軋鋼工藝的節(jié)能技術(shù)探討

陳 冬

（南京鋼鐵股份有限公司，江蘇 南京 210035）

現(xiàn)在國家對于鋼鐵產(chǎn)品的需求量非常的龐大，但是這龐大的需求量并沒有實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，還是有很大的浪費(fèi)情況的出現(xiàn)。在軋鋼工藝中非常關(guān)鍵的就是加熱爐，這是非常重要的耗能設(shè)備，在軋鋼廠總的消耗中占據(jù)了百分之七十。軋鋼的浪費(fèi)不僅是對國家資源的浪費(fèi)，更是會對環(huán)境造成極大的污染，而且在一定程度上還會極大的浪費(fèi)企業(yè)成本，會阻礙企業(yè)的發(fā)展，因此，對軋鋼工藝進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的使用是非常有必要的。

1 軋鋼工藝相關(guān)簡介和現(xiàn)狀

扎鋼工藝對我們來說可能很陌生，但是這是我國重工業(yè)中非常重要的一道工序，而且鋼鐵扎鋼的能量消耗很大。鋼鐵軋制通過一定的工序?qū)⒃霞庸こ伤?guī)定的規(guī)格，就有很多我們生活中常見到的機(jī)械設(shè)備都是通過扎鋼工藝來完成的，而且軋剛工藝是分步驟和程序的在軋制過程中需要考慮多方面因素，例如溫度和軋制特點(diǎn)。而且根據(jù)目前我國的市場情況來看，扎鋼工序也越來越向著復(fù)雜化和技術(shù)化方向發(fā)展，軋鋼工序也變得越來越繁雜，這也就要求扎鋼工藝技術(shù)需要進(jìn)一步發(fā)展，才能在市場上取得更有利的地位。除此之外，我國還是鋼料生產(chǎn)大國，技術(shù)這方面比很多國家有優(yōu)勢，但是隨著時代的發(fā)展，我們需要去重視扎鋼工藝中各個環(huán)節(jié)的管理，要和我國所倡導(dǎo)的節(jié)能減排口號相呼應(yīng)，進(jìn)一步減少浪費(fèi)，在軋鋼工藝方面能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，這樣也能夠更好地促進(jìn)我國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展。

我國近年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較迅速，城市化的進(jìn)程也在不斷加快，軋鋼生產(chǎn)量也在逐漸增大，能源消耗也在此基礎(chǔ)上不斷增加，節(jié)能減排需要盡早排上日程，而且現(xiàn)在有越來越多的人們?nèi)リP(guān)注軋制過程。目前的軋鋼生產(chǎn)流程中已經(jīng)有了很多節(jié)能技術(shù)，比如說，加熱爐節(jié)能技術(shù)和一火成材技術(shù)等等，如圖1 所示，這些節(jié)能技術(shù)相比較以前來說給鋼鐵企業(yè)節(jié)省了很多的能源，而且符合我國所倡導(dǎo)的綠色健康發(fā)展理念。但是節(jié)能技術(shù)應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步發(fā)展，就目前的節(jié)能技術(shù)來看，和一些發(fā)達(dá)國家還是有很大差別的，如果節(jié)能技術(shù)不到位，或者是所使用到的節(jié)能產(chǎn)品質(zhì)量不合格等等，這些問題都會影響到能量的消耗情況。除此之外，如果節(jié)能技術(shù)和節(jié)能產(chǎn)品并未嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行使用的話，將會在很大程度上降低鋼材成材率，造成進(jìn)一步的鋼材料浪費(fèi)，也減少了企業(yè)的利潤，不利于企業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

2 加熱爐發(fā)展趨勢概述

加熱爐概述：在軋鋼廠中有很多的工序，而加熱爐是在軋鋼廠生產(chǎn)工序中最關(guān)鍵的設(shè)備，當(dāng)然了也是所有設(shè)備中最耗能的設(shè)備。因此，對加熱爐進(jìn)行改進(jìn)是非常有必要的，不僅需要在金屬軋制前的加熱工作外，還需要盡可能的提升加熱爐的生產(chǎn)指標(biāo)，在最大程度上降低能源的消耗。現(xiàn)在我國對于加熱爐的排煙方式和供熱方式進(jìn)行了一定改進(jìn)，但是治標(biāo)不治本，不能從根本上控制加熱爐的能源消耗問題。改進(jìn)加熱爐的方式有很多種，采用人工智能方式則是非常理想的途徑，因?yàn)楝F(xiàn)在計算機(jī)以及互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展在不斷的提升，加熱爐改進(jìn)方式采用智能化的方式非常有必要，前景也非常的好。

