軋鋼工藝節(jié)能的方向和途徑

石曉鑫

摘要：全國(guó)總能耗的 12%左右是鋼鐵行業(yè)能耗，而軋鋼能耗又占到鋼鐵能耗的 15%左右，同時(shí)由于鋼鐵質(zhì)量不斷提高，軋鋼能 耗還在提高，基于此，做好軋鋼工藝的節(jié)能減排對(duì)于降低能耗，減少污染意義重大。本文將主要針對(duì)于軋鋼工藝節(jié)能的方向 和途徑進(jìn)行敘述與探究。

關(guān)鍵詞：軋鋼工藝；節(jié)能方向；節(jié)能途徑

中圖分類號(hào)：TG335.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3178（2018）06-0145-01

容易造成環(huán)境污染。節(jié)能環(huán)保是當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的主題，隨著軋 鋼行業(yè)的進(jìn)步，對(duì)軋鋼過(guò)程中的節(jié)能研究越來(lái)越重視。雖然相繼涌 現(xiàn)出了一些薪技術(shù)，但整體效果并不佳，究其原因，主要在于鋼產(chǎn) 品的深加工使得工序增多，相應(yīng)的耗能也有所增加。所以在研究節(jié) 能技術(shù)的同時(shí)，還應(yīng)注重工序結(jié)構(gòu)調(diào)整，使得鋼能耗真正得以降低。

1 實(shí)現(xiàn)直接化、連續(xù)化和自動(dòng)化的軋鋼工藝節(jié)能

方向

在現(xiàn)代化建設(shè)中，鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展方向主要是改變傳統(tǒng)

的軋鋼工藝，實(shí)現(xiàn)直接化、連續(xù)化和自動(dòng)化的鋼鐵軋鋼生產(chǎn)。為了 實(shí)現(xiàn)這一方向，需要改進(jìn)軋鋼工藝過(guò)程、軋機(jī)布局、初軋坯直接軋 制等手段。

1.1 改進(jìn)軋機(jī)布局，縮減反復(fù)加熱與軋制的“火次” 為了實(shí)現(xiàn)直接化、連續(xù)化和自動(dòng)化的軋鋼工藝節(jié)能方向，將鋼

鐵生產(chǎn)中各個(gè)工藝過(guò)程聯(lián)合起來(lái)，在軋鋼區(qū)域的總平面設(shè)計(jì)中，調(diào) 整煉鋼、連鑄、初軋以及精軋機(jī)等布局和運(yùn)輸，連鑄機(jī)的設(shè)置要盡 量在軋鋼機(jī)旁邊，以更好的為熱送、熱裝等創(chuàng)作條件。同時(shí)，要縮 減反復(fù)加熱與軋制的“火次”，將小鋼錠改為連鑄坯，實(shí)現(xiàn)“一火”

成材，甚至“零火”成材，進(jìn)而達(dá)到降低能耗的目的。如某鋼鐵廠 在軋制10 號(hào)角鋼時(shí)，由“兩火”成材改為“一火”成材后，煤炭的 耗能下降了百分之40 之多，而成材率卻提高了4%。

1.2 合理利用熱送、熱裝、初軋坯直接軋制技術(shù)

據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，鋼錠裝爐的溫度每升高 100℃，熱耗

就可能會(huì)下降 10%；熱錠率提高 10%，就能降低 11%的燃耗，進(jìn) 而提高產(chǎn)量。我國(guó)除了均熱爐外，基本都是冷裝料，這就要求必須 在總圖布置和運(yùn)輸上為軋鋼原材料跨間與供坯車間熱送、熱裝創(chuàng)造 出必要的條件，軋鋼工序要協(xié)調(diào)上道工序進(jìn)行認(rèn)真研究熱錠的最佳 運(yùn)輸調(diào)度、工序設(shè)備能力的平衡、保溫方式，做好計(jì)劃管理，以節(jié) 約能耗。在鋼錠初軋后，如果不經(jīng)過(guò)冷卻和加熱爐的再加熱，而直 接軋制成材的話，與普通方法相比，至少能省去兩道工序，能耗量 也會(huì)降低約50×10 3 千卡/噸，有較大的節(jié)能效果。因此，合理利 用熱送、熱裝、初軋坯直接軋制技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)直接化、連續(xù)化和自 動(dòng)化的軋鋼工藝節(jié)能方向的重要手段。

