液芯加熱 , 是將帶有一定量液芯的鋼錠裝爐，為使其芯部的結晶潛熱 向表面擴散而採用燜鋼的方法，讓其自由升溫，當其芯部擴散出來的熱量再不能使爐溫上升時，開始供給少量燃料進行加熱，使內外溫度均勻後出爐軋制。人們通過實踐，根據裝入均熱爐鋼錠的溫度、液芯率採取不同的不同的加熱方法。有燜鋼法、逆L法、普通加熱法等燒鋼方法。
基本介紹
- 中文名：液芯加熱
- 外文名：heating process of ingots with liquid core
- 套用領域：煉鋼
- 分類：燜鋼法、逆L法、普通加熱法
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液芯加熱方法
自由升溫燜鋼法
鋼錠入爐後，不供煤氣並關閉煙道閘門，利用鋼錠放出的結晶潛熱使爐膛自由升溫，待爐溫上升緩慢或不再上升（這段時間較長, 約30～80min）才進行鋼錠的加熱，此法即謂燜鋼法。加熱時供入500～2000m3/h的煤氣，保溫約30min後，使爐溫達到1320℃再出爐軋制。該方法燒鋼周期稍長，但煤氣單耗較低，適於液芯加熱、凝固軋制。
控制升溫燜鋼法
控制升溫燜鋼法即（反L加熱法）。控制升溫燜鋼法按以下四點來控制煤氣量及燜鋼均熱時間：
- 按照裝完鋼時的爐溫來決定燜鋼時間長短和煤氣用量；
- 按照鋼錠傳擱時間的長短來決定燜鋼時間長短和煤氣用量；
- 按照燜鋼期所達爐溫的高低, 來控制燜鋼時間長短；
- 按照加熱時爐溫的上升速度來決定煤氣用量。
該法的最高加熱溫度為1320～1340℃，最大煤氣量在2600m3/h以下。
快速加熱燒鋼法
快速加熱燒剛法即正L加熱法。該法提高加熱溫度和最大煤氣用量，使鋼錠出爐時的液芯率稍大。該方法在爐時間短，煤氣單耗低，軋制電耗也明顯降低，出爐鋼錠氧化鐵皮薄。該方法是適合人工操作燒鋼進行液芯軋制的最佳方法。但必須注意控制好出爐時的液芯率, 否則將會出現“ 鼓肚” ，造成“ 內熱廢品” 。
液芯加熱效果
1.減少氧化燒損
由於爐子高溫期短， 鋼錠表面產生氧化鐵皮也少。日本設定氧化燒損為2%，按保守估計，液芯加熱氧化燒損可降低0.5%。
2.均熱爐節能
液芯加熱在加熱期由於充分利甩鋼錠潛熱， 並且縮短了高溫期時間， 所以能大大節約能源。
均熱爐節能統計表3.提高均熱爐能力
由於液芯加熱縮短了在爐時間， 所以提高了均熱爐燒鋼能力。
均熱爐燒鋼能力表4.爐溫分布均勻
加熱初期是低燃料量加熱， 因此爐溫分布均勻， 此外， 與普通加熱法相比， 由於平均爐溫低， 可以促進鋼錠內部凝固，縮短完全凝固時間。
5.帶走的廢氣熱量少
加熱初期是低燃料量加熱，所以需要的空氣量也少， 因此可得到溫度較高的預熱空氣，此外， 固空氣量少所帶走的廢氣熱量也少。
6.提高均熱爐熱效率
均熱爐高溫期短， 因此廢氣帶走爐體的熱量損失大幅度減少， 熱效率提高，爐子壽命也相應增長。
7.改善了鋼坯質量
液芯加熱能改善鋼的塑性。縱切爐數和產生裂紋的爐數均較非液芯加熱的爐數要少，所以液芯加熱能提高鋼坯的質量。
鋼錠熱狀態計算和分析
液芯加熱和液芯軋制工藝的重要控制參數是鋼錠的液芯率。液芯率實測的難度很大，主要是通過計算方法加以估計。
計算方法
國內外測算液芯率的方法大致有以下數種：
1.示蹤法
在鋼錠凝固過程中, 用Cr、Si等元素, 或向錠內射彈頭等方法，區別不同時期的凝固率。
2.傾倒法
在鋼錠鑄滿後的不同時期內，將鋼錠翻倒，使未凝固的液體連同兩相組織一齊倒出，然後測量凝固層厚度，推算鋼錠液芯率。此法比較簡單，可靠，利用鑄余的沸騰鋼上鑄錠即可。
以上各法只適用於測量鋼錠在模內或裝爐以前的凝固率, 仍然得不到軋制時的液芯率。
3.計算機模擬法
國內外許多學者採用電子計算機模擬計算鋼錠內部溫度場的變化和液芯率, 已取得很大進展。這種方法的精確程度, 有賴於其數學模型的假設條件是否符合實際, 其邊界條件是否精確。
分析
當鋼錠在模內外冷卻時間之和為120－130分鐘時，鋼錠基本凝固。因此，出軋鋼錠的在爐時間與傳擱時間之和為120－130分鐘時，鋼錠才有可能接近全凝或有少量液芯（因為鋼錠在爐內冷卻比在爐外慢），這種鋼錠在出爐運送和軋制過程中完成冷凝，即所謂液芯鋼錠的軋制。
如傳擱時間與在爐時間之和少於120－130分鐘，則鋼錠液芯率必然很大；出軋會產生凸度。
如傳擱時間與在爐時間之和多於120－130分鐘，則鋼錠已無液芯，屬一般軋制。
如傳擱時問少於90分鐘（此時鋼錠表面溫度為860－910℃），則裝爐鋼錠本身熱量已超出鋼錠出軋時所應具有的熱量，這是因為錠溫高，更主要的是液芯凝固時將釋放大量的潛熱。從理論上講，這種鋼錠依靠自身熱量均熱（內部向表面傳熱，使表面溫度升高）即可達到出軋要求。所以，鋼錠裝爐後只供給小熱負荷用來補充爐膛熱損失，維持爐溫不降低，給液芯錠提供適宜的均熱條件即可。
這種鋼錠均熱終了時必然是表面溫度低於內部，恰與一般鋼錠相反。由於鋼錠表面溫度低，有條件在出爐前短時間地增大熱負荷，提高爐溫，以提高表面溫度，用來補償出爐後運送和軋制過程中的表面溫降，使鋼錠斷面溫度有較好的均勻性。
若傳擱時問短（例如少於70～80分鐘），為了保證出爐時鋼錠液芯率不過大；必須增加鋼錠的在爐時間（例如多於50分鐘），反而降低了爐子的產量。延長的那一部分在爐時間可以不供熱，或者是延長小熱負荷的供熱時間。
綜上所述，傳擱時間過長、過短對爐子的工作都不利，因此存在一個最佳傳擱時間。如傳擱時間少於60分鐘，則在爐時間必須多於60分鐘方可出爐軋制，否則將軋出凸度。如傳擱時間多於90分鐘，則鋼錠本身所含熱量同鋼錠出軋標準相比沒有剩餘，所以爐子要向鋼錠補充部分熱量，使燃耗增高，在爐時間也要延長（例如多於60分鐘）。
