轧钢加热炉节能设计技术规范修改编写说明钢铁标准网.docx
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《钢铁企业轧钢加热炉节能设计技术规范》
行业标准编制说明
1.工作简况
1）任务来源
根据工信厅科[]260号文“工业和信息化部关于印发第二批工业行业标准制修订计划的通知”中规定，由北京京诚凤凰工业炉工程技术有限公司负责起草《钢铁企业轧钢加热炉节能设计技术规范（计划编号-2839T-YB）》行业标准，主管部门为中国钢铁工业协会，技术归口单位为全国钢标准化技术委员会。
2）工作过程
2月1日，凤凰公司主要起草人与冶金工业信息标准研究院业内人士开会，对标准的格式、规范重点、步骤和进度交换了意见。
随后凤凰公司成立了标准起草小组。
具体工作如下：
2月至3月初进行资料收集工作，将与本规范有关的已发布的国家和行业标准认真比对，尽可能做到不重复、不矛盾；
3月至4月底，完成标准初稿；
7月下旬至8月上旬主要起草单位内部审查；
9月，发标准征求意见稿，并在中国钢铁网上公示，并发送国内有关企事业单位，征求意见。
10月，收集并汇总各方意见，起草小组对标准征求意见稿作进一步修改，形成标准送审稿。
12月召开行业标准审定会。
3）参编单位
本标准由北京京诚凤凰工业炉工程技术有限公司和冶金工业信息标准研究院编制。
2.标准编制原则及目的意义
1）贯彻国家对钢铁行业的节能减排要求，从设计和操作上加以限制和指导，在保证满足工艺的条件下，加热炉应达到的能耗指标。
2）根据国内外轧钢加热炉能耗的实际情况，确定经努力而能实现的平均先进指标为各方的追求值。
平均先进指标低于先进指标。
3）编制本标准的目的是为了规范轧钢加热炉在设计中必须有的节能措施和应达到的期望值。
3.标准技术内容
本标准的名称改为《钢铁企业轧钢加热炉节能设计技术规范》，标准中突出设计规范，节能从源头开始，促进和规范节能技术。
1）总则
本章主要对标准目的、意义、适应范围等做出规范。
加热炉除达到工艺要求外，节能环保是重要指标。
1.1加热炉有连续式炉和间断式炉，钢铁企业数量最多、耗能最大的是连续式加热炉，应重点控制。
间断炉按一个加热周期消耗的热量计量，料的规格差别较大，加热工艺区别也大，与装出料操作熟练程度，生产安排等有关，不稳定因素多，制定一个统一标准当前还不成熟。
1.2轧钢加热炉全面的设计规范按GB50486-《钢铁厂工业炉设计规范》执行。
本规范仅涉及到轧钢加热炉设计时应采用的综合节能技术、以节能为中心的操作维护和应达到的单耗指标。
1.3炉子设计者必须了解国家和行业的节能规定，在确定基本设计方案时，要有一个总体设想，既要有好的加热质量、产量，又要根据燃料条件，合理地决定燃烧方式、空煤气预热温度的水平、炉衬各部分的组成、自动化控制项目，确保是一个低能耗低排放的热工设备。
1.4一个节能型的炉子设计是基本条件，但生产中，料坯规格、产量、加热工艺是变化的，因此操作节能是重要环节，比如待轧时，视待轧时间长短，调整均热段和（或）加热段的设定温度等。
操作工应做到勤观察炉况，勤调整热工参数而且总结好的经验，总之要做到精细操作。
1.5炉子设计应以节能环保为中心，积极采用国内外行之有效的各种技术，包括蓄热燃烧技术、脉冲燃烧技术、汽化冷却技术、低热惰性炉衬、低NOx烧嘴、空煤气预热器等。
大力研发具有自主知识产权的低NOx烧嘴、无焰燃烧器、富氧和全氧燃烧器、蓄热式辐射管烧嘴、全纤维炉衬板坯加热炉、全脉冲燃烧控制的步进炉等，设计出具有中国特色的现代化工业炉。
根据燃料条件、产品种类、平面布置选择各类技术，融合于一体。
1.6生产厂根据具体情况，制定符合实际的供热和温度制度，既保证良好的加热质量，又得到最低的燃料消耗。
