徐 蘋

(攀枝花鋼城集團有限公司，四川 攀枝花 617000)

攀枝花某軋鋼廠每年軋制螺紋鋼45萬噸以上，由于采用連續(xù)推鋼蓄熱式煤氣加熱爐，在軋制過程中存在煤氣質(zhì)量不穩(wěn)定、加熱爐區(qū)域設備及軋線繁雜等問題，導致2015年軋制生產(chǎn)過程中燒損率居高不下，平均為1.2%左右，嚴重影響了加熱爐的產(chǎn)量和加熱鋼坯的質(zhì)量，給加熱爐的正常生產(chǎn)帶來了影響。

為此，專門成立了降低軋鋼加熱爐燒損率的攻關小組，以尋求降低軋鋼燒損率的最佳解決方案。小組通過對軋鋼的實際生產(chǎn)情況調(diào)查研究分析后，提出了監(jiān)控加熱煤氣的成分和熱值、優(yōu)化加熱溫度區(qū)間、加強對關鍵設備的重點管理、提高操作人員水平減少誤操作對生產(chǎn)的影響等措施。通過一年來的生產(chǎn)實踐，目前軋鋼加熱爐內(nèi)燒損率已由最初的1.2%降低到了1.09%，降低了0.11%，達到了預期目的。

1 試驗

1.1 原因調(diào)查

通過現(xiàn)場實地觀察及以往生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析得出影響加熱爐內(nèi)鋼坯燒損率的主要影響因素有以下幾方面：

1.1.1混合煤氣熱值不穩(wěn)定

軋鋼加熱爐采用高焦混合煤氣作為燃料，但由于受到供應單位攀鋼的限制，其混合煤氣的熱值極不穩(wěn)定，且燃氣的成分也不穩(wěn)定，導致空燃比的調(diào)節(jié)很困難，有時會出現(xiàn)含氧量過剩，從而增加了氧化燒損。該高焦混合煤氣中含有CO2、O2、SO2、CO等成分，它們與鋼的化學反應各不相同。其中氧化性最強的是O2，其次是SO2、CO2，而氧化鐵皮的生成過程，也就是鋼與這些物質(zhì)發(fā)生反應的過程。若煤氣不穩(wěn)定將會對生產(chǎn)控制造成不利影響。[1]

1.1.2軋線要求高溫軋制

在操作過程中，為了方便操作及有利后續(xù)生產(chǎn)，對爐內(nèi)鋼坯進行高溫加熱(存在質(zhì)量過剩)，導致加熱時間和爐內(nèi)停留時間較長，氧化燒損嚴重。

1.1.3引風機、鼓風機、軋線主體設備

在軋制過程中，存在引風機、鼓風機和軋線主體設備中的關鍵設備故障，將會導致煤氣燃燒不完全，達不到熱量的充分釋放；煙氣的熱值沒有得到充分的利用；加熱爐反復的升溫、降溫，也使鋼坯反復被加熱、被降溫，增加了鋼坯的氧化燒損。

1.2 試驗研究

1.2.1煤氣監(jiān)控儀

為了能及時了解混合煤氣的成分情況，確保燃燒充分，我們在煤氣混合站出口安裝了煤氣成分檢測儀。該儀器能夠?qū)崟r反映出混合煤氣的主要成分情況，然后根據(jù)檢測的煤氣主要成分對其熱值進行預測和氧氣攝入量的計算，以保證煤氣熱值的最大利用率。

該措施的實施，可確保在混合煤氣熱值波動的情況下，能夠靈活地調(diào)整加熱制度，使爐內(nèi)溫度波動控制在±30 ℃范圍內(nèi)，滿足加熱要求。

1.2.2加熱溫度對鋼坯氧化的影響[2-3]

鋼坯氧化速度與加熱溫度之間存在一定的聯(lián)系，一般鋼坯氧化的速度隨著溫度的升高而加快。為了研究其對應關系，我們以鋼坯加熱溫度與單位時間內(nèi)鋼坯氧化燒損量作為參數(shù)，通過試驗研究其對應關系如圖1所示。

