王維

摘要：為實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在國(guó)家一系列節(jié)能減排政策的倡導(dǎo)下，中國(guó)鋼鐵工業(yè)正向著低能耗、短流程和高附加值產(chǎn)品方向發(fā)展。本文就主要對(duì)軋鋼工序節(jié)能技術(shù)及節(jié)能實(shí)踐相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：軋鋼；節(jié)能；趨勢(shì)

引言

軋鋼節(jié)能對(duì)于軋鋼生產(chǎn)產(chǎn)生了較大的影響，尤其是我國(guó)是能源消耗巨大，急需提高生產(chǎn)工藝的節(jié)能技術(shù)。當(dāng)前軋鋼技術(shù)的發(fā)展也都是在節(jié)能基礎(chǔ)上開展，軋鋼新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，通過(guò)改變軋鋼生產(chǎn)中的各道工序系數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)其節(jié)能效果，降低工序能耗。

一、軋鋼工序節(jié)能技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

在熱軋生產(chǎn)過(guò)程中，軋鋼工序鋼坯加熱消耗的熱能比較高，將典型的棒材軋機(jī)作為生產(chǎn)能耗。鋼坯加熱過(guò)程中，會(huì)消耗大量的能量，占據(jù)80%。但是使用軋鋼能耗的僅僅占據(jù)17%。隨著節(jié)能技術(shù)不斷發(fā)展，能源消耗使用于鋼坯的比例越來(lái)越小。因此可以看出，一些普通的鋼材軋鋼的使用工序，之所以能夠產(chǎn)生節(jié)能效果，這主要因?yàn)闊釥t。在特殊的鋼材軋鋼處理工序中，這是一個(gè)有效的處理方法。

二、軋鋼系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

1、加熱爐節(jié)能技術(shù)

加熱爐為軋鋼生產(chǎn)提供動(dòng)力，是節(jié)能的重點(diǎn)之一，當(dāng)前常采用的節(jié)能技術(shù)是蓄熱式燃燒技術(shù)，通過(guò)調(diào)查顯示蓄熱式燃燒爐的燃料消耗指標(biāo)平均下降了20%左右，節(jié)能效果明顯。同時(shí)蓄熱式節(jié)能爐可以最大限度的回收爐內(nèi)的煙氣熱量，減少了燃料的消耗，降低了成本，最重要的是這種新型的節(jié)能爐減少了有害氣體的排放量，例如減少了二氧化碳、氮氧化物的排放量，在軋鋼行業(yè)引起了廣泛的關(guān)注。

其次是加熱爐絕熱技術(shù)和高溫節(jié)能涂料的使用，由于加熱爐體內(nèi)的表面積較大，當(dāng)前加熱爐的內(nèi)部爐襯材料逐步采用耐火澆筑材料，并不斷開發(fā)出高性能的防燒結(jié)耐火材料。尤其是炭化硅粉節(jié)能涂料的使用，極大的提高了加熱爐的生產(chǎn)效率，并提高了生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

2、優(yōu)化生產(chǎn)工藝

優(yōu)化生產(chǎn)工藝可以極大的提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也節(jié)省了大量的能量，提高了熱送坯料熱量利用率。在軋鋼的生產(chǎn)過(guò)程中要根據(jù)不同的鋼種、訂單批量、熱坯料銜接、設(shè)備狀況設(shè)置相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，發(fā)揮熱裝的節(jié)能效果，制定裝爐的基本原則，首先要做到料場(chǎng)的高等級(jí)熱坯一定量時(shí)，馬上安排裝爐，同時(shí)在裝爐的過(guò)程中要使中冷、熱坯連續(xù)的塊數(shù)盡量大，盡量減少冷、熱坯料混裝；再者要制定科學(xué)的加熱時(shí)間，滿足不同要求鋼種的生產(chǎn)需要，并保持加熱時(shí)間和不同等級(jí)熱坯之間的銜接。

