軋鋼工序節能技術及節能實踐

王維

摘要：為實現鋼鐵工業的可持續發展，在國家一系列節能減排政策的倡導下，中國鋼鐵工業正向著低能耗、短流程和高附加值產品方向發展。本文就主要對軋鋼工序節能技術及節能實踐相關問題進行了簡要分析。

關鍵詞：軋鋼；節能；趨勢

引言

軋鋼節能對于軋鋼生產產生了較大的影響，尤其是我國是能源消耗巨大，急需提高生產工藝的節能技術。當前軋鋼技術的發展也都是在節能基礎上開展，軋鋼新技術、新工藝、新設備不斷涌現，通過改變軋鋼生產中的各道工序系數來調節其節能效果，降低工序能耗。

一、軋鋼工序節能技術及發展趨勢

在熱軋生產過程中，軋鋼工序鋼坯加熱消耗的熱能比較高，將典型的棒材軋機作為生產能耗。鋼坯加熱過程中，會消耗大量的能量，占據80%。但是使用軋鋼能耗的僅僅占據17%。隨著節能技術不斷發展，能源消耗使用于鋼坯的比例越來越小。因此可以看出，一些普通的鋼材軋鋼的使用工序，之所以能夠產生節能效果，這主要因為熱爐。在特殊的鋼材軋鋼處理工序中，這是一個有效的處理方法。

二、軋鋼系統節能技術

1、加熱爐節能技術

加熱爐為軋鋼生產提供動力，是節能的重點之一，當前常采用的節能技術是蓄熱式燃燒技術，通過調查顯示蓄熱式燃燒爐的燃料消耗指標平均下降了20%左右，節能效果明顯。同時蓄熱式節能爐可以最大限度的回收爐內的煙氣熱量，減少了燃料的消耗，降低了成本，最重要的是這種新型的節能爐減少了有害氣體的排放量，例如減少了二氧化碳、氮氧化物的排放量，在軋鋼行業引起了廣泛的關注。

其次是加熱爐絕熱技術和高溫節能涂料的使用，由于加熱爐體內的表面積較大，當前加熱爐的內部爐襯材料逐步采用耐火澆筑材料，并不斷開發出高性能的防燒結耐火材料。尤其是炭化硅粉節能涂料的使用，極大的提高了加熱爐的生產效率，并提高了生產經濟效益。

2、優化生產工藝

優化生產工藝可以極大的提高生產效率，同時也節省了大量的能量，提高了熱送坯料熱量利用率。在軋鋼的生產過程中要根據不同的鋼種、訂單批量、熱坯料銜接、設備狀況設置相應的生產工藝，發揮熱裝的節能效果，制定裝爐的基本原則，首先要做到料場的高等級熱坯一定量時，馬上安排裝爐，同時在裝爐的過程中要使中冷、熱坯連續的塊數盡量大，盡量減少冷、熱坯料混裝；再者要制定科學的加熱時間，滿足不同要求鋼種的生產需要，并保持加熱時間和不同等級熱坯之間的銜接。

3、適當的降低鋼坯的加熱溫度

通過研究顯示，在一定程度上降低鋼坯的加熱溫度可以有效的節省熱能、電能以及鋼材的氧化損耗。通常而言加熱爐內部分為三個控制階段，鋼坯出爐時的加熱溫度、斷面溫差是各階段實際參數控制的耦合結果，為了介紹不同階段的耦合結果的未知性，要根據不同的鋼種、不同規格，將加熱溫度降低30到40℃。此外對于進入爐內溫度超過300℃的熱裝鋼坯，要縮短加熱時間，降低加熱溫度，通過降低加熱溫度，實現綜合節能的效果。

4、低溫軋制與軋制工藝潤滑技術

低溫軋制技術是降低軋鋼系統工序能耗的重要節能措施。降低加熱爐出鋼溫度可以減少燃料消耗，但其變形抗力和軋制功率增加。近年來，許多軋制生產的實踐經驗已經證明降低燃耗的節能效果更顯著，當溫度在1100℃出鍋時，降溫節約的能耗達9.6%，且出鍋溫度降低則氧化鐵皮量顯著減小，低溫軋制在燃料消耗和氧化鐵量的降低上所獲得的效益，完全能抵消并超過提高軋制功率所增加的成本。

