軋鋼生產(chǎn)中節(jié)能技術(shù)分析

劉巖

【摘 要】文章首先概述了我國(guó)軋鋼生產(chǎn)能耗現(xiàn)狀發(fā)，分析了影響軋鋼工序能耗因素，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)了軋鋼生產(chǎn)中節(jié)能技術(shù)，以供相關(guān)人士參考。

【關(guān)鍵詞】軋鋼生產(chǎn)；新工藝；節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用發(fā)展

一、軋鋼生產(chǎn)能耗現(xiàn)狀

鋼鐵工業(yè)是能耗較大的行業(yè)，其能源消耗占據(jù)了我國(guó)能源消耗的13%，隨著我國(guó)鋼鐵市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，其能源消耗量正在不斷增大，而軋鋼工序消耗的能源占據(jù)了我國(guó)鋼鐵行業(yè)總能耗的15%到20%。當(dāng)前我國(guó)的鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量和種類(lèi)不斷增加，其加工工序也逐漸的復(fù)雜化，其能量消耗也逐漸增大，通過(guò)調(diào)查顯示我國(guó)的鋼鐵冷軋工序和熱軋工序的能量消耗都高于國(guó)外現(xiàn)行的軋鋼工藝。如果把多余消耗的能量都應(yīng)用在軋鋼工藝之中，則鋼材產(chǎn)量則要多出17%左右。通過(guò)調(diào)查顯示，我國(guó)的軋鋼工藝的裝備、技術(shù)和管理方式較為落后，每噸鋼材的能量消耗高于國(guó)外的能耗40.4kgce，鋼系統(tǒng)中的主要能耗設(shè)備是軋鋼加熱爐，其占據(jù)了軋鋼系統(tǒng)中能好的70%左右，因此，我國(guó)的節(jié)能生產(chǎn)的潛力巨大。

二、影響軋鋼工序能耗因素分析

1、鋼種生產(chǎn)方式的影響

不同鋼種的加熱工藝、加熱溫度、加熱時(shí)間各不相同，在生產(chǎn)的過(guò)程中，其燃料的消耗量也不同，如果對(duì)鋼種的生產(chǎn)工藝使用不當(dāng)，不但達(dá)不到理想的軋鋼效果，也造成了額外能量的消耗，這是軋鋼生產(chǎn)工序中節(jié)能的關(guān)鍵之一。

2、軋鋼加熱爐熱效率

軋鋼加熱爐的加熱方式以及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是影響能量消耗的主要因素之一，良好的軋鋼加熱爐加熱方式可以有效提高燃料的燃燒效率，單位燃料產(chǎn)生的熱量較多。此外加熱爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，尤其是良好的爐襯結(jié)構(gòu)可以有效提高爐子的保溫效果，減少熱量的流失。

3、加熱溫度的影響

軋鋼工序的能量消耗主要包括燃料能量消耗、電力設(shè)備能量消耗、氧化燒損三個(gè)方面，雖然在軋鋼生產(chǎn)中，影響軋鋼工序能耗的因素較多，但是，加熱溫度是重要的影響因素，通過(guò)調(diào)查顯示，單位熱量消耗和鋼坯加熱溫度有很大的關(guān)系，當(dāng)加熱溫度處于1150℃到1250℃范圍之內(nèi)，溫度下降10℃其單位熱量消耗則降低，因此，要適當(dāng)?shù)慕档图訜釡囟龋纫ＷC鋼坯的正常生產(chǎn)，也要降低能量的消耗。而鋼坯加熱溫度和單位電量消耗呈現(xiàn)線性關(guān)系，但是對(duì)于電耗影響較小，但是降低加熱溫度依然能夠有效的節(jié)省電能消耗。

三、軋鋼生產(chǎn)中的節(jié)能技術(shù)

1、降低加熱爐煤氣消耗

加熱爐的單位熱耗是單位重量坯料在爐內(nèi)的熱焓增量與爐子熱效率的比值。因此，降低加熱爐燃耗的途徑就是降低熱焓增量和提高爐子熱

效率。

1.1降低熱焓增量

1.1.1提高坯料的入爐溫度熱送熱裝是冶金行業(yè)重點(diǎn)推廣的節(jié)能技術(shù)，分三種形式：熱裝、直接熱裝、直接軋制。該技術(shù)可以明顯降低加熱爐燃耗，縮短鋼坯在爐時(shí)間，對(duì)于質(zhì)量要求不高的鋼種均可熱裝。目前，熱送熱裝在國(guó)內(nèi)得到了廣泛使用。

1.1.2降低坯料的加熱溫度

在保證加熱質(zhì)量、滿足軋制要求的前提下，應(yīng)適當(dāng)降低鋼坯加熱溫度，降低燃耗。鋼坯加熱溫度在1150～1250℃的范圍內(nèi)，溫度平均每降低10℃時(shí)，燃料節(jié)約2.1%，電耗增加0.8%，綜合能耗平均降低1.65%。加熱溫度降低40℃，綜合節(jié)能率可達(dá)到4.2%。另外，對(duì)于軋機(jī)剛度和電力設(shè)備滿足低溫軋制要求的軋鋼廠，可采用低溫軋制技術(shù)。開(kāi)軋溫度從1000～1150℃降至850～950℃，綜合節(jié)能率可達(dá)到10%～20%，氧化鐵皮厚度可減少0.15～0.2mm。

