浅谈轧钢加热炉节能及降低氧化烧损的途径

发表时间:2021/5/20   来源:《城镇建设》2021年第4卷2月4期   作者:李爱国
[导读] 降低能耗量和减少废弃物排放量是目前钢铁企业发展的主要目标,而这个过程较为系统,只有从设计、管理、操作等多层面着手,才能提高加热炉的节能效果,提升企业经济效益。

        李爱国
        河钢邯钢邯宝公司热轧厂,河北 邯郸 056015
        摘要:轧钢加热炉普遍存在氧化烧损等问题,可通过设备选型、技术优化等方式进行解决,进而提高加热炉的工作性能,使其在加热质量以及效率等方面的表现都更为良好,在维持正常生产的同时,减少废弃物排放。降低加热炉能耗可以从降低热损耗、引入先进技术、改良设备等方面努力,提高加热炉的加热质量和加热效率,降低能耗量和减少废弃物排放量是目前钢铁企业发展的主要目标,而这个过程较为系统,只有从设计、管理、操作等多层面着手,才能提高加热炉的节能效果,提升企业经济效益。
        关键词:轧钢加热炉;节能;氧化烧损;途径
        引言
        在设计轧钢加热炉时,应根据企业生产需求和基本生产条件来确定加热炉的结构,常考虑的有投资规划、所需加热的钢材种类和规格、燃料种类、加热温度、加热炉工作效率和产量、能耗等。
        1 轧钢加热炉节能降耗概述
        各企业生产条件、发展规模等都存在差异,要以此类因素为参考合理配置轧钢加热炉,诸如加热钢材的规格、温度的控制等,都是配置工作中重要的突破口。基于节能措施的落实,有助于提高轧钢加热炉的工作水平,但前提是钢坯出炉温度具有合理性,否则,以盲目的方式削减煤气用量反而会带来适得其反的结果。伴随轧钢加热炉的运行,当其达到最大产能状态时,可从缩短钢坯“过烧时间”的角度切入,从而达到减少煤气用量的效果。现阶段,轧钢加热炉的种类丰富,各自的炉况存在差异,因此,烧损钢材程度自然不尽相同,应注重实际生产情况,合理优化过程控制系统,在许可的范围内最大程度上减少炉的烧损量。从理论分析以及大量实践能够得知,在相同生产条件下,若加热炉适配了一套科学的过程控制系统,此时,较常规状态而言,烧损量降幅可达0.5%,而加热炉的日生产规模较大,因此,产生的累积减少量尤为可观。
        2 实现轧钢加热炉节能的有效措施
        2.1 优化加热炉的内部设计结构
        从企业的角度出发,轧钢加热炉内部结构受企业使用的主要燃气种类影响,对使用单一低值煤气的公司而言,当所需加热的钢种数量和种类都很高时,要想实现更好的节能效果,可以考虑使用空气和煤气双蓄热型加热炉。而对于单纯使用高热值煤气的公司而言,要想实现高产量、高稳定性的目标,选择常规换热型加热炉更为合适。实际上,企业选择轧钢加热炉的标准并不固定,很多企业可以选择使用的煤气种类较为齐全,在确定加热炉类型时的选择很多,企业不仅要结合现阶段生产情况选择加热炉,还应充分考虑企业未来发展规划,为企业留出发展空间,无论企业最终如何选择加热炉,都必须确保钢坯加热质量,实现稳定生产,这样设计的加热炉才更具科学性。
        2.2 提高加热炉装备水平
        轧钢加热炉装备水平直接关系到加热炉的节能效果和钢坯加热质量,通常,不同企业的加热炉装备需求和标准有所不同,导致加热炉装备水平存在一定差异性,对于生产企业来讲,在装备加热炉时应从以下几个方面入手:①根据该行业的发展,立足企业长久发展,优选出符合企业生产和发展情况的轧钢加热炉,随着加热炉的不断升级改进,智能化的新型加热炉能够有效提高轧钢加热质量;②在装备加热炉时应注意采用科学的装备操作方法,往往手工机械操作很难达到良好的节能效果和稳定的加热质量,这就要求相关技术人员充分了解装备功能,企业要加强操作岗位人员的培训力度,细化管理内容,将各项工作做到极致。
        2.3 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。
