我國軋鋼工藝的節(jié)能方向及途徑探究

周建波

(方大集團萍安鋼鐵有限責任公司，江西 萍鄉(xiāng) 337000)

為了積極響應(yīng)國家提出的“節(jié)能減排”號召，我國的鋼鐵企業(yè)紛紛采取了一定措施，從生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備等諸多角度去追求節(jié)能的目標，并已經(jīng)初步取得了一定的成績，使得軋鋼環(huán)節(jié)對于能源的消耗量大幅度下降。盡管如此，我國軋鋼工藝的節(jié)能效果與歐美等發(fā)達國家相比依然有較大的差距。從軋鋼的各個工序的節(jié)能效果來看，導(dǎo)致能源消耗量高居不下的主要原因在于加熱爐的能源消耗控制方面。如何落實國家的“節(jié)能減排”號召，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)的宏遠目標，不斷推動我國鋼鐵生產(chǎn)的低能耗發(fā)展，就成為了我國鋼鐵行業(yè)必須要去從實踐中探索的問題。

1 節(jié)能方向

鋼鐵的生產(chǎn)分為若干道工序，如煉鋼、加熱、鑄錠等工序。雖然這些工序具有一定的聯(lián)系，但其紛紛具有各自的獨立性，任何一道工序的生產(chǎn)均是獨立存在的，每一道工序都需要分別進行加熱、冷卻等環(huán)節(jié)。正因如此，鋼鐵的生產(chǎn)需要耗費大量的能源，即便采取了一定的節(jié)能措施，但由于生產(chǎn)工序不能合并在一起進行，才會使得鋼鐵生產(chǎn)的節(jié)能效果不盡如意。這其中，軋鋼的生產(chǎn)對于能源資源的消耗量最大。眾所周知，軋鋼具有一定的復(fù)雜性和繁瑣性，從初軋到最后的成才需要經(jīng)過多道工序，且每一道工序基本需要對軋鋼進行3次以上的加熱，否則就會對軋鋼的品質(zhì)造成影響。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計顯示，軋鋼生產(chǎn)過程中，每一次加熱均需要耗費大量的煤炭，每噸軋鋼的平均加熱耗費量約為60～120kg之間，具體的耗費量會根據(jù)加熱爐的節(jié)能效果有所不同。正因如此，現(xiàn)階段我國軋鋼工藝的主要發(fā)展方向就是提高生產(chǎn)過程中的節(jié)能效果，并對傳統(tǒng)的軋鋼生產(chǎn)工藝進行改進，最終實現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)的自動化和智能化。想要實現(xiàn)這一目標，就必須采取改進生產(chǎn)技術(shù)、改變軋機的布局、改進軋制方式等措施。

1.1 改變軋機布局，避免反復(fù)加熱，控制軋制火次

想要實現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)的全自動化并非易事，如何將各個生產(chǎn)工序結(jié)合在一起就成為了一大問題。從實踐的角度來看，合理控制各個軋機的布局，保證軋鋼生產(chǎn)的連續(xù)性有助于實現(xiàn)這一目標。因此，鋼鐵企業(yè)必須重視軋機位置的設(shè)計工作，將具有相關(guān)聯(lián)系的軋機擺放在一起。如鋼鐵企業(yè)可以將連鑄機與軋鋼機擺放在一起，從而確保實現(xiàn)熱送、熱裝的目的。另外，鋼鐵企業(yè)還要強化對于加熱環(huán)節(jié)的控制，避免出現(xiàn)反復(fù)加熱，浪費能源資源的情況。若在條件允許的情況下，鋼鐵企業(yè)還可以將生產(chǎn)使用的鋼錠變成連鑄坯，從而降低加熱環(huán)節(jié)的能源消耗量。實踐證明，這種方式不僅會降低軋鋼生產(chǎn)中的能源消耗，而且有利于提高成材率。

