將傳統平爐的一個爐床分成左右兩個爐床，兩邊都採用爐頂吹氧技術強化冶煉的一種新式平爐。
基本介紹
- 中文名：雙床平爐
- 外文名：twin hearth furnace
- 套用：煉鋼
雙床平爐主要組成部分,熔煉室,氧槍,廢氣通道彎頭,活動沉渣車,煙氣除塵系統,雙床平爐煉鋼生產工藝,優缺點,
雙床平爐主要組成部分
主要組成部分有：熔煉室、氧槍、廢氣通道彎頭、活動沉渣車、煙氣除塵系統等。
熔煉室
每座雙床平爐熔煉室有兩個對稱的爐床，在冶煉過程中，當一個床吹煉時（稱之為熔煉床），另一個床預熱廢鋼和爐料（稱之為預熱床），兩個床交替進行。
1、麥爾茨一包林斯爐型。這種爐型具有對稱式爐型、對稱式爐頂和爐牆。其主要優點是：
（1）前牆和後牆對稱向爐內傾斜，爐頂跨度減小了，不易變形損壞，有利於延長滬頂壽命。
（2）由於前、後牆向爐內傾斜，趨向混鐵爐的圓柱形構築，可以改善爐牆向爐內輻射傳熱條件，提高爐子熱效率。
（3）採用組合式爐頂和前後牆，可以隨時更換，快速檢修，縮短修爐時間，減少耐火材料消耗，並可使修爐工人避開熱氣流惡劣工作環境。
（4）組合式前後牆構築強度大，並可在生產中更換，可以取消平爐處理後牆和補前牆的補爐工序，利於高溫快煉。
2、組合式爐項和前、後牆
在鋼結構架上砌築爐頂和前、後牆預製件。爐頂用長450mm鎂鉻磚砌築，前、後牆用長500mm鉻鎂磚砌築。磚的氣孔率僅14%。每塊磚都用吊掛在弧形鋼結構樑上，砌築成弧形預製件。200噸x2雙床平爐爐頂和後牆分別由八塊預製件組成，前牆由十一塊預製件組成。更換時用吊車和吊具拆卸和安裝，生產過程中更換兩塊預製件只需要20分鐘。修爐時更換全部爐頂和爐牆預製件，24小時即可換完。換下來的爐頂預製件磚的殘厚約120mm，損壞的主要原因是熔蝕，有剝落和斷磚現象，但多為新斷口，可能是更換時激冷激熱所致。
組合式爐頂和前後牆在冶煉、護爐、修爐、熱工等方面都有好處，但需大面積的砌築場地，設計成套磚型，確定組合的砌築工藝和拆裝方法。我國武鋼第一煉鋼廠曾試驗過。
3、爐底
爐底採用優質鎂磚砌築，鎂質材料層厚900mm，出鋼口處最薄為800mm。用高鈣細顆粒鎂砂冷打爐底打結層，打結層厚250mm。高鈣細顆粒鎂砂含MgO65~70%，粒度0~6mm，其中小於2mm的占25%，2~4mm的占60%，4~6mm的占15%，使用時加水4%，另加氧化鐵皮。一般情況下，每生產380~400爐更換全部爐頂和前後牆，修補爐底打結層。生產1000爐左右進行一次較大規模的冷修。在維廠看到，將鏟斗車開進75t x2雙床平爐熔煉室內裝運廢物。
4、中間通道
200tx2雙床平爐從熔煉室排出的廢氣為1500~1600度，一氧化碳含量60~70%，在熔煉床燃燒氧槍供給的氧氣下燃燒，提高廢氣溫度，加熱預熱床的廢鋼和爐料。因此，對預熱床來說，中間通道相當於單床平爐的火焰噴出口，最佳中間通道的設計是提高爐子熱效率的關鍵。多年來捷克在這方面做了許多試驗研究工作，認為中間通道斷面積約為熔煉室空間斷面積的三分之一為宜。
5、結構特點
（1）爐子橫斷面由異型樑柱圍成閉合框架，呈橢圓形，上下方向為長軸。
（2）爐子傾動中心在水盤中心軸線上。
（3）三個水盤夾縫都採用了密封裝置，鋼板罩幾乎成個整圓，只在水盤縫正下方有一段開口，有時從此處往下淌渣，但渣量很少，鋼板罩壽命可達半年。