        2.4 采用连铸坯热送热装工艺技术
        连铸坯热送热装可以分为直接装炉轧制和热送装炉轧制两种类型,利用连铸坯发出的物理热,配合适当的生产管控措施,将连铸工序巧妙地融入到轧制工序中,最终实现节能降耗目标。从技术管理的层面调控,严格把控其他方面,例如:在炼钢和热轧间的衔接和工艺控制方面进行有效把控,实现连续、批量的生产。
        2.5 制定科学的操作流程,加强点检、维修和维护力度
        作为企业生产操作的一线人员,熟悉加热炉操作流程,掌握加热炉和附属设备的工作原理,制定科学的烘炉和停炉流程。对于加热炉管理岗位的人员应强化监督意识,监督操作人员工作过程,加强设备信息检查,严格并及时审查操作流程中的弊端和漏洞,以便及时、适当地调整加热炉的供热负荷。加热炉点检、维修、维护工作能够确保加热炉处于良好的运行状态,在进行日常工作时要做好相关记录,当设备出现故障时能够及时查处故障原因,并追究相关工作人员责任,从而提高各岗位人员的工作责任感。
        2.6 采用人工智能操控系统
        当今社会智能化信息技术发展迅速,智能化操控推动了各行各业的发展,人工智能化操控系统实现了系统的自动化控制,从结构层面来看,该系统分为推理机、知识库等模块,其中最关键的部分是知识库,系统根据加热原料、钢种、规格等生产加工条件,从而对不同的加热趋势做出自动预测,形成并显示炉温和升温曲线,随后引导基础的自动化系统完成相应的操作。
        3 降低轧钢加热炉氧化烧损的途径
        3.1 提升设备自动化水平
        (1)选择好轧钢加热炉的保温层,好的保温层不但可以降低轧钢加热炉的热散失率,还能充分保护轧钢加热炉的内部结构。因此,生产人员应在轧钢加热炉内添加一层优质保温层,并将轧钢加热炉的风管道用保温材料进行包扎,这可以有效避免其出现氧化烧损问题;(2)选择好轧钢加热炉的炉体材料,氧化烧损问题很容易使轧钢加热炉的炉体破损,因此需要生产人员在设计时就选择好炉体材料,该材料不但应具备足够的耐火性,还应具备充分的可塑性,以应对轧钢加热炉在生产过程中所经常会遇到的急冷急热问题。生产人员可以选择气流速度快的特种塑料来作为炉体制作材料,并对设备的立柱进行焊接锚固,以提升设备的抗氧化烧损能力;(3)同时,生产人员还应控制好炉内的加热温度,常规轧钢加热炉内温度应保持在620 摄氏度以下,这也可以充分避免氧化烧损问题出现。
        3.2 推广蓄热式燃烧技术
        蓄热式燃烧技术,是指使轧钢加热炉内燃料,在高温低氧空气状况下燃烧的一种生产技术。该技术不但能够减少氧化烧损问题,还能取得好的节能效果,这主要体现在以下几点:(1)蓄热式燃烧能够以大空间扩散燃烧的方式,来替代静态火焰所产生的局部高温燃烧。这可以有效提升燃烧均匀性,使炉温更加均匀,避免因温度过于集中而引发的氧化受损问题。同时还可以提升加热质量,消除局部高温所产生的空气过剩系数,并减少因此而产生的废气排放量;(2)此外,蓄热式燃烧技术只需要低热值煤气作为燃料即可完成,这不但可以有效减少氧化烧损的面积和程度,还能达到降低煤气使用量,并节约轧钢企业燃料成本的良好效果。
        4 结语
        综上所述,现阶段的解决途径较多,需根据企业生产状况来决定,且要经过设计、实践、优化等一系列过程,才能从根本上提高轧钢加热炉的工作能力。
        参考文献:
        [1]李波.探讨轧钢加热炉节能及降低氧化烧损的途径[J].山东工业技术.2019(01)
        [2]陈俊男.探讨轧钢加热炉节能及降低氧化烧损的途径[J].中国金属通报.2019(01)
        [3]姚海涛,魏福顺.探讨轧钢加热炉节能及降低氧化烧损的途径[J].中国金属通报.2019(06)
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