節(jié)能降耗技術(shù)在軋鋼加熱爐上的應(yīng)用

華菱湘潭鋼鐵有限公司 寬厚板廠 湖南湘潭 411101

摘要：隨著全球能源的日漸減少以及公眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，節(jié)能降耗技術(shù)逐漸在各行各業(yè)的生產(chǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域受到重視。文章針對(duì)軋鋼加熱爐這一設(shè)備開(kāi)展了節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用的分析。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減耗；軋鋼加熱爐；應(yīng)用

1節(jié)能降耗技術(shù)在軋鋼加熱爐上應(yīng)用的意義

在軋鋼行業(yè)所涉及的眾多設(shè)施設(shè)備中，加熱爐是耗能較高的關(guān)鍵性設(shè)備之一。將節(jié)能降耗技術(shù)合理地應(yīng)用在加熱爐上，會(huì)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(nèi)，進(jìn)而提升加熱質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)促進(jìn)整個(gè)軋線生產(chǎn)過(guò)程經(jīng)濟(jì)效益提高的目的。由此可見(jiàn)，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于軋鋼行業(yè)的發(fā)展有著很好的促進(jìn)作用。

2加熱爐節(jié)能降耗技術(shù)在加熱爐上的具體應(yīng)用

評(píng)價(jià)加熱爐工作效能的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中，其中關(guān)鍵性的一點(diǎn)即是燃料的消耗量。故而，加熱爐節(jié)能降耗技術(shù)的一項(xiàng)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(nèi)。在實(shí)際的實(shí)踐應(yīng)用中，節(jié)能降耗技術(shù)在加熱爐上的應(yīng)用具體有以下三個(gè)方面。

2.1將節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)工藝上

坯料的熱送熱裝工藝具有非常大的潛在經(jīng)濟(jì)效益，這一點(diǎn)在加熱爐的實(shí)際生產(chǎn)以及應(yīng)用中得到充分的證明。針對(duì)不同熱裝溫度的鋼坯，需要采用與這些不同的鋼坯相適應(yīng)的加熱工藝，這項(xiàng)措施能夠充分體現(xiàn)坯料熱裝所帶來(lái)的效能，即節(jié)約能源、增加產(chǎn)量以及降低能耗。因?yàn)檫B鑄坯的熱裝溫度一般較高，那么在對(duì)其進(jìn)行加熱時(shí)，可以忽略由于加熱速度而引起的熱應(yīng)力對(duì)鑄坯的作用。在對(duì)熱裝連鑄坯進(jìn)行加熱時(shí)，需要采取不同于加熱冷裝連鑄坯的加熱工藝，出臺(tái)連鑄坯熱裝的加熱工藝制度；將預(yù)熱段、加熱段的溫度控制在適宜的較低的范圍內(nèi)，或者可以直接將裝料端低溫段的部分燒嘴關(guān)閉，開(kāi)展高溫加熱段、均熱段兩段加熱制度。

加熱爐熱裝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)：

（1）能夠?qū)崿F(xiàn)了很大程度的節(jié)能。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，直接裝入冷坯時(shí)加熱爐的單耗大概為每千克1600千焦，當(dāng)裝爐鋼坯溫度控制在300攝氏度至400攝氏度時(shí)，加熱爐的單耗有所降低，每千克的單耗為1400，當(dāng)裝爐鋼坯溫度控制在800攝氏度至900攝氏度時(shí)，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(duì)比，前者的能源單耗僅僅為后者的55%。

（2）能夠縮短加熱時(shí)間，促進(jìn)加熱爐產(chǎn)量的提高

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，對(duì)普碳鋼進(jìn)行加熱時(shí)，將鋼坯的熱裝工藝與冷裝工藝做對(duì)比，以將鋼坯加熱到1250攝氏度這個(gè)程度為標(biāo)準(zhǔn)，單位加熱時(shí)間內(nèi)縮減的百分率大致為：當(dāng)溫度從200攝氏度逐漸升高到900攝氏度時(shí)（梯度為100攝氏度），每升高100攝氏度，單位加熱時(shí)間縮減的百分率就會(huì)有所降低，其具體的減低數(shù)值為：96%、91%、85%、77%、70%、63%、56%以及48%。可見(jiàn)，這個(gè)百分點(diǎn)一直在呈穩(wěn)定的下降趨勢(shì)。另外，還可以看出，當(dāng)熱裝溫度達(dá)到800攝氏度至900攝氏度時(shí)百分率為48%，為加熱冷坯（96%）時(shí)的1/2，減少了一半的用時(shí)。

（3）能夠減低燒損，提高成品材的成功率

在將熱裝工藝應(yīng)用在加熱爐上時(shí)，能夠減低坯料在加熱爐里的加熱時(shí)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(kù)房面積

在應(yīng)用熱裝工藝后，車間原料庫(kù)房的儲(chǔ)存面積僅需要少量的中轉(zhuǎn)垛位即可滿足生產(chǎn)供應(yīng)，總面積大概為500㎡。而耗能較高的冷裝工藝，加熱爐的原料庫(kù)房面積需要較大，具體來(lái)說(shuō)，要比熱裝工藝所需的面積增大80%?？梢?jiàn)，后者能夠大大節(jié)省加熱爐工作的占地面積，從而降低基礎(chǔ)建設(shè)方面的成本投入。

2.2改進(jìn)操作技術(shù)

