現(xiàn)代冶金軋鋼節(jié)能工序的設計分析

張 拓

（河北宏達綠洲工程設計有限公司，石家莊 050000）

現(xiàn)代冶金軋鋼節(jié)能工序的設計分析

張 拓

（河北宏達綠洲工程設計有限公司，石家莊 050000）

為了實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在國家一系列節(jié)能減排政策的倡導下，我國的鋼鐵工業(yè)正向著低能耗、短流程和高附加值產品方向而發(fā)展，如何提高我國現(xiàn)代冶金軋鋼節(jié)能工序已迫在眉睫。

軋鋼；節(jié)能工序；技術；問題；建議

軋鋼節(jié)能工序的優(yōu)化對軋鋼生產會產生較大的影響，尤其是我國是能源消耗大國，急需提高生產技術水平。當前軋鋼技術的發(fā)展也都是在節(jié)能基礎上開展，加之軋鋼新技術、新工藝、新設備的涌現(xiàn)，改變軋鋼生產中的各道工序系數(shù)達到其節(jié)能效果，降低生產工序能耗，從而實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

一、我國現(xiàn)如今冶金軋鋼的現(xiàn)狀

1、我國的鋼鐵產業(yè)隨著現(xiàn)代鋼鐵產品質量、品種的升級改造，深層次加工在不斷增長，軋鋼工序能耗也在不斷降低，無論是冷軋還是熱軋都與國際先進軋鋼工序比較，工序能耗仍有一定的差距，需盡快提高。

2、近些年來，我國新建的軋鋼生產線也都進行了優(yōu)化升級，大都采用了當今世界先進的軋制技術，普遍使用了在線熱處理和熱送熱裝技術。例如，中冶華天工程技術有限公司在青鋼搬遷軋鋼總體設計中應用了熱裝熱送工藝技術；江蘇中天鋼鐵集團優(yōu)棒工程和南鋼中棒工程中都應用了優(yōu)鋼在線熱處理技術等。這些技術的應用都帶來了軋鋼能耗的降低，提高了產品質量，降低了成本。但是，對于先進技術只是照搬照抄，沒有進行再創(chuàng)新，所以，相比發(fā)達國家生產技術我國冶金軋鋼技術還很落后，需引進來再創(chuàng)新！

二、軋鋼技術使用中的不斷創(chuàng)新

1、在我國，當前的軋鋼工序中主要采用連鑄坯熱裝熱送、低溫軋制、軋制工藝優(yōu)化和在線熱處理等。雖然熱裝熱送技術在許多廠都有應用，但依然有很多問題，大部分的廠家熱裝熱送率不高，只是“照本宣科”，并且?guī)砹藝乐氐纳a節(jié)奏混亂。

2、為了實現(xiàn)最大化的熱裝熱送率，還需要以下的技術：

1）在連鑄與連軋中的合理銜接和柔性化的生產

所謂的連鑄坯熱送就是將煉鋼、連鑄與軋鋼連接成一體的生產體系之后，必須保證實現(xiàn)煉鋼→連鑄→軋鋼的同時進行生產，盡可能減少因更換鑄坯和產品規(guī)格品種、軋輥、導衛(wèi)裝置等問題，降低生產成本，提高生產效率。

2）無缺陷的鑄坯生產技術

現(xiàn)在，大部分的普通碳素鋼連鑄坯已基本達到無缺陷的要求了，但是對某些要求較高的特殊鋼連鑄坯，還應該在切斷之后進行熱檢測和熱清理，達到生產要求。

3）進行一體化的生產管理系統(tǒng)

為了實現(xiàn)連鑄坯直接熱裝軋制，煉鋼一連鑄一熱軋都必須同時安全的在相同的時序中進行加工，一旦出現(xiàn)問題，則全線都會受影響。因此工序節(jié)奏匹配和生產計劃管理是十分重要有意義的。所以必需實行一體化的生產管理，即通過人工智能技術的運用，來開發(fā)先進的生產計劃管理控制系統(tǒng)，從而達到生產要求。

