[发明专利]一种环形加热炉钢坯氧化烧损控制方法

说明书

一种环形加热炉钢坯氧化烧损控制方法，在环形加热炉各加热段和均热段安装激光气氛分析仪，对炉内气氛中的氧气浓度和一氧化碳浓度进行动态测量，并将激光气氛分析仪检测结果与环形加热炉二级调整系统进行相关联，设定出“炉膛气氛+温度”动态调整控制模型，将炉膛气氛根据不同的温度段进行动态调整。本发明能够对环形加热炉炉内各段气氛进行动态监控和实时、精确的调控，通过控制炉内气氛实现钢坯氧化烧损的最低，燃气热能效率利用的最大化。

技术领域

本发明涉及无缝钢管生产技术领域，尤其涉及一种环形加热炉钢坯氧化烧损控制方法，是一种管坯在环形加热炉加热和炉内气氛控制的工艺技术。

背景技术

随着我国钢铁工业供需矛盾的日益突出，铁矿石价格的高位徘徊及钢铁市场竞争的日益加剧都严重影响到钢铁企业的生存发展。为此，国内各大钢铁企业都在围绕着如何降本增效而积极探索。钢坯氧化烧损严重一直是困扰钢厂加热炉生产的难题，氧化烧损的存在不仅使钢坯成材率大幅降低，而且还会造成加热炉热效率降低、钢坯加热速度下降、炉底耐火材料侵蚀加剧、炉体寿命缩短等一系列危害。新形势下降低钢坯在炉内的氧化烧损成为钢厂加热炉生产的重中之重。

造成钢坯氧化烧损的因素很多，加热温度、加热时间、炉内加热气氛、钢坯成分等，实际生产中为保证生产节奏、适应合同要求等，真正在环形加热炉中可以进行调整的仅有炉内气氛，而传统的调整方法是“空燃比+温度”调整，受煤气热值波动影响较大。个别厂家有在预热段进行残氧检测辅助调整，对实际各段的燃烧情况无法进行精确调整控制。因此需要一种能够适应环形加热炉加热特点的钢坯氧化烧损控制方法。

申请号为CN201110191974.9的专利文件(《一种加热炉气氛场调控的方法》)，所述方法为通过对加热炉各段的火焰辐射能信号进行检测，计算出合理的风/燃比，由于检验的是火焰灰度，并不能直接反映出实际管坯所处的气氛，对实际的炉膛内部一氧化碳和氧气等不能进行量化检测，进而无法进行精确调节。

申请号为CN CN201810147728.5的专利文件(《一种轧钢加热炉炉内气氛调整方法》)介绍的是通过在预热段的残氧仪进行监测，并根据其具体数值进行调整。由于其所测数值为预热段残氧，是各段残氧浓度到预热段的一个累积过程，并不能真实反映各段的气氛实际情况，有可能出现高温段残氧过高而低温段不足，其调整过程为整体调整，并不能进行各段的精确独立调整，所以无法精确控制炉内气氛，对烧损控制贡献不大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环形加热炉钢坯氧化烧损控制方法，对环形加热炉炉内各段气氛进行动态监控和实时、精确的调控，通过控制炉内气氛实现钢坯氧化烧损的最低，燃气热能效率利用的最大化。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种环形加热炉钢坯氧化烧损控制方法，该方法是将炉膛气氛根据不同的温度段进行动态调整，具体为：

1)环形加热炉的均热段为高温段，其气氛控制必须为还原性气氛，对炉内氧气浓度控制必须在0.5％～1.55％，一氧化碳浓度必须≥1400ppm；

2)第三加热段为坯料第三升温段，其气氛控制必须为还原性气氛，基于钢坯前期表面已经氧化，因此第三加热段控制要点为坯料不再进一步氧化基体，因此其炉内氧气浓度必须控制在0.9％～1.8％，一氧化碳浓度必须≥1000ppm；

3)第二加热段为坯料的第二升温段，其温度处于钢坯的剧烈氧化阶段，因此其气氛控制必须为弱还原性气氛，考虑到均热段和第三加热段中过剩煤气的流入，其气氛控制可为中性或弱氧化气氛，使钢坯表面迅速形成一层致密的氧化铁皮(以四氧化三铁为主)，组织钢坯的进一步氧化。因此其氧气浓度控制为1.5％～2.0％，一氧化碳浓度必须≥650ppm；