畢俊召 王彥成

1.吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院,吉林 吉林 132021；

2.吉林建龍鋼鐵有限公司,吉林 吉林 132000

十幾年來，我國(guó)鋼鐵工業(yè)取得了快速的發(fā)展，直到2013年全國(guó)鋼鐵開始呈現(xiàn)產(chǎn)能過剩的趨勢(shì)，鋼鐵企業(yè)產(chǎn)能增速開始減緩，鋼鐵行業(yè)開始走進(jìn)了虧損狀態(tài)，效益是企業(yè)和行業(yè)最突出的問題，因此，企業(yè)為了提高效益，降本增效成為當(dāng)今鋼鐵企業(yè)最重要的奮斗目標(biāo)。熱軋帶鋼廠加熱工序主要包括來料入爐、加熱、出爐、輸送四個(gè)過程，隨著現(xiàn)代化軋機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，軋制速度及其生產(chǎn)的連續(xù)性要求不斷提高，如何提高加熱爐的鋼坯加熱節(jié)奏和質(zhì)量，減少燃料損耗，降低廢氣排放，是每一個(gè)軋鋼企業(yè)都在關(guān)注的課題，由此可見軋鋼加熱工序的節(jié)能研究，對(duì)降低整個(gè)軋鋼系統(tǒng)的能耗有著重要意義[1]。

1 熱軋帶鋼廠工序概述

連鑄工序是將高溫液態(tài)鋼通過水冷結(jié)晶器，凝結(jié)硬殼后，再經(jīng)過噴淋冷卻全部凝固后切成坯料的鑄造過程。

加熱工序是將連鑄機(jī)生產(chǎn)出的鋼坯橫移合流后輸送至爐前輥道，根據(jù)計(jì)劃鋼坯入爐加熱，按照規(guī)定溫度出爐準(zhǔn)備軋制的過程[2]。

軋制工序是將按規(guī)定溫度出爐的鋼坯通過粗軋機(jī)、飛剪、高壓水除磷、精軋機(jī)的軋制過程，是將鋼坯軋制成一定寬度和厚度的帶鋼的過程。

卷取工序是將通過層流冷卻系統(tǒng)的帶鋼卷成具有外在良好卷形，是熱軋帶鋼主線生產(chǎn)過程中的最后一道工序[3]。

熱軋帶鋼生產(chǎn)線的顯著特點(diǎn)是連鑄連軋短流程生產(chǎn)線布置，通過以加熱爐作為緩沖區(qū)將中薄板坯連鑄機(jī)與常規(guī)軋制相連接的技術(shù)，具有生產(chǎn)組織靈活、高效節(jié)能的突出特點(diǎn)。而從整個(gè)產(chǎn)線工藝過程的節(jié)能角度來看，加熱工序仍具有一定的節(jié)能優(yōu)化空間。（熱軋帶鋼廠生產(chǎn)線工藝流程見圖1所示）

圖1 熱軋帶鋼廠生產(chǎn)線工藝流程圖

2 熱軋帶鋼廠能耗影響因素分析

加熱工序能耗占軋鋼綜合能耗的70%～80%，影響加熱工序能耗的因素也是影響整個(gè)軋制產(chǎn)線總能耗的決定性因素，由于燃料消耗直接影響加熱工序節(jié)能效率，所以分析加熱爐燃料消耗影響因素，從中找出主要控制因素，便可以有效地提高此工序的節(jié)能效率。而影響加熱爐燃料能耗因素很多，下面主要從人員、機(jī)器、材料等方面進(jìn)行了分析。

