煤氣烘烤在RH爐的應用

楊磊

摘 要：唐山國豐鋼鐵RH頂槍烘烤一直采用液化氣烘烤，使用成本高。為降低使用成本擬定方案將RH真空室在線烘烤頂槍使用液化汽烘烤改為轉爐煤氣烘烤，轉爐煤氣將得到全部有效的回收利用，烘烤成本將大幅降低。

關鍵詞：煤氣；RH烘烤；改進

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.017

0 前言

唐山國豐鋼鐵RH真空處理建立于2008年，于2009年投產，投產后在線頂槍烘烤一直使用液化氣，造成能源費用較高，為了降低能源消耗費用，進行了多次內部研究與探討，最終確定試用煤氣烘烤，因為煤氣為自產且放散量較大，成本可忽略不計，經試用后烘烤效果良好。

1 RH爐烘烤系統概述

受行業生產的限制及降成本要求，在降本過程中RH爐液化氣消耗為能源消耗較高的內容。為降低此環節的消耗成立了攻關小組來降低能源消耗?？紤]到工藝及設備的復雜性，我們直接忽略了對工藝及主體設備的改造。經過討論一致認為對烘烤介質的改進為可行性較高的方案。為了避免改造出現失誤影響正產生產最終確定在主體設備外新增一套煤氣烘烤試行，試行成功后投入使用。因此方案在全國范圍內尚屬首例，所以我們聯系了烘烤供貨廠家進行了討論，并由烘烤專業廠家完成此裝置的制作。

2 改造的主要原則

本次改造首要考慮到問題為安全，涉及煤氣烘烤由專業安全部門進行共同監督，包括可靠切斷、報警裝置、自動連鎖等全部調試合格方可投入使用。另本次改造主要為全國首次試用，不拆除原烘烤裝置，兩套裝置可交替使用，同時可保證設備作業率。

3 煤氣烘烤方案的設計

（1）主要參數：設計烘烤溫度：800℃～1200℃；使用壽命3年；設計最大煤氣耗量1500m3/h（煤氣管道直徑DN150）；最佳煤氣壓力范圍8～15KPa。

（2）烘烤裝置主要由燃燒器（燒嘴）和旋轉裝置組成。

（3）烘烤裝置安裝位置及烘烤實現。安裝于RH爐底部，火焰向上燃燒，RH爐底部的兩孔一個進燃燒火焰，一個排出廢氣，燒嘴與煤氣管道的連接采用金屬軟管連接，方便移動燒嘴。燒嘴安裝采用大軸旋轉方式，安裝位置在RH爐底部側面平臺上。為增加火焰沖擊力，將壓縮空氣管道接入烘烤裝置。燃燒器重量90KG，旋轉支架重量650KG，甲方應適當加固平臺達到使用要求。建議旋轉支架的底座與地面之間加支撐柱以穩固支架，地面下預埋鐵與支撐柱穩固連接。支撐柱與旋轉支架的底座采用法蘭連接。當不烘烤時，懸臂旋回在側面平臺上，不影響鋼包車的作業。

（4）回轉機構的結構?；剞D機構安裝于側面平臺上，不烘烤時旋轉臂旋回側面平臺，不妨礙鋼包車作業，烘烤時旋轉臂旋至工作位置，旋轉角度可達240度?；剞D機構主要包含立柱、電機及減速機、旋轉軸、旋轉臂及燃燒器，立柱通過法蘭與底座連接，電機帶動旋轉臂旋轉。

（5）電氣部分主要有兩個方面組成，現場控制箱和控制室內報警箱。為方便操作，安裝現場控制箱，烘烤裝置的控制及操作均在現場機旁實現，操作人員在現場控制燒嘴的點火及調節等相關操作，同時在控制室內安裝報警控制箱用來指示壓力低限、熄火、CO超標等報警，且該報警控制箱可遠程控制調節閥，煤氣管道、氮氣管道、壓縮空氣管道均加裝流量計。

4 燃燒廢氣的安全性評估及預防措施

火焰燃燒產生的廢氣由RH爐底部浸漬管排出，燃燒廢氣的主要成分為CO2，CO2的比重比空氣要重，有可能沉積在RH爐底部造成缺氧。原有烘烤設備中采用天然氣烘烤，燃燒廢氣中主要產物為CO2和水，廢氣中的CO2依然是通過底部浸漬管排出，從原有設備的使用情況看未發現RH爐底部CO2造成異常狀況。為預防CO2堆積我們對現場增加了通風裝置，促使空氣流動，稀釋CO2，同時空氣流動性差的地點增加氧氣分析儀，當氧氣含量異常時報警提示操作人員。

5 操作步驟

（1）操作人員首先現場檢查盲板閥及手動快切閥是否打開，煤氣管路是否完好、不泄露煤氣、煤氣壓力處于合適范圍內，懸臂傳動機構是否完好等準備工作。

（2）準備工作做好后，啟動現場控制箱上懸臂正傳按鈕，將懸臂懸出，待燃燒器的燒嘴出口正對RH爐底部孔時，按現場控制箱上懸臂正停按鈕停止旋轉。

（3）按動控制箱上開點火器按鈕打開點火器（點火器啟動后10分鐘自行關閉，此時間可根據現場情況調節，范圍1～99分鐘），點火器啟動后，按動控制箱上快切閥開按鈕打開煤氣快切閥，操作控制箱上閥門手操器將調節閥開到10%左右，引燃火焰。

（4）引燃火焰后，觀察火焰燃燒狀態，待火焰穩定后可根據控制室內的升溫曲線通過調節調節閥的開度來控制溫升。

（5）熄火檢測、CO檢測、壓力檢測均有相應的轉換開關來切換是否投入與快切閥的連鎖，當快切閥因連鎖關閉時，現場控制箱和控制室報警箱上均有相應的報警指示燈指示，同時聲光報警。操作人員在控制室內及現場均可判斷連鎖關閥的原因。處理故障后可點火升溫。

（6）正常關火，關火時可按動控制箱上快切閥關按鈕關閉快切閥，然后關閉調節閥，火焰熄滅后打開氮氣閥門用氮氣吹掃管道，待氣體置換完后，按動現場控制箱上懸臂反轉按鈕旋回懸臂到待機位置停止，以備下次使用。

6 改造效果分析

試車期間烘烤溫度達到約950噸可達到要求，計算煤氣耗量約299立方米/小時達到預期目的。120噸RH爐真空室在線頂槍烘烤使用液化汽不間斷烘烤，液化汽使用量非常大，成本非常高。液化石油氣（氣態）熱值：87.92-100.50MJ/kg，液化汽價格：6.7元/kg；轉爐煤氣熱值：8.38-8.79MJ/Nm3，轉爐煤氣價格：0.1元/Nm3（自產煤氣成本忽略不計）；根據液化石油氣與轉爐煤氣熱值換算，每使用1kg液化石油氣所產生熱值，大約可用11Nm3轉爐煤氣產生熱值代替。正常生產情況下，改造前工業燃氣消耗約為11萬每年，改造后煤氣流量按照500立方米/小時計算，每年保守估計可節約45.4萬元。通過試用期間觀察點火、操作、烘烤等情況比較順暢，節約能源效果明顯。

7 結束語

唐山國豐鋼鐵有限公司對RH爐真空室在線頂槍烘烤改造屬全國首例在下方烘烤，對RH爐真空室在線頂槍烘烤提供了依據，同時將液化氣改為煤氣烘烤大大降低了成本，對本單位的能源進行了合理利用，減少了煤氣的放散，一舉多得。