軋鋼加熱爐節能及降低氧化燒損優化措施

程龍

（中鋼設備有限公司，北京 100080）

軋鋼加熱爐在具有熱慣性的同時，又表現出較明顯的熱滯后性，基于對設備能耗的調整，可直接改變設備的工作性能以及所得產品的質量。軋鋼企業發展歷程中，軋鋼加熱爐是重要參與要素，其具有較大的節能降耗空間，在此方面作出探索極具現實意義。

1 軋鋼加熱爐節能降耗概述

各企業生產條件、發展規模等都存在差異，要以此類因素為參考合理配置軋鋼加熱爐，諸如加熱鋼材的規格、溫度的控制等，都是配置工作中重要的突破口。

基于節能措施的落實，有助于提高軋鋼加熱爐的工作水平，但前提是鋼坯出爐溫度具有合理性，應滿足加工要求，否則，以盲目的方式削減煤氣用量反而會帶來適得其反的結果。伴隨軋鋼加熱爐的運行，當其達到最大產能狀態時，可從縮短鋼坯“過燒時間”的角度切入，從而達到減少煤氣用量的效果。現階段，軋鋼加熱爐的種類豐富，各自的爐況存在差異，因此，燒損鋼材程度自然不盡相同，應注重實際生產情況，合理優化過程控制系統，在許可的范圍內最大程度上減少爐的燒損量。從理論分析以及大量實踐能夠得知，在相同生產條件下，若加熱爐適配了一套科學的過程控制系統，此時，較常規狀態而言，燒損量降幅可達0.5%，而加熱爐的日生產規模較大，因此，產生的累積減少量尤為可觀。關于軋鋼加熱爐實物，見圖1。

圖1 軋鋼加熱爐

2 實現軋鋼加熱爐節能相關措施

2.1 優化爐內結構

各企業所選用的軋鋼加熱爐并非完全一致，因燃氣種類的不同，所對應的爐內結構也存在差異。依據企業的生產方式選擇相配套的設備，若其單純使用高熱值煤氣，此條件下以常規換熱型加熱爐較為合適，但部分企業主要使用的是低熱值煤氣，此時，若要提高產能并減少能源損耗，較為合適的是雙蓄熱型加熱爐。顯然，關于軋鋼加熱爐的選擇并未形成一套特定的標準，其需要以企業的真實狀況為依據靈活選擇，部分企業使用的煤氣種類豐富，此時，其對應的加熱爐可選類型自然也更多，在實際選擇中，除了要注重現階段的生產狀況外，還要兼顧遠期發展規劃，力求給企業的持續發展創造廣闊空間。并且，無論應用何種加熱爐，其基本前提都是確保鋼坯加熱質量，否則，加熱爐的選擇將失去意義。

2.2 提高加熱爐裝備水平

衡量加熱爐運行能力的因素中，以節能水平以及鋼坯加熱質量最為關鍵，其又受到軋鋼加熱爐裝備水平的影響。從企業的角度來看，合理裝備加熱爐必須注重以下兩點：

（1）以實現企業持續發展為基本目標，所選用的軋鋼加熱爐不僅要滿足當前的發展需求，還要為未來發展提供支持，在選擇時應高度注重其智能化水平。

（2）選擇科學的裝備操作方法，根據行業特定，基于手工機械操作的方式顯然存在局限之處，難以保證鋼坯加熱質量，而達到節能的目標更是無從談起，因此，技術人員應該加深認識，明確裝備的功能特點，日常工作中加強管理，提高員工的操作水平。

2.3 合理調節空氣系數

因軋鋼加熱爐類型的差異化，其對應的燃料種類也各不相同，除了較常規的單一燃料型外，部分情況下還存在混合料型，多數企業都將最佳空燃比控制技術引入日常生產中，密切監控燃氣熱值變化趨勢，以此為依據，調整空氣與煤氣流量，使二者維持在較合理的比例水平，以提高煤氣的燃燒效率。此技術的良好應用需得到煤氣熱值儀等相關設備的支持，部分企業生產條件有限，此時，較合適的是周期性尋優法，即確定某個時間段，以維持煤氣流量恒定為基本條件，適當改變空氣量，對比分析實際生產狀況，從而探尋最合適的空氣燃料比。

