轧钢加热炉在线最优供热控制模型的研究──生产率检测计算的研究

通过分析钢坯在炉内的运行过程，推出了用于轧钢加热炉计算机在线最优供热控制模型的生产检测计算的新方法。经计算机仿真验证表明，该法既能保证热负荷调节准确，及时，又能保证过程控制平稳，从而使得Ｑ－Ｐ模型对复杂生产条件的加热炉在线优化控制成为可能。     

粉煤加热炉空气换热器的优化设计

通过对６５０×１／５００×３轧机加热炉空气换热器的使用、测试与计算结果的分析，并根据几座粉煤加热炉的各种换热器多年生产经验的对比，说明粉煤加热炉空气换热器宜选择二级带插件Ｕ型管换热器。     

A novel numerical model for billet reheating furnace

A numerical model of billet reheating furnace is proposed, which includes heat fluxes calculation around four billet surfaces and two-dimensional conduction calculation inside billet. Radiation and convection heat fluxes on top and bottom surfaces are calculated simultaneously, based on quartic and linear difference between furnace gas and billet surface temperatures, while furnace gas temperature is determined according to thermocouple values along furnace length together with billet surface temperature. Lateral fluxes are also calculated considering angle factor on billets interval. Two-dimensional partial differential equation is acquired for billet conduction to determine temperature distribution, which is discretised and solved by Alternating Direction Implicit and TriDiagonal Matrix Algorithm. Two embedded thermocouple experiments were carried out to verify furnace gas temperature, the effect of billet interval on lateral heat flux calculation as well as billet temperature. It met agreement well with experiments on billet temperature, which could be a better prerequisite for further reheating furnace automatic control.     

带钢步进梁式加热炉节能技术的应用

莱风轧钢厂带钢国间采用步进梁式加热炉,在生产中应用了热送热装工艺,降低钢坯加热温度,对助燃空气进行预热,提高加热炉保温性能,采用高铲节能型燃烧器,实现计算机控制烧钢等节能技术,使煤气消耗平均降至１．１ＧＪ／ｔ。     

基于残氧量检测的加热炉双交叉限幅控制

在加热炉的燃烧控制中,通常采用交叉限幅控制方法,但此控制方法往往无法保持空燃比在设定范围内,造成不必要的热量损失及金属烧损。烟气残氧量的检测方法,可以实际反映加热炉内的空燃比,这种新型的基于残氧量检测的变结构交叉限幅控制更加准确地检测空气、燃料流量的限值,使空燃比在设定的范围内,实现加热炉的双交叉限幅控制。     

蓄热式燃烧技术在青钢钰尊高线加热炉上的应用

介绍了蓄热式燃烧技术在青钢钰尊高线步进梁式加热炉设计中的应用情况。加热炉燃烧系统分三个供热段，采用分隔式空、煤气双预热烧嘴．直通道蜂窝体蓄热体，通过换向系统，实现了“极限余热回收”和高温空(煤)气预热。投用后，加热炉满足节能、无公害及生产操作自动化程度高的要求，钢坯加热温度均匀，吨钢燃耗1．4GJ，氧化烧损率约为0．7％。     

Oxidation of low carbon steel in multicomponent gases: Part II. Reaction mechanisms during reheating

Oxidation behavior of low carbon steel during reheating in an industrial walking-beam steel reheat furnace was investigated. It was observed that scaling (oxidation) rates were reduced by reducing the input air/fuel ratio to the furnace, thereby lowering concentrations of free oxygen in the combustion products from about 3 to 1.5 pct. Laboratory experiments involving isothermal and nonisothermal oxidation were carried out in atmospheres consisting of oxygen, carbon dioxide, water vapor, and nitrogen. A general equation for the prediction of weight gains due to oxidation during reheating, using isothermal oxidation rate constants, was developed. The prediction of weight gains from nonisothermal oxidation conducted in the laboratory was poor, owing to a separation of the scale from the metal substrate which took place at about 900 °C. The predicted weight gains during reheating in the industrial reheat furnace indicated that oxidation rates during reheating were intermediate between linear and parabolic, especially during reheating with high air/fuel ratio. However, the linear mechanism predominated. Laboratory isothermal experiments for oxidation in atmospheres containing free oxygen showed that the magnitude of the linear oxidation rates was determined by the oxygen concentration in the atmosphere. It was concluded that the observed reduction in scaling rates during reheating of low carbon steel in the industrial reheat furnace was a result of the lower free oxygen level in the furnace atmosphere.     

连续式加热炉加热过程数学模型的开发与应用

以鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司步进连续式加热炉为研究对象,建立并应用了以钢坯加热温度跟踪预报模型为基础、以轧制节奏变化为依据、以最佳炉温设定为核心的优化控制数学模型。实践证明,按动态最佳炉温设定控制炉温,不仅可以满足钢坯加热质量的要求,而且还可以最大限度地降低加热炉煤气单耗和钢坯氧化烧损。     

纳米耐高温涂层的应用及分析

特殊不锈钢、高合金钢、高温合金因其本身合金元素含量较高,高温变形温度狭窄,钢坯加热时容易产生表面渗透氧化且烧损严重。钢坯加热中产生的氧化渗透,造成轧制后的成品表面存在裂纹、亚表面发纹等缺陷,解决方法之一是采用无氧化炉对钢坯加热,但存在基础投资费用及装备使用成本较高的问题;而采用耐高温纳米涂料涂覆钢坯表面,耐热温度达1 300℃,避免了钢坯表面渗透氧化,成品钢材表面基本达到零脱碳,降低了钢坯表面烧损率,使成品材表面质量明显提高,且工艺简单,可操作性强,生产成本低,具有良好的应用前景。     