對許多軋機而言，采用工藝潤滑技術能降低軋制的能耗，特別是對鋼板軋機尤為重要。鋼的熱軋溫度一般在800℃到1250℃之間，在變形區軋輥表面的溫度可達450℃—550℃。因此，需要用大量的水冷卻軋輥，通過實驗可以發現，采用熱軋工藝潤滑，由于軋制力的降低，軋制動力的消耗約下降8%。

三、節能實踐

該廠煤氣消耗占工序能耗總量的88.8%，電量消耗占10.8%，兩者是能源消耗的主要組成部分。另外，蒸汽回收量占能源消耗總量的7.05%，對降低工序能耗起到了重要作用。因此，節能工作也應圍繞這幾個方面開展。

1、提高熱送坯料熱裝率和熱裝溫度

（1）根據熱送熱裝工作需要，建立信息化系統

首先，實現坯料溫度的實時跟蹤。一直以來，采用手工或定點在線測溫的方式跟蹤坯料溫度，準確性不高、不具有實時性。為準確實時跟蹤溫度，通過回歸分析，在不同坯料斷面、季節、鋼種條件下建立了坯料溫度與其下連鑄機后時間長短的關系。其次，完善訂單管理系統，使裝爐人員能夠及時掌握訂單的交付要求，以便根據節能原則組織生產。最后，熱裝溫度與熱裝率是衡量熱裝水平的兩個指標，但有些時候兩者會有沖突，需要根據實際節能效果平衡兩者之間的關系，因此，合理的評價機制也是極為重要的。

（2）優化生產組織，提高熱送坯料熱量利用率

熱裝生產組織的約束條件主要有訂單的品種、批量、交貨時間，軋批次之間的厚度差，加熱時間，冷、熱坯料的銜接以及設備工況問題，只有對這些約束條件合理的考慮，才能制定出合理的生產順序，發揮熱裝的節能效果。為此，根據生產必須遵守的原則，制定裝爐基本原則。在基本原則基礎上要做到：一、當料場的高等級熱坯達到一定量時，馬上安排裝爐；二、裝爐應使加熱爐中冷、熱坯連續的塊數盡量大，盡量減少冷、熱坯料混裝；三、合理制定不同加熱時間要求與不同等級熱坯之間的銜接關系。綜合以上原則，安排生產計劃。2013年4-9月，中板廠94.4%的熱送坯料能夠熱裝進爐，熱裝比例71.8%，熱裝平均溫度432℃，熱坯料的平均溫降損失144℃。

2、適當降低鋼坯加熱溫度，節約燃料

鋼坯加熱必須滿足軋制對溫度的要求，包括鋼坯加熱溫度、溫度均勻性（斷面溫差）的要求。加熱爐分三段控制，它們互相影響，鋼坯出爐時的加熱溫度、斷面溫差是各段實際參數控制的耦合結果。為減少各段間難以預知的耦合影響，縮小了加熱溫度控制范圍，在此基礎上，根據不同鋼種、不同規格軋制溫度要求，將加熱溫度降低30～40℃。通過適當降低加熱溫度，煤氣消耗降低4.7%，綜合能耗降低3.2%。

3、合理設計加熱爐燒嘴

目前，中板廠加熱爐使用焦爐煤氣做燃料，但3座加熱爐燒嘴均按照燃用混合煤氣設計，型號偏大，實際生產只在10%～30%范圍內調節使用，燃燒效果不好，調節性能差。2011年，利用1號加熱爐改造的機會，對燒嘴進行了重新設計、選型，改造后爐溫調節更加靈活，爐內火焰剛度更加合理，相對于未進行改造的2號、3號加熱爐，煤氣消耗減少6%。

4、加強余熱余能回收，提高蒸汽外送能力

目前，加熱爐產生的蒸汽全部外送公司管網，無放散，蒸汽外送達3.83kgce/t，比之前的2.67kgce/t，增加回收1.16kgce/t。

5、管理節能

不同鋼種的加熱工藝（加熱溫度、加熱時間）不同，生產時，燃料消耗也不同。如何評價加熱爐生產管理、控制水平，是精細管理的要求。為此，量化了不同鋼種類別的能耗標準，根據當班品種結構，建立當班煤氣消耗的動態計劃指標，實現對各班操作、控制的合理評價，提高職工成本意識。

結束語

總之，我國是鋼鐵消耗的大國，但是我國的軋鋼工序的能耗和國外先進的軋鋼工藝相比依然有較大的差距，其節能潛力巨大。因此在軋鋼工序中，要從加熱爐、生產工藝、鋼坯加熱溫度等方面入手，提高軋鋼工序的能量利用效率，實現較大幅度的節能生產。

參考文獻

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