立式連續(xù)退火爐高效節(jié)能措施的應(yīng)用

劉宗發(fā) 任偉超 劉冰揚(yáng)

摘 要：在鋼鐵產(chǎn)品產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的大市場環(huán)境下，提高產(chǎn)品質(zhì)量降低成品是大勢所趨，其中節(jié)能降耗已經(jīng)成為鋼鐵企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵措施。連續(xù)退火爐作為冷軋工序的關(guān)鍵設(shè)備和耗能大戶，其節(jié)能措施也是非常直觀和重要的，通過對立式退火爐現(xiàn)有節(jié)能措施的應(yīng)用和分析，對退火爐進(jìn)一步節(jié)能降耗提出建議和方法。

關(guān)鍵詞：立式退火爐 節(jié)能降耗 節(jié)能

中圖分類號：TG155.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）03（c）-0099-02

Abstract：In the large market environment of heavy overcapacity of steel products，it is the general trend to improve the quality of products and reduce the finished products.The energy saving and consumption reduction has become the key measure for the survival and development of steel enterprises. The continuous annealing furnace is the key equipment and energy consuming household in the cold rolling process. The energy saving measures are also very intuitive and important. Through the application and analysis of the existing energy-saving measures in the vertical annealing furnace， some suggestions and methods are put forward for the further energy saving and consumption reduction of the annealing furnace.

Key Words：Vertical annealing furnace； Energy saving and consumption reduction； Energy saving

隨著汽車普及、家電的廣泛使用和食品包裝用馬口鐵的大量消費(fèi)，冷軋退火產(chǎn)品在日常生活中大量的使用，為了滿足日益增長的消費(fèi)需求國內(nèi)各大鋼廠大量建設(shè)連續(xù)退火爐生產(chǎn)線（包括鍍鋅產(chǎn)線）。目前就首鋼順義和京唐公司公司就有11條連續(xù)退火產(chǎn)線（包括鍍鋅，其中1條在建）。退火爐作為連續(xù)退火產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，一般退火爐都采用輻射管加熱方式對帶鋼進(jìn)行加熱，主要消耗的能源介質(zhì)是高爐煤氣或者焦?fàn)t煤氣，占退火工序能耗的35%～45%，所以說退火爐節(jié)能是企業(yè)降本增效的重要措施和途徑。

1 首鋼連續(xù)退火爐概況

首鋼冷軋帶鋼生產(chǎn)分為5個(gè)單元，退火爐的配置情況見表1.其中順義冷軋1條連退線 2條鍍鋅線主要以汽車板為主，首鋼京唐一冷軋廠1條連退線2條鍍鋅線主要以家電板為主，二冷軋廠1條連退線 2條鍍鋅線主要以汽車板為主，三冷軋1條連退線主要生產(chǎn)馬口鐵基板，1條在建高強(qiáng)鋼鍍鋅線為專用汽車板生產(chǎn)線。

2 現(xiàn)有節(jié)能措施的應(yīng)用

首鋼現(xiàn)已投產(chǎn)的10條連續(xù)退戶爐產(chǎn)線有4條為比利時(shí)DREVER立式退火爐，6條為法國stein立式退火爐，10條產(chǎn)線均采用余熱回收節(jié)能措施，其中余熱回收包括三級余熱回收功能，包括燒嘴助燃空氣加熱、預(yù)熱段帶鋼加熱和過熱水加熱系統(tǒng)，過熱水用于清洗段堿液加熱和熱風(fēng)干燥、水淬熱風(fēng)干燥和平整機(jī)區(qū)域平整液加熱等需要熱能消耗的部位。其中，stein立式退火爐還增加了水淬槽熱水直接泵入清洗段堿液循環(huán)槽的節(jié)能功能。

2.1 三級廢氣余熱回收系統(tǒng)

