平爐熱工制度

平爐熱工制度(thermal work in open hearth furnace)是指 為完成平爐煉鋼過程的供熱作業而制訂的制度。熱工制度是平爐的重要的操作制度之一，歷來都受到煉鋼界的重視與較多的研究。

基本介紹

• 中文名：平爐熱工制度
• 外文名：thermal work in open hearth furnace
• 類別：平爐煉鋼製度
• 意義：平爐煉鋼的供熱作業制訂的制度
• 用途：平爐的重要的操作制度之一
• 特點：受到煉鋼界的重視與較多的研究

基本信息

平爐煉鋼是高溫物理化學過程，由火焰供熱，因此可以把平爐看成為一個大型的高溫熱工設備。中國平爐熱工制度隨著平爐煉鋼工藝的發展也相應有很大變化。如20世紀50年代中期，平爐爐頂由矽磚改為鹼性磚，60年代平爐燃料由混合煤氣或發生爐煤氣改為重油或天然氣，70年代採用爐頭富氧、爐頂吹氧強化冶煉等。這些變化的總趨勢是冶煉強度和供熱強度的增大。熱工制度是在用熱工理論綜合分析生產經驗和生產試驗測定的基礎上，根據爐子生產條件制訂的。它通常包括：平爐熱負荷，空氣過剩係數，爐瞠壓力，爐頂溫度，換向間隔時間，蓄熱室溫度。

平爐熱負荷(Q)

即單位時間內供給熔煉室的熱量(GJ/h)或每1h供燃料噸數。它是熱工制度中最基本的參數，其他參數隨它的變化而改變。冶煉各期的熱負荷即根據爐子各期的熱量需要和吸熱能力，在爐襯允許的條件下，提供所需熱量，並保證燃料能在熔煉室內完全燃燒，廢氣能從爐膛順利排出，確保爐膛壓力合適(爐膛壓力還與排煙系統的抽力大小有關)。熱負荷過大，熔池吸收不了，會燒壞爐體和增加燃料消耗。熱負荷過小，又會拖延冶煉時間或使熔池溫度失調。裝料與加熱期，大量冷料裝入爐內，爐門開啟頻繁，吸熱能力大，其熱負荷最大。熔化與精煉期，一方面爐體溫度升高，另一方面熔池脫碳析出CO燃燒也供給部分熱量，故其熱負荷較小。
除熱工制度中規定的各冶煉期的熱負荷數值之外，還有平均熱負荷和空燒熱負荷。平均熱負荷是指一爐鋼各冶煉期供熱量累計的小時平均值。這個數值可用來標誌平爐的供熱強度。它對於不同噸位、採用不同操作工藝或爐料組成的平爐有明顯的不同。空燒熱負荷的概念是指平爐熔池內無爐料、無冶金物理化學反應時即熔池無吸熱或放熱時，為保持爐子主要是熔煉室的高溫所必須供給的熱負荷。一般補爐和出鋼期的熱負荷大致就是空燒熱負荷。此熱負荷數值，在平爐熔煉室熱平衡計算中為熔煉室熱損失與煙氣排出帶走熱量之和。空燒熱負荷的概念有助於在分析各冶煉期熔煉室熱平衡的基礎上確定該冶煉期的合理熱負荷數值。熱負荷制定的原則是：在具體操作條件下，火焰溫度能達到耐火材料(爐頂)所允許承受的最高溫度；格子磚達到允許的高溫而不被燒壞，整個爐役期內爐子的熱效率和產量最高。不同噸位爐子的熱負荷不同，例如100t平爐的平均熱負荷為(85～105)×10⁶kJ/h，300t平爐的平均熱負荷為(120～140)×10⁶kJ/h。採用高發熱值燃料(天然氣、重油)比低發熱值燃料(高爐和焦爐的混合煤氣等)的熱負荷增大10%～20%。鹼性平爐比酸性平爐的平均熱負荷高10%～15%。固定式平爐的熱負荷小於傾動式平爐。老爐子的熱負荷比新爐子的大5%～20%。

空氣過剩係數

即實際供給的空氣量與燃料完全燃燒需要的理論空氣量之比，以a表示。通常大於1。a值過低，燃料在熔煉室不能完全燃燒，火焰明顯拉長，嚴重影響上升道、沉渣室和蓄熱室壽命，並使燃料消耗增大，爐子熱效率降低。a值過高，則火焰溫度及空氣預熱溫度下降，廢氣量增加，也不利於熱交換。一般可通過從上升道與空氣閥前取樣作廢氣成分分析，測得空氣流向熔煉室過程中的漏損(有時高達20%～30%)。在熔化與精煉期，熔池脫碳析出CO，需要多供給相應的空氣量，使CO完全燃燒，因此，這兩個冶煉期的a值較大。當熔化時間長時(根據脫碳反應的低、高、中速度)，還需要把熔化期分為前中後期來分別規定其a值。

爐膛壓力

即指爐頂下測得的(表)壓力(△p)，一般為20～35Pa。△p過大會使火焰散亂外噴，並使爐子熱損失增大，影響爐體壽命。△p過小又會吸入大量冷空氣使爐溫下降和燃耗增大。通常希望正壓操作，即將熔煉室內的零壓面降至爐門坎水平面左右以減少冷空氣的吸入。

爐頂溫度

正常的熱工操作應使爐頂溫度穩定在耐火材料允許的最高溫度範圍內，以確保爐頂壽命和爐子熱行。一般在精煉期由於爐膛溫度高，要適當降低熱負荷以避免爐頂溫度過高。

換向間隔時間

一般為8～15min。它依據換向熱損失、熔煉室溫度的下降、從格子磚下部排出的廢氣的溫度、格子磚壽命以及總的熱效率制訂。

蓄熱室溫度

它是決定換向間隔時間的依據之一，其上限取決於磚格上層耐火磚的抗渣性及耐火度，下限取決於要求達到的空氣和煤氣預熱溫度。蓄熱室溫度應穩定在一定的範圍內，而且越接近允許溫度的最高限度效果就越好。在平爐燒結爐底、煉爐(定期集中修補爐底)、冷修後的烘爐加熱時，它都有不同的加熱制度。