蓄热式钢包烘烤器应用技术.doc

蓄热式钢包烘烤器应用技术

--刘红耀
第一章总论
随着我国钢铁工业的快速发展,以及对高效节能技术的应用,原有普通的钢包烘烤器技术已经不能满足钢铁行业飞速发展和对优质钢材市场需求的需要。根据我们多年制作钢包烘烤装置的技术实施和在钢厂的使用效果,采用蓄热式燃烧烘烤技术对原常规钢包烘烤器进行节能技术改造和新项目的实施效果来看,经过实践证明,立式(卧式)在线(离线)蓄热式钢包(铁包)烘烤器具有节约能源,降低能耗、投资少、见效快、安全稳定可靠,直接和间接的显著提高经济效益等特点,具有广泛的推广价值。
蓄热式燃烧技术,起步于国内九十年代后,是逐步推广应用的先进燃烧技术,具有节能与环保的双重功效,目前已广泛地应用于钢铁、冶金、机械、建材等工业部门的各种燃料工业炉。采用蓄热式燃烧技术,成为钢铁企业实现节能降耗、降低成本、提高经济效益的重要途径之一。
第二章烘烤装置的性能和组成范围
1. 立式在线(离线)蓄热式钢包(铁包)烘烤装置的组成范围
立式在线(离线)蓄热式钢包(铁包)烘烤装置:本装置采用立式结构,钢包盖、铁包盖竖向旋转倾动启闭。驱动动力是由安装在地面的电动卷扬机提供,通过定滑轮、动滑轮组牵引倾动曲柄、旋转连接机构,带动大臂及连接在大臂上的罐盖倾动,最大倾角可达到85°。罐盖上安装有换向阀、蓄热式燃烧器、引风机。燃烧介质从机架侧面向上通过旋转机构连接到换向阀,转换到蓄热式燃烧器进行燃烧。助燃空气由高压风机提供,与燃烧介质输送相同,从机架的另一侧通过旋转机构连接到换向阀输送至安装在罐盖蓄热式燃烧器内与燃烧介质进行混合后燃烧,从而实现高温燃烧提高热效率,节约能源,从而降低能耗。
该装置有机架、卷扬机、包盖、高压风机、引风机、换向阀、蓄热式燃烧器、燃气、空气输送系统、温度控制系统、火焰检测系统、长明火点火系统、煤气泄漏报警系统、安全保护系统、电气、仪表控制系统等组成。
:是直立于地面的框型结构架,采用型钢制作,其受力单体全部采用三角形桁架结构;底板固定在14-Φ30的预埋地脚螺栓上,其特点是应力分布均匀,强度、刚性好,底板∪型设计,消除设备运行产生的震动;在机架的顶部安装的轴承座和大直径的转轴总成,它是钢包盖旋转倾动的枢纽。
旋转分气轴:是中间由盲板隔开的空心轴,与机架顶部的轴承座配套安装,轴的两端是助燃空气和燃料进口,轴的前、后部是钢包盖吊臂和曲柄。既能旋转又能将助燃空气和燃料按各自管路送入燃烧器。特点是结构紧凑,减少管路分布。
钢包、铁包盖风冷吊臂:是烘烤器机架与钢水罐盖的连接组件,用于承接和支撑钢包盖、铁包盖,其后部与旋转分气轴焊接,由曲柄带动钢水罐盖旋转运动。在设计中充分吸取意大利达涅利公司先进经验,把钢包盖(铁包盖)吊臂设计成低碳合金钢箱形梁大臂结构,既能满足连接承重、耐热变形要求,又能将旋转分气轴内供出的助燃空气和燃烧介质按设定路线送入燃烧器,在输送助燃空气和燃烧介质过程中还可起到冷却大臂作用。
:是烘烤过程中防止热量散失的重要部件,外部由钢板焊接而成,腔内耐火材料采用高铝耐材或耐火岩棉。蓄热式燃烧器和二位七通换向阀安装在钢罐盖上,实现了减少管路分支,结构合理、紧凑、美观。
:由蓄热箱体,陶瓷蓄热体、耐火内衬,燃料管路等构成。我公司技术人员根据多年生产烘烤燃烧器的经验,吸收国内外先进燃烧器优点,研制生产出蓄热式燃烧器。蓄热式燃烧器是由陶瓷材料制成的薄壁多孔的蜂窝状陶瓷蓄热体。充分利用陶瓷材料比金属热容量大、热膨胀率小和耐高温性能好等特点,吸收废气所带走的热量,再用来加热助燃空气。蓄热式燃烧器的工作原理是:从鼓风机出来的常温空气由换向阀切换进入蓄热式燃烧器B室后,在经过蓄热式燃烧器B(陶瓷球或蜂窝体)时被加热,在极短时间内常温空气被加热到接近包壁温度(一般比包温低50-100℃)被加热的高温空气进入钢包后,卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流,同时往稀薄高温空气附近注入燃料(燃油或燃气),燃料在贫氧(2-20%)状态下实现燃烧;与此同时,炉膛内燃烧后的热烟气经过另一个蓄热式燃烧器A排入大气,炉膛内高温烟气通过蓄热式燃烧器A时,将余热储存在蓄热式燃烧器A内,然后以低于150℃的低温烟气经过换向阀排出。工作温度不高的换向阀以一定的频率进行切换,使两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热交替工作状态,从而达到节能和降低CO和Nox排放量等目的,常用的切换周期为30-100秒。
:由卷扬机(包括钢丝绳)、定滑轮、动滑轮组构成。这些部件为烘烤系统提供动力,带动曲柄摇臂、烧嘴臂,使得罐盖开启自如,最大倾角85°,利于起吊。该结构安全可靠、运行平稳,并大大节省了空间、减少故障、便于维修。这些部件全部设在远离火源的区域,