闡述節能降耗技術在軋鋼加熱爐上的應用

杜喜春

摘 要：隨著全球能源的日漸減少以及公眾環境保護意識的增強，節能降耗技術逐漸在各行各業的生產以及應用領域受到重視。文章針對軋鋼加熱爐這一設備開展了節能降耗技術應用的分析。

關鍵詞：節能減耗 軋鋼加熱爐 應用

1、節能降耗技術在軋鋼加熱爐上應用的意義

在軋鋼行業所涉及的眾多設施設備中，加熱爐是耗能較高的關鍵性設備之一。將節能降耗技術合理地應用在加熱爐上，會起到積極的作用，如能夠提高燃料利用率、降低能源消耗、將鋼坯氧化的損失控制在最小的范圍內，進而提升加熱質量，實現促進整個軋線生產過程經濟效益提高的目的。由此可見，該項技術對于軋鋼行業的發展有著很好的促進作用。

2、加熱爐節能降耗技術在加熱爐上的具體應用

評價加熱爐工作效能的主要經濟指標中，其中關鍵性的一點即是燃料的消耗量。故而，加熱爐節能降耗技術的一項主要工作即是將燃料消耗量盡可能地控制在最小的范圍內。在實際的實踐應用中，節能降耗技術在加熱爐上的應用具體有以下三個方面。

2.1 將節能降耗技術應用在生產工藝上

坯料的熱送熱裝工藝具有非常大的潛在經濟效益，這一點在加熱爐的實際生產以及應用中得到充分的證明。針對不同熱裝溫度的鋼坯，需要采用與這些不同的鋼坯相適應的加熱工藝，這項措施能夠充分體現坯料熱裝所帶來的效能，即節約能源、增加產量以及降低能耗。因為連鑄坯的熱裝溫度一般較高，那么在對其進行加熱時，可以忽略由于加熱速度而引起的熱應力對鑄坯的作用。在對熱裝連鑄坯進行加熱時，需要采取不同于加熱冷裝連鑄坯的加熱工藝，出臺連鑄坯熱裝的加熱工藝制度；將預熱段、加熱段的溫度控制在適宜的較低的范圍內，或者可以直接將裝料端低溫段的部分燒嘴關閉，開展高溫加熱段、均熱段兩段加熱制度。

加熱爐熱裝技術的優勢主要有以下幾點：

（1）能夠實現了很大程度的節能。

據相關數據顯示，直接裝入冷坯時加熱爐的單耗大概為每千克1600千焦，當裝爐鋼坯溫度控制在300攝氏度至400攝氏度時，加熱爐的單耗有所降低，每千克的單耗為1400，當裝爐鋼坯溫度控制在800攝氏度至900攝氏度時，加熱爐的單耗又再次降低，每千克的單耗僅為900千焦。坯料的熱裝效果與冷裝效果做對比，前者的能源單耗僅僅為后者的55%。

（2）能夠縮短加熱時間，促進加熱爐產量的提高

據相關數據顯示，對普碳鋼進行加熱時，將鋼坯的熱裝工藝與冷裝工藝做對比，以將鋼坯加熱到1250攝氏度這個程度為標準，單位加熱時間內縮減的百分率大致為：當溫度從200攝氏度逐漸升高到900攝氏度時（梯度為100攝氏度），每升高100攝氏度，單位加熱時間縮減的百分率就會有所降低，其具體的減低數值為：96%、91%、85%、77%、70%、63%、56%以及48%。可見，這個百分點一直在呈穩定的下降趨勢。另外，還可以看出，當熱裝溫度達到800攝氏度至900攝氏度時百分率為48%，為加熱冷坯（96%）時的1/2，減少了一半的用時。

（3）能夠減低燒損，提高成品材的成功率

在將熱裝工藝應用在加熱爐上時，能夠減低坯料在加熱爐里的加熱時間，加快加熱的速度，從而降低金屬的氧化和脫碳作用，降低燃料的單耗。

（4）能夠縮小鋼坯的原料庫房面積

在應用熱裝工藝后，車間原料庫房的儲存面積僅需要少量的中轉垛位即可滿足生產供應，總面積大概為500㎡。而耗能較高的冷裝工藝，加熱爐的原料庫房面積需要較大，具體來說，要比熱裝工藝所需的面積增大80%。可見，后者能夠大大節省加熱爐工作的占地面積，從而降低基礎建設方面的成本投入。