（4）每床只有一個大爐門，設在橫向中心線上。爐門上端向爐內傾斜，緊靠在爐門框上，減少爐門散熱損失和漏氣。
（5）200tx2雙床平爐利用了原400t傾動式平爐的機械傾動設備。75tx2雙床平爐採用了液壓傾動設備。即是說採用機械或液壓傾動方式都可以。
氧槍
1、吹煉氧槍
直接向熔池吹入冶煉必需的氧氣。雙床平爐是在單床平爐位置上改造成的，受吊車主梁下弦標高的限制，不能採用頂吹，只好採用了斜吹，氧氣流股與熔池水平面成50度夾角。每床有兩支吹煉氧槍並排安裝在爐頭導向架子上，可以單獨也可以同時沿導向架上的滑道滑動，以機械傳動方式伸入爐內或退出爐外，有效長7米。雙槍同時用於吹煉。槍頭用含銅99.99%電解銅鑄造，噴孔為拉瓦爾管型。氧槍外徑194mrn，銅頭與鋼管之間連線一段銅管，採用氫氣保護焊接工藝焊接。氧槍水量85m3/h，回水溫度40度，最大氧流量16000Nm3/h。
2.燃燒乳槍
用於提供燃燒廢氣中一氧化碳必需的氧氣。每床爐頂上並排安裝兩支燃燒氧槍、鑄造噴頭，拉瓦爾管噴孔，噴孔出口面向預熱床，與垂直方向成30度夾角。氧槍外徑179mm，銅頭與鋼管之間連線一段銅管，亦採用氫氣保護焊接工藝。氧槍水量60m3/h，回水溫度40℃。
廢氣通道彎頭
從預熱床排出的廢氣經過廢氣通道彎頭，再經過活動沉渣車進入煙道。廢氣通道彎頭是鋼結構件，彎頭入口處有水冷，彎頭拐彎處有水噴嘴。彎頭入口處廢氣溫度約1000~1100℃，水噴嘴直接向廢氣噴水，使廢氣溫度降至450~550℃。廢氣彎頭的拐彎處設有吹煉氧槍出入孔，孔上有帶耐火材料內襯的密封蓋，下槍吹煉時打開，不吹煉時關閉，以防煙氣泄漏到爐外。彎頭垂直段是圓形通道，200tx2雙床平爐的圓形通道直徑為2.6m，75tx2雙床平爐的圓形通道直徑為1.5m。在圓形通道上有控制閘板，用於爐子換向。
活動沉渣車
每個廢氣通道下方設一個活動沉渣車，廢氣中大顆粒渣子落入渣箱中，氧槍退出爐外時帶出來的渣子也能落入渣箱中。渣箱容積8m3，箱內不砌磚。渣箱與廢氣通道銜接處採用水封，不漏氣，且容易更換，每換一次渣箱僅需20~30min。
煙氣除塵系統
捷克的雙床平爐都採用了奧地利Waagenr一Biro公司文吐里濕法除塵。孔廠200tX2雙床平爐除塵系統有關參數如下：
廢氣量：36000~40000Nm3/h；
廢氣入口含塵濃度：2~60g/m3；
塵粒比重：4.9g/m3；
粒度：1~10-3mm；其中5X10-3mm的占60%。
塵粒的主要成份：SiO2=1.37%，CaO=1.05%，MgO=0.89%，Fe2O3=66.5%，S=0.05%，Zn=2.8~4.4%，Pb=0.7~1.25%；
供水量：100m3/h；
從文氏管中排出污水量：84~90m3/h；
污水PH值：3~12.5，一般6.5~7.4；
廢氣出口溫度：50℃；
廢氣比重：0.85g/m3；
廢氣出口含塵濃度：100mg/Nm3。
雙床平爐煉鋼生產工藝
以200tX2雙床平爐為例。
傾動式雙床平爐冶煉工藝相近於轉爐冶煉工藝，主要工藝過程如下：
1、檢查爐體
出鋼後立即打開爐門，仔細觀察出鋼口裡口、爐底、堤坡、爐頂、前後牆及中間通道等部位的損壞情況。若爐內剩殘鋼殘渣時，需用鐵鉤試探爐底打結層損壞情況，主要試探是否有坑。如果各部位均無損壞可以繼續生產，則不需任何處理和補爐即可加料。如果爐頂或爐牆個別預製件損壞嚴重，可立刻更換，換完即可加料。如果爐底或堤坡有坑，則用壓縮空氣或氧氣將殘鋼殘渣吹淨，再用小料槽將滲油鎂砂扣到坑內扒平即可加料。雙床平爐不存在一般平爐的補爐工序。