3、軋制工藝的優(yōu)化升級與創(chuàng)新

節(jié)能工藝優(yōu)化升級與創(chuàng)新是通過采用優(yōu)化方法，選擇原料形狀和尺寸來達到節(jié)能的效果。就棒線生產車間來說，以單位總能耗量低為目標，對孔型進行優(yōu)化設計，則優(yōu)化后的孔型與原孔系統(tǒng)相比，節(jié)省單位總能耗達到8%。在孔型的優(yōu)化設計過程中，建立孔型尺寸模型、前滑模型和能耗模型。根本上是確定了最大延伸約束條件和最小延伸約束條件，以軋制能耗最低作為目標，進行優(yōu)化升級與創(chuàng)新。

1）低溫軋制技術

所謂低溫軋制技術是降低軋鋼系統(tǒng)工序能耗的重要的節(jié)能措施。降低加熱爐出鋼溫度可減少燃料的消耗，使變形抗力和軋制功率成倍增加。近些年來，軋制的生產實踐已經證明了降低燃耗的節(jié)能效果是非常顯著地?？偟脕碚f，低溫軋制技術在燃料消耗和氧化鐵皮量的降低上所獲的效益，實際上能完全抵消并超過提高軋制功率所增加的成本費用，從而實現(xiàn)真正的節(jié)能。

低溫軋制不僅是在加熱工序中能達到節(jié)能的效果，而且在減少氧化鐵皮的生成量的同時，能大大減少軋輥因熱應力所造成的斷裂現(xiàn)象問題，以及減少氧化鐵皮對軋輥的磨損都有顯著的效果。低溫軋制的能耗總量實際上比常規(guī)軋制約要降低18%左右。低溫軋制技術進一步還要求要增加軋機的軋輥強度，提高電機功率等，由此保證了所用能耗的降低和生產效率的快速提高。

2）在線熱處理

所謂在線熱處理是將離線布置的熱處理工藝，利用鋼材熱軋后的潛熱能力達到控制鋼材軋制后的冷卻速度，使之溫度變化的過程更加接近離線熱處理時的溫降過程，從而達到相同或相近的鋼材組織和性能的有效方法。

值的注意的是，在線熱處理不僅能增強軋材的機械性能，還能減少碳和合金元素的含量。通俗講，在線熱處理是把控制加熱、控制軋制和控制冷卻三者結合成一個完整的節(jié)能型生產工藝。在線熱處理既是改善質量的一個有效方法，也是改善軋件內部組織結構的優(yōu)良工藝，還是獲得較好機械強度的最有效的方法。

三、對冶金軋鋼工藝的合理建議

1、降低加熱爐在加熱時的燃耗

在軋鋼加熱爐上應用步進爐、蓄熱式燃燒和汽化冷卻等先進的加工技術，保證在軋制條件下降低鋼坯出鋼時的溫度，能合理的控制空燃比例，降低加熱爐燃耗。

2、要快速提高熱裝熱送率和熱裝溫度

因為提高熱裝熱送率和熱裝溫度，不僅可以大大減少鋼坯的在爐加熱的時間，而且還能降低鋼坯氧化燒損的比率，進而提高成材率。

3、對余熱和余能的回收再利用

例如利用高溫排放的煙氣進一步預熱空氣、和生產蒸汽等提高能源利用率；回收的中低壓蒸汽則用于補燃發(fā)電或制冷等方面，減少能源的消耗和提高利用效率，實現(xiàn)真正意義的科學可持續(xù)發(fā)展。

4、對軋機等機器電耗的降低和使用清潔可再生能源

如對軋鋼系統(tǒng)電機使用變頻調速先進技術，采取氣動替代電動賴降低電耗，節(jié)約電能等等。

結語:

總之，雖然我國是鋼鐵消耗大國，但是鋼鐵行業(yè)發(fā)展形勢十分嚴峻，迫切要求政府和鋼鐵企業(yè)的共同合作和努力，積極貫徹落實科學發(fā)展觀，實現(xiàn)鋼鐵產業(yè)經濟的有好又快發(fā)展。

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