某公司40萬(wàn)t軋鋼改造工程，加熱爐采用高效蓄熱式全高爐煤氣加熱爐。該爐將高效蓄熱式燃燒系統(tǒng)、換向系統(tǒng)與爐子有機(jī)地結(jié)合于一體，空氣、煤氣雙預(yù)熱到1000℃。爐子有效長(zhǎng)度為30m，爐體內(nèi)寬4.3m，正常加熱能力為70t/h。
爐子為二段式爐型，設(shè)加熱、均熱兩個(gè)拱熱段，均熱段靠近出鋼一側(cè)，設(shè)一實(shí)爐底均熱床。均熱段后部及加熱段采用上下兩面供熱，全爐除爐底、部分側(cè)墻、蓄熱式采用磚砌外，側(cè)墻工作層及爐頂均采用現(xiàn)場(chǎng)澆注而成，共同耐火材料近1000t。其中加熱爐的關(guān)鍵部位側(cè)墻及爐頂采用了專為蓄熱式加熱爐研制的低水泥澆注料。
蓄熱式加熱爐的特點(diǎn)及對(duì)耐火材料的要求。
爐子技術(shù)特點(diǎn)
與常規(guī)加熱爐相比，高效蓄熱式加熱爐有如下特點(diǎn)：
（1）取消了傳統(tǒng)加熱爐用的燒嘴，代之以耐火澆注料組成的噴嘴孔；
（2）取消了傳統(tǒng)加熱爐高達(dá)40~50m的磚煙囪、取而代之的是高度只有18m的鋼煙囪；
（3）取消了常規(guī)加熱爐龐大的空氣預(yù)熱器、煤氣預(yù)熱器、取而代之的是兩套換向系統(tǒng)和較簡(jiǎn)單的管道、空氣煤氣雙預(yù)熱，預(yù)熱溫度達(dá)到1000℃以上；
（4）蓄熱式加熱爐最大的特點(diǎn)是爐墻中空，雙面受熱并設(shè)有噴火口，使用條件惡劣。
側(cè)墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
蓄熱式加熱爐的工作原理決定了側(cè)墻具有如下特點(diǎn)：
（1）中空的墻體，安裝錨固磚相對(duì)困難；
（2）中空墻體的工作面雙面受熱，且內(nèi)側(cè)墻體受溫度變化和氣流沖刷的雙重作用，極易損壞；
（3）燒嘴部火焰噴口與工作層合二為一，影響爐墻的使用壽命；
（4）由于空氣煤氣均已預(yù)熱到1000℃，要求中空的爐墻不得有大的裂縫，空氣，煤氣不可以串氣。
對(duì)耐火材料的要求
蓄熱式加熱爐這種錯(cuò)綜復(fù)雜的爐體結(jié)構(gòu)，對(duì)耐火材料的選用提出了十分嚴(yán)格的要求：
（1）耐火材料的高溫強(qiáng)度要大，使用中必須能夠抗高溫氣流和火焰的沖刷和腐蝕；
（2）所用的耐火材料必須具有良好的抗熱震性能，能夠經(jīng)受頻繁的溫度波動(dòng)作用而不開裂、剝落；
（3）體積穩(wěn)定性好，線變化率小，耐壓強(qiáng)度大，爐體孔洞之間不易塌陷，經(jīng)長(zhǎng)期高溫作用而不產(chǎn)生裂紋，避免空、煤氣通道間出現(xiàn)裂縫串氣而引起爆炸事故；
（4）具有微膨脹性，所選用的耐火材料使用過程中具有微膨脹性，防止裂縫產(chǎn)生；
（5）燒結(jié)性能好，在1000~1350℃的使用過程中，應(yīng)保證墻體工作層能夠燒結(jié)形成一個(gè)整體，以適應(yīng)雙面受熱的工作條件。
（6）良好的施工性能，爐體施工時(shí)，需要安裝大量的異型模塊，局部間隙極小，有的地方無(wú)法整棟，所以要求耐火材料必須具有良好的施工性能。
所選用耐火材料的特點(diǎn)
根據(jù)蓄熱式加熱爐的使用條件，采用的低水泥澆注料的特點(diǎn)如下。
（1）抗熱震穩(wěn)定性好
該澆注料Al2O3含量為55%~67%，烘干和1400℃燒后耐壓強(qiáng)度分別為15~30MPa和40~65MPa。與鋁含量好和強(qiáng)度高的低水泥澆注料相比，其熱震穩(wěn)定性能更好。
（2）具有微膨脹性
在澆注料中摻加適量的膨脹劑及含鋁含硅等材料，以便使用時(shí)產(chǎn)生微膨脹，防止產(chǎn)生裂縫。
（3）燒結(jié)性能好
