轧钢工序节能技术及节能实践

轧钢工序节能技术及节能实践

郭栋王茂伟葛林楠

郭栋王茂伟葛林楠

河钢股份有限公司承德分公司板带事业部河北省承德市067000

摘要：轧钢生产耗能相当之大，其节能潜力也非常大，因此推进轧钢技术迫在眉睫，并且也具有十分重要的现实意义。文章通过实例分析，重点就轧钢工序节能技术及节能实践进行研究，以供参考。

关键字：轧钢工序；节能技术；节能实践；研究

引言

对目前我国轧钢工程来说，其耗能量占冶金工业总量的12％，所以研究轧钢工序的节能技术对于降低冶金能耗量具有重要意义。近几年来，扎钢领域已经采取了多项节能减排技术，例如无头轧制、连铸坯热送热装置、在线热处理和加热炉加热、轧制等，可是从目前的耗能消耗总量来说，并没有达到理想的节能降耗效果，其原因主要是由于近几年我国的钢铁加工企业为了提高产品的竞争力和附加值，并且进一步满足市场的需要，对轧钢产品进行了深加工，对生产工序进行延伸，从而提高了产品工序的耗能水平。

1轧钢工序节能技术发展趋势

在热轧生产过程中，轧钢工序钢坯加热消耗的热能比较高，将典型的棒材轧机作为生产能耗。钢坯加热过程中，会消耗大量的能量，占据80％，但是使用轧钢能耗的仅仅占据17％。随着节能技术不断发展，能源消耗使用于钢坯的比例越来越小，所以一些普通的钢材轧钢的使用工序之所以能够产生节能效果，这主要因为热炉，在特殊的钢材轧钢处理工序中，这是一个有效的处理方法。

2轧钢工序节能技术研究

2.1加热炉节能技术

第一，蓄热式燃烧技术。该技术具有余热回收高、高温预热空气和低排放等特点。在我国发展当下，成为最常使用的节能环保新技术。使用该技术，将其和无余热回收的加热炉对比，节能比例较高。与换热器技术对比，可以实现10％～20％间的节能潜力。我国选择蓄热式燃烧技术实践比较常见，该技术可以完好的使用富余高炉煤气，而且使用效果比较明显，效率高达70％，节能效果显著，值得推广；第二，节能涂料。节能涂料使用的是远红外线辐射原理，将涂料直接喷洒在使用的钢材表面，提升光谱的发射率，就可以提高炉膛换热，这个过程可以实现节能，节能效果提升5％～10％之间，具备延长炉子使用寿命，缩短烘炉时间，提高工作效率等优势；第三，汽化冷却技术。在技术使用，不仅可以降低加热时间，还可以减少氧化烧损问题，而且实践操作过程比较简单，随着时间推移，这已经成为轧钢加热首要发展方向，汽化冷却过程中，不仅可以减少轧钢使用水，还可以生产出大量的蒸汽，这些蒸汽还可以被回收使用。

2.2热装热送和低温轧制技术

热转热送是当前冶金行业发展重点推广的节能技术，该技术使用可以极大的降低加热炉消耗。随着技术使用效率提高，该技术可以极大的降低加热时间，缩短钢坯燃烧时间，这必然会降低氧化损耗率，逐渐提高成材率。最早在我国武钢、宝钢和鞍钢应用，现在全国推广应用。从轧钢厂实施该技术的条件看，主要应用于普碳钢的加热；对于一些质量要求较高的品种钢，不宜采用热装热送技术或存在热装热送的温度限制。故我国轧钢系统的热装热送率普遍不高，同时热装温度也不高，与国外先进企业如日本钢管企业有很大差距。低温轧制技术有助于降低钢坯出炉温度，在使用过程中，逐渐降低轧钢系统能耗，逐渐实现系统节能，在近几年发展以来不断得到推广。