3 軋鋼廠加熱爐現(xiàn)存問題

3.1 漏氣漏火現(xiàn)象嚴(yán)重

在一般情況下，軋鋼廠生產(chǎn)工序中最容易出現(xiàn)問題的就是加熱爐，在加熱爐投入使用半年之后就會出現(xiàn)不同程度的漏氣或者是漏火的情況。這種情況一般會經(jīng)常出現(xiàn)在加熱段局部，一旦出現(xiàn)這種情況不僅會對加熱爐的爐板造成損害，嚴(yán)重的情況下加熱爐就會直接不能使用。而產(chǎn)生加熱爐漏火或者是漏氣的原因主要是蓄熱式結(jié)構(gòu)不當(dāng)，通常情況下，蓄熱室將纖維板作為蓄熱室保溫層，而且加熱爐的爐板沒有進(jìn)行爐板焊接，在這種情況下，蓄熱室結(jié)構(gòu)不能很好的成為一個整體，一旦在高溫工作的情況下非常容易變形。而且，當(dāng)加熱爐焊接位置不夠厚的時候，長時間工作在接縫的位置也會出現(xiàn)裂紋，最嚴(yán)重的情況下會出現(xiàn)煤氣泄露的情況。

3.2 燒嘴磚破壞及擋板磚堵塞

在軋鋼工序?qū)嶋H進(jìn)行的時候，加熱爐會產(chǎn)生大量的粉末或者是煤氣等煙氣雜質(zhì)，而擋煙板就會受到這些粉塵以及煙氣的影響，長時間影響之后擋煙板的氣孔就會逐漸的被煙氣所堵塞。一旦擋煙板的氣孔發(fā)生堵塞情況就會出現(xiàn)彎曲變形，而且還會對加熱爐產(chǎn)量以及爐溫造成極大的影響。另外，燒嘴磚在煤氣侵?jǐn)_、侵蝕、高溫等因素的影響導(dǎo)致自身強(qiáng)度的降低，而且燒嘴磚在加熱爐中工作幾年之后會產(chǎn)生更加嚴(yán)重的損毀情況，當(dāng)燒嘴磚損毀之后，工人的工作量就會逐漸的加大，所消耗的能量也會逐漸的升高，質(zhì)量也會有一定的影響，如圖2 所示。

圖2 軋鋼工藝加工流程

3.3 其他方面問題

加熱爐是軋鋼工藝中非常關(guān)鍵的設(shè)備，而且非常的龐大，里面涉及到的零件種類非常多，因此，一旦加熱爐里面的零件受到了傷害，加熱爐的功效就會極大的降低，而且還會引發(fā)大量的耗能問題。首先就會出現(xiàn)熱換器損害的情況，當(dāng)熱換器的導(dǎo)管被徹底封死以后，這樣就會降低均熱段煅燒風(fēng)量，這個時候熱換器就會出現(xiàn)老化的情況，出現(xiàn)煤氣泄露的情況。而且當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，會給員工帶來很大的危險性，會影響到員工的生命安全，企業(yè)還會承擔(dān)很大的責(zé)任風(fēng)險，是不利于企業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的，員工的幸福工作指數(shù)也會進(jìn)一步降低。其次，就是爐底結(jié)渣的問題，當(dāng)加熱爐里面的爐壓的得不到良好的控制，這個時候加熱爐吸冷風(fēng)情況就會更加的嚴(yán)重，出現(xiàn)爐底結(jié)渣現(xiàn)象，這樣就會造成燃燒能源的浪費(fèi)，而且熱爐里的材料不能較好的在合適的溫度下進(jìn)行轉(zhuǎn)變，會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。最后，加熱爐的爐內(nèi)閥門受到破壞等情況都會導(dǎo)致加熱爐熱量逐漸的流失，會極大的減短加熱爐的壽命，這樣就會降低熱爐工作工作效率，還會增加維修和購置資金，企業(yè)的利潤就會降低，這樣也是不利于員工提高工作幸福指數(shù)的。

