中厚板軋鋼生產(chǎn)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用研究

陳 磊，劉 裕

（新余鋼鐵股份有限公司中厚板廠，江西 新余 338001）

我國的鋼鐵工業(yè)在世界上起步相對較晚，在這飛速發(fā)展的幾十年中，由于需求的導(dǎo)向，起一直以生產(chǎn)效率和質(zhì)量為根本，但卻忽略了生產(chǎn)過程中的能源和污染問題，特別是最后一道軋鋼工序，有著高能耗、重污染的特點。數(shù)據(jù)顯示，軋鋼生產(chǎn)在全國能耗中占有很大的比例，但同時，也意味著我國的鋼鐵生產(chǎn)還有很大的技術(shù)提升空間。如何合理的應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，使鋼鐵生產(chǎn)能實現(xiàn)鋼材生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排，是我們需要思考的[1]。

1 關(guān)于我國中厚板軋鋼生產(chǎn)過程中的能耗問題分析

鋼鐵生產(chǎn)是我國傳統(tǒng)的重工業(yè)，其為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的支撐作用，但據(jù)數(shù)據(jù)顯示，改革開放這幾十年來，我國鋼鐵行業(yè)所消耗的能源就占我國總消耗12%，而軋鋼消耗的能量占鋼鐵行業(yè)能源消耗的20%～30%，其主要影響因素有3方面。

1.1 加熱溫度

在生產(chǎn)過程中，加熱溫度是重要的能耗原因，據(jù)相關(guān)調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)在軋鋼工序中鋼坯的加熱溫度會對單位熱量消耗產(chǎn)生極大的影響：如：鋼坯溫度在1100℃～1200℃之間時，則鋼坯加熱溫度每下降10℃，相關(guān)能耗都有所下降，那么如何在生產(chǎn)過程中，如何使鋼坯能在生產(chǎn)范圍中適當(dāng)降低加熱溫度，則能有效降低能耗。

1.2 軋鋼爐的熱效率

在中厚板軋鋼生產(chǎn)中，軋鋼爐的熱效率直接影響著能源消耗。若軋鋼爐有著較高的熱效率，則在軋鋼過程中熱能能得到充分利用，燃料消耗則會變少。因此，如何提高軋鋼爐子的熱效率，使燃料能發(fā)揮更多的熱量，同時，減少軋鋼過程中的熱量流失，也是提高熱效率的關(guān)鍵辦法之一，因此我們可從這兩方面來進(jìn)行改進(jìn)提升[2]。

1.3 提高熱送熱裝比例

連鑄坯熱送熱裝技術(shù)是指在400℃以上溫度裝爐或先放入保溫裝置，協(xié)調(diào)連鑄與軋鋼生產(chǎn)節(jié)奏，然后待機(jī)裝入加熱爐，從而大幅降低加熱爐能耗的一種節(jié)能技術(shù)。它是集生產(chǎn)計劃編制、鋼水冶煉、連鑄、鑄坯輸送、加熱軋制和調(diào)度管理等一系列技術(shù)為一體的綜合性節(jié)能技術(shù)。通過提高熱送熱裝比例，從而實現(xiàn)加熱節(jié)能的目的。

2 我國現(xiàn)有的中厚板軋鋼生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)

近年來，隨著我國人民意識的提高，我國在軋鋼工作中也進(jìn)行了相關(guān)研發(fā)，也提出了多種軋鋼生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)，其主要有以下幾方面[3]。

2.1 絕熱技術(shù)與爐內(nèi)涂料技術(shù)

實現(xiàn)軋鋼爐的保溫能有效減少能源的消耗，但事實生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)需要，軋鋼生產(chǎn)過程中軋鋼爐因為體積和材質(zhì)的原因，起散熱性很好，這對于軋鋼生產(chǎn)以及節(jié)能是十分不利的，因此我國研發(fā)人員首先考慮的是通過在高溫軋鋼爐內(nèi)壁涂抹碳化硅粉等耐火保溫材料，以此減少軋鋼爐的熱量流失，從而起到保溫的作用，達(dá)到節(jié)能的目的。

2.2 蓄熱式燃燒技術(shù)

高效的加熱方式能有效降低燃料消耗，在研究中我們發(fā)現(xiàn)若能循環(huán)利用加熱爐中的煙氣熱量，采取蓄熱燃燒的方式，則能提高燃料的燃燒率和使用率，其能節(jié)約能源20%左右。且煙氣經(jīng)過燃燒，也有效減少了排氣中的有毒有害其他，減少了廢棄的排放，有效維持了生態(tài)系統(tǒng)的平衡。不僅如此，這種燃燒技術(shù)因為提高了燃料利用率，起也有效降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效益。這是一種應(yīng)用廣、實用價值高的生產(chǎn)技術(shù)。

2.3 低溫軋制與軋制工藝潤滑技術(shù)

冷軋是目前我們研發(fā)的重點，其可以通過較低溫度來進(jìn)行軋制，因其所需工作溫度較低，則能有效減少燃料的消耗，但同時材料的變形抗力和軋制功率也隨之增大，這意味著雖然減少燃料，但在軋制功率上又增大了相關(guān)投入，兩兩抵消則實際意義不大。但隨著研究的更進(jìn)步，研究人員們發(fā)現(xiàn)在低溫軋制工程中增加工藝潤滑技術(shù)，能有效降低軋機(jī)軋制時消耗的能耗，有實驗證明軋制過程中增加潤滑技術(shù)能有效降低軋制動力的消耗，約為8%。

