在转炉炼钢过程中,合金化是决定钢种性能的关键环节。不同钢种需添加数百公斤至数吨不等的铁合金,这些常温室外的合金材料在投入超过1600℃的钢水时,会吸收大量热能,导致钢液温度下降。为保障浇铸过程的顺畅,往往需要提高转炉出钢温度,但这会带来一系列问题:炉衬耐火材料寿命缩短、消耗增加;后吹时间延长,从而推高钢铁料及氧气消耗;同时合金与脱氧剂用量上升,进一步增加生产成本。此外,若合金料潮湿,还可能引发钢包喷溅、铸坯气泡或氢含量超标等质量事故。因此,对合金进行预热处理已成为现代炼钢,尤其是高合金钢生产中的关键工艺。
河南泰航节能科技公司针对这一系列难题,成功开发出一套在线式合金烘烤系统。该设备创新性地利用转炉后方旋转溜槽上部的闲置空间,实现了合金的即时烘烤,既避免传统离线烘烤方式占地面积大、投资高昂的问题,又具备高效、节能、安全的特点。该系统可对单炉合金进行精准烘烤,料量控制灵活,热效率高,并配备科学的除尘方案。采用升降式保温盖结构,在点火阶段先开启再封闭,有效杜绝密闭烘烤可能引起的爆炸风险,特别适合大型转炉钢厂冶炼高合金钢种的需求。
该在线烘烤装置的核心工艺包括:
- 在合金称量斗与旋转溜槽之间的空间布置专用烘烤炉,内衬耐火材料。为抵御合金物料长期冲刷,炉壁加装防护隔板与防砸装置。
- 下料管经翻板阀连接至烘烤炉顶部,采用液压升降保温盖结构。点火前先开启煤气与助燃风机,通过自动比例调节实现燃气与风量的最优配比,操作人员仅需设定目标烘烤温度,系统自动完成余下流程。
- 烘烤过程中产生的粉尘与有害气体经由炉盖上部专用除尘管导出,接入转炉二次除尘系统。为保护管道免受高温损害,下料口和除尘口均设有氮气密封。
- 烘烤炉底设有电动扇形阀,与旋转溜槽精准对接,可在出钢时按指令将预热后的合金投入钢包。
- 整个烘烤炉通过称重传感器悬空安装,可对来自称量斗的合金进行二次称重,既校验上游称量精度,也防止堵料或称量错误导致的生产事故。
合金料经翻板阀进入已预热的烘烤炉内,三支倾斜布置的烘烤枪配合明火点火器对物料进行均匀加热,产生的烟气实时除尘。约10~20分钟后,合金被加热至300~400℃,部分甚至可达600~800℃的红热状态,实现游离水与结晶水的有效脱除。
该系统适用于硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、钛铁、钒铁等多种合金材料,烘烤效果符合合金脱水与干燥的工艺要求。
经济效益方面,应用该烘烤技术后:
- 转炉炉衬寿命从2000炉延长至3000炉,补炉频率维持在约每45~50炉一次,每次喷补料用量稳定在4吨;
- 耐材消耗降低0.118 kg/吨钢,年节约成本124.8万元;
- 出钢温度降低10℃,减少后吹氧耗约200m³/炉,相当于1.1 m³/吨钢,年节省177.1万元;
- 温降减少带来钢铁料消耗降低1 kg/吨钢,年效益达840万元;
- 综合年经济效益可达1141.9万元。
泰航节能合金在线烘烤系统在提升产品质量、保障生产安全、实现节能降耗等方面表现突出,具备广泛的行业推广价值。
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