通過在澆注料中摻加適量的燒結(jié)劑等材料，在1000~1350℃的使用過程中，墻體工作層能夠燒結(jié)，并形成整體，以適應(yīng)其雙面受熱帶工作條件。
施工技術(shù)要點(diǎn)
施工前的準(zhǔn)備工作
根據(jù)圖紙技術(shù)要求，應(yīng)對(duì)爐子鋼結(jié)構(gòu)、基準(zhǔn)線、孔洞等部位進(jìn)行全面細(xì)致地檢查驗(yàn)收。對(duì)側(cè)墻保溫層砌磚和錨固磚進(jìn)行檢查，錨固磚和吊掛磚的外形和尺寸應(yīng)逐塊檢查和驗(yàn)收，不得有橫向裂紋，磚的位置應(yīng)復(fù)合設(shè)計(jì)要求，并保持與爐殼錨固鉤或爐頂?shù)鯍炝合啻怪薄榉乐箓?cè)墻輕質(zhì)保溫磚吸水，要在其表面刷一層瀝青。要檢查內(nèi)模支設(shè)是否牢固，不得移動(dòng)，表面用布包好， 模板也要支設(shè)牢固，表面刷油，以利于脫模。檢查攪拌機(jī)、振動(dòng)棒等工作是否正常；行車是否正常，若出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)檢修，或準(zhǔn)備其他吊掛用具，必須確保澆注料不能中斷。要清理好澆注部位的雜物，確保其整潔干凈。
施工要點(diǎn)
（1）先將袋裝澆注料倒入攪拌機(jī)中，根據(jù)攪拌機(jī)的容量大小確定裝入的袋數(shù)，干混12min，然后根據(jù)施工要求加水，要嚴(yán)格控制好加水量，攪拌2~3min，料色均勻后開始出料。
（2）開始澆注，混合料應(yīng)邊澆注邊振動(dòng)，連續(xù)施工，振動(dòng)棒插入料層后應(yīng)連續(xù)移動(dòng)，反復(fù)振動(dòng)量變以上，直到表面返漿，排氣較少，料面不沉降為止。同時(shí)，振動(dòng)棒不得碰掉隔熱層、模板、胎膜和錨固磚。爐墻施工時(shí)，一次澆注高度為300~350mm。
（3）要注意膨脹縫的留設(shè)及測(cè)壓、測(cè)溫孔的留設(shè)。按照要求、側(cè)墻及爐頂均要留設(shè)膨脹縫，側(cè)墻采用60mmPVC塑料板，爐頂與兩側(cè)墻接觸部位用50mm硅酸鋁耐火纖維氈，爐頂橫向留設(shè)11道膨脹縫，內(nèi)填6mm波紋狀塑料板。
（4）施工過程一般應(yīng)連續(xù)澆注施工，間斷時(shí)需在膨脹縫處，并用模板制成牢固。爐頂澆注間斷時(shí)，也應(yīng)如此。再施工時(shí)，必須將接茬處理好。
（5）施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制好加水量。在保證具有良好的流動(dòng)性前提下，應(yīng)盡量減少用水量。否則會(huì)影響凝固強(qiáng)度，一旦出攪拌機(jī)以后，應(yīng)在0.5h內(nèi)用完，如中斷施工撒撇落的必須廢棄，不得使用。
養(yǎng)護(hù)和拆模
澆注料澆注完畢，全部成型后，應(yīng)在自然環(huán)境中靜養(yǎng)24h，當(dāng)氣溫超過30℃時(shí)應(yīng)避免陽(yáng)光直射。拆模過程中不準(zhǔn)用力敲打，以免爐墻被破損。拆模后，應(yīng)對(duì)表面局部破損處及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，若噴火口被泥漿封住時(shí)，應(yīng)進(jìn)行打口，修補(bǔ)。
烘爐
（1）烘爐前，應(yīng)將爐內(nèi)雜物清楚干凈，爐底鋪好鎂砂，爐頂?shù)鯍齑u上的木楔全部出去，并緊固好螺栓。
