关于轧钢生产中节能技术的探讨

关于轧钢生产中节能技术的探讨

孙久川

孙久川

天津荣程联合钢铁集团有限公司天津300352

摘要：在轧钢生产中，轧钢节能有重要的作用。特别是目前，我国环境污染问题日益严重、能源面临枯竭危机，提高轧钢工艺的节能性很有意义。在节能基础上发展轧钢技术，能产生较多的新型工艺和高级设备。通过对轧钢生产中的所有工序系数加以转变，提升其节能效果，能够降低轧钢工序的能源消耗。在热轧生产中，轧钢工序中钢坯加热会消耗极大比例的能量，然而使用轧钢能耗只占有小部分比例。我国节能技术目前取得了不断发展，应用于钢坯的能耗比例逐渐降低。

关键词：轧钢；生产；节能；技术

轧钢节能将对轧钢生产产生深远的影响，轧钢新技术、新工艺、新设备的开发，都以节能为基础，节能与否是决定科研项目的基本条件之一。目前，轧钢节能工作已将侧重点转向轧钢技术方面。以改变各工序钢比系数为内容的结构调整，以降低各工序能耗为内容的直接节能，都是以技术进步为基础的。在技术和设备上达不到一定的水平，钢铁生产的结构调整就实现不了，能源消耗也降不下来。因此，推进轧钢技术进步是继续进行生产节能的关键。

一、轧钢生产中能源消耗分析

在我国钢铁工业生产的过程中，总体能源消耗占有全国总能源消耗的13%左右，且轧钢生产的能耗占钢铁工业生产期间总能耗的25%左右。在当前我国钢铁生产期间，质量有所提升，品种开始增加，且在深层次加工的情况下，能够全面提升整体工作效果，但是轧钢生产的能耗在不断增加，我国已经应用了国际先进水平的热轧工序与冷轧工序开展生产工作，且在我国钢铁生产工作中，热轧与冷轧生产已经与先进的轧钢工序相互联系，可以通过科学的方式进行合理生产，但是，我国与国际轧钢生产存在一定差距，在国际差异的情况下，会导致能源消耗量增加。因此，我国在近年来，已经开始使用先进的节能技术方式，通过合理的节能技术方法开展轧钢生产，在一定程度上，能够通过合理的方式进行开发与研究，并在轧钢生产工作中，主要消耗设备为加热炉设备，占有全国轧钢的总能耗65%左右，且拥有一定的轧钢节能潜力，所以要对其进行合理的分析，采取科学的方式开展管理工作。

二、轧钢生产中节能技术问题分析

在我国，钢铁行业能耗占我国总能耗高达12%，而轧钢能耗又是我国钢铁行业能耗的“大头”，因此，开发研制轧钢生产的新工艺新技术的同时要着重加强轧钢生产中的节能技术。轧钢生产实现节能目的，可采取以下几种节能技术。

1、蓄热式燃烧技术。该技术能最大限度地回收利用炉烟气的热量。热量的回收利用能大幅度节约燃料，从而能够有效降低成本、提高产量，同时还能够减少有害气体，实现环境保护。

2、加热炉绝热技术。采用高温节能涂料，实现加热炉的绝热技术，这也是目前高性耐火材料的发展趋势。

3、高温低氧燃烧技术。无氧化加热和热轧的低成本手段一直都是热轧追求的目标。高温低氧燃烧技术就是利用高温最大程度的实现低成本加热和热轧，并能回收利用大量的烟气余热，因此，该项节能环保燃烧技术在发达国家在不断推广应用。

4、低温轧制技术。该项节能技术措施主要是降低轧钢系统工序能耗，并且加热炉出钢温度的降低能够有效减少燃料消耗，而且轧制功率和变形抗力在一定程度上都会有所增加。

三、轧钢系统节能技术

1、加热炉节能技术。目前采用的节能技术主要是蓄热式燃烧技术，它的燃料能耗指标极大下降，具有良好的节能效果。另外蓄热式节能炉能够尽最大可能的对炉内的烟气热量进行回收，降低燃料能耗的同时还能减少成本。这种节能炉还能降低氮氧化物等有害其他的排放，需要在轧钢行业中引起关注。因为加热炉体内有很大的表面积，需要充分应用加热炉绝热技术以及高温节能涂料等。现如今加热炉主要是在内部炉衬中充分应用耐火浇筑材料，且持续对性能较高的防烧结耐火材料进行开发。特别是对碳化硅粉节能涂料的应用，它不但能够提升加热炉的效率，还能够增加经济效益。

