軋鋼工藝節(jié)能技術研究

蔣磊

摘要：在軋鋼生產(chǎn)中，軋鋼節(jié)能有重要的作用。特別是目前，我國環(huán)境污染問題日益嚴重、能源面臨枯竭危機，提高軋鋼工 藝的節(jié)能性很有意義。在節(jié)能基礎上發(fā)展軋鋼技術，能產(chǎn)生較多的新型工藝和高級設備。通過對軋鋼生產(chǎn)中的所有工序系數(shù) 加以轉(zhuǎn)變，提升其節(jié)能效果，能夠降低軋鋼工序的能源消耗。在熱軋生產(chǎn)中，軋鋼工序中鋼坯加熱會消耗極大比例的能量， 然而使用軋鋼能耗只占有小部分比例。我國節(jié)能技術目前取得了不斷發(fā)展，應用于鋼坯的能耗比例逐漸降低。

關鍵詞：軋鋼工藝；節(jié)能技術；設計

中圖分類號：TG335 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）19-0213-01

引言：

我國作為鋼鐵消耗大國，但是軋鋼工序能耗和國外相比，還存

在較大差異。在軋鋼過程中，要從生產(chǎn)工藝、加熱爐以及鋼坯加熱 溫度這幾個方面著手，提高軋鋼能源利用率，實現(xiàn)節(jié)能生產(chǎn)。

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增多。而且有調(diào) 查顯示，不管是在軋鋼技術、還是管理上，國內(nèi)和先進國家相比還 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 軋鋼系統(tǒng)節(jié)能技術

2.1 加熱爐節(jié)能技術

蓄熱式燃燒技術屬于加熱爐主要的節(jié)能技術，它可以有效降低 燃料的能耗指標，節(jié)能效果較佳。同時，蓄熱式的節(jié)能爐還可以有 效回收利用爐內(nèi)的熱量，在降低能耗的同時降低生產(chǎn)成本，且采用 這種節(jié)能爐可以有效減少氮氧化物等有害氣體的排放量，從而有效 保護環(huán)境。加熱爐內(nèi)的表面積較大，因此應采用高溫節(jié)能涂料和有 效的加熱技術，當前應充分利用加熱爐內(nèi)襯中的耐火澆筑材料，加 大防火耐火材料的開發(fā)力度，尤其應充分使用碳化硅粉等節(jié)能涂料，

從而切實提升加熱爐的工作效率，確保企業(yè)獲得較大的經(jīng)濟效益。 2.2 優(yōu)化生產(chǎn)工藝

它能幫助企業(yè)獲得更多的利益，并降低能量消耗中產(chǎn)生的成本 投入，還能讓送熱坯料中產(chǎn)生的熱量得到充分的應用。軋鋼生產(chǎn)時 要按照不同的訂單批量、設備狀況、鋼種以及熱坯料銜接來采用相 應的生產(chǎn)工藝，從而達到熱裝節(jié)能效果，并制定裝爐的主要原則。 如果料場的熱坯量達到相關標準時要即刻組織裝爐。并在裝爐時保 證熱坯連續(xù)塊數(shù)（或根數(shù)）盡可能大，防止冷熱坯料出現(xiàn)混裝。此 外，加熱時間要制定合理，要符合不同鋼種的實際需求，保證熱坯 和加熱時間的銜接。

2.3 降低鋼坯溫度

鋼坯的溫度對于軋鋼工序中的能源消耗有直接的影響，為了節(jié)

省熱電能和鋼材氧化的消耗企業(yè)在軋鋼中可以適當?shù)慕档弯撆鞯臏?度。但是企業(yè)在降低鋼坯的溫度上不能隨意而為，要根據(jù)鋼坯出爐 時的加熱溫度、斷面溫差等控制鋼坯的溫度。其中，鋼坯的出爐溫 度和斷面的溫差是各個階段實際參數(shù)空子的耦合結(jié)果。在軋鋼的過 程中，不同階段的耦合結(jié)果是不相同的，在降低鋼坯溫度的時候， 企業(yè)可以參考耦合記過把加熱溫度降低到35℃左右。此外，在軋鋼 工序中，如果熱轉(zhuǎn)鋼坯超過 300℃，企業(yè)一定要降低加熱溫度，減 少加熱時間。

2.4 低溫軋制和軋制工藝潤滑技術。

軋鋼生產(chǎn)過程中的低溫軋制技術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)近些年的相關實踐研究成果表明，低溫軋制技術在燃料上，有 著非常明顯的節(jié)能效果，溫度為 1100℃時，此時進行出鍋，并相應 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%。

