郝远朋
石横特钢集团有限公司 山东 泰安 271612
摘要：钢铁行业作为我国工业领域的重要组成部分和关键环节，直接关系着我国的项目建设和经济发展，因此需要加强对钢铁行业的重视与研究。轧钢加热炉作为钢铁行业应用最为广泛的设施设备之一，其工作质量直接关系着钢铁行业的发展进程，在轧钢生产的过程中需要科学控制轧钢加热炉的温度，从而保证最终产品的生产质量以及生产效率。
关键词：轧钢加热炉；生产；温度控制
1轧钢加热炉加热缺陷
1.1过热和过烧
如果生产钢产品的坯料长时间处在过高加热温度的环境下，就会对钢晶粒体造成不利影响，使晶料体过分长大，这样一来，钢产品晶粒间的联系就会被削弱，导致产品易脆。在这种过热的生产条件下，坯料在轧制过程中，就会出现大量的裂纹，钢产品的内部结构与性状就会发生改变。假如晶粒继续长大，甚至晶界出现熔化和氧化现象，坯料就会碎裂，这种情况称之为过烧，过烧的坯料属于废品，已经失去生产与使用价值。可见，如果温度失控，就会出现过热与过烧的情况，进而给企业造成巨大的经济损失。比如碳钢的加热温度一般不能超过1300℃，如果超过这一临界值，坯料表面的氧化铁皮就会熔化，因为纯氧化铁皮的熔点为1377~1565℃，当坯料内部含有杂质时，熔点就会降至1300~1350℃之间。当温度超过1300℃以后，钢坯就极易出现过热与过烧现象。
1.2氧化与脱碳
轧钢生产过程也属于化学反应过程，当炉体加热到一定温度时，坯料内部的金属元素就会与加热炉内的氧化性气体发生化学反应，而生成氧化铁、四氧化三铁、三氧化二铁等，如果脱碳后的钢件表面在淬火时达不到要求的硬度，就会影响钢坯料的后续加工流程。加热炉内的氧化与脱碳过程是同时进行的，如果炉内温度小于750℃，氧化与脱碳现象不明显，如果温度达到800℃以上，氧化与脱碳的速度也成倍增长。
1.3钢坯料开裂
对于高碳钢、高锰钢、轴承钢、高速钢等这些导热率相对较小的钢，如果在700℃的初始温度的基础上，快速升温，这些钢坯料的断面温差就会增大，而产生热应力，在热应力作用下，钢坯料极易出开裂现象，甚至存在的断钢的风险。
2控制轧钢加热炉温度的现实意义
2.1节省投入成本
据实际生产数据表明，轧钢加热炉的加热流程所耗费的能源量占据轧制全过程能耗总量的70%以上，因此，合理控制加热温度，能够大幅降低吨钢能耗，进而节省大量的生产成本。如果在生产过程中，燃料投入量过大，加热温度过高，也极易损伤炉体，出现过热与过烧等缺陷，这样就加大了加热炉的维修频率，增加了额外开销。
2.2降低能源消耗，减少环境污染
近年来，国家针对工业生产企业提出了“节能降耗”的要求，而加热炉在加热过程中使用的燃料通常为高炉煤气以及转炉煤气，这些燃料都是在煤炭未经完全燃烧情况下产生的工业生产用气，这些气体均属于一次性能源，这就对自然生态环境造成了严重的负面影响。因此，合理控制加热温度，能够减少一次能源的用量，实现节能降耗的目的。
2.3减少温室效应的社会意义
在轧钢加热炉持续运转过程中，将产生大量的废热气体，当这些气体排放到空气当中，极易加剧温室效应，而给自然气候条件造成影响。因此，冶金生产企业为了严格控制二氧化碳的排放量，应当将加热温度控制在合理范围之内，减少生产环节中废热气体的排放量，进而实现经济效益与社会效益双丰收的美好愿景。
3轧钢加热炉在生产过程中的温度控制对策
3.1加大资金投入