2、加料
首先加入廢鋼和生鐵，先加輕型廢鋼，後加重型廢鋼。將廢鋼裝入容量為35t的大料槽中，用爐前100t吊車的主副鉤吊起翻入爐內，加廢鋼時可以傾爐，使廢鋼在爐底上鋪勻。每床加兩槽，其餘用10t落地式裝料機小料槽補加，共加廢鋼72~75t，一般為74t，smin即可加完。造渣劑用10t落地式裝料機加入爐內，在兌鐵水前加完。石灰加入量按鐵水矽含量確定，一般每床加入4~8t。
3、預熱
由熔煉床排出的廢氣溫度高達1500~1600℃，一氧化碳含量達60~70%，在氧氣助燃下，從中間通道向預熱床噴出“廢氣火焰”，加熱預熱床的廢鋼和爐料。廢鋼被加熱到700~900℃時，固體料添加量可比BOF轉爐增加6~8%，兌鐵水前廢鋼表面可達1200~1300度。
4、兌鐵水
用爐前100t吊車吊容量80t的鐵水罐從爐門直接兌入爐內，不需流鐵槽。每床用二台吊車兌二罐鐵水，共150~155t。熔煉床取完第一個樣後，可以兌入鐵水，在熔煉床出鋼前兌完。鐵水由1000t和1300t混鐵爐供給。
5、吹煉
（1）下槍吹煉。兌完鐵水另一床檢查完爐體後下槍吹煉。
（2）放渣。下槍吹煉20min加後放渣，抬爐門傾爐分期分批放渣，初期渣都是泡沫渣，鹼度1.5左右。渣子從爐門坎直接潑到工作平台下的地面上，放喳同時在工作平台下往渣流上打水，用推土機將渣子推成堆，再用鏟斗車裝入汽車運往渣場。在渣場用磁選法回收渣中金屬，從渣中回收的金屬量相當於每t鋼9.3kg。出鋼時渣子從盛鋼桶嘴淌到地面上，然後打水，亦用上述方法處理。
（3）取樣。廢鋼全部化完，爐內液體充分混合後，進行第一次取鋼渣樣送集中化驗室，採用光譜快速分析，分析出的數據以電傳打字方式報給爐前操縱室，取樣時用插入式微型熱電偶進行人工測溫。根據分析結果和溫度情況，決定升降溫或加造渣劑。
（4）最終分析。當鋼液中碳、磷、硫及鋼液溫度符合要求時，取鋼樣、渣樣分析成分並測溫，確認鋼液、渣子成分及鋼液溫度合乎要求後，即可出鋼。
6、出鋼
用300t橋式起重機吊罐，傾爐出鋼，每床出一罐，出鋼溫度1620℃。盛鋼桶橢圓形容量為230t，塞棒水口。出鋼前用天然氣-壓縮空氣燒嘴烘烤到1000℃。全部採用爐外脫氧，用爐後合金料斗將合金加入盛鋼桶內，邊出鋼邊加入。每次出鋼後動一次控制閘板即換向。
優缺點
雙床平爐煉鋼技術除具有雙床平爐的生產率高、成本低、生產節奏性強等一般優點外，還有下述突出優點:
（1）爐子生產率高，既能增加車間產量，又能減少爐子座數和降低經營管理費用。
（2）在冷裝比30%的條件下可不用燃料冶煉，實現節能、增產、降低成本。
（3）可利用爐子大修時機進行改建，改建工時不比大修時間長，可做到改建期間車間不停產、不減產。
（4）可利用原有吊車、裝料機、盛鋼桶、爐子傾功設備等輔助設備。
（5）雖然需增加除塵設備，但由於取消了蓄熱室、沉渣室，簡化了平爐結構，可在很短的時間內還本。
（6）由於密封了雙床平爐排氣系統，廢氣量小，除塵設備可比相當噸位單床平爐的小得多，結構簡單，經濟便宜，除塵效果好，不污染環境。
（7）雙床平爐生產節奏性強，出鋼時間短又比較均衡，可以充分發揮鑄錠、整模生產能力和提高送錠溫度，利於初軋廠節能和提高生產能力。