2.5 電機節(jié)能技術

在軋鋼生產(chǎn)中，軋機、風機、水泵等的運行會消耗大量的電能。

運用節(jié)能技術對這些設備進行處理能夠避免軋鋼中的電能浪費，對 于實現(xiàn)軋鋼節(jié)能具有重要的意義。電能的節(jié)能技術主要是對電機進 行優(yōu)化設計，避免在軋鋼生產(chǎn)中存在大馬拉小車的情況。軋鋼設備 的運行主要采用的變頻調(diào)速技術，通過技能技術可以把這個過程中 的電能消耗降低 20%-40%。

3 軋鋼工序節(jié)能實踐

3.1 提高熱送坯料熱裝溫度及熱裝率

首先，按照熱送熱裝實際需求建利完善的信息化系統(tǒng)。做好對 坯料溫度的跟蹤工作，在不同條件下對連鑄機后時間長短和坯料溫 度之間的關系進行建立，能夠保證人工在線測溫所不具有的準確性 和實時性。要有完善的訂單管理系統(tǒng)，裝爐人員對訂單需求一目了 然，這樣可以更加方便的組織生產(chǎn)。要建立合理的評價機制，防止 熱裝率和熱裝溫度兩大衡量熱裝水平的指標的沖突，來根據(jù)實際節(jié) 能效果平衡來兩者之間的關系。其次要對生產(chǎn)組織進行優(yōu)化從而增 加熱送坯料中熱量的利用率。訂單的批量、品種以及設備工況問題 等是約束熱裝生產(chǎn)組織的主要條件，對其合理考慮，制定合理生產(chǎn) 順序，才能達到熱裝的節(jié)能效果。另外，要制定合理的裝爐原則。

3.2 適當降低鋼坯的加熱溫度

在加熱鋼坯時應充分考慮加熱溫度、斷面溫差等因素，滿足基

本的加熱要求。加熱爐主要分三段實行控制，且三段之間相互影響。 為了降低各階段時間內(nèi)耦合因素的影響程度，縮小加熱溫度的控制 范圍，鋼廠應根據(jù)不同的鋼材種類及溫度要求，將加熱溫度降至 300～400℃。當熱裝坯料入爐溫度超過300℃時，還應降低加熱溫度， 降低煤氣的消耗量，達到節(jié)能效果。

3.3 合理設計路燒嘴

該我們鋼廠加熱爐應用的燃料是焦爐煤氣，但是所有加熱爐燒

嘴都是按照燃用混合煤氣來加以設計。型號相對較大，在實際生產(chǎn) 時只在 1/5 范圍中調(diào)節(jié)應用，調(diào)節(jié)性能以及燃燒效果都相對較差。 相比過去，煤氣消耗極大降低。該廠對燒嘴重新選型和設計，讓改 造后的爐溫調(diào)節(jié)靈活性更強，爐內(nèi)火焰剛度也提高了合理性。

3.4 加強管理節(jié)能工作

在實際生產(chǎn)過程中，不同鋼種的加熱溫度有所不同，且生產(chǎn)期

間燃料的消耗率也存在差異。對此，鋼廠還應做好加熱爐的生產(chǎn)管 理工作，實現(xiàn)精細化管理。一方面應提升蒸汽的外送能力，提高余 熱余能的消耗量。

結(jié)束語：

我國是鋼材生產(chǎn)的大國，也是鋼材消耗的大國。我國的軋鋼生

產(chǎn)工序和國外發(fā)達國家相比還存在著很大的不足，這在很大程度上 制約了我國社會和經(jīng)濟的發(fā)展。我國在鋼材生產(chǎn)中應該努力挖掘軋 鋼的節(jié)能潛力，從加熱爐、生產(chǎn)工藝、鋼坯加熱溫度等方面入手， 提高軋鋼工序中的能源利用效率，實現(xiàn)我國軋鋼的節(jié)能生產(chǎn)。

參考文獻

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亓子成

摘要：軋鋼節(jié)能工作已將側(cè)重點轉(zhuǎn)向軋鋼技術方面。以改變各工序鋼比系數(shù)為內(nèi)容的結(jié)構(gòu)調(diào)整，以降低各工序能耗為內(nèi)容的直接節(jié)能，都是以技術進步為基礎的。在技術和設備上達不到一定的水平，鋼鐵生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)調(diào)整就實現(xiàn)不了，能源消耗也降不下來。因此，推進軋鋼技術進步是繼續(xù)進行生產(chǎn)節(jié)能的關鍵?；诖耍疚膶堜摴に嚬?jié)能技術進行研究。

關鍵詞：軋鋼，工藝，節(jié)能

近年來，隨著我國社會的不斷發(fā)展，鋼材生產(chǎn)量逐年增加，伴隨著我國鋼生產(chǎn)的發(fā)展，鋼鐵工業(yè)能耗也不斷困擾著我國的發(fā)展。而現(xiàn)今在全世界的范圍內(nèi)都提倡節(jié)能減排，這樣不僅解決能耗還可以保護地球的生態(tài)環(huán)境，作為高能耗的軋鋼技術也需要遵從這種理念。

