合金在线烘烤装置在转炉上的应用
一种转炉炼钢合金料的烘烤装置
专利名称：一种转炉炼钢合金料的烘烤装置专利类型：实用新型专利
发明人：王松伟,郑建会,张国才,王宗元,李福军申请号：CN202120715903.3
申请日：20210408
公开号：CN215809757U
公开日：
20220211
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种转炉炼钢合金料的烘烤装置，包括烟气发生单元、烘烤单元和合金仓；所述烟气发生单元包括烟气发生炉、点火烧嘴、煤气管道、长明火通道、鼓风机和鼓风支管；所述点火烧嘴与烟气发生炉连通；所述煤气管道一端与煤气气源连通，另一端与点火烧嘴连通；所述鼓风机通过鼓风支管与点火烧嘴连通；所述长明火通道一端与火源连接，另一端与点火烧嘴连通；所述烘烤单元包括加热烟气管、环管和辐射管烧嘴；所述加热烟气管一端与烟气发生炉连通，另一端与环管连通；所述环管上均匀设有若干个辐射管烧嘴；所述辐射管烧嘴穿过合金仓仓壁伸入到合金仓内。
本实用新型具有结构简单，烘烤效率高等特点。
申请人：河北鑫达钢铁集团有限公司
地址：064400 河北省唐山市迁安市沙河驿镇上炉村东河北鑫达集团808
国籍：CN
代理机构：石家庄冀科专利商标事务所有限公司
代理人：郭绍华
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吉林建龙合金烘烤装置的应用
最终产 品质 量起 着 至关 重要 的作 用 。为 进一 步 提 料 进行 烘烤 ，提 高合金 料使用 温度势在 必行 。
高炼钢 厂 产品 质量 ．减 少 由于合 金潮 湿 造成 的 连 铸坯皮 下 气泡 等废 品 ，炼钢 厂 于２ ０ 年 ｌ 月投 入 ０５ ０
备 故 障 率 降 低 ，提 高 了铸 坯 的 成 材 率 和 生 产 效 率 ，取 得 了良好 的经济 效益 。
收 稿 日期 ：２０ — １ ｏ ；修 回 日期 ：２０ — ２ ４ ０６ １－６ ０ ６ １—１
—
６ — ０
维普资讯
《 重技 术 》 一
１ 采用 合 金 烘烤 装 置 的 必要 性
目前 ，转 炉炼 钢 均采 用 钢包 内脱 氧 合金 化工
低 、含 水 量大等 原 凶 ，烘 烤 效果 差 ，根 本无法 满 艺 ，即在 出钢过 程 中将 全 部合 金 加入 钢包 内 ，合 足炼 钢 生产 的需 要 。 金 质量 的好 坏直接 影 响到 钢水 质 量 。吉林 建龙 炼 为 此 ，炼 钢 厂 决 定 采 用 新 型 高 炉 煤 气 燃 烧 钢 厂 自２ ０ 年 １ 投产 以来 ， 由于 种 种 原 因 ，合 ０２ 月 金 一直未 采用 烘烤 措施 ，因 而合金 潮 湿现 象 时有 发 生 。尤 其 是雨 季 ，合金 含水 量更 大 ，从 而 产生 大 量 的连铸 坯皮 下气 泡废 品 。另 外 ，由于吉林 地 处 东北 高寒地 区 ，冬季 温度 很 低 ，所 以合 金 加入
钢包 后 大量 吸热 ，转 炉被 迫提 高 出钢 温度 ．这不
器 ．对合 金 进 行 烘 烤 。 自２ ０ 年 ｌ 月 开 始安 装 ． ０５ ０ １月 １ １ ５日第 一套 合金 烘烤 装 置投 入运 行 ，使用 效 果 良好 ，烘烤后 合金最 高温度 超过 １ ０ ＝ ０ｃ 。在第 ０ 【
合金烘烤装置在转炉炼钢中的应用
EXCHANGE OF EXPERIENCE 经验交流摘要：通过介绍合金烘烤装置的原理和构成，提出了一种新型高性能燃气燃烧器的合金烘烤装置，其烘烤系统燃烧成效显著，提高热效率的同时也降低了能源消耗。
关键词：合金烘烤；节能降耗；控制系统一、前言当前企业增加市场竞争力及降本增效必须要在炼钢的能耗降低和产品附加值的提升端两方面做好出路。
因此各钢企针对转炉出钢温度的降低及出钢期间温降都做了大量的研究和实践，例如：降低钢包周转频率，钢包烤包预热，出钢后全程加盖，合金烘烤等，都取得不错的效果。
其中，合金烘烤装置是烘烤铁合金的专用设备，通过对硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、钛铁、钒铁等合金炉料进行脱水份烘烤，使合金达到要求温度，能满足炼钢工艺要求，实现缩短冶炼时间，提高钢材质量的目的。