（1）充分開(kāi)發(fā)和應(yīng)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?；驹頌椋阂劳袚Q向系統(tǒng)促使煙氣流經(jīng)蓄熱室里的蓄熱體，煙氣流量大小的控制是依靠排煙機(jī)前的排煙流量閥實(shí)現(xiàn)的，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄熱室溫度的控制。當(dāng)煙氣將熱量傳導(dǎo)給蓄熱室里的蓄熱體后，經(jīng)過(guò)換向燃燒，對(duì)流經(jīng)蓄熱體的空氣與高爐煤氣進(jìn)行預(yù)熱，使溫度上升到一個(gè)較高的水平，從而提高了高爐煤氣的發(fā)熱量。

（2）合理控制爐膛壓力

節(jié)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(nèi)，這能夠降低出爐口以及入爐口噴火導(dǎo)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(dāng)不出鋼時(shí)，要及時(shí)關(guān)上爐門(mén)，避免爐氣溢出以及冷空氣的進(jìn)入。

（3）降低空氣系數(shù)

過(guò)大的空氣過(guò)剩系數(shù)會(huì)導(dǎo)致煙氣的增多，從而導(dǎo)致許多熱量的散失，熱效率下降，增大了鋼坯的氧化燒損。過(guò)小的空氣系數(shù)，不能使燃料充分燃燒，從而浪費(fèi)了燃料。通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)助燃空氣量小于10%時(shí)，燃料的用量會(huì)增加15%，即多浪費(fèi)了15個(gè)百分點(diǎn)。故而，應(yīng)當(dāng)在排煙管道上設(shè)置氧化鋯氧分析儀，對(duì)煙氣中氧的含量進(jìn)行分析，以便隨時(shí)調(diào)節(jié)空燃比例。

（4）及時(shí)改進(jìn)爐溫制度

對(duì)溫度制度進(jìn)行改進(jìn)，主要要參考軋制產(chǎn)品的規(guī)格以及軋制速度。在加熱爐日常運(yùn)行時(shí)，要掌控住各段溫度，一旦遇到事故停車，或者停機(jī)需要更換軋輥以及品種時(shí)，要依據(jù)具體停機(jī)時(shí)間與軋制品種及時(shí)調(diào)節(jié)鋼坯加熱溫度，適當(dāng)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(guī)程要求下，加熱鋼坯開(kāi)軋溫度。

（5）控制出鋼溫度

過(guò)高的出鋼溫度會(huì)導(dǎo)致鋼材品質(zhì)下降，同時(shí)還浪費(fèi)能源。因此，要對(duì)出鋼溫度進(jìn)行控制，主要通過(guò)促進(jìn)控制出鋼速度和軋制速度間的協(xié)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，將出鋼溫度控制在工藝要求的程度內(nèi)。通常是在軋制工藝和軋制設(shè)備能夠承受的基礎(chǔ)上，最大可能地將出鋼溫度降到較低的水平。

（6）改進(jìn)調(diào)溫操作方法

針對(duì)每個(gè)操作人員進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作的培訓(xùn)，將每個(gè)操作工在操作技能上的差別降到最低，保持現(xiàn)場(chǎng)操作的標(biāo)準(zhǔn)化。通常在燒鋼過(guò)程中推行“三定操作法”，能夠有效地維護(hù)加熱爐設(shè)備和降低燃料的單耗。

2.3改進(jìn)爐子設(shè)備的節(jié)能對(duì)策

（1）對(duì)爐體進(jìn)行絕熱處理能夠提高輻射能力

加熱爐爐體傳導(dǎo)的熱損失里在很大程度上時(shí)因?yàn)闋t體散熱引起的。如采用吊掛式平頂結(jié)構(gòu)的加熱爐，在爐頂?shù)谋砻娣e中沒(méi)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(dǎo)率，易產(chǎn)生熱短路，從而導(dǎo)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(jìn)梁帶走的熱損失，降低了熱量的需要量，節(jié)省了水資源并產(chǎn)生了附加蒸汽，可用于發(fā)電。

（2）推廣陶資蜂窩體

針對(duì)蓄熱式加熱爐要大力推廣陶瓷蜂窩體來(lái)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(duì)空氣以及煤氣進(jìn)行預(yù)熱上，陶瓷蜂窩體的作用較強(qiáng)，能夠有效提高高爐煤氣的燃燒溫度。

（3）應(yīng)用步進(jìn)式錯(cuò)位水梁技術(shù)

步進(jìn)式錯(cuò)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(jìn)鋼坯加熱品質(zhì)的提升。

（4）在爐墻內(nèi)壁處理

一般在爐墻內(nèi)壁上噴涂一層遠(yuǎn)紅外涂料。當(dāng)前爐溫大于1000℃時(shí)，主要為輻射傳熱為，涂上遠(yuǎn)紅外涂料，能夠提高爐子內(nèi)壁在熱交換時(shí)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(tǒng)與燃燒系統(tǒng)是一體化設(shè)計(jì)。與換熱式燒嘴相比，它能夠?qū)⒂酂峄厥章侍岣叩?0%，空氣的預(yù)熱溫度能夠達(dá)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(yù)熱段的溫度，縮短爐長(zhǎng)。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，節(jié)能降耗技術(shù)能夠通過(guò)多種途徑應(yīng)用在加熱爐上，無(wú)論是生產(chǎn)商還是使用者，應(yīng)當(dāng)充分利用這些技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)能耗的降低，成本的減少以及效益的提升。

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