就加熱制度的特點(diǎn)而言,均熱爐屬于室狀爐類型,即爐溫是隨時(shí)時(shí)間而變的,均熱爐窯根據(jù)鋼錠的材質(zhì)、尺寸規(guī)格、裝爐溫度、出爐溫度等,確定爐子的加熱制度。
裝爐
初軋工序能耗中均熱爐消耗占了很大的比重,均熱爐節(jié)能的最大潛能是充分利用熱錠的物理熱,減少鋼錠在澆注后的鎮(zhèn)靜時(shí)間和傳擱時(shí)間。舊工藝是等鋼錠完全凝固后脫模,再送往均熱爐,這時(shí)物理熱的很大一部分已經(jīng)損失。待裝完?duì)t后,鋼錠溫度已降至500-600度。因此,現(xiàn)代均熱爐熱工操作的發(fā)展趨勢(shì)是采用液芯鋼錠均熱和微能加熱。
實(shí)踐證明,除鎮(zhèn)靜鋼需要完全凝固才能脫模外,沸騰鋼及半鎮(zhèn)靜鋼可以不待鋼錠完全凝固時(shí)脫模入爐,即鋼錠中心尚有30%左右液芯率時(shí),能夠保證鋼錠的質(zhì)量和安全輸送。如沸騰鋼澆完10min后即可動(dòng)車,沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜凝固率在60%-70%時(shí)即可脫模,凝固率在70%-80%時(shí)即可裝爐,此時(shí)鋼錠的表面溫度可達(dá)1000度左右,這樣鋼錠帶入大量凝固潛熱,使?fàn)t子的熱耗大幅度降低,生產(chǎn)率明顯提高。而且液芯鋼錠加熱,加熱周期短,燒損率也熱,使?fàn)t子的熱耗大幅度降低,生產(chǎn)率明顯提高。而且液芯鋼錠加熱,加熱周期短,燒損率也可下降,此外,由于不必高溫?zé)摚瑺t子壽命可以延長,所以現(xiàn)代均熱爐力求提高熱錠率。
要提高熱錠的液芯率,需要相應(yīng)解決一系列問題。首先,是鋼錠的單位和外形表面積之比,如鋼錠單重太小,外形表面積相對(duì)較大,則散熱面積大,在傳擱時(shí)間一定條件下,液芯率也較低,我國錠型多數(shù)是小錠,所以液芯率比較低,其次,要盡可能減少傳擱時(shí)間,嚴(yán)格控制傳擱過程的每個(gè)環(huán)節(jié),科學(xué)地編制傳擱時(shí)間表。煉鋼和處軋之間應(yīng)很好地協(xié)調(diào)配合,熱錠脫模后,宜采用保溫罩式保溫車送往初軋廠,或者在均熱車間脫模,應(yīng)盡可能縮短運(yùn)送時(shí)間和線路。如鋼錠脫模后不能馬上裝爐,應(yīng)裝在保溫箱罩或保溫坑內(nèi),以便按最佳的傳隔時(shí)間控制鋼錠裝爐時(shí)刻,甚至可能鋼錠不必進(jìn)均熱爐,在保溫以后直接軋制。由于采取這種脫模、傳擱和液態(tài)鋼錠加熱工藝,對(duì)鋼錠溫度場(chǎng)合凝固場(chǎng)隨時(shí)間變化的準(zhǔn)確預(yù)示,成為過程能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。因此,必須對(duì)鋼錠熱過程的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究,編制相應(yīng)的傳擱時(shí)間表,并借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)加熱過程的在線控制,才能達(dá)到均熱爐熱工過程最優(yōu)化的目的。
裝爐時(shí)應(yīng)使鋼錠在爐內(nèi)有適當(dāng)間隙,間隙太小裝入量雖多,但鋼錠受熱條件差,延長了加熱時(shí)間,間隙太大,會(huì)降低爐子產(chǎn)量,一般裝錠時(shí)爐子底覆蓋率為35%-45%,高溫區(qū)域可以布置得稍密,低溫區(qū)則較稀,因揭蓋時(shí)爐坑的熱損失很大。
加熱和均熱
傳統(tǒng)的均熱爐的溫度制度可以根據(jù)不同的鋼種、尺寸、錠溫,分別采用一段溫度制度(也稱一期溫度制度)、二段溫度制度和三段溫度制度。
高溫的低碳鋼液芯熱錠,中心還末完全凝固,這時(shí)可以采用一段溫度制度。鋼錠裝爐后立即以大的熱負(fù)荷使表面溫度迅速升高,而中心的溫度還有所降低,達(dá)到均熱的目的。例如爐溫在1400度時(shí),900度的低碳鋼錠加熱時(shí)間只要15-20min.