本文介绍的唐山中厚板公司3座120吨转炉所采用新型高性能燃气燃烧器的合金烘烤装置，相对于其他类型的合金烘烤采用了设计独特的环形扁缝式燃气射流方式，热效率得到显著提高。
同时转炉煤气的使用相比于燃烧其他介质燃料也降低了能源消耗。
二、合金烘烤的工作原理（一） 合金烘烤装置简介。
烘烤装置主要的系统构成有：热风发生装置、烘烤料仓、排烟系统、热风管路系统、控制系统。
主要采用转炉煤气为燃烧介质，其LGB低速燃气燃烧器是一种新型的高性能燃气燃烧器。
与以往的套管式和多管式燃气喷嘴均不相同，LGB燃烧器采用了设计独特的环形扁缝式燃气射流方式，在每一层环形燃气射流的两侧则均为环形的空气射流。
因而，在燃烧器的出口处燃气和空气能迅速产生强烈而均匀的掺混，造成特别适合燃烧的燃气——空气混合气流从而保证整个燃烧器能完全、稳定、高效地燃烧。
其中自动控制系统为图1所示。
图1 合金烘烤炉自动控制系统（二）合金烘烤装置的性能及其技术参数。
（1） 该合金烘烤装置采用转炉煤气作为燃料，热值为1500kCal/Nm3。
（2）转炉煤气压力处于7-15kPa范围内能燃烧稳定。
（3） 压缩空气压力范围：0.4-0.6Mpa ；氮气压力范围：0.4-0.6Mpa。
铁合金在线烘烤技术及实践
（ 福建三钢炼钢厂 ，福建 三明 ３５０ ） ６ ０ ０
摘要 ： 炼钢厂铁合金烘烤 的原理和方案进行研究 和探讨 ，初步制定 了铁合金在线烘烤工艺方案，并对铁合金在线烘烤工艺进行优 对 化改造 ，实现 了铁 合金 的在 线烘烤 。实践表明 ：铁合金可烘烤至 ３ ０℃以上 ，利用烘烤 的铁 合金料 可使平均 出钢温度降低 ５ ． ０ ０ ４℃，
气和料仓进 热烟气两部分； 因进 热烟气管径偏小 ，且阻
力大影响热烟气流速，及料仓下部 （ 震料 口）不严密性，
为此料仓下部 （ 震料 口）进入风单位流量 大于 热烟气 ， 冷
却合金温度 的同时， 造成引风机吸引热烟气 作用降低。 大
部分 热烟气停 留在 热气发生炉并 冒出炉外和供热烟气 管 道处， 热气发生 炉和供热烟气管道常保持在高温状态， 加
废 烟气 由引风机 从料仓 中上部抽 出，完成加热过程 。
铁合 金料在料仓 中的烘烤 周期最小 应为 １ ０～ １０ｍｉ， ５ ８ ｎ 而试验烘烤 ２ ０ ｉ ４ ｎ料仓温度小于 １０℃。 ｍ ０ 经过一个月的 调试，未能达到预期 目标要求 。 存在的 问题有：①管道热 损失大，热烟气 总管温度最高达 ５４℃，热烟 气支管表面 ５
２１ ０ ２年 第 ４ １卷 第 ５期
ＶＯ１ ４１ Ｎ Ｏ． ２０１ ． ５ ２
童
加
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Ｉ ＮＤＵＳ Ｔ砌 ＡＬ ＨＥＡＴＩ ＮＧ
４ ９
ＤＯ ： １ ． ６ ￣ ｓｎ ０ ２ １３ ．０２０ ．１ Ｉ ０３ ９ ．ｉ ．１ ０ —６ ９２ １．５０ ７ ９ ｓ
铁合金在线烘烤技术及实践
￡ 为管道长度， 为管道附件 、 ｍ； 阀门等局部热损失系数 。
铁合金烘烤炉说明
合金烘烤炉说明书合金烘烤炉是烘烤铁合金的专用设备，通过对硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、钛铁、钒铁等合金炉料进行脱水份烘烤，在200℃内进行脱游离水份烘烤，在400-600℃内进行脱结晶水份烘烤。
使合金达到要求温度，能满足炼钢工艺要求，实现缩短冶炼时间，提高钢材质量的目的。
一、技术说明：由于合金料在200℃左右脱游离水，在400-600℃内脱结晶水，合金料需要脱水，加热温度必须达到400℃以上，因此铁合金烘烤装置作为烘烤铁合金的专用设备，必须满足以下要求：1、合金料经过加热，达到400-500℃；2、加热形式：间接加热形式，采用烘烤炉形式，形成过热风（500-600℃），用过热风加热合金块；3、燃烧采用过氧燃烧，煤气燃烧率在99%以上，形成无害烟气；4、燃烧器口采用耐热钢，延长使用寿命；5、控制方式：手动控制；自动点火；6、点火气体：乙炔或天然气；7、燃烧介质：转炉煤气；二、工作原理及特点：1、转炉煤气通过燃烧器燃烧，产生约1200℃左右的高温烟气，吹进燃烧室，在燃烧室内与所配冷风初步混合，并在高温下进一步反应，燃尽高炉煤气（一氧化碳）；形成无毒的约800℃左右的高温烟气；在燃烧室末端，热烟气与配风充分混合，形成500-600℃左右的热风。
