殘氧等參數(shù)，以及爐尾煙氣參數(shù)檢測元件14檢測的煙氣溫度和煙氣殘氧參數(shù)， 經(jīng)數(shù)據(jù)線送入信號發(fā)射器8,信號發(fā)射器8以無線或藍牙的形式將信號發(fā)出，數(shù)據(jù)信號經(jīng)信 號接收器15接收送入監(jiān)控機16,將入爐鋼坯7熱裝熱送軋鋼加熱爐3后，置于冷卻水梁13 上面加熱。
[0035] 檢測爐尾煙氣殘氧體積百分比是否超過3%，如超出3%，則通過監(jiān)控機16發(fā)出指 令給爐尾煙氣參數(shù)檢測元件14,減少爐尾助燃空氣流量；或者如果爐內(nèi)鋼坯是加速升溫則 通過監(jiān)控機16發(fā)出指令給均熱段參數(shù)檢測元件4、二加熱段參數(shù)檢測元件5和一加熱段參 數(shù)檢測元件6,增加均熱段9、二加熱段10和一加熱段11相應各段的煤氣流量，將煙氣殘氧 降至3%以內(nèi)。分段檢測均熱段9、二加熱段10和一加熱段11各段的殘氧體積比例是否超 出3%，如超出3%，則分別調(diào)整其相應段的空燃比，從而實現(xiàn)空燃比的優(yōu)化調(diào)節(jié)以降低殘 氧比。對于不同種類煤氣的空燃比控制范圍如表1所示。
[0036] 設定均熱段9、二加熱段10、一加熱段11和預熱段12各段爐壓的范圍為10_30Pa， 如爐壓超出該范圍，則通過監(jiān)控機16關小煤氣閥門，或開大煙氣調(diào)節(jié)閥，將爐內(nèi)各段的爐 壓降至10-30Pa以內(nèi)。最后將鋼坯出爐溫度設置范圍調(diào)整為最低出鋼溫度要求，即通過監(jiān) 控機16將監(jiān)測的鋼坯出爐溫度降至1230°C以內(nèi)。對于加熱爐3各段的各個控制參數(shù)范圍 及入爐和出爐溫度控制如表2所示。
[0037] 表1不同煤氣種類空燃比控制范圍
[0038]

【權利要求】
1. 一種降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的裝置，其特征在于：包括設置在除鱗裝置（1) 和加熱爐（3)之間的鋼坯出爐溫度檢測元件（2)、設置在均熱段（9)的均熱段參數(shù)檢測元 件（4)、設置在二加熱段（10)的二加熱段參數(shù)檢測元件（5)、設置在一加熱段（11)的一加 熱段參數(shù)檢測元件（6)、設置在軋鋼加熱爐（3)爐尾的爐尾煙氣參數(shù)檢測元件（14)、信號發(fā) 射器（8)、信號接收器（15)、及與信號接收器（15)連接的監(jiān)控機（16)，所述檢測元件（2、4、 5、6、14)分別與信號發(fā)射器（8)連接，所述信號發(fā)射器（8)將所述檢測元件（2、4、5、6、14) 檢測的數(shù)據(jù)信號通過所述信號接收器（15)傳輸給監(jiān)控機（16)，監(jiān)控機（16)通過所述檢測 元件（2、4、5、6、14)控制鋼坯出爐溫度及加熱爐（3)各段的爐溫和爐壓、煤氣和助燃空氣流 量、殘氧和空燃比、及爐尾煙氣殘氧，以降低鋼坯的氧化燒損。
2. 根據(jù)權利要求1所述的降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的裝置，其特征在于：所述均 熱段參數(shù)檢測元件（4)、二加熱段參數(shù)檢測元件（5)、一加熱段參數(shù)檢測元件（6)和爐尾煙 氣參數(shù)檢測元件（14)均包括爐溫檢測元件、爐壓檢測元件和爐氣參數(shù)檢測元件。
3. 根據(jù)權利要求2所述的降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的裝置，其特征在于：所述爐 氣參數(shù)檢測元件包括殘氧參數(shù)檢測元件。
4. 根據(jù)權利要求1所述的降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的裝置，其特征在于：所述信 號發(fā)射器（8)與信號接收器（15)之間的數(shù)據(jù)信號傳輸為無線或藍牙傳輸。
5. -種降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的方法，其特征在于，包括如下措施： 1) 通過均熱段參數(shù)檢測元件（4)、二加熱段參數(shù)檢測元件（5)、一加熱段參數(shù)檢測元件 (6)和爐尾煙氣參數(shù)檢測元件（14)，由監(jiān)控機（16)顯示并分段控制加熱爐（3)的均熱段 (9)、二加熱段（10)、一加熱段（11)和預熱段（12)各段的爐溫、煤氣和助燃空氣流量、殘氧 和空燃比、及爐尾煙氣殘氧； 2) 通過監(jiān)控機（16)分別控制均熱段（9)、二加熱段（10)、一加熱段（11)和預熱段（12) 各段的爐壓； 3) 熱裝熱送入爐鋼坯（7)，通過鋼坯出爐溫度檢測元件（2)低限設定出爐鋼坯溫度。
6. 根據(jù)權利要求5所述的降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的方法，其特征在于：所述爐 尾煙氣殘氧和爐內(nèi)各段殘氧以體積百分比控制為不高于3%。
7. 根據(jù)權利要求5所述的降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的方法，其特征在于：所述預 熱段（12)爐溫控制為不高于900°C，一加熱（11)、二加熱（10)和均熱段（9)的爐溫控制為 不高于1250°C。
8. 根據(jù)權利要求5所述的降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的方法，其特征在于：所述均 熱段（9)、二加熱段（10)、一加熱段（11)和預熱段（12)各段的爐壓控制為10?30Pa。
9. 根據(jù)權利要求5所述的降低軋鋼加熱爐鋼坯氧化燒損的方法，其特征在于：所述入 爐鋼坯（7)熱裝熱送的溫度不低于400°C，所述出爐鋼坯的溫度不高于1230°C。
【文檔編號】C21D9/70GK104152668SQ201410363676
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權日:2014年7月28日
【發(fā)明者】陳冠軍, 劉清梅, 胡帥, 王敏 申請人:首鋼總公司