圖1 加熱溫度與燒損量之間的關系圖

通過試驗研究可知，鋼坯在650 ℃以下時基本上不生成氧化鐵皮；當其溫度超過760 ℃時氧化鐵皮厚度就達到了可以測量的程度；當爐內(nèi)溫度超過800 ℃時，氧化鐵皮厚度就明顯增加。

1.2.3加熱時間對鋼坯氧化燒損的影響

為了研究加熱時間對鋼坯氧化程度的影響，我們以含碳量小于0.25%的低碳鋼為試驗對象，研究其在1000 ℃下燒損量與時間的對應關系。研究結(jié)果表明：鋼坯在爐內(nèi)時間為120～140 min時，氧化鐵皮厚度在2.3～2.8 mm；當加熱時間在180～240 min時，氧化鐵皮厚度可達到4 mm以上。由此可見，加熱時間越長，氧化燒損量就越多。故在實際生產(chǎn)加熱過程中要嚴格控制鋼坯在高溫區(qū)的停留時間。

2 改進措施

2.1 安裝煤氣檢測儀

在煤氣混合站出口安裝煤氣檢測儀，通過不定時檢測煤氣成分，然后通過電腦計算出熱值，并及時反饋給煤氣操作工對煤氣流量和鼓風量進行調(diào)節(jié)，確保煤氣充分燃燒，減少煤氣中的氧化氣氛對鋼坯的燒損氧化。

2.2 軋制溫度工藝的優(yōu)化

根據(jù)生產(chǎn)過程中加熱溫度、加熱時間對鋼坯燒損的影響研究結(jié)果，確定了新的鋼坯加熱工藝制度如下：加熱一段的溫度控制在950～1050 ℃之間，加熱二段的溫度控制在1050～1150 ℃，均熱段溫度控制在了1080 ℃左右。鋼坯出爐溫度較改進前降低了50 ℃，不僅有利于降低噸鋼燃氣消化，減少氧化燒損鋼坯，而且不影響鋼坯正常軋制。

2.3 對關鍵設備的控制措施[4]

為了保證關鍵設備在軋制過程中能夠正常運行，降低故障率，我們根據(jù)現(xiàn)場實際情況制定了以下措施：

(1)開機前重點對鼓風機和引風機的性能進行了校核，對易損的部件做好備品儲存，出現(xiàn)故障能夠及時更換。此舉保證了鼓風機和引風機的作業(yè)率，使之正常運行率達到了100%，也確保了煙氣余熱的充分利用，在降低噸鋼單耗的同時降低了氧化燒損率。

(2)針對軋線主體設備故障頻繁的情況，采取處理故障時對鋼坯進行保守加熱，對加熱溫度進行適當調(diào)整，減少鋼坯急升溫、急降溫的次數(shù)，有效控制了鋼坯的加熱時間，降低了氧化燒損率。同時要求故障處理人員及時準確了解和處理故障，縮短故障處理時間。

3 經(jīng)濟效果

按照該軋鋼廠每年軋制鋼坯45萬噸，平均燒損率由1.2%降低為1.09%，按同期成品螺紋鋼售價為2800元/噸，氧化鐵皮銷售價格為400元/噸計算：

每年可增加產(chǎn)量效益為：45萬噸×(1.2%-1.09%)×2800元/噸=138.6萬元

減少氧化鐵皮收益為：

45萬噸×(1.2%-1.09%)×400元/噸=19.8萬元

結(jié)合上述數(shù)據(jù)，由于降低燒損率而創(chuàng)造的利潤為：138.6-19.8=118.8萬元/年。

4 結(jié)論

(1)本文通對鋼坯軋制過程中燒損率較高的原因調(diào)查分析后，提出了增設混合煤氣檢測監(jiān)控儀、優(yōu)化爐內(nèi)加熱工藝、加強關鍵設備的管理控制措施，最終使鋼坯燒損率由1.2%降低到1.09%，達到了預期效果。

(2)按照該軋鋼廠每年45萬噸鋼坯計算，每年可新增利潤118.8萬元，經(jīng)濟效益明顯。