摘要：为合理利用发生炉煤气，降低生产成本，石横特钢厂通过改进加热炉烧嘴并制定相应的安全措施，实现了煤气在加热炉中的应用。应用表明，钢坯加热质量好，出炉温度大于1100℃，氧化烧损减少1%，轧机作业率提高1.2%，换热器运行周期长。
　　
　　关键词：煤气；重油；加热炉；烧嘴

　　1概述
　　
　　济南钢铁集团石横特殊钢厂（简称石横特钢厂）二轧车间普线加热炉原设计采用重油为燃料，其加热能力为35t/h，主要生产φ8～φ10mm热轧盘条及φ10～φ12mm小型棒材，加热炉为三段连续式，端进侧出，尺寸为3.132m×25.082m。
　　
　　石横特钢厂2002年新建φ3.2m两段式煤气炉1座，建造时主要考虑为炼钢车间烘烤钢包。随着炼钢生产节奏的加快，目前，炼钢车间烘烤钢包用气量相当小，该炉小时产量为6500～7000m3，导致发生炉绝大部分时间处于低负荷运行状态，造成煤气质量差，成本高。而重油的价格不断增加，致使燃油费用在轧钢产品成本中占的比重越来越大，已成为影响企业经济效益提高的重要因素。为了降低生产成本，经充分研究论证，决定在普线加热炉上使用发生炉煤气。
　　
　　2发生炉生产情况
　　
　　石横特钢厂煤气炉24h连续运转，所用煤种为陕西神木烟煤，煤气的各项经济指标均较好，煤气热值为6490kJ/m3,煤气单耗为0.29～0.30kg/m3。该炉型可以将烟煤在干馏段经低温干馏得到煤焦油，该种焦油呈黑褐色，密度较小，其组成中烷烃、烯烃及芳香烃约占50%，酚类含量可达30%左右，流动性好，是一种具有极高发热值的液体燃料。目前吨煤焦油产率为6080kg，每天可产300～400kg煤焦油。煤气站可根据用户用气情况合理调节发生炉的产量，以满足生产需要。
　　
　　3可行性分析
　　
　　3.1燃料温度可满足钢坯加热温度要求
　　
　　普线钢坯的最高加热温度一般在1000～1350℃范围内。两段式煤气炉的热值为6490kJ/m3,空气预热温度按300℃计，则理论燃烧温度为2300℃，炉温系数按0.7计，则可获得1610℃的炉温，完全能满足轧制普线的要求。
　　
　　3.2燃烧技术的可行性
　　
　　该车间加热炉宽度小于4m，采用侧加热和端部加热就能满足加热工艺的要求。为此只要将原来的油烧嘴改为油气两用烧嘴即可，不需做其它变化，投资少。
　　
　　3.3烟气的辐射传热强
　　
　　烟气中的三原子气体CO2及H2O的辐射能力强，其浓度对辐射传热起着决定性作用，即气体燃料中的CO2及H2O的浓度越高，烟气的辐射传热越强。煤气燃烧产物中的CO2及HO的浓度可达到28%左右，比重油燃烧产物中的CO2及H2O的浓度高，因此其辐射传热强。
　　
　　3.4炉温控制方便，加热质量好
　　
　　由于煤气是气体燃料，气体燃料与空气是分子混合，分子混合比液体的非分子混合要容易，调节方便，有利于加热炉的炉温调节和控制。且由于煤气与空气混合得好，火焰均匀，没有像直接燃烧重油时雾化不好、火焰集中、有热点、冷点等弊端，因此钢坯温度均匀，氧化烧损少。
　　
　　4煤气在加热炉中的应用
　　
　　4.1改进加热炉烧嘴
　　
　　煤气站生产的煤气从气柜不经加压直接送往二轧车间加热炉，压力波动小，加热炉前的煤气压力一般为2000～3000Pa。为保证燃烧效果对加热炉烧嘴进行了改进，将原来单一的燃油烧嘴改为油气两用烧嘴。加热炉共有17个烧嘴，其分布为：加热段下部8个、上部6个，均热段3个。单个烧嘴的煤气燃烧能力为960m3/h，正常生产时只开8～10个烧嘴即可满足轧制要求。使用油气两用烧嘴，在煤气量不足时可以用焦油做适当调节。
　　
　　4.2安全措施
　　
　　为实现加热炉的安全点火，制定了详细的用气操作规程，点火前先做爆破试验，确认无误方可点火。同时为了减少煤气泄漏，在煤气管道上装有双闸阀，在每个烧嘴前装有蝶阀和平板闸阀，氮气吹扫装置，眼睛阀等。在加热炉区域配备固定式和移动式煤气检测仪，用以随时检测周围环境中CO的浓度。
　　
　　4.3应用效果
　　
　　加热炉烧煤气，炉温均匀，又保证了炉气黑度，避免了以重油为燃料时钢坯局部过热、过烧等现象，减少了钢坯加热“黑印”。煤气燃烧后积灰少，解决了烧重油时换热器频繁堵塞的问题，延长了加热炉尾部空气换热器的运行周期。
　　
　　钢坯加热质量的提高，使轧辊断辊现象及轧机故障率明显降低，孔型、导卫件的使用寿命延长，轧机作业率提高1.2%。
　　
　　钢坯加热过程中氧化烧损减少1%，开轧温度大于1100℃，机时产量增加；轧废减少，各钢种成材率不同程度提高。炉温控制调节方便，减少了看火工的劳动强度。现场作业环境好，没有跑冒滴漏现象，干净无黑烟。