经过钢坯在线温度测量（黑匣子）的炉子，应根据测定结果，修正二级控制中的炉温设定值，使数模更接近于实际。
2）规范性引用文件
下列文件中的条款经过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB50486-钢铁厂工业炉设计规范
YB9051-98钢铁企业设计节能技术规定
GB/T16618工业炉窑保温技术通则
GB9078工业炉窑大气污染物排放标准
GB16297大气污染物排放物标准
GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准
GB/T13338工业燃料炉热平衡测定与计算基本规则
GB/T17195工业炉名词术语
GB50309-工业炉砌筑工程质量验收规范
GB/T9079-1988工业炉窑烟尘测试方法
3）术语和定义的确定
为统一行业对专业名词的含意的定义，本标准中提出了下列术语。
GB/T17195-1997中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
※炉子热效率thermalefficiency
钢坯加热需要的物理热与燃料化学热之比。
炉子热效率不等于炉膛热效率。
※预热器废热回收率fluegasheatrecoveryefficiency
预热空气、煤气的物理热与废气进入预热器的物理热之比，是衡量预热器热回收程度的重要指标。
※换热器温度效率recuperatortemperatureefficiency
（预热空气（或煤气）温度-20℃）/（废气进入预热器的温度-20℃），是预热器的重要指标。
※推钢炉管底比skidhearthrate
炉底纵水管、横水管、立柱裸露总面积与炉底面积之比。
※过钢炉底应力furnacehearthintensity
每平方米过钢炉底面积每小时的产量,kg/m2h。
※单位燃料消耗nominalspecificconsumption
加热单位重量代表规格钢坯到目标温度需要的燃料化学热,KJ/kg。
※烧损率scalelossrate
钢坯加热后失去的重量与加热前的重量之比。
※空气过剩系数combustionairexcessrate
燃料燃烧时，实际空气供给量与理论空气需要量之比。
※蓄热式燃烧regenerativecombustion
采用蓄热室作为烟气余热回收装置，燃烧和排烟两种状态交替工作，可将助燃空气和煤气加热到1000℃以上，排烟温度降到200℃以下，如果空气和煤气都预热，称为双蓄热；如果仅空气预热，称为单蓄热。
※蓄热式烧嘴regenerativeburner
蓄热式烧嘴是带有蓄热室余热回收装置的烧嘴，配对使用，经过换向实现周期性燃烧。
4）轧钢加热炉设计节能综合技术
加热炉节能是一项综合技术，即需要从各个方面注意，结合实际，采取多种行之有效的节能措施，达到低耗、优质的目的。
（1）炉型选择
①加热炉炉型选择应与车间生产规模及轧线工艺设备装备水平相适应。
炉子的水平要与轧机相匹配。
②新建的热轧、中厚板车间必须采用步进梁式炉，不再选择推钢式炉。
但为了利用短料，某些厚板车间设置一座推钢炉作为补充。
有的特厚板车间还设置均热炉和车底炉用于加热钢锭，由于均热炉辅助设备和厂房投资大，需要与其它可选择炉型比较后确定。
板坯加热炉特别是热轧炉必须满足热装的要求。
③对于普钢棒线炉优先选择步进式炉，也能够采用推钢炉。
坯料厚度大于130mm时，不宜采用步进底式炉，因为断面大，又是单面加热，断面温差过大，不易保证产品的尺寸精度。
棒线步进炉一般为侧进侧出的悬臂辊道方式，如果坯料宽度超过400mm或特大特重坯料，采用悬臂辊比较困难，宜采用端进端出、装出钢机的方式。
