轧钢工序节能技术及节能实践

摘要：为实现钢铁工业的可持续发展，在国家一系列节能减排政策的倡导下，中国钢铁工业正向着低能耗、短流程和高附加值产品方向发展。本文就主要对轧钢工序节能技术及节能实践相关问题进行了简要分析。

关键词：轧钢；节能；趋势

引言

轧钢节能对于轧钢生产产生了较大的影响，尤其是我国是能源消耗巨大，急需提高生产工艺的节能技术。当前轧钢技术的发展也都是在节能基础上开展，轧钢新技术、新工艺、新设备不断涌现，通过改变轧钢生产中的各道工序系数来调节其节能效果，降低工序能耗。

一、轧钢工序节能技术及发展趋势

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。因此可以看出，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。

二、轧钢系统节能技术

1、加热炉节能技术

加热炉为轧钢生产提供动力，是节能的重点之一，当前常采用的节能技术是蓄热式燃烧技术，通过调查显示蓄热式燃烧炉的燃料消耗指标平均下降了20%左右，节能效果明显。同时蓄热式节能炉可以最大限度的回收炉内的烟气热量，减少了燃料的消耗，降低了成本，最重要的是这种新型的节能炉减少了有害气体的排放量，例如减少了二氧化碳、氮氧化物的排放量，在轧钢行业引起了广泛的关注。

其次是加热炉绝热技术和高温节能涂料的使用，由于加热炉体内的表面积较大，当前加热炉的内部炉衬材料逐步采用耐火浇筑材料，并不断开发出高性能的防烧结耐火材料。尤其是炭化硅粉节能涂料的使用，极大的提高了加热炉的生产效率，并提高了生产经济效益。

2、优化生产工艺

优化生产工艺可以极大的提高生产效率，同时也节省了大量的能量，提高了热送坯料热量利用率。在轧钢的生产过程中要根据不同的钢种、订单批量、热坯料衔接、设备状况设置相应的生产工艺，发挥热装的节能效果，制定装炉的基本原则，首先要做到料场的高等级热坯一定量时，马上安排装炉，同时在装炉的过程中要使中冷、热坯连续的块数尽量大，尽量减少冷、热坯料混装；再者要制定科学的加热时间，满足不同要求钢种的生产需要，并保持加热时间和不同等级热坯之间的衔接。

3、适当的降低钢坯的加热温度

通过研究显示，在一定程度上降低钢坯的加热温度可以有效的节省热能、电能以及钢材的氧化损耗。通常而言加热炉内部分为三个控制阶段，钢坯出炉时的加热温度、断面温差是各阶段实际参数控制的耦合结果，为了介绍不同阶段的耦合结果的未知性，要根据不同的钢种、不同规格，将加热温度降低30到40℃。此外对于进入炉内温度超过300℃的热装钢坯，要缩短加热时间，降低加热温度，通过降低加热温度，实现综合节能的效果。

4、低温轧制与轧制工艺润滑技术

低温轧制技术是降低轧钢系统工序能耗的重要节能措施。降低加热炉出钢温度可以减少燃料消耗，但其变形抗力和轧制功率增加。近年来，许多轧制生产的实践经验已经证明降低燃耗的节能效果更显著，当温度在1100℃出锅时，降温节约的能耗达9.6%，且出锅温度降低则氧化铁皮量显著减小，低温轧制在燃料消耗和氧化铁量的降低上所获得的效益，完全能抵消并超过提高轧制功率所增加的成本。

对许多轧机而言，采用工艺润滑技术能降低轧制的能耗，特别是对钢板轧机尤为重要。钢的热轧温度一般在800℃到1250℃之间，在变形区轧辊表面的温度可达450℃—550℃。因此，需要用大量的水冷却轧辊，通过实验可以发现，采用热轧工艺润滑，由于轧制力的降低，轧制动力的消耗约下降8%。

三、节能实践

该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。

1、提高热送坯料热装率和热装温度

（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。

（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。为此，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：一、当料场的高等级热坯达到一定量时，马上安排装炉；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；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。综合以上原则，安排生产计划。2013年4-9月，中板厂94.4%的热送坯料能够热装进炉，热装比例71.8%，热装平均温度432℃，热坯料的平均温降损失144℃。

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（断面温差）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、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。2011年，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2号、3号加热炉，煤气消耗减少6%。

4、加强余热余能回收，提高蒸汽外送能力

目前，加热炉产生的蒸汽全部外送公司管网，无放散，蒸汽外送达3.83kgce/t，比之前的2.67kgce/t，增加回收1.16kgce/t。

5、管理节能

不同钢种的加热工艺（加热温度、加热时间）不同，生产时，燃料消耗也不同。如何评价加热炉生产管理、控制水平，是精细管理的要求。为此，量化了不同钢种类别的能耗标准，根据当班品种结构，建立当班煤气消耗的动态计划指标，实现对各班操作、控制的合理评价，提高职工成本意识。

结束语

总之，我国是钢铁消耗的大国，但是我国的轧钢工序的能耗和国外先进的轧钢工艺相比依然有较大的差距，其节能潜力巨大。因此在轧钢工序中，要从加热炉、生产工艺、钢坯加热温度等方面入手，提高轧钢工序的能量利用效率，实现较大幅度的节能生产。

参考文献

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