2 影響到軋鋼工序能耗的具體因素分析

2.1加熱溫度的影響

軋鋼工序能量消耗主要包含有三個(gè)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(gè)因素便是其加熱溫度。通過(guò)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(huì)在溫度下降的同時(shí)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(cuò)，能耗也能得到下降， 加熱溫度可做適當(dāng)?shù)慕档汀?/p>

2.2 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(duì)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(huì)更多。同時(shí)，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。

2.3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(shí)

際生產(chǎn)過(guò)程中，燃料消耗量會(huì)受到不同鋼種加熱工藝、溫度以及時(shí) 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(huì)造成多余的浪費(fèi)。

3 軋鋼工藝節(jié)能的途徑

3.1 革新軋鋼加熱爐節(jié)能技術(shù)

軋鋼加熱爐是進(jìn)行軋鋼加工時(shí)耗能最大的設(shè)備，是整個(gè)工序中 節(jié)能的重點(diǎn)。目前采用的節(jié)能技術(shù)主要是蓄熱式燃燒技術(shù)，它的燃 料能耗指標(biāo)極大下降，具有良好的節(jié)能效果。此外，利用蓄熱式燃 燒技術(shù)，可在最大程度上回收爐內(nèi)的煙氣和熱量，尤其是有害氣體的排放量，如二氧化碳以及氮氧化物的排放，這種技術(shù)在降低能耗 的同時(shí)減少了制造成本。此種加熱爐內(nèi)部表面積巨大，可充分應(yīng)用 到加熱爐絕熱的技術(shù)以及高溫節(jié)能涂料，內(nèi)襯耐火澆注材料，大大 提高了燃燒效率，降低滑軌熱損失。與革新前的加熱爐相比，在消 耗能源一定的情況下，可持續(xù)發(fā)揮熱量，提高產(chǎn)量。

3.2 優(yōu)化軋鋼生產(chǎn)工藝

生產(chǎn)工藝的每一小步優(yōu)化相整合，可明顯展現(xiàn)整體工藝流程節(jié)

能減排的效果。根據(jù)軋鋼過(guò)程的成品鋼種類、訂單數(shù)量、熱坯料、 設(shè)備狀況不同，設(shè)定不同的生產(chǎn)工藝。在生產(chǎn)工藝上，必須做到當(dāng) 料廠的高級(jí)等熱坯達(dá)到一定量時(shí)，馬上安排裝爐。在裝爐的過(guò)程中， 冷、熱坯應(yīng)連續(xù)裝爐，減少混裝現(xiàn)象，最大限度上提高生產(chǎn)效率， 降低能源的消耗。

3.3 適當(dāng)降低加熱溫度

合理的開(kāi)軋溫度視鋼種、鋼材性能、軋機(jī)能力及操作水平而定。

經(jīng)計(jì)算證明，當(dāng)降低出爐溫度后，雖會(huì)引起電耗的增加，但是燃料 的節(jié)約遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電耗的增加。在節(jié)約電能的基礎(chǔ)上還能減少鋼材的 氧化損失。鋼坯出爐時(shí)的斷面溫差與加熱溫度是各階段的實(shí)際參數(shù) 綜合控制的結(jié)果，若要對(duì)各階段耦合結(jié)果未知性加以介紹，可按照 鋼種規(guī)格的不同適當(dāng)降低加熱溫度。此外，若爐內(nèi)鋼坯的溫度超過(guò) 300℃，可適當(dāng)減少加熱時(shí)間，達(dá)到節(jié)能效果。

