富氧燃燒時加熱爐中鋼坯的加熱及氧化特性研究.pdf

1、鋼坯、鋼錠等在軋制前,一般都要在一定溫度下含氧化性氣氛的加熱爐中加熱或均熱。目前,軋鋼加熱爐多采用以空氣為助燃劑的加熱方式,鋼坯在加熱爐內(nèi)加熱時間一般在2~3小時甚至更長,其表面與氣氛中的氧化性氣氛在高溫下發(fā)生強烈的氧化反應(yīng)而生成大量的氧化鐵皮,資源浪費的同時往往還會影響到成品的表面質(zhì)量,造成表面缺陷,降低鋼鐵制品的成材率。富氧燃燒(oxygen enriched combustion)是指用比通常空氣(含氧21％)含氧濃度高的富氧空氣

2、作為助燃劑進行燃燒,簡稱 OEC,該技術(shù)作為一種節(jié)能新工藝自上世紀問世以來就受到了廣泛的關(guān)注,但由于制氧成本的限制,該技術(shù)在工業(yè)上一直未能得到廣泛推廣。隨著膜法制氧、變壓吸附PSA法等新型制氧技術(shù)的發(fā)展利用和日漸成熟,富氧成本不斷降低,為擴大富氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)造了條件。
　　本文針對軋鋼過程中鋼坯的再加熱過程,從經(jīng)濟節(jié)能角度出發(fā),將富氧燃燒技術(shù)應(yīng)用于軋鋼加熱爐上,對富氧燃燒加熱爐中存在的兩個問題----熱工特性和高溫氧化特性

3、進行研究。在熱工特性研究方面,論文結(jié)合推鋼式加熱爐實際情況,以目前最常見的三種氣體燃料(即天然氣、高焦混合煤氣、高爐煤氣)為研究對象,建立富氧燃燒加熱爐模型,從理論角度研究富氧燃燒技術(shù)。主要研究了富氧后煤氣理論燃燒溫度、燃燒過程中 CO2、H2O熱分解、富氧后煤氣燃燒所需的空氣量及產(chǎn)生的煙氣量與成分的變化、富氧后加熱爐內(nèi)傳熱特性、富氧后加熱爐鋼坯加熱時間、富氧后加熱爐熱平衡及燃料消耗量等問題,并且定性的分析了富氧燃燒技術(shù)下加熱爐中鋼坯的

4、氧化特性。通過設(shè)計的實驗裝置對富氧燃燒加熱爐中鋼坯的高溫氧化特性進行了研究。結(jié)合理論研究和實驗研究結(jié)果,通過合理假設(shè)和數(shù)據(jù)處理,建立了天然氣-富氧燃燒加熱爐的鋼坯高溫氧化模型,得到鋼坯在富氧燃燒、700℃-1250℃下的氧化模型,并將高溫氧化模型應(yīng)用于論文所建立的推鋼式加熱爐模型上,計算了鋼坯在加熱段和均熱段的氧化燒損量。綜合熱工計算與鋼坯高溫氧化實驗結(jié)果,助燃劑含氧量在28％~35％時,可以實現(xiàn)縮短加熱時間、提高生產(chǎn)效率、減少氧化燒損