軋鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀

我國是生產(chǎn)制造大國，鋼鐵工業(yè)占有重要比重。隨著鋼鐵工業(yè)

規(guī)模的擴大，能源消耗量日益增多，據(jù)不完全數(shù)據(jù)顯示，鋼鐵行業(yè)的能源消耗量大約占到了世界能源消耗總量的13%，而軋鋼生產(chǎn)程序中的能源消耗卻占到了我國鋼鐵行業(yè)總能源消耗能量的15%～20%。隨著各行各業(yè)規(guī)模的擴大，鋼鐵品種的類型逐漸增多，總需求量也不斷攀升，而與此同時，軋鋼程序也日趨復雜。相關研究表明，我國鋼鐵冷軋工序與熱軋工序的能量消耗都要明顯高于國外的軋鋼工藝鋼鐵消耗量。與國外先進技術相比，我國的軋鋼工藝、管理技術與相關設備等還較為落后。當前我國在鋼鐵生產(chǎn)中，軋鋼設備是主要的耗能設備，其能量消耗在整個軋鋼系統(tǒng)中占到了70%左右，由此可以看出，我國軋鋼生產(chǎn)還蘊含著較大的節(jié)能潛力。

2軋鋼工藝的重要性及用途

軋鋼工藝是重工業(yè)生產(chǎn)中應用相當廣泛的一種技術，其在重工

業(yè)生產(chǎn)中占有著不可替代的作用。各種機械的生產(chǎn)，都需要使用到軋鋼技術，軋鋼技術時間原材料制作成零件的過渡過程，應用軋鋼技術可以根據(jù)實際的要求對原料鋼材的尺寸以及形狀進行加工，來到到實際的需求。軋鋼技術有很多的種類，簡單的來說軋鋼技術包括冷軋、熱軋、中厚板型控制技術，這三種類型的軋鋼技術再日常的生產(chǎn)中應用最為廣泛。軋鋼工藝在很大程度上能夠提高原材料的特性，例如：應用控扎控冷技術來進行棒材，通過特殊設置的制冷器來進行設置，就可以在一定程度上加強棒材的強度與韌性。在進行熱軋窄帶鋼生產(chǎn)時，這種技術根據(jù)不同的要求可以靈活的剛才的外形變化，通過這種技術生產(chǎn)的零件具有高精度的優(yōu)點，可以用來進行特殊材料的制作?？偠灾?，軋鋼工藝在工業(yè)生產(chǎn)中的應用相當廣泛，并且在重工業(yè)生產(chǎn)中起到了相當重要的作用，這足以證明其重要性。

3軋鋼工藝的能耗來源

正如我們所知工業(yè)生產(chǎn)伴隨著很高的能源消耗，軋鋼工藝也是如此，在進行軋鋼工藝是需要消耗大量的能量，沒有充足能源的保障是無法良好完成軋鋼工藝的。通過對軋鋼工藝的介紹，我們了解到軋鋼工藝是通過機械來改變鋼材原料的形狀以及部分特性的，這種強制的是鋼材變形的方式，就需要消耗大量的能源。另外，由于軋鋼工藝中所進行的工作都是質(zhì)量很大的，所以在軋鋼工藝中人工的力量就顯得力不從心，軋鋼工藝的各個環(huán)節(jié)都需要使用不同機械來進行，這些機械大多數(shù)都需要大量的電能作為能源才能良好地運行。除此之外，軋鋼技術中不同的分類的要求也是不盡相同的，有的需要使鋼材達到極高的溫度才能進行，而有些則需要使剛才進行快速冷卻，不管是加熱到極高的溫度還是快速降溫都需要大量的能量，這樣就會使得軋鋼工藝伴隨著很高的能源消耗。軋鋼工藝中的能源消耗主要是來自于通過機械對剛才進行塑性，以及加熱鋼材及冷卻剛才上，這也是決定軋鋼工藝高能耗的關鍵因素之一。

4軋鋼工藝節(jié)能技術

4.1冷軋壓縮空氣系統(tǒng)的節(jié)能

（1）對軋鋼生產(chǎn)工藝中冷軋壓縮空氣系統(tǒng)的空壓站的工藝系統(tǒng)

進行優(yōu)化，從而保證生產(chǎn)的經(jīng)濟運行。把空壓機出氣口與儲氣罐直接相連，儲氣罐的出氣和除油器，過濾器，干燥器等設備相連。通過儲氣罐降低系統(tǒng)的阻力，實現(xiàn)緩沖，從而使得空壓機的加卸載停留的時間延長，使得卸載電流降低；（2）通過儲氣罐與止回閥分壓的