加熱冷裝的低碳鋼錠或500-900度高碳鋼及合金鋼錠,可以采用二段溫度制度----加熱期和均熱期。開始即以大的熱負(fù)荷使之盡快達(dá)到加熱溫度,加熱速度不受什么限制,然后在表面溫度基本上不變的情況下進(jìn)行均熱,直到溫度達(dá)到要求即可出爐。這種方法稱為普通燒鋼法,與此有所不同的還有一種高溫?zé)摲ǎ翠撳V入爐后采取高位設(shè)定(超過出爐溫度30-50度)大熱負(fù)荷燒鋼,加熱期很短,隨即降到出爐溫度,即低位設(shè)定進(jìn)行均熱。這種方法加熱時(shí)間短,著眼于提高產(chǎn)量,熱效率低,燃料消耗量高。
三段溫度制度可用加熱低溫或冷的合金鋼錠,為了防止開始加熱太快而產(chǎn)生缺陷,裝爐后需要有一段悶爐時(shí)間進(jìn)行緩慢加熱,即有一段預(yù)熱期,有時(shí)悶爐時(shí)在另一個(gè)低溫坑內(nèi)進(jìn)行的。當(dāng)溫度超過900度以后,再加大熱負(fù)荷快速加熱,這是加熱期。最后消除表面與中心溫差,還有一段保溫的均熱期。
過去傳統(tǒng)的加熱制度都是著眼于提高生產(chǎn)率,實(shí)現(xiàn)快速加熱,一開始就以最大的熱負(fù)荷提高表面溫度。這樣爐氣帶走的余熱很多,燃耗也高。現(xiàn)在一些均熱爐已從追求高產(chǎn)轉(zhuǎn)而強(qiáng)調(diào)節(jié)能,采取了節(jié)能的熱工操作方法,這類方法也有多種,如“逆L型加熱制度”。該制度適用于表面溫度在900度左右的液芯鋼錠,這種熱錠入爐以后,不是高溫快燒,而是以低的熱負(fù)荷供熱,維持鋼錠表面溫度不下降。同時(shí)充分利用內(nèi)部末凝固的潛熱使表面升溫,待中心溫度下降到尚可滿足軋制的要求時(shí),即可出爐。因?yàn)檫@種加熱制度的供熱曲線是反寫的L,故稱為逆L型加熱制度。
為了尋求均熱爐最佳升溫制度,有一種間歇式加熱工藝,即借助于溫度的計(jì)算機(jī)程序控制和自動(dòng)燃燒控制裝置,間歇式地多擋次供熱來控制燃料流量,得到最佳的熱負(fù)荷。由于改進(jìn)傳擱工藝并采取液芯鋼錠均熱,鋼錠的物理熱已成為主要的熱源,均熱爐只需補(bǔ)供很少的熱量,所以稱作微能均熱,鋼錠的微能均熱在降低燃料消耗、提高均熱爐生產(chǎn)能力和爐子壽命、減少氧化燒損方面,都優(yōu)于傳統(tǒng)的加熱工藝。這是均熱爐熱工操作的重大進(jìn)步。