關(guān)鍵詞：鋼包烘烤裝置；二段燃燒型燒嘴；調(diào)節(jié)比；烘包曲線
中圖分類號(hào)：TF341.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1004-4620(2003)01-0064-02
Development and Application of the High Efficient Ladle Drying System
SUN De-min，DOU Bao-fen
(The Technology Center of Jinan Iron and Steel Group,Jinan 250101,China)
Abstract：Cyclone two-stage combustion burners and normal combustion air were adopted in the high efficient ladle drying some suitable adjusting and controlling devices were fitted practices showed that applying the reconstructed ladle drying system,the baking time of the ladle reduced from 100 hours to 60 hours,the consumption per ladle of mixed gas decreased from 23800m3 to 16980m3,and the supply of ladles was the annual benefit of two ladle drying systems can achieve 2.5 million Yuan.
Key words：ladle drying system；two-stage combustion burner；turndown ratio；baking curve
1 前言
濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司第一煉鋼廠(簡(jiǎn)稱濟(jì)鋼第一煉鋼廠)烤包間原有16臺(tái)立式鋼包烘烤裝置，為混合煤氣—壓縮空氣燃燒系統(tǒng)，采用普通套筒式混合煤氣燒嘴。該烘烤裝置存在如下缺陷：在烤包初期和中期基本不供壓縮空氣，采用自然吸風(fēng)助燃，空氣、煤氣混合條件不好，燃燒不完全，造成煤氣浪費(fèi)和鋼包蓋周?chē)盎饑?yán)重，同時(shí)污染了周?chē)h(huán)境；火焰剛性較差，達(dá)不到包底，造成底部烘烤速度過(guò)慢，使烤包周期過(guò)長(zhǎng)；燒嘴調(diào)節(jié)比小，調(diào)節(jié)不靈活，當(dāng)煤氣壓力偏高或偏低時(shí)，不能很好地組織火焰的形狀和燃燒過(guò)程；烘烤后期用大量的壓縮空氣助燃，使能源高質(zhì)低用，造成浪費(fèi)；所有烘烤裝置均無(wú)空氣、煤氣流量及溫度檢測(cè)裝置，使得鋼包烘烤過(guò)程不能定量檢測(cè)和考核，不利于工藝和設(shè)備改進(jìn)。為此，濟(jì)鋼研制開(kāi)發(fā)了2套新型鋼包烘烤裝置。
2 高效鋼包烘烤裝置的研制
2.1 工藝技術(shù)要求
濟(jì)鋼第一煉鋼廠鋼包內(nèi)襯為鎂鋁質(zhì)耐火澆注料，鋼包耐火內(nèi)襯修補(bǔ)或更換后，為了脫去耐火材料中的水分，得到干燥固結(jié)耐火材料，必須按一定的升溫曲線對(duì)鋼包耐火內(nèi)襯進(jìn)行均勻烘烤。該工藝要求烘烤裝置應(yīng)具有溫度調(diào)節(jié)控制功能，燒嘴應(yīng)具有較大的調(diào)節(jié)比和良好的低負(fù)荷燃燒性能，同時(shí)由于鋼包內(nèi)襯比較深，要求燒嘴燃燒后的高溫?zé)煔饩鶆虻胤植嫉戒摪母鱾€(gè)部位。在滿足上述技術(shù)要求的同時(shí)，鋼包烘烤裝置還應(yīng)高效節(jié)能。為此，采用日本住友金屬SSC型高效快速、二段燃燒型燒嘴，同時(shí)將壓縮空氣改為普通空氣助燃，并配置相應(yīng)的調(diào)節(jié)控制裝置。系統(tǒng)控制原理見(jiàn)圖1。
圖1 系統(tǒng)控制原理
2.2 燒嘴的性能
每套鋼包烘烤裝置配1個(gè)燒嘴，其性能參數(shù)為：
燃料：高爐、焦?fàn)t混合煤氣(10500kJ/m3)
燒嘴型號(hào)：SSC-80-M
燃燒能力：3.35×106kJ/h
煤氣流量：250m3/h
燒嘴前煤氣壓力：3000Pa
空氣流量：860m3/h
燒嘴前空氣壓力：3000Pa
新型燒嘴具有下列性能：