3 軋鋼生產(chǎn)中節(jié)能技術(shù)的發(fā)展建議

我國的科技在飛速進(jìn)步，很多技術(shù)也在逐步完善，若能將現(xiàn)代化技術(shù)與傳統(tǒng)的中厚板軋鋼生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，則能有效實現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排，對此我們可從幾方面出發(fā)。

3.1 使用變頻調(diào)速電機(jī)，實現(xiàn)電機(jī)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

在軋鋼過程中會消耗大量的電能，要實現(xiàn)節(jié)能減排，首先要考慮的則是如何減少電能的浪費(fèi)?，F(xiàn)代軋鋼節(jié)能生產(chǎn)中，首先則是對電機(jī)進(jìn)行改革優(yōu)化，避免傳統(tǒng)的“大馬拉小車”，采用變頻調(diào)控技術(shù)，使其能根據(jù)生產(chǎn)需求自動調(diào)節(jié)提供生產(chǎn)所需的電能，通過對電機(jī)節(jié)能的改造，整個軋鋼工藝過程中電能消耗能降低20%～40%，是非常有實用性的節(jié)能技術(shù)。

3.2 對加熱爐進(jìn)行部分改造，實現(xiàn)燃料節(jié)能減排

軋鋼工藝中加熱爐是能耗的關(guān)鍵，其負(fù)責(zé)中厚板軋鋼生產(chǎn)的主要溫度、動力供給，其是能耗的主要所在，因此在對軋鋼生產(chǎn)節(jié)能改造過程中，關(guān)鍵在于對加熱爐的改造，對此我們科從幾方面考慮：①首先采用現(xiàn)有的蓄熱式燃燒技術(shù)，把蓄熱燃燒技術(shù)運(yùn)用到加熱爐中一方面能使企業(yè)最大限度的回收爐內(nèi)煙氣熱量，能降低20%左右的能源損耗；另一方面，通過蓄熱燃燒能有效降低煙氣中二氧化碳和氮氧化物，能減少有害氣體的排放，減少對空氣的污染；②加熱爐絕熱技術(shù)，通過一些節(jié)能保溫涂料的應(yīng)用，能有效減少熱量的損耗，因此研發(fā)新的保溫、耐高溫材料，將其使用在加熱爐內(nèi)部，能有效提高加熱爐的生產(chǎn)效益，降低企業(yè)在軋鋼過程中的能耗，這對企業(yè)和社會都有重要的現(xiàn)實意義。③除此之外，還可以通過對軋鋼爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，通過增加氣密性，從而減少熱量流失；改良軋鋼爐的結(jié)構(gòu)，減少能源物質(zhì)輸入、鋼坯置入所需流程，盡量減少流程，減少過程中的能源損耗。

3.3 優(yōu)化低溫軋制與軋制潤滑技術(shù)

低溫軋制是未來軋鋼節(jié)能技術(shù)的重要發(fā)展方向，但目前的研究中低溫軋制所節(jié)約的能耗與用于材料變形抗力和軋制功率的能耗成反比，此消彼長，導(dǎo)致效果不理想，因此如何通過潤滑技術(shù)的應(yīng)用來降低軋機(jī)在軋制時消耗的能源部，是我們不是必須要有要思考的問題，對此我們應(yīng)加強(qiáng)軋鋼工藝的潤滑研究，通過潤滑來提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的通常先，降低過程中的動力消耗，以此實現(xiàn)在低溫軋制過程中節(jié)約燃料的同事，減少因為抗力和軋制功率產(chǎn)生的能耗，使其能達(dá)到兼顧、共贏。

3.4 通過計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)精準(zhǔn)控制，實現(xiàn)節(jié)能減排

計算機(jī)技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用已逐步成熟，將這些先進(jìn)的信息化管理技術(shù)應(yīng)用到鋼鐵生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，能實現(xiàn)對傳統(tǒng)軋鋼生產(chǎn)線的改造，對此我們可通過電子計算機(jī)的應(yīng)用，對軋鋼生產(chǎn)過程中的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，找到最優(yōu)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，再通過技術(shù)人員對計算機(jī)下達(dá)精確生產(chǎn)的指令，從而實現(xiàn)優(yōu)化生產(chǎn)、優(yōu)化能源使用。除此，遠(yuǎn)程智能輸入輸出設(shè)備也是接下來必須要考慮的方向，通過遠(yuǎn)程智能控制減少不必要的安裝環(huán)節(jié)，實現(xiàn)能源、人工的消耗。

4 結(jié)語

鋼鐵行業(yè)一直以來都是能源消耗的重點，要實現(xiàn)節(jié)能減排首先要對鋼鐵生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行梳理，對每一個能耗節(jié)點進(jìn)行分析、改造，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的，除了從設(shè)備上實現(xiàn)節(jié)能減排外，還贏加強(qiáng)技術(shù)人員培訓(xùn)，只有將人員技術(shù)優(yōu)勢和人工智能精確控制技術(shù)結(jié)合起來，才能進(jìn)一步提高軋鋼生產(chǎn)的技術(shù)含量，實現(xiàn)生產(chǎn)過程節(jié)能減排的同時提高軋鋼生產(chǎn)的效率化。當(dāng)然，這還需要我們不斷的研究，不斷的在鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)運(yùn)用新技術(shù)、新材料，優(yōu)化技術(shù)、優(yōu)化管理、優(yōu)化設(shè)備，只有這樣才能實現(xiàn)我國鋼鐵行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。