軋鋼加熱爐節(jié)能技術(shù)研究

胡江寧 趙明博

東北特殊鋼集團(tuán)股份有限公司大連基地第二軋鋼廠 遼寧大連 116000

加熱爐在軋鋼工藝中是重要的工序能耗消耗環(huán)節(jié),降低加熱爐的能耗及鋼坯的氧化燒損對整個(gè)軋鋼工藝降低成本意義重大。

1 加熱爐發(fā)展趨勢概述

加熱爐為軋鋼廠生產(chǎn)工序中最為重要的一項(xiàng)設(shè)備，同時(shí)也為生產(chǎn)工序中耗能最高的一項(xiàng)設(shè)備。因此，對加熱爐予以改進(jìn)的主要目的即為，除需完成金屬軋前的加熱工作外，還應(yīng)盡可能提升加熱爐生產(chǎn)指標(biāo)，降低能耗。雖傳統(tǒng)加熱爐的排煙方式、供熱方式已在生產(chǎn)實(shí)踐方面獲得一定成就，但尚存在部分能耗問題并未得以解決。因此，加熱爐改進(jìn)方式眾多，而引進(jìn)人工智能化則為一項(xiàng)較為理想的途徑。伴隨近幾年計(jì)算機(jī)技術(shù)及人工智能理論的發(fā)展，各項(xiàng)檢測設(shè)備及儀表性能也隨之不斷提高，模糊控制及專家系統(tǒng)等技術(shù)目前已于加熱爐燃燒控制領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。

2 當(dāng)前軋鋼加熱爐節(jié)能技術(shù)在應(yīng)用時(shí)存在的不足之處

2.1 該技術(shù)的優(yōu)化革新工作不到位

由于我國的鋼材行業(yè)及發(fā)展起步時(shí)間較晚，所以相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展也較為落后。現(xiàn)階段，我國所使用的軋鋼加熱爐的控制系統(tǒng)大多數(shù)是從國外的設(shè)計(jì)系統(tǒng)引進(jìn)，并在此基礎(chǔ)上加以改造，所以軋鋼加熱爐使用過程中，由于國內(nèi)外的使用環(huán)境存在一定差異，這就造成加熱爐在使用過程中不能滿足企業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求，進(jìn)而在應(yīng)用過程中出現(xiàn)問題。

2.2 企業(yè)的軋鋼加熱爐管理工作不規(guī)范

由于軋鋼加熱爐在長期的使用過程中，受自身的工作環(huán)境等各方面因素的限制，在使用時(shí)容易使其控制系統(tǒng)存在一定的缺陷，在具體工作中就不能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)化的加熱過程，這就導(dǎo)致該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)不僅不能夠產(chǎn)生節(jié)能的效果，在一定程度上也會(huì)造成熱量的加劇消耗，導(dǎo)致所產(chǎn)生的鋼材不能夠滿足預(yù)期的需求，給該技術(shù)的使用造成了一定的不利影響。同時(shí)，由于目前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為迅速，對于鋼材的需求量也在不斷上升，這就造成鋼材企業(yè)在鋼材市場中，僅僅重視軋鋼的數(shù)量，對于其質(zhì)量不僅沒有提高相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，而且還產(chǎn)生了一定忽視的情形，在鋼鐵企業(yè)的管理過程中存在嚴(yán)重的缺陷，降低了軋鋼產(chǎn)品的質(zhì)量[1]。

2.3 其他方面問題

加熱爐為體型較為龐大的一類煅燒加熱設(shè)備，若設(shè)備內(nèi)零件一旦遭受損害，將會(huì)降低加熱爐功能，除產(chǎn)生堵塞損壞及漏氣漏火等現(xiàn)象外，將會(huì)引發(fā)眾多耗能問題。首先為換熱器損壞。一旦換熱器導(dǎo)管封死，將會(huì)降低均熱段煅燒風(fēng)量，而換熱器所產(chǎn)生的老化腐蝕現(xiàn)象，也會(huì)導(dǎo)致煤氣的自燃、泄露。其次，爐底結(jié)渣。當(dāng)產(chǎn)生加熱爐爐壓未得以良好控制或加熱爐負(fù)荷提高時(shí)，加熱爐的吸冷風(fēng)現(xiàn)象均會(huì)得以加劇，產(chǎn)生較為嚴(yán)重的爐底結(jié)渣現(xiàn)象。再次，爐內(nèi)閥門損壞、煤氣熱值波動(dòng)及水管結(jié)構(gòu)均會(huì)導(dǎo)致加熱爐熱量流失。而加熱爐在長期超負(fù)荷運(yùn)行下，將會(huì)減短自身使用壽命[2]。

