[发明专利]一种控制大型步进梁式板坯加热炉燃烧气氛的方法

说明书

技术领域

本发明属于工业炉燃料燃烧技术领域，特别是提供了一种控制大型步进梁式板坯 加热炉燃烧气氛的方法，应用于宽厚板板坯加热炉燃烧控制，大量节约能源，同时提 高钢坯加热质量，减少钢坯氧化烧损。

背景技术

伴随着宽厚板生产的迅速发展，产品和工艺装备的升级也比较快，生产高附加值 钢板方对加热炉的加热工艺要求也越来越高。对加热炉内燃烧控制水平的要求也不断 提高。目前加热炉燃烧控制系统主要由空燃比、空气、煤气流量等控制装置组成。实 际操作中，通过控制空燃比，相应调节空气、煤气流量使加热炉处于良好的燃烧状态， 尚未建立加热炉内燃烧气氛监测系统。由于空燃比与空气消耗系数的概念是不同的， 要使加热炉达到最佳燃烧状态，需要全面确定各参数之间的相互关系，通过燃烧时空 气消耗系数的大小掌握加热炉内燃烧气氛的实际情况调整加热炉操作，这样才能更好 地提高加热炉的实际控制水平。

首秦公司宽厚板加热炉是第1座应用双蓄热燃烧技术的大型步进梁式板坯加热 炉，从2006年8月投产，基本满足了各钢种的加热工艺要求。为了更好地使用首钢 秦皇岛金属材料有限公司自产的高炉煤气，发明一种控制大型步进梁式板坯加热炉燃 烧气氛的方法，提高加热炉热效率和燃烧控制水平。

发明内容

本发明提供一种控制大型步进梁式板坯加热炉燃烧气氛的方法，在保证完全燃烧 的前提下，精确控制加热炉内气氛，不仅有利于提高炉温，减少烟气带走的热损失， 同时有利于降低板坯烧损率，满足不同品种钢坯对加热要求日益提高的需求，节能降 耗，降低污染气体的排放，具有较大的社会价值。

本发明用于加热炉燃料燃烧过程中，通过监测空气消耗系数这个燃烧过程重要指 标，控制加热炉燃烧产物的生成量和成分，调节加热炉燃烧气氛，得到较高的燃烧温 度，保证完全燃烧。在保证完全燃烧的前提下，尽可能减小空气消耗系数，即尽量减 少氧含量。通过采用加热炉燃烧气氛的方法实现加热炉各段的实际空气消耗系数在线 监测调节。即实现加热炉预热段、第一加热段、第二加热段、第三加热段和均热段上、 下区域燃烧气氛的控制。在满足板坯在加热炉内各段加热工艺要求同时，加热炉各段 按照给定的合理空气消耗系数范围组织燃烧，及时、科学地调节加热炉煤气、助燃空 气量，合理控制燃烧气氛和燃烧状态。

本发明将燃烧气氛控制方法用于大型步进梁式板坯加热炉，主要工艺流程如下：

加热板坯经过预热段、各个加热段和均热段完成加热和均温过程，在这一过程中 加热一级、二级计算机控制系统根据从数据库调入的该板坯的原始数据自动生成加热 工艺(二级数据库中有西门子公司多年的加热数据模型，根据板坯数据二级系统自动 对应相应加热工艺要求)，自动设定和控制各段炉温，以残氧分析仪的输出控制值为 基础，计算每个燃烧区的空气消耗系数，对整个炉内燃烧气氛随热负荷而变化进行动 态跟踪，再根据6个燃烧区的实际空燃比对其进行修正，调节助燃空气和煤气配比， 确定合理的助燃空气、煤气流量。空气消耗系数分6段控制在0.95-1.75之间，加 热炉含氧量控制在1.8重量％--3.2重量％(SP设定在2.5重量％)，实现最佳燃烧，达 到加热工艺要求的炉膛温度。

其中控制炉膛各段燃烧时的空气消耗系数的具体内容如下：

在步进式加热炉预热段、第一加热段、第二加热段、第三加热段和上均热段、下 均热段，根据各钢种加热工艺要求对每个加热段的实际空气消耗系数情况进行监控， 各段空气消耗系数控制范围：

表1

按加热炉燃烧时实际空气消耗系数值控制炉膛燃烧氧化还原气氛。自动燃烧系统 将根据燃烧气氛跟踪监测结果及钢坯加热工艺要求的温度自动控制调节空气、煤气支 管调节阀门。加热炉各段对应有高炉煤气支管和供风支管，通过调节支管上的调节阀 实现高炉煤气与供风的合理配比后，送至蓄热式烧嘴前燃烧，实现板坯的加热。

本发明采用燃料燃烧时空气消耗系数在线监测的方法控制加热炉内的燃烧气氛， 减少钢坯在加热过程中的氧化烧损量。采用燃料燃烧时空气消耗系数的方法，作为调 节加热炉燃烧所用的煤气与助燃空气量的依据。

大型步进梁式板坯加热炉燃烧气氛控制程序框图见图1。