(1)燒嘴為旋流二段燃燒型。為了在各種設(shè)計(jì)工況下都能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，助燃空氣分為一次風(fēng)和二次風(fēng)，并按一定的旋流速度噴出。
(2)調(diào)節(jié)比大(1：8～1：10)。在低負(fù)荷時(shí)也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定安全的燃燒。
(3)升溫速度快。由于燒嘴以強(qiáng)旋流噴出燃燒的高溫?zé)煔?，在鋼包?nèi)形成強(qiáng)循環(huán)氣流，加快了對(duì)流傳熱速度，可以實(shí)現(xiàn)快速升溫。
(4)烘烤溫度均勻。該燒嘴在空氣流速達(dá)到煤氣流速的10~15倍時(shí)，仍不會(huì)脫火，即可以在大空氣比的條件下安全燃燒。因此在較低溫度時(shí)，可以通過(guò)增大空氣比，在滿足溫度要求的前提下，產(chǎn)生數(shù)量較多的煙氣，在較大的溫度范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)均勻烘烤。
(5)燒嘴采用二段燃燒，NOX生成量少，屬低NOX型燒嘴。
2.3 檢測(cè)調(diào)節(jié)裝置
原空、煤氣管道系統(tǒng)缺乏必要的檢測(cè)調(diào)節(jié)裝置。為了實(shí)現(xiàn)烘烤溫度控制，增設(shè)了基本的計(jì)量和調(diào)節(jié)設(shè)備。每套鋼包烘烤裝置所需檢測(cè)控制設(shè)備主要包括：流量計(jì)2個(gè)(空氣、煤氣)；調(diào)節(jié)閥3個(gè)；高溫?zé)犭娕?支；溫度指示表1臺(tái)；流量指示儀2臺(tái)。
2.4 空煤氣管路系統(tǒng)改造
供風(fēng)系統(tǒng)采用高壓離心通風(fēng)機(jī)9-19N04A，供給高效燒嘴一次風(fēng)、二次風(fēng)，取代了原有壓縮空氣助燃，可以減少供風(fēng)能耗，2套鋼包烘烤裝置共用1臺(tái)助燃風(fēng)機(jī)。對(duì)煤氣管道進(jìn)行改造，鋼管上部與燒嘴連接處采用軟管連接，方便了烤包蓋的起升、降落。
3 應(yīng)用效果與效益分析
3.1 應(yīng)用效果
新鋼包烘烤裝置于2000年9月28日點(diǎn)火投產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，保證了鋼包的正常供給。其烘包曲線如圖2所示。烘包時(shí)間由100h降到60h左右，較舊烤包系統(tǒng)提高烤包能力40%左右；單包混合煤氣耗量由28300m3降低到16980m3，煤氣消耗較舊烤包系統(tǒng)降低40%，同時(shí)單包節(jié)約壓縮空氣25000m3，鋼包烘烤質(zhì)量也有所提高，包齡由49爐提高到51爐。
圖2 烘包曲線
3.2 效益分析
據(jù)統(tǒng)計(jì)，濟(jì)鋼第一煉鋼廠烤包間年耗煤氣成本原為1161萬(wàn)元，新鋼包烘烤裝置投產(chǎn)后，煤氣成本降為938萬(wàn)元，年節(jié)約煤氣費(fèi)223萬(wàn)元。
每套新烘包裝置每年可烘包135個(gè)，則2套新烘包裝置年烘包270個(gè)。舊烘烤裝置以壓縮空氣助燃，按照每烘烤1個(gè)鋼包需壓縮空氣25000m3計(jì)算，壓縮空氣價(jià)格為0.062元/m3，則年節(jié)約壓縮空氣費(fèi)41.85萬(wàn)元。
新鋼包烘烤裝置采用普通空氣助燃，每烘烤1個(gè)鋼包耗電280kW·h，則2套新鋼包烘烤裝置年耗電成本3.40萬(wàn)元。
新型烤包器的使用比舊烤包器增加了部分閥門(mén)和儀表等，估計(jì)每年增加各種儀表、閥門(mén)費(fèi)用約4萬(wàn)元。則年總效益為257.45萬(wàn)元。
4 結(jié)語(yǔ)
高效鋼包烘烤裝置解決了舊鋼包烘烤裝置存在的一系列弊病。實(shí)踐證明，高效鋼包烘烤裝置的應(yīng)用，不僅大大降低了煤氣消耗，減少了烘包時(shí)間，省去了壓縮空氣，而且因燃料燃燒完全，減輕了對(duì)周?chē)h(huán)境的污染，即該項(xiàng)目不僅取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，而且獲得了極大的環(huán)保效益。該項(xiàng)目已于2001年在濟(jì)鋼第一煉鋼廠烤包車(chē)間全部推廣應(yīng)用，由于新烤包裝置提高了烘包能力，烤包裝置由原來(lái)的16套減少到現(xiàn)在的10套，總效益可達(dá)700萬(wàn)元左右。
（轉(zhuǎn)載）