（2）烘爐前要求各相關(guān)設(shè)備如風(fēng)機(jī)、電機(jī)、換向閥、水泵等運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，煤氣、水、電、壓縮空氣、軟化水接到爐前，同時(shí)做好一切生產(chǎn)準(zhǔn)備。
（3）烘爐時(shí)，先用焦?fàn)t煤氣烘爐，達(dá)到800℃后再切換成高爐煤氣，烘爐要注意，熱電偶溫度應(yīng)代表都處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，鋼產(chǎn)量也逐年上升。今后的目標(biāo)是繼續(xù)采取技改措施，計(jì)劃到2002年，使這臺(tái)70t超高功率電弧爐年產(chǎn)鋼80萬(wàn)t，各項(xiàng)指標(biāo)接近世界先進(jìn)水平。
L F
3根電機(jī)調(diào)節(jié)由一臺(tái)PLC自動(dòng)控制。上料系統(tǒng)通過二級(jí)計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算和控制，再通過高位的電子稱量料斗準(zhǔn)確計(jì)量后將合金料及爐料加入到鋼水中。
L F工位有喂線機(jī)一臺(tái)。吊包前喂CaSi線脫硫，提高鋼液純凈度。鋼水進(jìn)入鋼包內(nèi)開始全過程底吹氬氣攪拌，其流量和壓力值在現(xiàn)場(chǎng)控制箱顯示。
每包鋼水的精煉時(shí)間均在30min以上，確保吊包前渣系為稀白渣并保證各元素含量進(jìn)入內(nèi)控要求。脫硫率可達(dá)80%以上。
連鑄機(jī)
連鑄坯熱送熱裝技術(shù)作為節(jié)能降耗的重要途徑逐步受到國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)的重視。淮鋼通過輸送輥道將連鑄生產(chǎn)出的熱坯直接送到軋鋼車間加熱爐的上料輥道并進(jìn)入加熱爐。
提高鑄坯的熱裝溫度，可以有效地降低加熱爐的能耗指標(biāo)。連鑄坯的最終裝爐溫度取決于連鑄坯的剪后溫度、熱送輥道的保溫效果、熱送的時(shí)間、連鑄與軋機(jī)的匹配等因素。淮鋼連鑄坯的剪后溫度一般在900~1000℃。在連鑄與加熱爐之間設(shè)置保溫爐，便于連鑄與連軋之間的銜接匹配。
自動(dòng)化控制
電控系統(tǒng)采用二級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。可用于從煉鋼車間到軋鋼統(tǒng)一的生活過程控制和管理，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。其中一級(jí)為設(shè)備控制級(jí)屬于基礎(chǔ)自動(dòng)化部分，采用可編程序控制器對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行順序控制和實(shí)時(shí)控制；二級(jí)為過程控制級(jí)，采用微機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行最優(yōu)化控制并提高科學(xué)管理水平。
結(jié)語(yǔ)
（1）電爐鋼短流程生產(chǎn)線的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能生產(chǎn)、從而降低成本，增加效益。為此，必須采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，且使各種設(shè)備和工藝匹配合適，各車間布置合理，并采用正確的操作組織生產(chǎn)。
（2）淮鋼自主開發(fā)鐵水熱裝、二次燃燒、低純度氧煉鋼等技術(shù)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和重要推廣價(jià)值，可以借鑒。