1.2 改進軋制方式

根據(jù)軋鋼生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，當加熱爐的溫度升高100℃時，加熱爐對于能源的消耗量就會降低10%左右。一般來說，軋鋼生產(chǎn)中除了均熱爐以外的設(shè)備，均為冷裝料。所以生產(chǎn)軋鋼時，必須確保能夠從運輸?shù)慕嵌葘崿F(xiàn)車間之間的熱送和熱裝。因此，鋼鐵企業(yè)必須強化對于生產(chǎn)工序的控制，深入研究軋鋼的各個生產(chǎn)工序，并結(jié)合各個設(shè)備的特點，對生產(chǎn)方式進行改良。一般在初軋完成后，需要對軋鋼冷卻后進行再次加熱，若跳過冷卻和加熱的工序，直接將鋼坯軋制成材，不僅可以減少生產(chǎn)工序，且對于能源的消耗量也會明顯下降。這種方式有利于提高軋鋼的生產(chǎn)效率，縮短軋鋼的生產(chǎn)時間，實現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)的自動化。由此可見，改進軋制方法不僅僅是軋鋼工藝的發(fā)展所需，更是實現(xiàn)節(jié)能的一種有效途徑。

2 軋鋼工藝節(jié)能的途徑

2.1 節(jié)約熱能的途徑

作為軋鋼生產(chǎn)的主要耗能，熱能在整個軋鋼生產(chǎn)的過程中，占據(jù)相當高的總能耗比例。雖然熱能的消耗量巨大，但其也具有相對較高的節(jié)能空間，故而鋼鐵企業(yè)必須將節(jié)約熱能作為軋鋼節(jié)能的主要方向。

鋼鐵企業(yè)要對現(xiàn)有的加熱爐進行改進，添加一些節(jié)能措施，若在條件允許的情況下，還可以將加熱爐更換為節(jié)能型加熱爐。加熱爐的節(jié)能措施主要包括以下幾點：一是增加加熱爐的長度。當加熱爐爐身的長度增加之后，熱能的利用率會進一步得到提高，并能在一定程度上對爐尾的廢氣溫度進行控制，避免出現(xiàn)爐尾廢氣溫度較高的情況。從實際應(yīng)用效果來看，每當加熱爐的爐身長度增加1m后，鋼坯的溫度就可以提高20～30℃左右，同時將廢氣的溫度降低30℃左右，從而在一定程度上避免熱能的損失。二是提高爐壁的絕熱效果。鋼鐵企業(yè)可以在加熱爐的爐壁外側(cè)添加一層絕熱層，從而降低加熱爐的熱量流失，確保加熱爐的內(nèi)部溫度始終保持在理想的溫度范圍之內(nèi)。三是強化對于加熱工藝的控制。在計算機技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，鋼鐵企業(yè)通過計算機就可以查看加熱爐的爐溫、風量以及燃料的燃燒情況等因素，并根據(jù)加熱爐的實際情況合理控制燃料的使用，避免出現(xiàn)燃料浪費的情況。四是提高廢氣的利用率。一般來說，加熱爐的熱量的流失途徑主要是廢氣的排放，且廢氣一般會消耗掉加熱爐內(nèi)40%左右的溫度，若鋼鐵企業(yè)能夠采取合理的方式實現(xiàn)對廢氣的循環(huán)使用，則能在一定程度上降低能源的消耗量。如企業(yè)可以通過使用換熱器、熱量回收蒸汽以及熱水來實現(xiàn)電力的生產(chǎn)等，從而在最大程度上使用熱能。盡管目前有多種節(jié)約熱能的方式和途徑，但由于客觀因素的影響，許多方法并不具有實用價值，所以導(dǎo)致很多鋼鐵企業(yè)并未落實節(jié)約熱能的方法。因而企業(yè)在選擇節(jié)能途徑的時候，必須從自身的發(fā)展角度出發(fā)，結(jié)合企業(yè)的未來發(fā)展規(guī)劃，對節(jié)能途徑進行合理的選擇。