2.4 引入連鑄坯熱送熱裝工藝

現階段，連鑄坯熱送熱裝也取得了較好的應用效果，其持續釋放物理熱，在此基礎上，輔以科學的控制措施，可實現對軋制工序的擴展，向其中融入了連鑄工序，從而也可以起到節能降耗的效果。控制工作應側重于技術層面，有效銜接各道工序。關于該設備的實物，具體見圖2。

圖2 連鑄坯熱送熱裝設備

2.5 提高熱送熱裝率和熱裝溫度

提高熱送熱裝率和熱裝溫度，降低加熱爐的燃料消耗，降低燒損是不需要大的設備投資就可以取得明顯降成本效果的措施。近年來的數據統計分析顯示，在同等的條件下，每提高10%的熱送熱裝率，可降低煤氣消耗2%～3%，降低燒損0.01%。提高熱送熱裝率和熱裝溫度不僅可以節約煤氣，還大大減少了氧化燒損.大批量連續生產，可以提高加熱爐產能30%。

3 降低軋鋼加熱爐氧化燒損的有效措施

3.1 提高加熱爐的自動化水平

軋鋼加熱爐運行過程中，氧化燒損是較嚴重的問題，通過對設備的改進，從而提高其自動化水平，具有積極意義，具體應從如下幾點入手：

（1）加熱爐的散熱性能會在很大程度上影響氧化燒損情況，其主要受到爐內保溫層的影響，因此，合理優化保溫層是可行解決途徑，可在爐內原結構的基礎上增加保溫層，例如，選擇高性能的保溫材料并將其固定在風管道處，此舉有助于緩解氧化燒損。

（2）爐內持續性氧化燒損的情況下，明顯加大了爐體受損概率，因此，要合理配置加熱爐，尤為關鍵的是，爐體材料的選擇，要求其具有優良的可塑性，良好適應爐內溫度大幅度升降的環境。

（3）日常生產中，應加強對爐溫的控制，為避免氧化燒損問題，就必須將爐內溫度穩定在合理水平，應確保其不超過620℃。

3.2 引入新型蓄熱式燃燒技術

蓄熱式燃燒技術得以應用的前提是高溫低氧環境，其優勢在于緩解氧化燒損，從而為生產創造良好條件，實現節能降損的目標。在該技術中，其燃燒方式發生了變化，選擇的是大空間擴散燃燒的形式，此時，加熱爐燃燒具有均勻性，可將爐溫維持在相對平穩的狀態，解決了傳統方式下溫度在某區域異常升高的情況，空氣系數過剩問題得到了控制，生產中形成的廢棄物含量減少。此外，蓄熱式燃燒技術在燃料使用上也進行了優化，其選擇的是低熱值煤氣，其直接表現則是煤氣用量的減少，幫助企業節約了生產成本。

新型蓄熱室可以將空氣或煤氣預熱到比出爐煙氣溫度只低100℃左右，熱效率可達到70%以上。蓄熱式加熱爐噸鋼能耗為370Nm3高爐煤氣，高爐煤氣價格0.03 元/m3，加熱成本為11.1 元/t，非蓄熱式加熱爐成本為40 元/t。

4 結語

軋鋼加熱爐普遍存在氧化燒損等問題，可通過設備選型、技術優化等方式進行解決，進而提高加熱爐的工作性能，使其在加熱質量以及效率等方面的表現都更為良好，在維持正常生產的同時，減少廢棄物排放。現階段的解決途徑較多，需根據企業生產狀況來決定，且要經過設計、實踐、優化等一系列過程，才能從根本上提高軋鋼加熱爐的工作能力。