現代冶金軋鋼節(jié)能工序的設計分析

顧 煒

（酒鋼集團榆中鋼鐵有限責任公司，甘肅 蘭州 730104）

進入新時期后，冶金軋鋼的重要生產領域正在逐步實現綜合性的技術升級與技術改造。從本質上來講，企業(yè)現有的冶金軋鋼工序能否體現良好的節(jié)能性，其直接決定著鋼鐵行業(yè)的總體生產效益[1]。鋼鐵企業(yè)如果能做到運用適當方式來引進全新的節(jié)能生產方式，則可以保證達到減少冶金軋鋼操作成本以及保障鋼鐵產品質量的目標。鋼鐵企業(yè)在全面推行節(jié)能技術創(chuàng)新的基礎上，對于能耗較高的傳統(tǒng)工序予以適當的淘汰，同時還要投入相應的成本用于引進節(jié)能生產工序[2]。

1 現代冶金軋鋼節(jié)能工序的重要意義

近些年以來，很多現代鋼鐵企業(yè)都在逐步引進全新的產品加工以及產品制造技術，因此體現了迅速升級改造的鋼鐵產品種類與產品質量[3]。企業(yè)通過運用深層加工的方式，應當能保證達到最佳的鋼鐵產品質量，并且對于保障鋼鐵企業(yè)產能也具有不可忽視的意義。具體在降低軋鋼工序以及冶金工序能耗的實踐領域內，現代企業(yè)需要切實做到運用全新的科技手段來改造冶金軋鋼的操作流程，因地制宜的推行節(jié)能加工手段[4]。

截止目前，很多鋼鐵企業(yè)針對原有的產品加工流程都已實現了轉型與改造，對于熱送熱裝技術以及在線熱處理的方式運用于鋼鐵軋制的操作環(huán)節(jié)。然而從整體角度來講，國內鋼鐵企業(yè)現階段并未能真正做到靈活運用全新的節(jié)能科技手段，其中根源主要在于企業(yè)不愿投入相應成本用于引進新型節(jié)能工藝[5]。鋼鐵企業(yè)為了能夠順利應對目前激烈的行業(yè)競爭，那么企業(yè)亟待轉變現有的認識，運用合理措施來實現全方位的企業(yè)成本降低效果，借助先進節(jié)能工藝來提升鋼鐵企業(yè)自身具備的競爭實力。

2 探析節(jié)能工序的設計要點

首先是對于熱裝溫度與熱送率予以顯著提升。對于爐膛內部的鋼坯而言，如果能做到運用科學手段來達到熱裝溫度與熱送效率的明顯提升，則有利于鋼坯成材率的有效提高，同時避免了由于受到氧化作用從而造成鋼坯燒毀的現象。因此在推行鋼坯加工領域的全新節(jié)能工序時，核心措施就在于優(yōu)化系統(tǒng)的熱送率，確保適當控制熱裝溫度。

其次是避免消耗過高的加熱能耗。近些年以來，汽化冷卻以及蓄熱式的燃燒技術都已廣泛運用于目前的鋼鐵生產領域。具體在運用加熱爐來進行軋鋼處理時，關鍵在于靈活控制各個不同時間段的出鋼溫度，確保其符合系統(tǒng)現有的鋼鐵軋制條件。經過全方位的科學控制，應當可以實現針對空燃比例的靈活控制，對于系統(tǒng)目前消耗的加熱爐能源也可以達到顯著減少的目標。

第三是再次利用與回收余熱[6]。冶金軋鋼系統(tǒng)具體在運行中，通常都會排放較高比例的煙氣成分。鋼鐵企業(yè)對于排放煙氣如果能再次予以利用，則可以用來完成后續(xù)的蒸汽生產以及空氣預熱操作，進而確保達到最大化的利用能源效率。并且針對中低壓的蒸汽能源而言，技術人員目前已經能做到借助合理方式對其進行回收，然后再次用來完成系統(tǒng)制冷或者補燃發(fā)電的操作。此外，目前很多鋼鐵企業(yè)都在致力于引進變頻調速的鋼軌制作系統(tǒng)，進而達到電能節(jié)約的目標，或者對于電能消耗將其轉換為氣動消耗。

3 優(yōu)化冶金軋鋼工序的具體措施

3.1 引進柔性化的連鑄技術

鋼鐵企業(yè)關于改造目前現存的軋制處理工藝應當遵照柔性化的全新生產模式來實現，確保能做到合理銜接連續(xù)軋制操作與連鑄操作[7]。企業(yè)通過構建一體化的上述生產工藝體系，即可保證同時實現連鑄操作、煉鋼操作與軋鋼操作。經過上述的工藝優(yōu)化以后，企業(yè)對于總體上的軋鋼操作成本將會實現顯著的減少，同時還能有效避免頻繁進行軋輥的更換處理，對于軋鋼操作效率進行了明顯提升。

