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轧钢工艺的节能技术措施研究刘延军

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：刘延军

[导读] 摘要：为响应国家节约型社会的号召，钢铁行业对生产工艺在不断进行创新改造，尤其是轧钢作为炼钢流程的关节环节，消耗的能量可以达到总工艺的20%左右，对其进行节能改造已经势在必行。

        黑龙江建龙钢铁有限公司黑龙江省双鸭山市 155100
        摘要：为响应国家节约型社会的号召，钢铁行业对生产工艺在不断进行创新改造，尤其是轧钢作为炼钢流程的关节环节，消耗的能量可以达到总工艺的20%左右，对其进行节能改造已经势在必行。通过节能技术的应用，争取进一步降低轧钢工艺的能耗，在不影响生产效率的同时，达到节能减排的目的。虽然目前我国此方面的研究已经取得了一定的效果，但是仍然未达到国外先进技术的节能效果，还需要我们不断的积累经验做更进一步的研究与探索。
        关键词：轧钢工艺；节能技术；措施研究
        1轧钢工艺生产现状
        钢铁工业是我国经济发展的重要组成部分，同时也是能耗大户，可以达到全国总能耗的12%左右，而轧钢工艺有可以占到全国钢铁工业总能耗的13%～20%，相比国外来讲，轧钢工艺的能耗明显过大。对于很多钢铁企业来讲，为追求更高的生产效益，锻造钢材的总量在不断的增加，而在此同时也会产生更多的能耗。目前我国的轧钢工艺还存在一定不足，想要切实达到节能降耗生产的目的，还需要在原有基础上进行技术上的改造，积极引进国外先进技术，将节能与生产有效结合在一起，在保证轧钢质量与效率的同时，降低生产能耗，推动整个钢铁行业的持续发展。
        2轧钢工艺主要节能技术
        2.1加热炉节能
        2.2蓄热式燃烧技术
        对加热炉采用蓄热式燃烧技术，相比来讲能够降低大约25%的能耗。技术作用原理是对炉内烟气产生的热量有效回收，以此来减少燃烧的消耗量，节省更多成本。同时，蓄热式燃烧技术的应用还能够进一步提升加热炉的产量，对烟气进行充分利用，减少二氧化碳与氮氧化物的排放量，减少对环境的污染。
        2.3加热炉绝热技术
        轧钢工艺所应用的加热炉表面积均比较大，一般对于每小时产量在120 t左右的加热炉其炉墙上的散热表面积在400～500 m2。窑衬选择应用莫来石质的耐火浇注料，并研究新型的高效能防烧结料圈来作为耐火材料，提高加热炉的节能效果。目前应用的节能材料以碳化硅粉为主，应用高温涂料的情况下可降低约15%～24%的能耗，加热炉生产率则可以增加20%～30%，在节能的同时进一步提高生产效益。
        2.4高温低氧燃烧技术
        氧耗过高会造成生产成本增加，对节能技术进行研究，争取可以达到低成本无氧化加热与热轧。正常情况下钢在常温条件下先是慢慢氧化然后生锈，并且温度越高生锈的速度也就越快。在热轧过程中发生氧化将会多产生3%～4%的钢材损耗，通过高温低氧燃烧技术的应用，可以对加热炉烟气的余热进行收集，可节省大约40%～50%的燃料。同时还能够缩短加热时间，提高轧钢生产效率，降低氧化损耗。
        2.5热送热装技术
        钢坯可满足不同温度条件下的装料要求，且随着温度的升高节能效果也越明显，入炉温度每升高100℃，便可降低加热炉大约6.5×104 k J/t的能耗。相比一般热装热送工艺，应用直接热送热技术可以节约达到60%～70%能耗。并且，在减少能耗的同时，还可以缩短钢坯在加热炉中的待温时间，对提高产能十分有利。
        2.6低温轧制节能和润滑技术
        将低温轧制与润滑技术应用到轧钢工艺中，可以达到非常好的节能效果，其是通过降低钢坯出炉温度的方式，来减少整个工艺的能耗。结合实践经验来看，出炉温度在1000℃以下时，降低温度对应的能耗可以节约8%～10%，并且出炉温度降低还可以降低钢材氧化量，工艺生产经济效益进一步提高。但是要注意的是采用此种技术进行节能改造，会在一定程度上增加钢材变形抗力以及轧制功率增大，但是节能带来的经济效益完全可以弥补此方面的损失。另外，还可以对轧钢设备润滑技术进行创新，尤其是以钢板轧机来讲，当热轧温度达到800～1250℃时，变形区轧辊表面温度将会达到450～550℃，必须要及时利用冷水进行冷却。而有良好的润滑技术作为支持，可以促使设备的轧制力降低，对应的动力消耗也会减少，以此来达到节能的目的。