方式為軋機傳輸設備的制動提供用氣。利用儲氣罐與止回閥聯(lián)合供氣方法可以確保抱閘的用氣壓力。當軋機進行道次更換的間歇，系統(tǒng)的壓力升高，此時向儲氣罐內(nèi)進行充氣。進行軋制過程中，系統(tǒng)的壓力會變低，由于止回閥的作用因此儲氣罐中的壓縮空氣不會向主管路流動，從而使得系統(tǒng)的用氣需求得到滿足。（3）通過儲氣罐與小空壓機聯(lián)合供氣的方式提供酸再生用氣量的供給；（4）優(yōu)化軋機的空氣吹掃系統(tǒng)，從而使得系統(tǒng)的壓力能夠穩(wěn)定。對供氣管網(wǎng)進行改造，把軋機帶鋼傳輸設備制動的用氣管網(wǎng)和吹掃用氣管網(wǎng)進行分離，

并且將吹掃管的結(jié)構(gòu)進行改變，通過對噴嘴的形式的改進，吹掃角度高度的優(yōu)化，從而降低用氣量，優(yōu)化吹掃的效果，實現(xiàn)系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定。

4.2冷軋高精度鋼生產(chǎn)工藝的節(jié)能

4.2.1湍流式酸洗除鱗技術。湍流式酸洗機組在工作時，首先

將酸洗液送入到酸洗室的很窄的縫內(nèi)，在帶鋼的表面酸洗液呈現(xiàn)湍流的狀態(tài)，所以深槽，淺槽沒有影響。帶鋼在張力狀態(tài)下運行時，帶鋼運行方向和酸洗液流動的方向正好相反，因此，酸洗的效果質(zhì)量高，速度快。

4.2.2新退火技術。（1）全氫罩式爐退火技術。因為氫在740℃時的傳導系數(shù)是氮的傳導系數(shù)的615倍左右，而和氮相比，氫的動力粘度僅僅相當于氮的二分之一，所以，將純氫作為強對流罩式退火爐的保護氣體，能夠使得鋼卷冷卻與加熱速度提高40%～50%左右；

并且，通過全氫罩式退火爐可以使得帶鋼的表面優(yōu)化，然而其總能耗卻降低三分之一左右。基于此，鋼廠進行改造時，當煉鋼，熱軋等工藝沒有進行重大改變的情況下，可以選擇全氫退火爐；（2）連續(xù)退火技術。連續(xù)退火技術能夠?qū)崿F(xiàn)一條機組中完成電解清洗，平整，退火，精整等工序，從而使得生產(chǎn)周期縮短，投資降低；連續(xù)退火能夠降低由于鋼卷的中間運輸造成的折邊，擦傷等，并且能夠?qū)⒄质酵嘶鹂赡懿僮鞯恼痴超F(xiàn)象消除，使得成材率提高；通過連續(xù)退火技術能夠非常容易控制帶鋼的機械性能與板形，使得鋼材的質(zhì)量提高。

4.3軋鋼工藝中其他節(jié)能減排技術

發(fā)達國家對于鋼廠節(jié)能技術措施重點在于連鑄生產(chǎn)，目前，鋼

廠基本實現(xiàn)了全連鑄生產(chǎn)，因此，盡可能的淘汰初軋機，能夠?qū)崿F(xiàn)噸鋼降低30kgce的綜合能耗；另外，徹底改造或者淘汰部分落后軋機，從而適應鋼廠連鑄坯最小斷面的需要，消除多火成材工藝。鋼廠中爐子作為軋鋼節(jié)能的重要設備，需要對爐子的結(jié)構(gòu)和型式進行改造和優(yōu)化，通過爐底的水管結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，爐子的絕熱保溫，對爐子進行管底以及絕熱的包扎等措施，同時通過先進燃燒器的使用，

提高爐子的熱效率，將滑軌熱損失降低；改善鋼廠爐子的加熱制度，對爐段的熱負荷比例進行調(diào)整，通過熱送熱裝的技術手段，使得熱效率和熱送溫度提高；大力推廣高效空氣和煤氣轉(zhuǎn)換器以及噴流預熱技術，從而能夠使得廢熱得到回收。

我國的鋼材行業(yè)發(fā)展形勢非常緊迫，這對鋼材生產(chǎn)企業(yè)而言是一次機會也是一種挑戰(zhàn)。企業(yè)在生產(chǎn)鋼材過程中，理當在能源上多下功夫，使用節(jié)能工藝，降低能耗比例。當前，軋鋼生產(chǎn)中，普遍使用的技術，雖然在一定程度上起到了節(jié)能效果，但是工藝技術本身還需不斷升華和改進，為了更大范疇的降低能耗比例，就應該在生產(chǎn)中，大量使用新的生產(chǎn)工藝，降低能源消耗。

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