2、由于合金使用上，炼钢是间断性出料，加热是连续性加热，且加热的热风喷口在合金料仓的底部，形成自下向上逆流加热，使料仓出料接近热风温度，达到400-500℃。
3、由于热风温度过高，为保证热效率，可以给热风管道加保温。
三、设备构成：设备由转炉煤气燃烧器，混风用热风炉，助燃风机，冷风混风风机，热风管路及电控系统组成。
1、燃烧器含自动点火烧嘴：自动点火烧嘴和煤气烧嘴头均为不锈钢；2、混风用热风炉由燃烧室，内衬（不锈钢）及热风炉外壳组成，混风机构实现最后热风，实现烘烤用的热风3、观火孔可以清楚观测火焰样式，掌控火焰燃烧情况。
4、助燃风机供烧嘴燃烧用空气。
5、冷风混风风机直接进入混风用热风炉，迅速提升自己温度，降低高温热风温度，调和成工艺需要的热风温度。
转炉炉后合金在线烘烤系统产品介绍
一起，导致有大块渣料不能熔化的现象发生。
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北京金自能源科技发展有限公司
转炉炉后合金在线加热装置
公司部分业绩表
序号 1 2 3 4 5 6
使用厂家 山东石横 凌源钢铁 山西高义钢铁 首钢长治钢铁 山西新金山特钢 首钢水城钢铁
项目进展 设备投运 设备投运 安装调试 设备投运 设备投运 设备投运
主要设备 转炉炉后在线合金烘烤装置 （3套） 转炉炉后在线合金烘烤装置 （2套） 转炉炉后在线合金烘烤装置 （3套） 转炉炉后在线合金烘烤装置 （3套） 转炉炉后在线合金烘烤装置 （2套） 转炉炉后在线合金烘烤装置 （3套）
当前国内主流合金烘烤现状 （温度低）
形式一： 离线形式，24小时长时间烘烤，
通过铲车或叉车转运加料。 形式二：
高位料仓形式对合金进行集中 加热，然后通过皮带或溜槽中转、 加料
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转炉炉后合金在线加热装置
北京金自能源科技发展有限公司
转炉炉后合金在线加热装置
老式合金加热系统的缺点
加热后的合金使用时温度损耗大：
转炉炉后合金在线加热系统
产品介绍
公司名称：北京金自能源科技发展有限公司
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北京金自能源科技发展有限公司
转炉炉后合金在线加热装置
合金加热的目的
1 去除合金表面游离水 2 减少合金内部结晶水 3 降低出钢温度，加快生产节奏 4 减少氢脆现象的发生 5 提高造渣效果，缩短时间，减
少渣料消耗
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北京金自能源科技发展有限公司
被加热后的合金料使用时中转时间长，温度损耗大。
加热时间长，耗能大：
合金料需要24小时集中、不间断加热，保温煤气耗量大。
结构复杂投资大：
130t转炉钢包烘烤装置的改造及应用
130t转炉钢包烘烤装置的改造及应用摘要：130t转炉钢包采用新型、先进的蓄热式钢包烘烤技术改造后，各方面的性能指标有显著改进。
新型钢包烘烤器采用PLC自动控制与手动控制相结合的方式，用户可以根据工艺要求选择加热曲线对钢包进行自动升温；不仅节省煤气，减少钢包烘烤时间；具有安全环保、节能降耗、稳定高效的特点。
关键词：蓄热式烘烤技术；变频；PLC自动控制1.前言炼钢厂130t转炉钢包有在线烘烤装置2套，离线烘烤装置4套。
常规烘烤装置使用年限不长，钢包烘烤时间长，煤气消耗大，热量损失大，包盖受到高温烘烤容易扭曲变形。
为此，2012年首先增加了一套蓄热式烘烤装置与原装置对比运行，经过一段时间的比较后，决定实行全面的改造，达到了节约煤气，提高了烘烤效果。
2.蓄热式烘烤装置的工作原理2.1蓄热式钢包烘烤器工作原理（1）将一对蓄热式烧嘴安装在包盖的固定位置上（见图1），相互交替工作，其换向是由三通阀的控制，主要是采用时间控制，120S内自动换向，但如果温度超过180°C，即使未达到120S，也会自动换向。