3.4 提升熱送坯料熱裝率與熱裝溫度

一方面，鋼廠應(yīng)根據(jù)實(shí)際熱送熱裝工作需求，建立完善的信息

化系統(tǒng)，實(shí)時(shí)追蹤坯料溫度。在以往傳統(tǒng)生產(chǎn)中，采用手工或定點(diǎn) 測(cè)溫的方式追蹤坯料的溫度，該方式不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)追蹤，且準(zhǔn)確性 較低。由此應(yīng)利用回歸分析方法，在考慮季節(jié)、坯料斷面以及鋼材 種類的基礎(chǔ)上，為坯料溫度與連鑄機(jī)建立時(shí)間關(guān)系模型。同時(shí)，還 應(yīng)不斷完善訂單管理系統(tǒng)，要求裝爐人員嚴(yán)格遵照訂單要求進(jìn)行組 織生產(chǎn)。除此之外，由于熱裝溫度與熱裝率在某些情況下會(huì)出現(xiàn)沖 突，此時(shí)還應(yīng)根據(jù)實(shí)際節(jié)能效果平衡兩者關(guān)系，建立完善的評(píng)價(jià)機(jī) 制。另一方面應(yīng)優(yōu)化生產(chǎn)組織，提高熱送坯料的熱量利用率，由于 訂單品種、交貨時(shí)間以及軋批次的厚度差等均屬于熱裝生產(chǎn)的約束 條件，對(duì)此，生產(chǎn)期間應(yīng)充分考慮這些約束條件，制定合理可行的 生產(chǎn)順序，從而最大程度地發(fā)揮熱裝效果。同時(shí)，生產(chǎn)期間工作人 員應(yīng)嚴(yán)格遵照裝爐原則，當(dāng)料場(chǎng)高級(jí)熱坯料達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)并達(dá)到一定量 時(shí)應(yīng)立即裝爐。裝爐期間，冷熱坯料連續(xù)塊數(shù)應(yīng)盡量大，以免出現(xiàn) 冷熱坯料混裝問(wèn)題。除此之外，不同等級(jí)的熱坯料還應(yīng)制定各自的 加熱時(shí)間，安排實(shí)際生產(chǎn)。

3.5 優(yōu)化爐燒嘴設(shè)計(jì)

目前許多企業(yè)應(yīng)用的燃料是焦?fàn)t煤氣，但爐燒嘴的材質(zhì)仍然是

按照燃油混合煤氣來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。此種爐燒嘴型號(hào)偏大，在實(shí)際生 產(chǎn)中只能調(diào)節(jié)其中的 20%調(diào)節(jié)性能差，且燃燒效果不明顯。可通過(guò) 先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)重新設(shè)計(jì)爐燒嘴，使其可靈活調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度，提高 火焰剛度。

3.6 減少冷卻水消耗量，回收利用冷卻水介質(zhì)余熱

可以適當(dāng)提高冷卻水的出水口溫度，通過(guò)這種改變可大幅度的

降低冷卻水需要量。經(jīng)相關(guān)測(cè)算，若在現(xiàn)有基礎(chǔ)上將出入口溫度提 高 10℃，冷卻水的消耗量可減少 40%左右。此外，可利用回收的冷 卻介質(zhì)余熱，不僅節(jié)約用水量，并且可減少爐內(nèi)熱損失，回收利用 余熱蒸汽，提高成品的質(zhì)量。從目前情況來(lái)看，諸如高溫?zé)崴?、?yōu) 化軋制工藝、使用節(jié)能型加熱爐等方法都有著廣泛應(yīng)用，而且效果 很好。今后還需對(duì)現(xiàn)有技術(shù)加以改善，并繼續(xù)研究新技術(shù)，比如無(wú) 頭軋制技術(shù)等，達(dá)到更好的節(jié)能效果。

參考文獻(xiàn)

[1]李海軍.關(guān)于我國(guó)軋鋼工藝節(jié)能的方向與途徑探討[J].

中國(guó)科技縱橫，2015（5）.