3、適當(dāng)?shù)慕档弯撆鞯募訜釡囟?/p>

通過(guò)研究顯示，在一定程度上降低鋼坯的加熱溫度可以有效的節(jié)省熱能、電能以及鋼材的氧化損耗。通常而言加熱爐內(nèi)部分為三個(gè)控制階段，鋼坯出爐時(shí)的加熱溫度、斷面溫差是各階段實(shí)際參數(shù)控制的耦合結(jié)果，為了介紹不同階段的耦合結(jié)果的未知性，要根據(jù)不同的鋼種、不同規(guī)格，將加熱溫度降低30到40℃。此外對(duì)于進(jìn)入爐內(nèi)溫度超過(guò)300℃的熱裝鋼坯，要縮短加熱時(shí)間，降低加熱溫度，通過(guò)降低加熱溫度，實(shí)現(xiàn)綜合節(jié)能的效果。

4、低溫軋制與軋制工藝潤(rùn)滑技術(shù)

低溫軋制技術(shù)是降低軋鋼系統(tǒng)工序能耗的重要節(jié)能措施。降低加熱爐出鋼溫度可以減少燃料消耗，但其變形抗力和軋制功率增加。近年來(lái)，許多軋制生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明降低燃耗的節(jié)能效果更顯著，當(dāng)溫度在1100℃出鍋時(shí)，降溫節(jié)約的能耗達(dá)9.6%，且出鍋溫度降低則氧化鐵皮量顯著減小，低溫軋制在燃料消耗和氧化鐵量的降低上所獲得的效益，完全能抵消并超過(guò)提高軋制功率所增加的成本。

對(duì)許多軋機(jī)而言，采用工藝潤(rùn)滑技術(shù)能降低軋制的能耗，特別是對(duì)鋼板軋機(jī)尤為重要。鋼的熱軋溫度一般在800℃到1250℃之間，在變形區(qū)軋輥表面的溫度可達(dá)450℃—550℃。因此，需要用大量的水冷卻軋輥，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，采用熱軋工藝潤(rùn)滑，由于軋制力的降低，軋制動(dòng)力的消耗約下降8%。

三、節(jié)能實(shí)踐

該廠煤氣消耗占工序能耗總量的88.8%，電量消耗占10.8%，兩者是能源消耗的主要組成部分。另外，蒸汽回收量占能源消耗總量的7.05%，對(duì)降低工序能耗起到了重要作用。因此，節(jié)能工作也應(yīng)圍繞這幾個(gè)方面開展。

1、提高熱送坯料熱裝率和熱裝溫度

（1）根據(jù)熱送熱裝工作需要，建立信息化系統(tǒng)

首先，實(shí)現(xiàn)坯料溫度的實(shí)時(shí)跟蹤。一直以來(lái)，采用手工或定點(diǎn)在線測(cè)溫的方式跟蹤坯料溫度，準(zhǔn)確性不高、不具有實(shí)時(shí)性。為準(zhǔn)確實(shí)時(shí)跟蹤溫度，通過(guò)回歸分析，在不同坯料斷面、季節(jié)、鋼種條件下建立了坯料溫度與其下連鑄機(jī)后時(shí)間長(zhǎng)短的關(guān)系。其次，完善訂單管理系統(tǒng)，使裝爐人員能夠及時(shí)掌握訂單的交付要求，以便根據(jù)節(jié)能原則組織生產(chǎn)。最后，熱裝溫度與熱裝率是衡量熱裝水平的兩個(gè)指標(biāo)，但有些時(shí)候兩者會(huì)有沖突，需要根據(jù)實(shí)際節(jié)能效果平衡兩者之間的關(guān)系，因此，合理的評(píng)價(jià)機(jī)制也是極為重要的。