④特钢棒线炉必须用步进梁式炉，以减少断面温差、烧损、脱碳，表面无划伤。
也比较容易做到不同间隔布料，缩短均热段停留时间，实现高温快出。
⑤园坯、管坯加热优先选择环形炉，布料允许的话也能够采用步进梁式炉。
⑥薄板坯连铸连轧保温炉可采用辊底炉或步进梁式炉。
（2）炉子产量确定
①车间内加热炉总能力确定应以轧钢工艺提出的年加热量和有无加热工艺的特殊要求为依据。
多炉配置时，受相互干扰的影响，炉子利用率下降。
②热轧和中厚板车间往往是多炉配置，炉子利用率见表1。
利用系数过低，炉子能力大，会造成投资的浪费。
利用系数过高，在单炉生产时，炉子产量将不能满足轧机需要，或者产量能够满足，但温差过大。
表1多炉生产时炉子利用率表
炉子座数
座
2
3
4
炉子利用率
--
0.8-0.75
0.75-0.7
0.7-0.65
设计炉子年工作时间：
6500h
不应留设供轮流检修用的备用炉。
下面是几个厂的炉子利用率
厂炉子座数单炉额定产量t/h单炉实际产量t/h利用率
武钢二热轧33002200.73
宝钢2050热轧4350220-2500.63-0.71
马钢2250热轧33702500.65
③棒线材车间由于一炉对一套轧机，为适应轧机高产需要，炉子利用率为0.66-0.7，设计年工作时间6500h。
一些厂的炉子利用系数如下：
序
厂名
车间年产量
万t/a
炉子产量
t/h
炉子利用系数
1
上五厂棒材（特钢）
30
75
0.67
2
大钢棒材（特钢）
30
70
0.71
3
石钢棒材
60
150
0.66
4
唐钢棒材
60
150
0.66
5
韶钢小型
50
125
0.66
6
江阴中型
50
126
0.66
7
武钢高线
70
180
0.65
8
张家港高线
60
150
0.66
9
唐钢二线
34
85
0.69
10
唐钢一线
30
80
0.63
11
邢钢一线
35
80
0.73
12
邢钢二线
40
100
0.66
建议采用
0.66-0.70
④车间热装率大于70%时，不宜按全部冷装时的年平均产量确定炉长，以免炉子产量留的余量过大。
⑤环形加热炉需对每种坯料规格计算小时产量和相应的年工作时间，受设备能力的限制，如果出现出料频率超过150支/h，则需要将超过部分的产量降下来。
⑥设计年工作时间取6500小时，是为了使炉子留有一定的增产潜力。
（3）炉底应力选择
过钢炉底应力是个经验值，过高则钢坯断面温差大，过低则炉子长，投资大，因此要合理选择。
①炉底应力与钢坯的钢种、断面、出钢温度与温差、钢坯初温、各段供热制度和温度制度、炉型有关。
应采用合理的炉底应力，高的炉底应力不节能，钢坯断面温差大，过低的炉底应力使炉子加长，增加投资，需要综合考虑多方面的因素。
常规燃烧方式时，不同炉型的炉底应力见表2，节能型炉建议采用中下限值。
表2炉底应力选用表
炉型
加热方式
轧机
原料mm
炉底应力kg/m2h
推钢式
单面加热
小型
50-70方坯
300-400
全部上下加热
小型
75-100方坯
max650
步进底式
单面加热
小型
≤130方坯
350-450
步进梁底组合
部分单面加热部分上下加热
小型
100-150方坯
400-500
步进梁式
上下加热
小型
>140方坯
500-550
中型
坯厚250-350
棒材轧机
450-550
热轧
坯厚200-250
热轧坯
600-650
厚板
坯厚250-300
厚板坯
550-600
热轧
300系列不锈钢板坯
460-500
热轧
400系列不锈钢板坯
500-550
环形炉
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