当确认供电正常后，依次合上各个断路器开关，再合上24V直流电源的开关，确认PLC及变频器无报警信息，则系统进入运行准备状态。
（2）根据煤气管道的压力检测值，当煤气压力低于2500Pa时，闪光蜂鸣器报警，切断煤气来源，保证烧嘴不回火。
切断阀与鼓风机联锁保证了在鼓风机不能正常工作时关闭煤气。
（3）根据煤气的流量，可以通过文本显示器上的设置改变鼓风机的速度以控制空气流量，使得煤气和空气的比例处于最佳状态。
可用电位器手动调节引风机变频器，根据钢包烘烤器内的压力调节风机的速度，保证钢包内外的压差基本为0。
（4）根据需要可用“手动/自动”切换开关切换控制模式。
在手动模式下，按“鼓风机启动”“鼓风机停止”“引风机启动”“引风机停止”即可开或停相关设备。
在自动模式下，按下“自动启动”按钮后，系统即自动运行。
手/自动模式可实现无扰切换。
一种转炉合金烘烤装置
专利名称：一种转炉合金烘烤装置专利类型：实用新型专利
发明人：何先有,闫全虎,王玲海
申请号：CN202121162668.8
申请日：20210527
公开号：CN215628091U
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种转炉合金烘烤装置，包括底板、支撑板、烘烤炉、料口和连接块，所述底板上端外壁一侧安装有圆形阵列分布的支撑板，所述支撑板上端外壁一侧设置有连接块，所述底板背离支撑板一侧外壁安装有烘烤炉，所述连接块上端外壁一侧开设有圆形阵列分布的限位槽，所述连接块下端外壁一侧对称开设有滑槽，所述连接块内壁一侧开设有齿条，所述烘烤炉上端外壁一侧插接安装有排气管，所述底板上端外壁一侧安装有电机，所述电机上端外壁一侧设置有主动轮，所述主动轮与齿条相啮合。
本实用新型通过设置支撑板、烘烤炉和限位槽，达到了便于烘烤合金的效果，缩减了烘烤步骤，保证了合金的烘烤效率，保证了合金产出量。
申请人：湖北金盛兰冶金科技有限公司
地址：437221 湖北省咸宁市嘉鱼县高铁岭镇白果树村
国籍：CN
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合金在线烘烤装置在转炉上的应用
摘要：本文从合金烘烤装置介绍，通过合金烘烤炉加热，对硅铁、锰铁、铬铁、钒铁等合金炉料进行脱水分烘烤，在200 ℃内进行脱游离水分烘烤，在
400~600 ℃内进行脱结晶水分烘烤。
合金干燥程度影响着钢中的氢含量，而钢中氢含量对产品质量有重要影响；同时合金烘烤预热后，可降低转炉出钢温度。
关键词：合金烘烤、加热、质量、出钢温度
Application of Alloy on-line baking device in converter
MiBaoJun YuYou Zhong Gezhuang
Baowu Group Zhongnan Iron & Steel Guangdong Shaogang Songshan Co. LTD，Shaoguan 512123, Guangdong province
Abstract:This paper introduces from the alloy baking device, through the alloy baking furnace heating, dehydrating the alloy furnace charge of ferrosilicon, ferromanganese, ferrochrome, ferrovanadium, etc.,they are dehydrated and baked in 200 ° C , in 400 ~ 600 ° C, the decrystallized water was baked.The drying degree of alloy affects the hydrogen content in steel, and the hydrogen content in steel has an important effect on product quality. At the same time, after the alloy baking preheating, can reduce the converter steel temperature.