燒嘴燃燒廢氣經(jīng)過三級余熱回收后最終溫度降至150℃左后再排入空氣中（如圖1所示）。一級余熱回收助燃空氣加熱，退火爐采用“推拉式”W型輻射管進(jìn)行輻射加熱，通過在輻射管的出口段安裝換熱器，對進(jìn)入燒嘴前的助燃空氣進(jìn)行預(yù)熱，增加燃燒效率。二級為預(yù)熱段帶鋼加熱，通過預(yù)熱段循環(huán)風(fēng)機(jī)和換熱器將預(yù)熱段爐膛內(nèi)的氮?dú)浠旌蠚怏w加熱至430℃左右，再通過氮?dú)浠旌蠚怏w將帶鋼加熱至150℃左右此功能節(jié)約了帶感加熱能量，也有效的避免了帶鋼進(jìn)爐溫差過大導(dǎo)致跑偏。廢氣從燒嘴一級換熱后的640℃左右降至490℃左右，二級換熱能利用回收廢氣當(dāng)中150℃的熱量用于帶鋼加熱。廢氣通過預(yù)熱段換熱器后進(jìn)入三級換熱系統(tǒng)即過熱水余熱回收系統(tǒng)，在廢氣管路上安裝一個(gè)廢氣和過熱水的換熱器用于閉路循環(huán)過熱水的加熱，從實(shí)現(xiàn)過熱水的加熱用于清洗段、平整機(jī)等區(qū)域需要熱能的地方。通過三級余熱回收廢氣溫度從490℃降低至150℃，過熱水從100℃加熱至140℃。通過三級余熱回收能將燒嘴出來的廢氣溫度降至150℃達(dá)到空氣排放的標(biāo)準(zhǔn)，廢氣熱能達(dá)到充分回收的效果。過熱水系統(tǒng)是一個(gè)帶壓力的密閉循環(huán)系統(tǒng)，采用廢氣余熱對高壓水進(jìn)行加熱，循環(huán)水入口溫度90℃左右，熱交換后水溫能達(dá)到140℃，由于管道內(nèi)壓力較大（1.4MPa）從而能保證過熱水不形成蒸汽，而是以液氣混合的狀態(tài)留存在管道內(nèi)循環(huán)。該余熱回收系統(tǒng)通過換熱器對廢氣中的熱量進(jìn)行收集從而用于清洗段堿液加熱、清洗段帶鋼干燥、爐區(qū)水淬出口帶鋼熱風(fēng)干燥等用途。這種余熱回收系統(tǒng)具備結(jié)構(gòu)簡單、投資小、補(bǔ)水少、維護(hù)簡單的特點(diǎn)。

2.2 水淬系統(tǒng)熱能回收

通過一臺自動輸送泵將水淬槽的水淬后熱水導(dǎo)入清洗段循環(huán)槽用于清洗段帶鋼清洗從而達(dá)到節(jié)能的目的。此節(jié)能措施不僅能較少清洗段帶鋼清洗堿液的消耗量，同時(shí)也能降低水淬冷卻循環(huán)水的消耗量。

3 立式退火爐進(jìn)一步節(jié)能措施探討

通過對現(xiàn)有立式退火爐的節(jié)能措施分析，目前節(jié)能措施主要應(yīng)用在廢氣余熱回收利用方面，目前現(xiàn)有成熟的措施已經(jīng)取得了比較顯著的節(jié)能效果，但是還具備進(jìn)一步節(jié)能的空間。根據(jù)對現(xiàn)有節(jié)能措施的應(yīng)用和理解，現(xiàn)有立式退火爐節(jié)能還有以下幾個(gè)方面可以探討和攻關(guān)。

進(jìn)一步加大廢氣余熱的利用，經(jīng)過三級余熱回收后的廢氣溫度還高達(dá)150℃，該廢氣可以繼續(xù)用于車間取暖、物品加熱等。

現(xiàn)有節(jié)能措施對廢氣和水淬水熱量的利用，緩冷段和快冷段氮?dú)浠旌蠚獾臒崃靠梢圆捎孟嗤牡览?，對其熱量進(jìn)行利用，既能有效地利用緩冷段和快冷段氮?dú)浠旌蠚獾臒崮芤材軠p少用于冷卻緩冷段和快冷段氮?dú)浠旌蠚獾睦鋮s循環(huán)水用量。

除了以上幾項(xiàng)針對能源的再次利用措施外，進(jìn)一步節(jié)能需要考慮減少爐子本身耗能方面進(jìn)行攻克，例如減少爐體散熱和提高燃燒效率等方面進(jìn)行思考。

4 結(jié)語

在鋼鐵產(chǎn)品產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的大市場環(huán)境下，退火爐能降耗已經(jīng)成為鋼鐵企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵措施。利用好現(xiàn)有節(jié)能措施的前提下進(jìn)一步開發(fā)新的技術(shù)用于節(jié)能增效也是大勢所趨。

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