（2）優(yōu)化生產(chǎn)組織，提高熱送坯料熱量利用率

熱裝生產(chǎn)組織的約束條件主要有訂單的品種、批量、交貨時(shí)間，軋批次之間的厚度差，加熱時(shí)間，冷、熱坯料的銜接以及設(shè)備工況問(wèn)題，只有對(duì)這些約束條件合理的考慮，才能制定出合理的生產(chǎn)順序，發(fā)揮熱裝的節(jié)能效果。為此，根據(jù)生產(chǎn)必須遵守的原則，制定裝爐基本原則。在基本原則基礎(chǔ)上要做到：一、當(dāng)料場(chǎng)的高等級(jí)熱坯達(dá)到一定量時(shí)，馬上安排裝爐；二、裝爐應(yīng)使加熱爐中冷、熱坯連續(xù)的塊數(shù)盡量大，盡量減少冷、熱坯料混裝；三、合理制定不同加熱時(shí)間要求與不同等級(jí)熱坯之間的銜接關(guān)系。綜合以上原則，安排生產(chǎn)計(jì)劃。2013年4-9月，中板廠94.4%的熱送坯料能夠熱裝進(jìn)爐，熱裝比例71.8%，熱裝平均溫度432℃，熱坯料的平均溫降損失144℃。

2、適當(dāng)降低鋼坯加熱溫度，節(jié)約燃料

鋼坯加熱必須滿足軋制對(duì)溫度的要求，包括鋼坯加熱溫度、溫度均勻性（斷面溫差）的要求。加熱爐分三段控制，它們互相影響，鋼坯出爐時(shí)的加熱溫度、斷面溫差是各段實(shí)際參數(shù)控制的耦合結(jié)果。為減少各段間難以預(yù)知的耦合影響，縮小了加熱溫度控制范圍，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)不同鋼種、不同規(guī)格軋制溫度要求，將加熱溫度降低30～40℃。通過(guò)適當(dāng)降低加熱溫度，煤氣消耗降低4.7%，綜合能耗降低3.2%。

3、合理設(shè)計(jì)加熱爐燒嘴

目前，中板廠加熱爐使用焦?fàn)t煤氣做燃料，但3座加熱爐燒嘴均按照燃用混合煤氣設(shè)計(jì)，型號(hào)偏大，實(shí)際生產(chǎn)只在10%～30%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)使用，燃燒效果不好，調(diào)節(jié)性能差。2011年，利用1號(hào)加熱爐改造的機(jī)會(huì)，對(duì)燒嘴進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)、選型，改造后爐溫調(diào)節(jié)更加靈活，爐內(nèi)火焰剛度更加合理，相對(duì)于未進(jìn)行改造的2號(hào)、3號(hào)加熱爐，煤氣消耗減少6%。

4、加強(qiáng)余熱余能回收，提高蒸汽外送能力

目前，加熱爐產(chǎn)生的蒸汽全部外送公司管網(wǎng)，無(wú)放散，蒸汽外送達(dá)3.83kgce/t，比之前的2.67kgce/t，增加回收1.16kgce/t。

5、管理節(jié)能

不同鋼種的加熱工藝（加熱溫度、加熱時(shí)間）不同，生產(chǎn)時(shí)，燃料消耗也不同。如何評(píng)價(jià)加熱爐生產(chǎn)管理、控制水平，是精細(xì)管理的要求。為此，量化了不同鋼種類別的能耗標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)當(dāng)班品種結(jié)構(gòu)，建立當(dāng)班煤氣消耗的動(dòng)態(tài)計(jì)劃指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各班操作、控制的合理評(píng)價(jià)，提高職工成本意識(shí)。

結(jié)束語(yǔ)

總之，我國(guó)是鋼鐵消耗的大國(guó)，但是我國(guó)的軋鋼工序的能耗和國(guó)外先進(jìn)的軋鋼工藝相比依然有較大的差距，其節(jié)能潛力巨大。因此在軋鋼工序中，要從加熱爐、生產(chǎn)工藝、鋼坯加熱溫度等方面入手，提高軋鋼工序的能量利用效率，實(shí)現(xiàn)較大幅度的節(jié)能生產(chǎn)。

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