Keywords:Alloy Baking, Heating, Quality, Steel Temperature
一、现状分析：由于我厂地处华南地区，常年气候潮湿，各类合金存储、运转过程容易吸潮，目前炼钢厂合金没有进行烘烤，钢水中的氢含量不稳定，容易出因氢高引起的气泡或性能缺陷，出钢过程温降较大。
鉴于以上的问题需要新增铁合金烘烤装置的改造来满足生产和工艺的需求。
出钢过程合金加入钢中后，合
金中吸附到的游离水以及结晶水，在高温状态下分解：H2O=［H］+[O]，溶入钢，造成钢中[H]、[O]夹杂物含量高，板坯探伤不合格以及方坯钢种的脆断多是由此
引起。
另由于合金没有预热，导致转炉出钢温降较大，出钢温度高，不利于稳定
钢水质量及护炉。
二、可行性分析：转炉炼钢的合金绝大部分是在转炉出钢过程加入，通过在
转炉出钢前对合金烘烤到400-600℃，可基本去除合金带入钢中的水分，同时将
合金烘烤到400-600℃后可降低转炉出钢温度5～10℃。
三、改造内容：
1、合金在线加热炉烘烤装置系统整体放置在转炉加料口附近，对原有的料
仓和加料管进行适应性改动。
2、合金在线加
热炉烘烤装置系统
技术参数：
比重
单
次
最
大
加
料
量
炉
体
容
积
加
热
时
间
烘
烤
温
度
6
（
吨
）
2
m
3
1
5m
in
4
00
-
60
每次合金最大加热量为6吨。
3、公辅介质参数及主要技术特点：
4、上料方式及炉体摆放位置:
5、主要技术特点及参数:
6、混合煤气管路组成: 由气动切断阀、电动调节蝶阀、压力变送器、调节蝶阀、管路等组成。
7、点火装置：由燃气管路、助燃风管路、调节阀、烧嘴控制器等成。
8、燃气管路排水系统：由于燃气在回收过程中常带有水蒸气，经输气管路
凝结成水存留在输气管路中阻碍燃气输送。
在烘烤设备燃气管路上设置排水系统，及时将水排除。
9、燃气泄漏检测报警系统：当设备周围空气一氧化碳含量达到15mg/m3
时发出报警通知，提示检修。
《工业企业天然气安全规程》规定：作业环境一氧
化碳浓度最高为30 ppm/m3）。
10、电气、仪表、机械动力控制柜：根据电气、仪表和机械用电，合理
选择供电容量，对线路分级进行短路和过载保护；配置仪表所需的交、直流电源，保证电气、仪表、机械的正常工作；通过现场一次仪表采集及反馈信号，由电控
柜实施对烘烤状态的控制，达到烘烤预期目的。
四、改造效果：
1、节约的生产成本：
1.1、目前板坯探伤板每月约1.5万t，探伤不合格率为0.3％；由合金未烘
烤原因影响导致的探伤不合率按50%计，则每月可减少板坯探伤不合格板22.5吨，每吨探伤不合格降级按300元/吨计，则每月节约成本0.675万元。
1.2、方坯品种钢不过RH钢种，主要是PC钢棒的氢致脆断，目前每月约100吨，公司每吨损失1500元/吨，合金未烘烤因素影响按60%计，则每月节约成本9.0万元。
1.3、合金烘烤投入使用后，按平均降低出钢温度5℃计，降低转炉出钢温度
效益按0.2元/吨计，则可降低1.0元/吨效益，按月产钢30万吨计，则每月节
约成本30万元。
则合金三座转炉全面实现合金烘烤后每月可节约成本：
0.675+9.0+30.0=39.675万元；每月单座转炉节约成本：39.675÷3=13.225万元。
2、增加的混合煤气消耗：
(15min/60min/h) ×350（Nm3/h）×900（炉/月）×2200
（Kcal/Nm3)×4.2kJ÷1000000×73.23（元/GJ) =53285万=5.328万元。
故每月节约成本：13.225-5.328=7.896万元/月；
3、年制造费用：固定资产折旧按平均年限法计取，折旧年限为10年，残值率为5%，年折旧费用为18.99万元；其他制造费用按固定资产的3%计算为6万元。
综上分析，扣除年制造费用，合计每年可节约成本约69.76万元
五、结语
通过增加合金在线烘烤装置，实现转炉出钢温度在目前的基础上降低5℃，合金料烘烤15min,目标温度400-600℃。
改造后降低转炉出钢温度，转炉出钢温度在目前的基础上降低5℃，提高产品质量。
六、参考文献
[1] 郭灿先，120 t转炉铁合金在线烘烤系统的研究与实践制2018年第3期2018年 7 月1日
[2] 兰升文，.铁合金在线烘烤技术及实践. 工业加热，2012 年第41卷第5期。