目前我国轧钢加热炉的控制主要通过人工操作和计算机自动控制系统两种方法来实现。操作人员在手动操作的过程中，需要有效观察和记录加热炉的状态，对加热炉的温度情况进行科学调整，从而达到科学的控制效果。目前我国轧钢加热炉温度控制技术仍然采用先进国家的技术，但我国与发达国家的控制系统仍存在较大差距，相关加热设备、加热技术以及加热控制元器件方面都明显落后于发达国家。因此，在后续轧钢生产企业发展及经营的过程中，需要重点加大在研发方面的资金投入，在引入国外先进加热设备和生产设备的同时，重点开发自主研发技术，及时更新轧钢落后设备，提高钢铁行业的产能，减少轧钢过程中问题的发生，提高钢铁生产效率和钢铁生产质量。
3.2提高燃烧效率
在轧钢燃烧炉实际工作过程中，不完全燃烧问题也是影响轧钢燃烧炉工作效率的关键问题。因此，可以通过合理配置燃料比的方式来改善燃烧效果，提高燃料的燃烧率，使高温燃气带来的化学能和物理热能够得到充分的利用，避免燃料的不科学使用和浪费问题，有效降低轧钢加热炉的生产成本。同时，也可以有效控制炉顶的温度，增强燃料的燃烧效果，保证矿物粉末的充分燃烧，使系统内部的顶压含氧量和风温控制在科学的水平和较高的标准，有规律地利用各种压力强度和系数参数，从而使轧钢加热炉设备保持良好的工作状态和工作环境，避免安全事故和安全问题的发生，保证高炉炼铁生产的安全性和可靠性。
3.3引入自动化控制技术
为了实现轧钢加热炉生产过程中温度的有效控制，可以引入计算机控制技术，处理结构比较复杂的实时加热炉温控系统。通过信息技术控制轧钢加热炉的温度，使钢坯出炉温度控制在较高标准，并且引入平衡数字模型及加热炉共坯等相关模块，对轧钢生产流程进行有效控制，从而可以对加热炉设备的温度进行系统性监管，并建立起相应的数学模型，提出相关数学公式，对最佳处理温度进行计算，最大限度地减少热能的消耗，提高热能的转换效率。目前轧钢加热炉温度控制领域使用最多的是多级计算机控制系统。二级控制系统是应用最广泛的控制系统之一，主要包括界面温度、策略及换热模型三个部分。温控系统包括温控设定值及出炉命令符号的设置和输出下级温控系统，主要用于炉内燃气压力以及加热区域温度闭环的有效控制。自动化控制系统和智能化控制流程的应用能够改变因传统人工控制方法所造成的问题，提高控制效率和控制质量，有效避免问题和故障的发生，保证系统运行的稳定性和安全性。
3.4加快轧钢加热炉温度控制的国产化建设
我国目前在轧钢加热炉生产温度控制方面与发达国家相比仍存在较大差距，这就要求我国针对该方面需要加强资金及人员投入，奋起直追，加快设备和系统国产化的步伐，从根本上解决轧钢加热炉温度控制的问题，促进我国相关技术设备的持续稳定发展。另外，在轧钢加热炉生产的过程中，还要大力鼓励相关技术的研发和创新，加快工业现代化的步伐，在轧钢加热炉生产控制过程中引入先进的智能控制技术，有效控制轧钢生产过程中的问题和环节，及时发现在生产过程中产生的不足，并采取针对性的措施进行解决，实现加热炉设备温度的系统性控制，降低加热炉工作过程中的热能消耗和资源消耗。
结语
合理控制轧钢加热炉温度是冶金生产企业提质增效的一条有效路径，因此，在实际生产过程中，应当不断优化生产工艺流程，严格控制加热温度，在保证轧钢产品质量的前提下，降低能源消耗、节约投入成本，使企业在激烈的市场竞争当中赢得一席之地。
参考文献
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