2.3电机节能技术以及轧钢自动化

根据统计，我国80％以上的电机产品同国外的产品对比，我国产品效率还比较低，大约低于2％～3％之间。电机变调速最根本的原理就是在使用过程中，它能逐渐降低电机转速，从而减少功率输出。在使用过程中，能够实现电能消耗降低目的。在进行电机设计时，需要杜绝设计不到位问题出现，需要在优化基础上，选择有效的变频调速技术，从而提升节能技术，这个过程能够节能的电能大约是20％～40％之间。

3轧钢工序节能实践分析

某厂煤气消耗占工序能耗总量的88.8％，电量消耗占10.8％，两者是能源消耗的主要组成部分。另外，蒸汽回收量占能源消耗总量的7.05％，对降低工序能耗起到了重要作用，因此节能工作也应围绕这几个方面开展，正常的轧钢工序流程图如图1所示，以下对其节能实践进行详细论述：

图1轧钢工序流程图

3.1提高热送坯料热装率和热装温度

3.1.1根据热送热装工作需要，建立信息化系统

首先，实现坯料温度的实时跟踪。一直以来，采用手工或定点在线测温的方式跟踪坯料温度，准确性不高、不具有实时性。为准确实时跟踪温度，通过回归分析，在不同坯料断面、季节、钢种条件下建立了坯料温度与其下连铸机后时间长短的关系；其次，完善订单管理系统，使装炉人员能够及时掌握订单的交付要求，以便根据节能原则组织生产；最后，热装温度与热装率是衡量热装水平的两个指标，但有些时候两者会有冲突，需要根据实际节能效果平衡两者之间的关系，因此合理的评价机制也是极为重要的。

3.1.2优化生产组织，提高热送坯料热量利用率

热装生产组织的约束条件主要有订单的品种、批量、交货时间，轧批次之间的厚度差，加热时间，冷、热坯料的衔接以及设备工况问题，只有对这些约束条件合理的考虑，才能制定出合理的生产顺序，发挥热装的节能效果。因此，根据生产必须遵守的原则，制定装炉基本原则。在基本原则基础上要做到以下几点：第一，当料场的高等级热坯达到一定量时，马上安排装炉；第二，装炉应使加热炉中冷、热坯连续的块数尽量大，尽量减少冷、热坯料混装；第三，合理制定不同加热时间要求与不同等级热坯之间的衔接关系。

3.2适当降低钢坯加热温度，节约燃料

钢坯加热必须满足轧制对温度的要求，包括钢坯加热温度、温度均匀性的要求。加热炉分三段控制，它们互相影响，钢坯出炉时的加热温度、断面温差是各段实际参数控制的耦合结果。为减少各段间难以预知的耦合影响，缩小了加热温度控制范围，在此基础上，根据不同钢种、不同规格轧制温度要求，将加热温度降低30～40℃。通过适当降低加热温度，煤气消耗降低4.7％，综合能耗降低3.2％。

3.3合理设计加热炉烧嘴

目前中板厂加热炉使用焦炉煤气做燃料，但3座加热炉烧嘴均按照燃用混合煤气设计，型号偏大，实际生产只在10％～30％范围内调节使用，燃烧效果不好，调节性能差。利用1号加热炉改造的机会，对烧嘴进行了重新设计、选型，改造后炉温调节更加灵活，炉内火焰刚度更加合理，相对于未进行改造的加热炉，煤气消耗减少6％。

结束语

综上所述，我国的钢材行业发展形势非常紧迫，这对钢材生产企业而言是一次机会也是一种挑战。企业在生产钢材过程中，理当在能源上多下功夫，使用节能工艺，降低能耗比例。当前轧钢生产中，普遍使用的技术，虽然在一定程度上起到了节能效果，但是工艺技术本身还需不断升华和改进，为了更大范畴的降低能耗比例，就应该在生产中，大量使用新的生产工艺，降低能源消耗。

参考文献：

[1]李宝强.轧钢工序能耗影响因素分析及节能措施分析[J].山东工业技术，2017(15):277.

[2]胡慧.轧钢工序节能技术分析[J].科技创新与应用，2016(28):165.