國內(nèi)的鋼包烘烤包器經(jīng)歷了從僅用一支煤氣管至使用普通燒嘴、高速燒嘴、熱風(fēng)燒嘴、自身預(yù)熱式燒嘴、蓄熱式燒嘴的一系列發(fā)展過程。
50~60年代國內(nèi)興建的煉鋼廠中,大多數(shù)都沒有烤包器設(shè)備或僅用一支煤氣管插入鋼包內(nèi)進行烘烤。由于鋼包烘烤的溫度低,要求出鋼溫度高,爐子的爐齡低,冶煉時間長,限制了鋼的產(chǎn)量,并使成本增加。
“七五”期間,冶金部提出推廣鋼包烘烤的新裝置、新技術(shù),使我國鋼包烘烤水平提高許多,多數(shù)企業(yè)已經(jīng)改變了過去只用燃氣不配風(fēng)的烘烤工藝,相應(yīng)出現(xiàn)燃氣、燃油的鋼包烘烤裝置。其燒嘴型式有引射式燒嘴及套管式燒嘴,并在鋼包上加上鋼包蓋,以減少熱量損失。由于烤包器燒嘴的火焰動能較小,鋼包的溫度分布不均勻,烘烤時間長,燃料消耗較大。
高速燒嘴是近代熱工技術(shù)取得突破性進展的新技術(shù)之一。其特點是燃燒氣體出口速度可達100~300m/s。在加熱物件時,不論在加熱速度方面,還是在加熱均勻性方面,其加熱效果都大大超過普通燒嘴。由于高速燒嘴出口速度高,烤包器燒嘴的耐火材料消耗大,使用壽命低,一般煉鋼廠鋼包烘烤設(shè)備的現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣,不適合安裝精密的控制設(shè)備。因此,鞍山熱能研究院設(shè)備研制廠研制開發(fā)出用于鋼包烘烤的簡易高速燒嘴,基本上保持了高速燒嘴的氣流速度大,加熱升溫快,鋼包溫度分布均勻的特點。隨后又開發(fā)出富氧燒嘴、油氣兩用燒嘴,以滿足只有高爐煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣,煤氣熱值低或煤氣量不足的煉鋼廠的需要。
為進一步降低能耗,用煙氣對空氣或煤氣進行預(yù)熱的鋼包烘烤裝置應(yīng)運而生,其結(jié)構(gòu)型式有兩種:一種是燒嘴與換熱器分離式,另一種是自身預(yù)熱式燒嘴。由于對空氣或煤氣進行預(yù)熱,提高了火焰的理論燃燒溫度,可降低燃料的消耗,并保持了高速燒嘴的火焰動能大,加熱均勻的特點。蓄熱式鋼包烘烤器正越來越多地被采用。
為充分發(fā)揮鋼包烘烤燒嘴的作用,對鋼包蓋的設(shè)計選材也不容忽視,鋼水包蓋內(nèi)部采用陶瓷纖維氈,外面采用多晶莫來石作絕熱層,降低了鋼包蓋的蓄熱量,減少了熱量的損失,同時減輕了鋼包蓋的重量,延長了鋼包蓋的使用壽命。