2.2 節(jié)約電能的途徑

從各個車間對于電能的消耗量來看，冷軋車間的消耗量最大。盡管近年來我國通過多種途徑提高了電能的生產(chǎn)量，但電能依然屬于較為緊張的一種能源資源。在軋鋼的生產(chǎn)過程中，使用液心軋制、保溫罩、帶坯熱卷取箱等方式和技術(shù)均能實現(xiàn)對于電能的有效節(jié)約。在對鋼材進行熱軋時，使用潤滑熱軋的方式可以節(jié)約6%左右的電能，而且還能有效降低軋制所造成的壓力，并使得壓力下降20%左右。與此同時，電機運轉(zhuǎn)所造成的功率消耗最大可下降25%。這種方式不僅可以達到節(jié)約能源的目的，更能在一定程度上提高電機的使用壽命，節(jié)約生產(chǎn)成本。此外，鋼鐵企業(yè)還要重視使用效率較高的軋制技術(shù)。如在使用大壓下量軋機時，通過大壓下量的軋制能夠減少軋機的使用頻率，提高鋼坯的整體尺寸以及重量，并直接較少軋制過程中所需的火次，在真正意義上實現(xiàn)一火成材。此外，鋼鐵企業(yè)還要對使用頻率較高的軋機進行改良，尤其要重視對于電氣設(shè)備的改良，盡量增加一些具有節(jié)約電能效果的技術(shù)。如鋼鐵企業(yè)可以使用可控硅的供電方式，并使用可控硅設(shè)備來替代軋機的發(fā)電機組設(shè)備，實現(xiàn)對電能消耗的控制。

2.3 節(jié)約水資源的途徑

在軋鋼的生產(chǎn)過程當中，水資源的使用量較大，而且水能源是進行軋鋼生產(chǎn)的基礎(chǔ)，其重要作用毋庸置疑。從實際角度來看，我國很多鋼鐵企業(yè)過于重視對于能源資源的節(jié)約，反而忽視了對于水資源的節(jié)約。不僅沒有采取合理的節(jié)水措施，反而不注重水資源的循環(huán)利用。正因如此，水資源的浪費嚴重現(xiàn)象也就成為了軋鋼生產(chǎn)中的一種常態(tài)。為了達到節(jié)約水資源的目的，鋼鐵企業(yè)應(yīng)當從思想意識的角度做起，企業(yè)全體人員應(yīng)當樹立節(jié)水意識，并將節(jié)水意識落實到軋鋼生產(chǎn)當中。如在中軋、爐尾、出鋼等環(huán)節(jié)均需要使用水資源對軋鋼進行冷卻，鋼鐵企業(yè)可以在這些環(huán)節(jié)中建設(shè)冷卻水閉路循環(huán)系統(tǒng)，提高水資源的利用率，減少不必要的浪費。其次，鋼鐵企業(yè)還要從強化管理體系的角度入手。根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)的實際情，建立健全具有合理性和實用性的水資源管理體系，強化對水資源的使用和管理。最后，企業(yè)要強化對于節(jié)約水資源措施的監(jiān)督和管理，督促各車間落實節(jié)水措施，并從節(jié)水措施的實際應(yīng)用的角度出發(fā)，有針對性的不斷對其進行改進。

3 結(jié)語

總之，在節(jié)能理念深入人心的背景下，我國的軋鋼生產(chǎn)不僅要追求生產(chǎn)方式的改變，更要不斷推動軋鋼生產(chǎn)向著節(jié)能化的方向發(fā)展。通過多種途徑，實現(xiàn)對熱能、電能和水資源的節(jié)約，提高各項能源資源的利用率。這既可以達到節(jié)約能源的根本目的，又能降低軋鋼的生產(chǎn)成本，推動我國鋼鐵行業(yè)的健康發(fā)展。