3 軋鋼加熱爐節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 加熱爐燃耗的降低

影響加熱爐燃耗的消耗的因素較多，比如加熱爐耐材的脫落及損壞程度，加熱爐各種爐門、孔洞的熱損失，加熱爐燃燒系統(tǒng)的控制。因加熱爐耐材、爐門及孔洞等在生產(chǎn)中難以控制，本文僅就燃燒控制對燃耗的影響進(jìn)行分析研究，燃燒控制對加熱爐燃耗的影響主要包括空燃比的控制，爐溫的控制以及爐壓的控制等。

空燃比又稱為空氣系數(shù)，空燃比的合理配置有利于降低燃料單耗，如果空氣的比例太高，會(huì)導(dǎo)致爐溫降低，則需要更多的燃料來加熱鋼坯導(dǎo)致燃料消耗增大。如果燃料比例太高，燃料則不能完全燃燒必然導(dǎo)致燃耗過高。此外，因燃料未能在爐膛內(nèi)完全燃燒，燃料可能外泄，如果是煤氣外泄則可能導(dǎo)致安全事故。未完全燃燒的燃料進(jìn)入煙道后也有可能產(chǎn)生二次燃燒，此種情況則有可能損壞煙道中的預(yù)熱器等設(shè)備。

爐溫和爐壓的控制對燃料的消耗也有一定的影響。爐溫過高會(huì)導(dǎo)致燃料的消耗過高，排煙的溫度也會(huì)升高從而造成燃料單耗的升高。爐壓過高則可能會(huì)導(dǎo)致加熱爐出現(xiàn)爐門、孔洞等冒火現(xiàn)象，這會(huì)導(dǎo)致熱量的損失從而導(dǎo)致加熱爐燃料消耗的升高。

加熱爐的熱值儀有利于空燃比的準(zhǔn)確設(shè)定，殘氧分析儀可對空燃比的設(shè)定進(jìn)行有效監(jiān)控，使空燃比配置在合理的范圍之內(nèi)。

3.2 提高工作人員的技術(shù)水平，組建專業(yè)的節(jié)能技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)

工作人員的技術(shù)水平與軋鋼加熱爐節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用效果息息相關(guān)，所以要想進(jìn)一步發(fā)揮軋鋼加熱爐節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用效果，就要注重對工作人員專業(yè)素質(zhì)及技能水平的提高，組建專業(yè)的節(jié)能技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)。首先，企業(yè)需要針對技術(shù)工作人員進(jìn)行理論知識(shí)培訓(xùn)，使工作人員掌握技術(shù)的基本原理、操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，增強(qiáng)知識(shí)儲(chǔ)備。適當(dāng)增加實(shí)踐培訓(xùn)在培訓(xùn)活動(dòng)中的比重，使工作人員在實(shí)踐操作中提升技術(shù)應(yīng)用技能和水平，了解企業(yè)對軋鋼加熱爐節(jié)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用狀況，做到理論與實(shí)際相結(jié)合，推動(dòng)企業(yè)的節(jié)能技術(shù)進(jìn)一步改革和創(chuàng)新。其次，企業(yè)要加強(qiáng)與科研院校、高等院校的交流與合作，構(gòu)建合作機(jī)制，在為企業(yè)提供人才支持的同時(shí)，加速科技成果轉(zhuǎn)化，促進(jìn)合作各方的共同發(fā)展。最后，企業(yè)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定獎(jiǎng)懲制度，一方面，激勵(lì)優(yōu)秀員工創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用、激發(fā)工作熱情；另一方面，對工作態(tài)度不端正、操作失誤糾正不及時(shí)的員工給予適當(dāng)懲罰[3]。

4 結(jié)語

綜上，目前我國軋鋼廠中普遍存在能耗過大等問題，此也為導(dǎo)致我國軋鋼廠生產(chǎn)成本較高的一項(xiàng)重要原因。因此，將軋鋼工藝節(jié)能技術(shù)應(yīng)用至加熱爐工藝改進(jìn)中具備重要意義。軋鋼廠可借助多功能爐襯的加熱爐引入、降低爐膛內(nèi)熱損失等措施，改進(jìn)加熱爐工藝。借此除可降低鋼鐵在生產(chǎn)過程中的能耗外，還可實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約，推動(dòng)企業(yè)長期可持續(xù)發(fā)展，并在一定程度上改善生態(tài)環(huán)境。