試析軋鋼工序節(jié)能技術(shù)

康景泉

天津榮程聯(lián)合鋼鐵集團有限公司

試析軋鋼工序節(jié)能技術(shù)

康景泉

天津榮程聯(lián)合鋼鐵集團有限公司

我國地大物博，能源眾多，但是能源消耗速度也是非常之快，對于各行各業(yè)生產(chǎn)工藝的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行提高是眼下的當(dāng)務(wù)之急。而軋鋼的生產(chǎn)，很大程度上受到了軋鋼節(jié)能技術(shù)的影響。隨著科技的發(fā)展，在軋鋼生產(chǎn)過程中，涌現(xiàn)出了很多的新工藝和新技術(shù)。在軋鋼生產(chǎn)過程中，對各項工序系數(shù)節(jié)能效果的改變和調(diào)節(jié)，能在確保軋鋼生產(chǎn)質(zhì)量與性能的同時，最大限度的軋鋼在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的能源消耗。

鋼鐵行業(yè)；軋鋼工序；節(jié)能技術(shù)

前言

在熱軋生產(chǎn)過程中，軋鋼工序鋼坯加熱消耗的熱能比較高，將典型的棒材軋機作為生產(chǎn)能耗。鋼坯加熱過程中，會消耗大量的能量，占據(jù)80%。但是使用軋鋼能耗的僅僅占據(jù)17%。隨著節(jié)能技術(shù)不斷發(fā)展，能源消耗使用于鋼坯的比例越來越小。因此可以看出，一些普通的鋼材軋鋼的使用工序，之所以能夠產(chǎn)生節(jié)能效果，這主要因為加熱爐。在特殊的鋼材軋鋼處理工序中，這是一個有效的處理方法。

1 我國軋鋼生產(chǎn)能耗的現(xiàn)狀

鋼鐵行業(yè)是我國的一大國民支柱產(chǎn)業(yè)，但同時，在其能源消耗上，也占據(jù)著相當(dāng)大的比例，且隨著國內(nèi)鋼鐵市場的不斷擴大，鋼鐵行業(yè)的能源消耗量也在隨之增長。當(dāng)前，國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量不斷獲得提升，也不斷涌現(xiàn)出新的種類，加工工序變得更為復(fù)雜，因此，其在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的能源消耗也在不停增長中。比起國外現(xiàn)行軋鋼工藝的能源消耗，國內(nèi)的鋼鐵不管是冷軋工序還是熱軋工序都要比國外高得多。若是在軋鋼工藝中有效利用上這些多余的能量消耗，那么鋼材的產(chǎn)量毫無疑問就會比就會相應(yīng)增多。而且有調(diào)查顯示，不管是在軋鋼技術(shù)、還是管理上，國內(nèi)和先進(jìn)國家相比還是存有較大差距，同樣是生產(chǎn)過程中的能量消耗問題，國外就比國內(nèi)平均每噸少40.4kgce。軋鋼加熱爐是整個鋼系統(tǒng)中非常重要的能耗設(shè)備，其能耗是整個軋鋼系統(tǒng)的7 層，因此，控制好軋鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的能源消耗，可以帶給國內(nèi)巨大的節(jié)能效果。

2 影響到軋鋼工序能耗的具體因素分析

（1）加熱溫度的影響。軋鋼工序能量消耗主要包含有三個部分，分別是燃料能量消耗、電力設(shè)備能量消耗以及氧化燒損，其中影響到軋鋼工序能耗最大的一個因素便是其加熱溫度。通過調(diào)查顯示，當(dāng)加熱溫度處在1150℃ ～1250℃之間，它的單位熱量消耗會在溫度下降的同時也跟著下降。而且，為了避免鋼坯的生產(chǎn)出現(xiàn)延誤或是差錯，能耗也能得到下降，加熱溫度可做適當(dāng)?shù)慕档汀?/p>

（2）軋鋼爐子熱效率。軋鋼爐子的加熱方式和其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也能影響到能量的消耗，良好的軋鋼爐子加熱方式對于提升燃料的燃燒效率十分有效果，單位燃料產(chǎn)生的熱量也會更多。同時，在爐子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，特別是良好的爐襯結(jié)構(gòu)，能有效提高爐子的保溫效果，從而減少熱量的流失。

（3）鋼種生產(chǎn)方式的影響。軋鋼生產(chǎn)方式作為軋鋼生產(chǎn)工序里節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)之一，在實際生產(chǎn)過程中，燃料消耗量會受到不同鋼種加熱工藝、溫度以及時間的影響，若是鋼種生產(chǎn)工藝不符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，很難達(dá)到理想的軋鋼效果，在能量損耗上也會造成多余的浪費。

3 軋鋼工序節(jié)能技術(shù)