4 軋鋼廠加熱爐節(jié)能設(shè)計策略

4.1 不斷地優(yōu)化軋鋼廠燃燒系統(tǒng)

軋鋼廠最關(guān)鍵的就是燃料，一定要改進(jìn)燃燒系統(tǒng)，將所有的燃料可以得到充分的燃燒。首先可以改善設(shè)備得供油系統(tǒng)以及供風(fēng)系統(tǒng)，改造燃燒的方式使其更好的符合燃燒系統(tǒng)，改造以后的燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生粘鋼及回錠現(xiàn)象的幾率就會減少，這樣可以起到良好的節(jié)能效果。在長時間的實(shí)踐以后發(fā)現(xiàn)改造以后的燃燒系統(tǒng)而可以減少零點(diǎn)五個百分點(diǎn)。其次，需要改造燃燒系統(tǒng)中的霧化噴頭，在設(shè)備運(yùn)行的時候，軋鋼工序中的燃燒器會產(chǎn)生巨大的霧化現(xiàn)象，造成這個現(xiàn)象的原因是長時間冷熱交替造成的，所以說，必須對這類問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，不僅可以改造熱損耗來降低傷害，還可以借助適當(dāng)?shù)母脑旎顒?，這樣可以在最大的程度上提升軋鋼廠的收益，相關(guān)企業(yè)的也能有更好的發(fā)展前景。

4.2 適當(dāng)?shù)母脑燔堜摴に囍械乃苤谓Y(jié)構(gòu)

加熱爐里面的水管包裝方式主要是單層包扎，這是非常傳統(tǒng)的包裝方式，這種結(jié)構(gòu)包裝方式不耐高溫、絕熱性不是很好，而且由于水管包裝的方式過于薄弱，會造成爐內(nèi)的能量大量消耗，這就是非常嚴(yán)重的能源消耗情況。為改善這種情況，可以改善包裝的方式，可以采用較好的絕熱、耐高溫的材料，這樣可以節(jié)省大量的能量，而且在一定程度上會將爐內(nèi)的穩(wěn)度降至適當(dāng)?shù)臏囟?。?dāng)這個方面的問題改善以后，可以適當(dāng)?shù)慕档图訜釥t的排煙溫度，實(shí)際上所有的煙氣并沒的利用，所以說煙氣回收時提升加熱爐效率的重要方式。

4.3 減少排煙熱損失

為了降低由煙氣排放造成的損失，可以適當(dāng)?shù)慕档偷臒煔獾臏囟群蜔煔獾呐欧帕?。例如，我們可以對燃料燃燒過程中在空氣中的消耗系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，?dāng)空氣的煙氣消耗指數(shù)超出一的時候，煙氣值就會隨之提升，這個也就意味著煙氣的消耗量在逐漸的增加，在這種背景下，燃料的燃燒穩(wěn)度就會降低，加熱爐造成的消耗就會增加。當(dāng)加熱爐的空氣消耗低于一的時候，這個時候就意味著耗能在減少。因此，為了保障加熱爐的低耗能，可以將空氣的消耗指數(shù)降到最低的程度?，F(xiàn)在的軋鋼廠中有新型的廢氣余熱回收技術(shù)，這種方式就是借助一定的技術(shù)手段對即將損失的煙氣熱量進(jìn)行回收轉(zhuǎn)化為可以助燃加熱的空氣，這樣可以在最大的程度上提升煤氣資源的利用效率，還可以降低對空氣的污染，提升軋鋼廠的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語

簡言之，我國軋鋼廠存在很多的問題，但是最嚴(yán)重的問題還是能源消耗的問題，一旦軋鋼廠能源消耗過大，就會加大軋鋼廠的生產(chǎn)成本。因此，我們必須要節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到加熱爐的工藝改進(jìn)中，這樣可以將加熱爐的損失降低到最低，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，符合我國所倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展口號，促進(jìn)軋鋼廠的可持續(xù)發(fā)展，在市場上占據(jù)更有利的地位。