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纯氧中间包烘烤的基本介绍

时间:2025-11-15 创始人

       纯氧中间包烘烤是连铸生产前针对中间包(钢水中转容器)开展的专项预热技术,以纯度≥92% 的工业纯氧为助燃介质,通过高效燃烧系统将中间包内衬(耐火材料)均匀加热至工艺要求温度,为后续钢水承接与浇筑奠定基础。其核心原理在于依托纯氧助燃的特性:一方面,剔除空气中 78% 的惰性氮气,避免氮气吸热导致的热损失,使火焰温度集中在 1800℃—2200℃,热量可快速传递至耐火内衬;另一方面,通过 “分区燃烧 + 智能温控” 设计,让火焰均匀覆盖中间包底部、侧壁及水口区域,实现内衬整体升温,避免局部过热或欠热导致的结构损伤。


       与传统煤气中间包烘烤相比,纯氧烘烤的核心差异在于 “热利用效率”—— 纯氧燃烧热效率可达 90% 以上,较煤气烘烤(热效率约 65%)提升 40%,且能精准控制升温速率(通常为 5—10℃/min),匹配耐火材料的热膨胀特性,从技术根源解决传统烘烤 “升温慢、温差大” 的痛点。

纯氧中间包烘烤

一、烘烤的核心必要性

中间包作为连铸生产中钢水的 “中转站”,其内衬状态与温度直接决定生产安全性和铸坯质量,纯氧烘烤的必要性主要体现在三方面:


       一是保护耐火内衬。中间包内衬多为高铝质或镁碳质耐火材料,常温下直接接触 1500℃以上的钢水,会因热震效应(温度骤升)产生裂纹甚至剥落。纯氧烘烤通过梯度升温,将内衬温度预热至 800—1000℃(匹配钢水温度差控制在 500℃以内),大幅降低热冲击,使内衬使用寿命延长 20%—30%,减少因内衬破损导致的漏钢风险。


       二是消除安全隐患。新砌筑或修补后的中间包内衬,会吸附一定量的物理水与结晶水(含水率约 3%—5%)。若未充分烘烤,水分遇高温钢水会迅速汽化膨胀,可能引发中间包内衬爆裂,甚至造成钢水喷溅事故。纯氧烘烤可通过高温烘烤(≥800℃)将内衬含水率降至 0.5% 以下,彻底杜绝 “水汽爆炸” 隐患,保障现场操作安全。


       三是稳定钢水温度。中间包若未预热或预热不足,承接钢水后会因内衬吸热导致钢水温度下降(通常降温 10—20℃),进而影响结晶器内钢水凝固速率,增加铸坯偏析、缩孔等缺陷。纯氧烘烤可使中间包内衬维持稳定高温,确保钢水在中转过程中温度波动控制在 ±5℃以内,为后续连铸工艺的稳定性提供温度保障。


二、技术优势与场景适配

纯氧中间包烘烤凭借技术特性,在连铸生产中展现出显著优势,且适配不同规模钢铁企业的需求:


       在效率与能耗方面,纯氧烘烤可将中间包预热时间从传统煤气烘烤的 4—6 小时缩短至 2—3 小时,单包烘烤时间减少 50%,大幅提升连铸生产线的周转效率(按单中间包日均周转 3 次计算,每天可节省 6—9 小时预热时间)。同时,因热效率高,纯氧烘烤单包燃料消耗(以天然气为例)约 80—100m³,较煤气烘烤(150—180m³)降低 40%,年可节省燃料成本约 15—20 万元 / 台。


       在环保与排放方面,纯氧燃烧几乎不产生氮氧化物(NOx),排放量≤5mg/m³,远低于国家超低排放标准(30mg/m³),且无煤气燃烧产生的二氧化硫、粉尘等污染物。同时,纯氧烘烤系统配套烟气余热回收装置,可将 1200℃以上的高温烟气转化为蒸汽或预热空气,进一步降低能源浪费,实现 “低排放 + 能源循环” 双重环保效益。


       在场景适配方面,纯氧中间包烘烤可根据中间包规格(常见容量 20—100t)灵活调整燃烧器数量(2—6 个)与布置位置,适配小方坯、板坯、圆坯等不同连铸生产线。例如,板坯连铸中间包因体积大(≥50t),可采用 “底部 + 侧壁” 双区燃烧设计;小方坯连铸中间包则可简化为 “集中式燃烧”,兼顾效率与成本。


三、核心参数与应用价值

       纯氧中间包烘烤的核心技术参数为应用提供量化支撑:氧气纯度≥92%(工业级纯氧)、烘烤温度范围 800—1200℃(可根据内衬材质调整)、升温速率 5—10℃/min、内衬温差控制≤30℃、单包烘烤能耗 80—120m³(天然气)。这些参数确保技术可落地性,适配国内主流中间包规格。


       从应用价值来看,纯氧中间包烘烤可直接提升铸坯合格率(减少因温度波动导致的缺陷,合格率提升 3%—5%),降低中间包备件损耗(内衬寿命延长,年减少更换成本约 10 万元),同时符合钢铁行业 “双碳” 战略要求(单台系统年减碳约 1500 吨)。目前,该技术已在国内 30 余家大型钢铁企业的连铸生产线应用,运行数据显示,连铸生产稳定性提升 15%,吨钢成本降低 15—20 元,成为连铸预处理环节的核心优化技术