1概述       
  济南钢铁集团石横特殊钢厂(简称石横特钢厂)二轧车间普线加热炉原设计采用重油为燃料,其加热能力为35t/h,主要生产φ8~φ10mm热轧盘条及φ10~φ12mm小型棒材,加热炉为三段连续式,端进侧出,尺寸为3.132m×25.082m。  
  石横特钢厂2002年新建φ3.2m两段式煤气炉1座,建造时主要考虑为炼钢车间烘烤钢包。随着炼钢生产节奏的加快,目前,炼钢车间烘烤钢包用气量相当小,该炉小时产量为6500~7000m3,导致发生炉绝大部分时间处于低负荷运行状态,造成煤气质量差,成本高。而重油的价格不断增加,致使燃油费用在轧钢产品成本中占的比重越来越大,已成为影响企业经济效益提高的重要因素。为了降低生产成本,经充分研究论证,决定在普线加热炉上使用发生炉煤气。       
  2发生炉生产情况       
  石横特钢厂煤气炉24h连续运转,所用煤种为陕西神木烟煤,煤气的各项经济指标均较好,煤气热值为6490kJ/m3,煤气单耗为0.29~0.30kg/m3。该炉型可以将烟煤在干馏段经低温干馏得到煤焦油,该种焦油呈黑褐色,密度较小,其组成中烷烃、烯烃及芳香烃约占50%,酚类含量可达30%左右,流动性好,是一种具有极高发热值的液体燃料。目前吨煤焦油产率为6080kg,每天可产300~400kg煤焦油。煤气站可根据用户用气情况合理调节发生炉的产量,以满足生产需要。       
  3可行性分析       
  3.1燃料温度可满足钢坯加热温度要求       
  普线钢坯的最高加热温度一般在1000~1350℃范围内。两段式煤气炉的热值为6490kJ/m3,空气预热温度按300℃计,则理论燃烧温度为2300℃,炉温系数按0.7计,则可获得1610℃的炉温,完全能满足轧制普线的要求。       
  3.2燃烧技术的可行性       
  该车间加热炉宽度小于4m,采用侧加热和端部加热就能满足加热工艺的要求。为此只要将原来的油烧嘴改为油气两用烧嘴即可,不需做其它变化,投资少。       
  3.3烟气的辐射传热强       
  烟气中的三原子气体CO2及H2O的辐射能力强,其浓度对辐射传热起着决定性作用,即气体燃料中的CO2及H2O的浓度越高,烟气的辐射传热越强。煤气燃烧产物中的CO2及HO的浓度可达到28%左右,比重油燃烧产物中的CO2及H2O的浓度高,因此其辐射传热强。       
  3.4炉温控制方便,加热质量好       
  由于煤气是气体燃料,气体燃料与空气是分子混合,分子混合比液体的非分子混合要容易,调节方便,有利于加热炉的炉温调节和控制。且由于煤气与空气混合得好,火焰均匀,没有像直接燃烧重油时雾化不好、火焰集中、有热点、冷点等弊端,因此钢坯温度均匀,氧化烧损少。      
  4煤气在加热炉中的应用       
  4.1改进加热炉烧嘴       
  煤气站生产的煤气从气柜不经加压直接送往二轧车间加热炉,压力波动小,加热炉前的煤气压力一般为2000~3000Pa。为保证燃烧效果对加热炉烧嘴进行了改进,将原来单一的燃油烧嘴改为油气两用烧嘴。加热炉共有17个烧嘴,其分布为:加热段下部8个、上部6个,均热段3个。单个烧嘴的煤气燃烧能力为960m3/h,正常生产时只开8~10个烧嘴即可满足轧制要求。使用油气两用烧嘴,在煤气量不足时可以用焦油做适当调节。       
  4.2安全措施       
  为实现加热炉的安全点火,制定了详细的用气操作规程,点火前先做爆破试验,确认无误方可点火。同时为了减少煤气泄漏,在煤气管道上装有双闸阀,在每个烧嘴前装有蝶阀和平板闸阀,氮气吹扫装置,眼睛阀等。在加热炉区域配备固定式和移动式煤气检测仪,用以随时检测周围环境中CO的浓度。
  4.3应用效果
  炉烧煤气,炉温均匀,又保证了炉气黑度,避免了以重油为燃料时钢坯局部过热、过烧等现象,减少了钢坯加热“黑印”。煤气燃烧后积灰少,解决了烧重油时换热器频繁堵塞的问题,延长了加热炉尾部空气换热器的运行周期。       
  钢坯加热质量的提高,使轧辊断辊现象及轧机故障率明显降低,孔型、导卫件的使用寿命延长,轧机作业率提高1.2%。       
  钢坯加热过程中氧化烧损减少1%,开轧温度大于1100℃,机时产量增加;轧废减少,各钢种成材率不同程度提高。炉温控制调节方便,减少了看火工的劳动强度。现场作业环境好,没有跑冒滴漏现象,干净无黑烟。