2、优化生产工艺。它能帮助企业获得更多的利益，并降低能量消耗中产生的成本投入，还能让送热坯料中产生的热量得到充分的应用。轧钢生产时要按照不同的订单批量、设备状况、钢种以及热坯料衔接来采用相应的生产工艺，从而达到热装节能效果，并制定装炉的主要原则。如果料场的热坯量达到相关标准时要即刻组织装炉。并在装炉时保证热坯连续块数（或根数）尽可能大，防止冷热坯料出现混装。此外，加热时间要制定合理，要符合不同钢种的实际需求，保证热坯和加热时间的衔接。

3、降低钢坯加热温度。降低钢坯加热温度能够节省热能以及钢材氧化损耗。在加热炉内部各控制阶段中，钢坯断面温差以及出炉时加热温度是参数控制的耦合结果。按照不同的规格和钢种，降低加热温度，以对各阶段耦合结果未知性加以介绍。另外，缩短超过300℃的炉内热装钢坯的加热时间，并减少加热温度，以达到节能效果。

4、低温轧制机润滑技术。要想降低轧钢工序能耗就必须重视低温压制技术这一关键。虽然降低加热炉出钢的温度可以对燃料的能耗进行控制，但是其变形抗力以及轧制功率都能充分增加。如果出炉温度在1100℃时，因降温而节约的能耗能够达到近10%，出炉温度的降低能够明显削减氧化铁皮量，提高轧制功率所产生的成本可以通过低温轧制中降低的氧化铁和燃料消耗量产生的效益来补充。工艺润滑技术对于大部分轧机都能降低轧制能耗，尤其是钢板轧机。钢的热轧温度以及变形区轧辊表面温度都很高，所以要对轧辊用水冷却。实验表明，采用热轧工艺润滑可以减少轧制力，进而有效减少轧制的动力消耗。

四、轧钢工序节能实践

1、提高热送坯料热装温度及热装率。首先，按照热送热装实际需求建利完善的信息化系统。做好对坯料温度的跟踪工作，在不同条件下对连铸机后时间长短和坯料温度之间的关系进行建立，能够保证人工在线测温所不具有的准确性和实时性。要有完善的订单管理系统，装炉人员对订单需求一目了然，这样可以更加方便的组织生产。要建立合理的评价机制，防止热装率和热装温度两大衡量热装水平的指标的冲突，来根据实际节能效果平衡来两者之间的关系。其次要对生产组织进行优化从而增加热送坯料中热量的利用率。订单的批量、品种以及设备工况问题等是约束热装生产组织的主要条件，对其合理考虑，制定合理生产顺序，才能达到热装的节能效果。另外，要制定合理的装炉原则。

2、管理节能。对回收的能量和预热进行加强以提升蒸汽的外送能力。该成加热炉中形成的蒸汽全都送往公司管网，蒸汽外量相比过去极大提升，回收量也得以增加。因为钢种的不同，其加热工艺以及生产时的燃料消耗也存在差异。精细管理要求做好加热炉控制水平以及生产管理的评价工作。因此，量化各类别钢种能耗标准且形成动态的当班煤气消耗计划标准，对各班的控制及操作科学评价，从而提升了员工的成本意识。

目前轧钢节能现状来看，仍需要我们与轧钢生产有关的工作人员要大力推广应用新节能技术，加热炉节能如蓄热式燃烧、加热炉绝热与高温节能涂料、高温低氧燃烧等技术，连铸坯热送热装、低温轧制与轧制工艺润滑、在线热处理技术，可实现较大幅度的节能。同时，还要求我们工作人员在工作过程中，不断总结工作经验，理论联系实际，不断在原有技术的基础上创新出更适合轧钢生产节能的技术，来推动我国轧钢生产的健康、持续稳定的发展。

参考文献：

[1]周积智，郭永强.浅谈轧钢技术的分类及在生产中的应用[J].化工管理，2016，（29）：32.

[2]董有宝，陈亚倩，孟丽军.浅谈轧钢工序节能技术分析[J].中国冶金，2016，16（11）：3.

[3]覃永国，卢春宁.轧钢工序节能技术及节能实践[J].冶金能源，2014，（3）：27-30.

[4]夏友木.大型热连轧轧钢生产线设备安装工艺优化研究[D].西安建筑科技大学，2015.