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轧钢加热炉是生产轧材的头道工序,也是轧钢生产线主要耗能部分。降低加热炉的燃料消耗,提高加热炉的产量及钢坯的加热质量,是轧钢企业降低轧材成本的主要手段。北钢集团近期的发展过程中,由于“3562”大颗粒尿素项目即将投产,大量焦炉煤气将用于生产尿素,同时在建项目1780mm热连轧生产线即将投产,届时将造成用于轧钢加热炉的高热值焦炉煤气量严重不足,部分轧线将面临停产,而北钢集团现有的高炉煤气由于发热值低,不能用于现有的轧钢加热炉而大量放散,造成能源浪费。为充分利用现有的低热值二次能源——高炉煤气,北钢集团拟将1780mm热连轧机组加热炉设计成占地少,产量高、质量好、耗能低并可利用低热值高炉煤气为燃料的蓄热步进式加热炉。
该加热炉依据“三高一低”理论:即高炉温、高烟温、高余热回收、低炉子惰性理论,并结合北钢集团多年钢坯加热的实际经验数据进行设计。空、煤气采用高铝质陶瓷蜂窝状蓄热体进行双预热。加热炉内运送钢坯的步进梁采用双层框架,双轮斜轨式结构。步进梁可变速升降,以防止震落坯料的氧化铁皮以及由于冲击而损坏炉内水平梁和立柱上的耐火材料,框架并分别设有提升定心及水平定心机构,以保证被加热钢坯运送位置准确。
加热炉的燃烧控制采用钢坯温度预报模型、炉温优化专家设定模型、基于工艺分析的非线性约束炉温优化设定模型、基于阀门开度的加热炉炉温模糊专家控制策略和空燃比自寻优策略。
该轧钢加热炉设计的指标为吨钢耗高炉煤气380Nm<3>以下,与预热式加热炉相比节约燃料消耗20%左右,降低NOx排放量30%。钢坯截面温差≤30℃,达到一级轧钢加热炉的标准。