試析軋鋼系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，社會發(fā)展對于能源和資源的需求越來越大。建筑、航空航天、國防等領(lǐng)域的發(fā)展，使得我國的鋼鐵冶金工業(yè)得到了巨大的進步，軋鋼技術(shù)飛速發(fā)展，推動了鋼鐵產(chǎn)量和種類的增加。但是，由于技術(shù)層面的原因，軋鋼系統(tǒng)對于能源的需求也在日益擴大，能源危機日益嚴(yán)峻。文章針對軋鋼系統(tǒng)能源消耗的現(xiàn)狀，對其節(jié)能技術(shù)進行了分析和闡述。

關(guān)鍵詞：軋鋼系統(tǒng)；節(jié)能技術(shù)；鋼鐵工業(yè)

中圖分類號：TG306 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0086-02

1 鋼鐵工業(yè)節(jié)能的必要性

改革開放以來，我國鋼鐵工業(yè)高速增長，2012年中國大陸地區(qū)粗鋼產(chǎn)量7.16億t，占全球鋼產(chǎn)量的46.3%，成為舉世矚目的鋼鐵大國。鋼鐵工業(yè)是高能耗大戶，2012年，中鋼協(xié)重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)總能耗為2.66億t標(biāo)準(zhǔn)煤，占我國能源消費總量36.2億t標(biāo)準(zhǔn)煤的7.3%，噸鋼綜合能耗為602.71kgce。我國鋼鐵工業(yè)大力節(jié)約能源、礦產(chǎn)和水等天然資源，在節(jié)能降耗和減排方面都取得了豐碩成果，噸鋼綜合能耗、各工序能耗連年下降，一些指標(biāo)已經(jīng)跨入國際領(lǐng)先水平，為緩解我國能源供應(yīng)緊張局面做出了重大貢獻。但是能源供應(yīng)的嚴(yán)重短缺與能源需求逐年增長的矛盾尚未緩解，過量的資源能源消耗量與有限的資源環(huán)境承載能力的矛盾還十分突出?！朵撹F工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出“十二五”末“重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)平均噸鋼綜合能耗低于580kgce”，比2012年602.71kgce下降3.92%。

鋼鐵企業(yè)之間工序能耗的差異巨大，節(jié)能潛力大。我國的鋼鐵工業(yè)由于受資金、技術(shù)、政策等因素的影響，存在集中程度低、技術(shù)設(shè)備水平差距大、企業(yè)規(guī)模差距大等不足，使得我國的鋼鐵工業(yè)呈現(xiàn)多層次、多種類共同發(fā)展的狀態(tài)，相互之間的能耗差距巨大，也使得節(jié)能的潛力十分巨大。

2 軋鋼系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)

根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，不同的鋼鐵種類和不同的軋制工藝所產(chǎn)生的能耗也是各不相同的，甚至可能存在極大的差距。因此，為了有效開展軋鋼系統(tǒng)的節(jié)能降耗，可以針對軋鋼技術(shù)的特點，進行分別控制。

2.1 工序節(jié)能

2.1.1 熱裝熱送技術(shù)。連鑄、軋鋼緊鄰布置，實現(xiàn)連鑄與軋鋼生產(chǎn)過程中物流、時間等的匹配、協(xié)調(diào)，盡可能加快運送熱坯的速度，縮短運轉(zhuǎn)時間，以減少運輸過程中連鑄坯的熱量損失，使連鑄坯的入爐溫度不低于400℃～500℃。采用熱裝熱送工藝，可以降低加熱爐能耗約30%；采用熱裝熱送工藝，可以提高加熱爐生產(chǎn)能力>20%；采用熱裝熱送，可以減少氧化鐵皮的燒損，提高成材率0.3%～0.8%。

2.1.2 控軋控冷（TMCP）技術(shù)?？刂栖堉坪涂刂评鋮s技術(shù)結(jié)合起來，能夠進一步提高鋼材的強韌性和獲得合理的綜合性能，并能夠降低合金元素含量和碳含量，節(jié)約貴重的合金元素，通過控制冷卻技術(shù)，利用軋后鋼材余熱，給予一定的冷卻速度控制其相變過程，從而可以取代軋后正火處理和淬火加回火處理，節(jié)省二次加熱能耗，減少了工序，降低了生產(chǎn)成本。

2.1.3 低溫軋制技術(shù)。低溫軋制技術(shù)是指通過降低加熱爐的鋼坯出爐溫度來減少燃料的消耗。這種技術(shù)需要對粗軋機的規(guī)格和參數(shù)進行分析，如果其軋機剛度和電機功率等可以滿足低溫軋制的要求，則可以運用低溫軋制技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能降耗。結(jié)果表明，在溫度為1150℃～1250℃的范圍內(nèi)，溫度平均每降低10℃，綜合能耗下降2.22%，如果鋼坯加熱溫度按降低50℃計算，其綜合能耗可下降12%左右，即軋制每噸鋼可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤9.21kg。因此，在軋機設(shè)備能力、軋材塑性和產(chǎn)品力學(xué)性能允許的情況下，降低鋼坯加熱溫度是實現(xiàn)連軋鋼節(jié)能的重要途徑之一。