1.2提高爐子熱效率

1.2.1改善燃料燃燒

燃料燃燒是通過(guò)安裝在火焰爐上的燃燒器完成的，其性能直接影響爐子的燃料消耗量。根據(jù)爐子的生產(chǎn)目的、工作形式、結(jié)構(gòu)形式等，比較不同燃燒器的特征，正確設(shè)計(jì)、選擇及合理安裝使用燃燒器可以節(jié)能5%以上。高溫空氣蓄熱燃燒技術(shù)（HTAC）具有高效余熱回收、高溫預(yù)熱空氣及低NOx排放等優(yōu)點(diǎn)。蓄熱式加熱爐可將空氣預(yù)熱到1000～1100℃，排煙溫度可降低到150～200℃。采用蓄熱式燃燒技術(shù)，與無(wú)余熱回收的加熱爐相比，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能40%以上；與換熱器預(yù)熱技術(shù)相比，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能15%～20%。中國(guó)目前的蓄熱式加熱爐已達(dá)400多座。

1.2.2優(yōu)化爐襯結(jié)構(gòu)

①“自帶黑體筑爐材料及其加熱爐窯”專利技術(shù)，把紅外物理中黑體的概念加以技術(shù)化，制作成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的黑體元件安裝在爐膛內(nèi)，眾多的黑體元件和爐襯共同組成了多功能爐襯。黑體元件用以調(diào)控?zé)嵘渚€，改變其漫反射狀態(tài)，使之集中、有效地射向工件，增大了熱射線的到位率，提高了對(duì)工件的輻射度，大幅度地提高了爐子的熱效率。多功能爐襯適用于各種高、中、低溫火焰爐，可節(jié)能10%以上。

②爐窯內(nèi)壁涂刷輻射率（黑度）大的涂料，可以強(qiáng)化爐內(nèi)的輻射傳熱，有助于熱能的充分利用。高溫遠(yuǎn)紅外節(jié)能涂料有很好的節(jié)能效果，一般節(jié)能效果為5%～7%。③采用多晶莫來(lái)石纖維貼面塊提高加熱爐內(nèi)壁保溫能力，減少爐體的散熱損失，降低了爐子燃耗。

2、電機(jī)節(jié)能技術(shù)

軋鋼工序有軋機(jī)、輥道、風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備，驅(qū)動(dòng)設(shè)備消耗的能源均為電耗，故電機(jī)選擇是關(guān)鍵。在電機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)避免大馬拉小車(chē)，進(jìn)行電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在運(yùn)行過(guò)程中主要采用變頻調(diào)速技術(shù)，通過(guò)應(yīng)用電機(jī)節(jié)能技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)節(jié)電20%～40%。采用動(dòng)態(tài)諧波抑制及無(wú)功補(bǔ)償綜合節(jié)能技術(shù)，降低電源側(cè)電流諧波含量，調(diào)節(jié)三相不平衡，提高電能質(zhì)量，降低線路損耗。

3、適當(dāng)降低鋼坯加熱溫度，節(jié)約燃料

鋼坯加熱必須滿足軋制對(duì)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(shí)的加熱溫度、斷面溫差是各段實(shí)際參數(shù)控制的耦合結(jié)果。為減少各段間難以預(yù)知的耦合影響，縮小了加熱溫度控制范圍，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)不同鋼種、不同規(guī)格軋制溫度要求，將加熱溫度降低30～40℃。另外，對(duì)于入爐溫度≥300℃的熱裝坯料，適當(dāng)?shù)乜s短加熱時(shí)間、降低加熱溫度，相對(duì)冷坯低20～30℃不等。通過(guò)適當(dāng)降低加熱溫度，煤氣消耗降低4.7%，綜合能耗降低2%。

4、優(yōu)化生產(chǎn)工藝

優(yōu)化生產(chǎn)工藝可以極大的提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也節(jié)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(chǎn)過(guò)程中要根據(jù)不同的鋼種、訂單批量、熱坯料銜接、設(shè)備狀況設(shè)置相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，發(fā)揮熱裝的節(jié)能效果，制定裝爐的基本原則，首先要做到料場(chǎng)的高等級(jí)熱坯一定量時(shí)，馬上安排裝爐，同時(shí)在裝爐的過(guò)程中要使中冷、熱坯連續(xù)的塊數(shù)盡量大，盡量減少冷、熱坯料混裝；再者要制定科學(xué)的加熱時(shí)間，滿足不同要求鋼種的生產(chǎn)需要，并保持加熱時(shí)間和不同等級(jí)熱坯之間的銜接。

5、管理節(jié)能

不同鋼種的加熱工藝（加熱溫度、加熱時(shí)間）不同，生產(chǎn)時(shí)，燃料消耗也不同。如何評(píng)價(jià)加熱爐生產(chǎn)管理、控制水平，是精細(xì)管理的要求。為此，量化了不同鋼種類(lèi)別的能耗標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)當(dāng)班品種結(jié)構(gòu)，建立當(dāng)班煤氣消耗的動(dòng)態(tài)計(jì)劃指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各班操作、控制的合理評(píng)價(jià)，提高職工成本意識(shí)。

結(jié)束語(yǔ)

鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國(guó)的支持產(chǎn)業(yè)之一，為了能夠促使我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)快速同世界工業(yè)水平接軌，我們需加強(qiáng)對(duì)軋鋼生產(chǎn)中新技術(shù)、新工藝，尤其是節(jié)能技術(shù)的研究，將新技術(shù)成功地應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的快速穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]周研.軋鋼技術(shù)的發(fā)展和展望[J].大眾科技，2010（12）：107-108.

[2]翁宇慶，康永林.近10年中國(guó)軋鋼的技術(shù)進(jìn)步[J].中國(guó)冶金，2010，20（10）：11-23，27.

[3]徐順根.軋鋼生產(chǎn)中節(jié)能技術(shù)分析[J].科技資訊，2011（9）：118.

[4]郭永強(qiáng).軋鋼技術(shù)的分類(lèi)及在生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].應(yīng)用科學(xué)，2010（2）：117，139.