例如針對柔性化的連軋鋼操作而言，目前很多的鋼鐵企業(yè)已經能嘗試運用鑄坯生產中的無缺陷技術。具體對于此類無缺陷工藝來講，該工藝主要體現在避免潛在的軋制操作缺陷，并且運用合理手段來實現全方位的產品質量檢測。具體針對具有較高處理要求的鋼連鑄坯如果要達到最佳的處理效果，則必須經過后續(xù)的熱清理以及熱檢測環(huán)節(jié)，從而保證了經過切斷處理以后的鑄坯材料都能符合最基本的軋鋼質量標準。

3.2 升級與創(chuàng)新鋼鐵軋制工藝

鋼鐵軋制工藝不應當停留于原有的工藝操作水準，而是需要不斷加以轉型優(yōu)化。鋼鐵企業(yè)目前只有做到了全面優(yōu)化并且升級現有的鋼鐵軋制操作方式，最終才能保證達到較好的軋制工藝節(jié)能效果。具體針對軋制工藝如果要實現整體上的工藝創(chuàng)新升級，那么關鍵要點就在于因地制宜的進行材料尺寸與材料外觀形狀的選擇。經過綜合性的工藝優(yōu)化改進，鋼鐵企業(yè)就可以達到最低限度的軋制能耗比例，進而體現了創(chuàng)新軋制工藝的必要性。

例如針對生產棒線材的重要工藝如果要實現優(yōu)化改造的目的，那么必須經過綜合對比才能最終確定棒線材的基本孔型。經過反復的對比，總體上可以確定目前能夠至少達到10%左右的能耗節(jié)約比例。因此可見，優(yōu)化設計孔型的方式對于實現全方位的鋼鐵企業(yè)降耗與節(jié)能具有重要價值。

并且，技術人員還要結合現階段棒線材生產工藝涉及的最小與最大延伸約束條件，在此前提下實現綜合性的生產工藝改進調整。

3.3 合理運用在線熱處理的技術手段

運用在線熱處理手段的基本工藝改進思路在于合理進行系統(tǒng)冷卻溫度的控制，借助于潛在的鋼材軋制熱能來實現上述的工藝處理目標。因此可見，運用在線熱處理的本質在于改進原有的離線布置方式，進而達到靈活調整系統(tǒng)冷卻速度的效果。在全面改進現有工藝措施的基礎上，對于整個的系統(tǒng)溫度降低過程予以妥善的控制，從而始終保證了恒定的熱處理溫度。由此可見，鋼鐵企業(yè)目前亟待引進并且推廣在線熱處理方式，確保體現最佳的節(jié)能處理效益。

此外，在線熱處理工藝與現階段冶金軋鋼生產流程的全面結合在客觀上還可以顯著實現合金元素比例與碳元素比例的減少。這主要是由于，在線熱處理的全新技術手段能夠達到有效結合軋制工藝、加熱控制工藝以及冷卻控制工藝的目標，對于總體的軋鋼生產質量予以全面的改善。具體在某些特殊的冷卻操作工藝環(huán)節(jié)中，鋼鐵企業(yè)針對上述工藝如果能做到合理予以利用，則有助于實現針對鋼鐵零件內部構造以及孔洞結構的改善，確保達到最佳的零件機械強度。

3.4 推行一體化的冶金軋鋼生產管理模式

一體化的冶金軋鋼生產管理模式側重于同時完成連鑄操作、煉鋼操作以及熱軋操作，進而體現了一體化加工管理模式具備的獨特優(yōu)勢。企業(yè)將其包括設計開發(fā)、生產、物流、辦公、生活等方面的某一非核心業(yè)務領域的全部運作和管理集成為一個整體，作為一個以管理業(yè)務為主的外包項目，轉包給專門的一體化管理供應商。具體對于鋼鐵企業(yè)在全過程的生產操作中，企業(yè)務必保證各個基本的流程與工序都能符合現行的產品質量指標。反之，其中某個特定的工序一旦表現為質量事故，則會波及其他與之有關的工序。

在節(jié)能降耗思路得以全面推廣的前提下，冶金軋鋼企業(yè)目前亟待轉變現有的企業(yè)管理模式，對于一體化的全新生產管理思路予以引進。近些年來，很多鋼鐵企業(yè)在引進人工智能手段的基礎上，通過推行一體化管理進而實現了最佳的企業(yè)生產效益，并且達到了緊密結合各個冶金軋鋼環(huán)節(jié)的目標，突顯一體化管理具備的節(jié)能生產優(yōu)勢。

4 結束語

從工序節(jié)能設計的角度來講，運用節(jié)能技術手段來進行冶金軋鋼操作可以保證達到最大化的冶金軋鋼產能效益。與此同時，企業(yè)在引進新型節(jié)能工序的同時，對于冶金軋鋼環(huán)節(jié)目前消耗的總體運行成本也能達到減少的目標。由此可見，生產企業(yè)針對原有的冶金軋鋼工序亟待予以科學的改造，確保將更多新型的降耗技術與節(jié)能技術融入其中，推進可持續(xù)的鋼鐵行業(yè)發(fā)展。