（1）加熱爐節(jié)能技術(shù)。加熱爐是節(jié)能的重點之一。首先，它能為軋鋼生產(chǎn)提供動力，其中蓄熱式燃燒技術(shù)是目前為止最為常用的節(jié)能技術(shù)。研究顯示，在軋鋼廠內(nèi)，將蓄熱燃燒技術(shù)運用在加熱爐中，其研究結(jié)果顯示，單位內(nèi)所消耗掉的指數(shù)平均下降有百分之二十左右，可以說擁有非常好的節(jié)能效果，因此得到了行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。再一個，是加熱爐絕熱技術(shù)與高溫節(jié)能涂料的使用，隨著科技技術(shù)手段的不斷發(fā)明和創(chuàng)新，很多新型材料得到運用，其中耐火燒筑類型的材料已逐步被使用在加熱爐內(nèi)部中，還由炭化硅粉節(jié)的使用，該種材料節(jié)能效果好，對于加熱爐生產(chǎn)效率的提升有著非常大的幫助，同時也進(jìn)一步增強了經(jīng)濟效益。

（2）適當(dāng)降低鋼坯加熱溫度。研究表明，想要將有效節(jié)省熱電能和剛才氧化的損耗，可將鋼坯加熱溫度進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕档?，對于不同鋼種和規(guī)格，應(yīng)對應(yīng)的將加熱溫度降至35℃左右。另外，在熱轉(zhuǎn)鋼坯超過300℃時，務(wù)必減少其加熱時間，并降低其加熱溫度，從而實現(xiàn)綜合節(jié)能。

（3）工藝優(yōu)化。節(jié)能工藝優(yōu)化設(shè)計是通過采用優(yōu)化方法，合理地選擇原料形狀和尺寸來達(dá)到節(jié)能的目的。國內(nèi)某棒材生產(chǎn)車間，以單位總能耗量小為目標(biāo)函數(shù)，對孔型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化后的孔型與原孔型系統(tǒng)相比，節(jié)省單位總能耗的7.3%。節(jié)能優(yōu)化設(shè)計能使軋制能耗減少，效果顯著。武漢科技大學(xué)對棒線材連軋過程能耗進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，建立了孔型尺寸模型、前滑模型、能耗模型，確定最大延伸約束條件、最小延伸約束條件。以軋制能耗最低為目標(biāo)進(jìn)行的優(yōu)化研究，取得了節(jié)能降耗的顯著效果。

（4）低溫軋制和軋制工藝潤滑技術(shù)。軋鋼生產(chǎn)過程中的低溫軋制技術(shù)能夠有效降低軋鋼能耗。加熱爐出鋼溫度的大小對于燃料消耗也是一大因素，其溫度在降低時，燃料損耗便會得到相應(yīng)減輕，與之相對，其變形抗力也會隨之增加。根據(jù)近些年的相關(guān)實踐研究成果表明，低溫軋制技術(shù)在燃料上，有著非常明顯的節(jié)能效果，溫度為1100℃時，此時進(jìn)行出鍋，并相應(yīng)降低溫度，能將能耗節(jié)省至9.6%，且氧化鐵皮量也會隨著出鍋溫度的降低而減輕。通過以上這些，可以有效增強低溫軋制技術(shù)運用所帶來的效益提升，對于可以抵消因軋制功率而加大的成本，特別是對鋼板軋機，工藝潤滑技術(shù)能有效控制軋制的能耗。同時，鋼的熱軋溫度通常是在800℃～1250℃間，變形區(qū)軋輥表面溫度能有500℃左右，故而為了更好的降低溫度，可將軋輥用大量水進(jìn)行冷卻。熱軋工藝潤滑會在使用過程中，因熱軋力的降低，其軋制動力的消耗也會下降為8%。

4 結(jié)束語

總而言之，我國作為鋼鐵生產(chǎn)與消耗的大國，但是在軋鋼工序的能耗上，依然和國外存有較大的差距。因此，在軋鋼生產(chǎn)工序中，從加熱爐、鋼坯加熱溫度以及低溫軋制和軋制潤滑技術(shù)等方面作為切入點，以提高軋鋼工序的能量利用率，從而在確保質(zhì)量與性能的同時，還能實現(xiàn)大幅度的節(jié)能生產(chǎn)。本文就軋鋼生產(chǎn)中軋鋼工序的節(jié)能技術(shù)提出了自己的一點拙見，希望能為相關(guān)人員提供出有價值的參考文獻(xiàn)，以獻(xiàn)出自己的一份綿薄之力。

［1］覃永國，盧春寧.軋鋼工序節(jié)能技術(shù)及節(jié)能實踐［J］.冶金能源，2014，（3）.

［2］閆振武.軋鋼工序能耗影響因素分析及節(jié)能措施［J］.冶金動力，2013（5）.

［3］陳冠軍.軋鋼加熱爐技術(shù)在首鋼的應(yīng)用與發(fā)展［J］.工業(yè)加熱，2010，39（3）.

［4］王國棟.TMCP技術(shù)的新進(jìn)展——柔性化在線熱處理技術(shù)與裝備［J］.軋鋼，2010，27（2）.