2.2 改進操作技術

（1）充分開發和應用煙氣余熱

雙蓄熱式加熱爐蓄熱的裝置為：空氣燒嘴以及高爐煤氣燒嘴前的蓄熱室。基本原理為：依托換向系統促使煙氣流經蓄熱室里的蓄熱體，煙氣流量大小的控制是依靠排煙機前的排煙流量閥實現的，從而實現對蓄熱室溫度的控制。當煙氣將熱量傳導給蓄熱室里的蓄熱體后，經過換向燃燒，對流經蓄熱體的空氣與高爐煤氣進行預熱，使溫度上升到一個較高的水平，從而提高了高爐煤氣的發熱量。

（2）合理控制爐膛壓力

節能降耗的另一有效措施為將爐膛的壓力控制在一定范圍內，這能夠降低出爐口以及入爐口噴火導致的熱量損耗。在這方面要確保爐體密閉性，盡最大可能將爐壓控制在微正壓或者30Pa上下。當不出鋼時，要及時關上爐門，避免爐氣溢出以及冷空氣的進入。

（3）降低空氣系數

過大的空氣過剩系數會導致煙氣的增多，從而導致許多熱量的散失，熱效率下降，增大了鋼坯的氧化燒損。過小的空氣系數，不能使燃料充分燃燒，從而浪費了燃料。通過相關實驗證明，當助燃空氣量小于10%時，燃料的用量會增加15%，即多浪費了15個百分點。故而，應當在排煙管道上設置氧化鋯氧分析儀，對煙氣中氧的含量進行分析，以便隨時調節空燃比例。

（4）及時改進爐溫制度

對溫度制度進行改進，主要要參考軋制產品的規格以及軋制速度。在加熱爐日常運行時，要掌控住各段溫度，一旦遇到事故停車，或者停機需要更換軋輥以及品種時，要依據具體停機時間與軋制品種及時調節鋼坯加熱溫度，適當降低或提高各燃燒段煤氣與助燃空氣的流量。在遵照軋制規程要求下，加熱鋼坯開軋溫度。

（5）控制出鋼溫度

過高的出鋼溫度會導致鋼材品質下降，同時還浪費能源。因此，要對出鋼溫度進行控制，主要通過促進控制出鋼速度和軋制速度間的協調來實現，將出鋼溫度控制在工藝要求的程度內。通常是在軋制工藝和軋制設備能夠承受的基礎上，最大可能地將出鋼溫度降到較低的水平。

（6）改進調溫操作方法

針對每個操作人員進行標準化操作的培訓，將每個操作工在操作技能上的差別降到最低，保持現場操作的標準化。通常在燒鋼過程中推行“三定操作法”，能夠有效地維護加熱爐設備和降低燃料的單耗。

2.3 改進爐子設備的節能對策

（1）對爐體進行絕熱處理能夠提高輻射能力

加熱爐爐體傳導的熱損失里在很大程度上時因為爐體散熱引起的。如采用吊掛式平頂結構的加熱爐，在爐頂的表面積中沒有施加絕熱材料的錨固磚面積大概為8%，所用的材料是高鋁磚，其具有較高的熱導率，易產生熱短路，從而導致熱量散失加大。如果將一層高纖維毯附加在爐頂、爐墻、爐底表面上，能有效的減少爐體散熱損失。將汽化冷卻取代水冷卻，減少了步進梁帶走的熱損失，降低了熱量的需要量，節省了水資源并產生了附加蒸汽，可用于發電。

（2）推廣陶資蜂窩體

針對蓄熱式加熱爐要大力推廣陶瓷蜂窩體來取代蓄熱小球，前者的傳熱面積大概是后者的7倍，傳熱能力是后者的5倍，壓力損失大概是后者的1/3。在對空氣以及煤氣進行預熱上，陶瓷蜂窩體的作用較強，能夠有效提高高爐煤氣的燃燒溫度。

（3）應用步進式錯位水梁技術

步進式錯位水梁能夠消除鋼坯表面的劃傷，減弱坯料的水管黑印，降低鋼坯的斷面溫差，促進鋼坯加熱品質的提升。

（4）在爐墻內壁處理

一般在爐墻內壁上噴涂一層遠紅外涂料。當前爐溫大于1000℃時，主要為輻射傳熱為，涂上遠紅外涂料，能夠提高爐子內壁在熱交換時的輻射效能。

（5）推廣蓄熱式燒嘴

蓄熱式燒嘴的集熱回收系統與燃燒系統是一體化設計。與換熱式燒嘴相比，它能夠將余熱回收率提高到90%，空氣的預熱溫度能夠達到1000℃。而后者為78%與650℃；蓄熱室出口的排煙溫度低于200℃，故而，不需要安裝另外的高溫排煙通道；能夠提高預熱段的溫度，縮短爐長。

3、結束語

綜上所述，節能降耗技術能夠通過多種途徑應用在加熱爐上，無論是生產商還是使用者，應當充分利用這些技術來實現能耗的降低，成本的減少以及效益的提升。