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        2.7在线热处理技术
        在线热处理技术多被用于特殊钢材的轧制工艺中，具有良好的节能效果。在热处理环节需要确保将钢材加热到设定的温度，然后对其进行冷却处理，以此保证钢材性能可以达到预期水平。整个处理过程不仅时间久，且需要大量的能源作为支持。为达到节能降耗的效果，就务必要对上一工序的轧钢温度进行控制，确保钢材在此环节中能够在更短时间内达到预期温度，缩短工艺时间，减少相应的能耗总量。
        2.8 合理调节空气系数
        因轧钢加热炉类型的差异化，其对应的燃料种类也各不相同，除了较常规的单一燃料型外，部分情况下还存在混合料型，多数企业都将最佳空燃比控制技术引入日常生产中，密切监控燃气热值变化趋势，以此为依据，调整空气与煤气流量，使二者维持在较合理的比例水平，以提高煤气的燃烧效率。此技术的良好应用需得到煤气热值仪等相关设备的支持，部分企业生产条件有限，此时，较合适的是周期性寻优法，即确定某个时间段，以维持煤气流量恒定为基本条件，适当改变空气量，对比分析实际生产状况，从而探寻最合适的空气燃料比。
        2.9 提高加热炉装备水平
        衡量加热炉运行能力的因素中，以节能水平以及钢坯加热质量最为关键，其又受到轧钢加热炉装备水平的影响。从企业的角度来看，合理装备加热炉必须注重以下两点：
        （1）以实现企业持续发展为基本目标，所选用的轧钢加热炉不仅要满足当前的发展需求，还要为未来发展提供支持，在选择时应高度注重其智能化水平。
        （2）选择科学的装备操作方法，根据行业特定，基于手工机械操作的方式显然存在局限之处，难以保证钢坯加热质量，而达到节能的目标更是无从谈起，因此，技术人员应该加深认识，明确装备的功能特点，日常工作中加强管理，提高员工的操作水平。
        3轧钢工艺节能优化策略
        3.1重视工艺创新
        近年来我国钢铁行业发展迅速，但相比国外很多工艺技术依比较落后。目前我国应用的轧钢加热炉控制系统是由国外设计系统改造而来，受环境差异性影响，系统在实际应用中出现了较多问题，并不能完全满足生产要求。为达到节能降耗的目的，就要提高工艺创新的意识，加大经济投入，积极引进国外先进节能工艺，从国外发展经验中吸取有用信息，再结合自身实际情况进行技术改造和创新，以求更好的适应行业发展要求。
        3.2优化设备检修
        为进一步提高轧钢工艺的节能效果，除了要积极应用各新型节能技术以外，还需要做好对轧钢机械设备的检修维护，确保其可以始终维持在最佳性能。企业需要完善相关规章制度，建立健全针对轧钢设备的技术操作与检修要求，安排经验丰富的专业人员负责，对设备运行和检修情况进行记录，作为节能技术改造应用的数据支持，推动节能事业不断发展。
        3.3培养专业人才
        培养专业的节能改造研究团队，为企业的节能改造事业注入强心剂。包括对专业技术人员的理论培训，在基于轧钢工业发展需求的情况下，明确下一阶段节能改造的方向，确定节能技术研究目标，利用掌握的理论知识来进行研究开发。同时，要注意与科研院校以及高等院校等之间的交流合作，以优秀人才作为节能研究的保障。
        4结语
        对轧钢工艺节能技术进行研究分析，不仅可以降低生产能耗，减少对生态环境的污染，同时还可以提高生产效率和产品质量，这对于推动整个钢铁行业的发展具有重要的战略意义。
        参考文献：
        [1]雷纬晖.我国轧钢工艺的节能方向及途径探究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2019,（12）:172-173.
        [2]滕芳.浅析轧钢工艺的节能技术[J].中国金属通报，2019,（3）:12-13.