2.1.4 熱軋工藝潤滑技術(shù)。熱軋工藝潤滑技術(shù)是實現(xiàn)軋鋼節(jié)能的重要方法。該技術(shù)是在軋件進入輥縫前，在表面噴涂潤滑物質(zhì)，從而形成潤滑膜，在軋制過程中起到潤滑作用，降低軋輥與軋件間的摩擦，其摩擦系數(shù)可從0.35降至0.12，可減輕軋輥的磨損，延長軋輥使用壽命一倍左右，降低軋輥的消耗，可降低軋制力10%～25%，從而降低

能耗。

2.2 設(shè)備節(jié)能

2.2.1 加熱爐。爐型結(jié)構(gòu)是加熱爐節(jié)能與否的先天性條件，合理的爐型結(jié)構(gòu)可使燃料盡可能多地在爐膛內(nèi)燃燒，減少爐膛的煙氣熱損失；盡可能多地將煙氣余熱回收到爐膛中來，提高爐子的燃料利用系數(shù)；盡可能地減少爐膛熱損失，提高爐子熱效率。步進式爐：加熱質(zhì)量好，加熱速度快，氧化燒損少，操作靈活，便于連鑄坯熱裝熱送；適當(dāng)增加爐體長度：適當(dāng)?shù)卦黾訝t體長度，可提高爐子熱利用率；減少廢氣帶走的熱損失，一般而言，爐子每延長1m，可使鋼坯溫度上升25℃～30℃，排煙溫度下降30℃，單位熱耗減少1.5～1.8。減少爐膛空間、合理的爐內(nèi)隔墻，可以起到穩(wěn)定爐壓、控制爐氣流動、控制爐溫、減少煙氣外溢、降低排煙溫度和減少爐頭吸冷等作用，對爐子節(jié)能降耗有明顯的效果。減少爐底管的熱損：對爐底管進行絕熱包扎；采取最低管底比設(shè)計；特種滑軌的應(yīng)用。加強爐體絕熱，減少爐體的散熱和蓄熱，可以通過噴涂節(jié)能涂料和增強爐襯絕熱的方法來實現(xiàn)。節(jié)能涂料可以強化爐膛的換熱功能，節(jié)約大約6%～11%的能源消耗，具有使用方便、成本低廉的優(yōu)點，同時還可以對加熱爐的表面進行保護，具備延長加熱爐的使用壽命、有效縮短烘爐時間、提高加熱爐的作業(yè)效率等多種功能。而增強爐襯絕熱，是指對現(xiàn)有的爐襯材料進行加厚處理，以提升其保溫性能。煙氣余熱回收利用：采用蓄熱燃燒技術(shù)，利用燃燒器之間的相互蓄熱達(dá)到提高空氣溫度、降低排煙溫度、低氣高效燃燒的目的。

2.2.2 電機。軋鋼主電機、風(fēng)機、水泵、輥道電機等，采用變頻調(diào)速技術(shù)，最終可以實現(xiàn)節(jié)電20%～40%，效果十分顯著。

2.3 二次能源利用

2.3.1 鋼廠副產(chǎn)煤氣利用：軋鋼加熱爐、熱處理爐全部采用鋼鐵廠自產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣。

2.3.2 余能余熱利用：加熱爐汽化冷卻產(chǎn)生的蒸汽并網(wǎng)發(fā)電。

2.3.3 按照梯級供用水理念設(shè)計全廠供水系統(tǒng)，軋鋼廢水循環(huán)利用，達(dá)到生產(chǎn)用水“零”排放，中水回用，以需供水。

3 實例分析

以我國某大型鋼鐵企業(yè)的環(huán)保搬遷為例進行分析。該企業(yè)屬于當(dāng)?shù)氐凝堫^企業(yè)，年生產(chǎn)能力650萬t，主要鋼材產(chǎn)品為熱軋薄板、寬厚板、中板，對于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展有著巨大的影響。在政府的支持和幫助下，進行節(jié)能環(huán)保

搬遷。

軋鋼系統(tǒng)在環(huán)保搬遷中結(jié)合自身的實際情況，采用了多項節(jié)能降排先進技術(shù)：加熱爐采用蓄熱式步進式爐以及汽化冷卻等先進技術(shù)，其蒸汽并網(wǎng)發(fā)電，實現(xiàn)了軋鋼加熱爐和生產(chǎn)系統(tǒng)的大型化和集約化；軋鋼主電機、風(fēng)機、水泵、輥道電機等，采用變頻調(diào)速技術(shù)；軋鋼生產(chǎn)采用控軋控冷技術(shù)；部分鋼種采用熱裝熱送；軋鋼廢水循環(huán)利用，達(dá)到生產(chǎn)用水“零”排放等。大大降低了企業(yè)軋鋼過程的能源消耗，提高了企業(yè)的生產(chǎn)能力，促進了企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的提高。

4 結(jié)語

總而言之，對于鋼鐵冶煉企業(yè)而言，對軋鋼系統(tǒng)進行技術(shù)改造，引入節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能降耗是十分重要的。一方面，可以有效降低企業(yè)的能源消耗，降低生產(chǎn)成本，緩解能源危機對于企業(yè)的影響；另一方面，可以提高企業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力，提高企業(yè)的市場競爭力，最終實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的共同提升。

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作者簡介：張小清（1962—），女，重慶人，重慶市鋼鐵集團設(shè)計院軋鋼高工，研究方向：軋鋼設(shè)計。endprint