济钢煤气加热炉高效燃烧控制系统改造

济钢对副产煤气加热炉高效燃烧控制系统进行改造 ,煤气混合系统通过控制焦、高、转炉煤气的比例和压力 ,保证了混合煤气的热值和压力稳定 ;加热炉DCS系统通过控制加热炉废气中残氧量 ,调节空燃比 ,使燃烧达到最佳状态 ,提高了炉内钢坯的加热质量 ,实现了节能降耗和环境保护的目的     

富氧燃烧气氛中钢坯的氧化过程

为了研究在冶金轧钢加热炉富氧燃烧条件下炉内钢坯的氧化状况,自行设计搭建了可控气氛钢坯传热传质过程实验平台,研究富氧燃烧气氛对钢坯氧化传质的影响规律及不同温度下氧化层的形貌特征.结果表明:钢坯的氧化过程可以分为快速氧化阶段和慢速氧化阶段.在高温环境中,随着氧化温度的提高,CO₂和H₂O的浓度变化对钢坯氧化的影响逐渐加强,随着CO₂和H₂O浓度的提高,钢坯的氧化烧损程度也变得越来越严重.钢坯氧化层主要是由Fe₃O₄和FeO组成.      

宽厚板蓄热式加热炉热诊断分析

通过宽厚板蓄热式加热炉热平衡测试,分析了加热炉热效率和燃料燃烧效率．确定加热炉生产率、燃烧空气消耗系数、炉墙表面散热温度等因素对加热炉实际能量消耗的影响,提出宽厚板蓄热式加热炉改进燃烧控制、强化炉墙隔热保温与炉内传热、提高钢坯热装率等节能措施与建议。     

基于炉气非灰辐射特性的钢坯表面热流研究

 基于加热炉内炉气的非灰辐射特性,指出三元辐射体系(炉气 炉壁 钢坯表面)中炉气存在2种发射率和6种吸收率。应用射线跟踪方法推导钢坯表面热流表达式,解除了Τимофеев公式中炉壁为零热流和炉气为灰体的限制。以某轧钢厂的一座步进梁式加热炉为例,对其钢坯表面热流进行了模拟计算。推导的钢坯表面热流表达式为加热炉在线控制数学模型中钢坯表面热流的简化算法提供了理论依据。此外,给出了炉气为非灰时的辐射全交换面积的一种计算方法,为准确求解加热炉炉膛内的辐射热交换创造了条件。     

韶钢高炉煤气在轧钢加热炉的应用

钢铁联合企业副产大量的高炉煤气,但高炉煤气因热值低,难于直接用于轧钢加热炉上,许多企业存在高炉煤气富余放散的现象.韶钢通过采用金属换热器对高炉煤气、助燃空气进行双预热,重油-高炉煤气混烧,蓄热式燃烧技术等措施,将高炉煤气用到轧钢加热上,充分利用企业的富余高炉煤气,降低了轧钢工序的生产成本,走出一条发展循环经济的新路子.     

轧钢加热炉燃烧智能控制技术实践及节能减排分析

针对缺少煤气热值和废气氧含量在线检测,加热炉燃烧控制系统不能投入全自动的状况,采用模糊控制与专家系统结合对加热炉燃控系统智能化改造,使得加热炉燃烧控制得以优化,实现加热炉加热过程全自动控制,提高钢坯加热质量、降低氧化烧损、节约能源、减少碳排放。     

棒材加热炉热工测试与分析

对武钢棒材厂加热炉在普钢加热的条件下进行热工测试,结果表明,加热炉的热效率为45．41％,吨钢燃料消耗为1．455GJ。造成加热效率低、能耗高的主要原因有：重油雾化不充分、助燃空气预热温度低、排烟温度高、炉墙保温性能下降等。提出了在不进行大规模改造的条件下降低能耗和提高产量的主要措施,包括改善加热炉燃烧控制、促进助燃空气预热器的清灰、强化炉墙保温与炉内传热等。     

加热炉燃烧控制技术分析

加热炉燃烧控制技术,就是在各种燃烧工况条件下,找到合理的最佳空燃比,以提高炉温控制精度和加热速度。常用的燃烧控制方法包括氧化锆残氧分析、热值分析仪、多目标专家寻优、模糊控制等,这些控制方法各有优缺点。同时指出,人工智能技术、专家系统及模糊控制技术等是加热炉燃烧控制技术的发展方向。     

空燃比动态寻优系统在加热炉上的应用

煤气热值及空燃比是影响加热炉能耗指标的重要因素之一。通过配置煤气热值仪及烟道残/定氧分析仪,在线、实时检测煤气热值和烟道残氧数值,并通过模型计算,合理、动态地配置空燃比,从而实现降低加热炉吨钢燃耗及氧化烧损率的目的。     

加热炉换热器的改造

本文论述了如何提高加热炉换热器的使用寿命，增大换热面积，提高空气预热温度与节约能源，以及对换热器的结构进行改进的方法。