2.1 人員影響因素分析

從能源管理控制級(jí)別來看，由于人員分工不同對(duì)燃料消耗產(chǎn)生的影響也不同。能源管理控制級(jí)別包括廠能源管理、作業(yè)區(qū)技術(shù)管理、現(xiàn)場(chǎng)操作控制。廠能源管理層面對(duì)指標(biāo)制定是否科學(xué)合理，是否符合實(shí)際生產(chǎn)情況所能達(dá)到的高度水平產(chǎn)生直接影響；作業(yè)區(qū)技術(shù)管理對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作過程監(jiān)督是否及時(shí)全面，是否能對(duì)工藝規(guī)程優(yōu)化提出改進(jìn)建議等；現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)加熱工藝技術(shù)規(guī)程的執(zhí)行、對(duì)熱工知識(shí)的掌握情況會(huì)根據(jù)實(shí)際爐況進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，操作人員本身的節(jié)能意識(shí)對(duì)會(huì)對(duì)整個(gè)加熱工序的燃料消耗有著不同程度的影響。

2.2 機(jī)器影響因素分析

加熱爐的相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、儀表檢測(cè)系統(tǒng)、燃燒裝置及自動(dòng)控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)管道的絕熱及密閉性、設(shè)備的故障率、檢測(cè)儀表的準(zhǔn)確度和自動(dòng)控制系統(tǒng)的智能程度對(duì)燃料消耗有著不同程度的影響。

2.3 材料影響因素分析

材料影響因素主要包括來料溫度、鋼坯規(guī)格、鋼種及特性。由于鋼種不同和裝爐溫度不同，鋼坯加熱的時(shí)間要求設(shè)置也不同，鋼坯在爐加熱時(shí)間的長(zhǎng)短決定了所消耗燃料量，而用于加熱不同鋼種的燃料消耗量也不同。

2.4 其他影響因素分析

方法上的影響因素主要包括加熱控制、操作規(guī)程及提高熱裝率，同時(shí)考核激勵(lì)也是提高員工操作水平和節(jié)能意識(shí)行之有效的方法；環(huán)境因素包括季候變化、國(guó)家政策要求、能源介質(zhì)的保供條件及公司政策等諸多因素。測(cè)量因素中最重要的是保證各種能源介質(zhì)檢測(cè)儀表及加熱工序相關(guān)熱工檢測(cè)工具的精度。測(cè)量因素還包括煙氣中的殘氧量、煙氣溫度及鋼坯在粗軋機(jī)入口溫度等，這些都是評(píng)估燃燒效果的手段[4]。

3 降低熱軋帶鋼廠工序能耗的措施

3.1 空燃比的節(jié)能優(yōu)化

燃料的燃燒控制由來已久，國(guó)內(nèi)的各大鋼廠都有對(duì)軋鋼加熱爐空燃比控制的不同的方法，但是其核心思想就是保證燃料充分燃燒且避免過多的助燃空氣帶走熱量。

按照加熱爐過剩系數(shù)大于均熱段和各段上空氣過剩系數(shù)大于各段下空氣過剩系數(shù)的設(shè)置方式，既保證了在加熱段未參與燃燒的燃料在均熱段得到進(jìn)一步充分燃燒，又由于熱氣體上浮的原理，保證上浮氣體中未完全燃燒的燃料得到充分燃燒。

3.2 余熱利用的節(jié)能措施

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)狀況提出的技術(shù)要求，利用第三方的研究力量、技術(shù)服務(wù)和資金，目前煙氣余熱鍋爐項(xiàng)目已經(jīng)投入運(yùn)行使用階段。該項(xiàng)目投入運(yùn)行至今運(yùn)行較為穩(wěn)定，由于還處于合同期內(nèi)，設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)都由節(jié)能服務(wù)公司負(fù)責(zé)。所以從目前看節(jié)能效果主要體現(xiàn)在加熱爐熱平衡測(cè)試結(jié)果中煙氣帶出的物理熱減少和外送過熱蒸汽的節(jié)能收益這兩點(diǎn)上，煙氣余熱鍋爐投入運(yùn)行后，節(jié)能效果顯著[5]。

4 結(jié)語

鋼鐵企業(yè)的高耗能狀態(tài)是一個(gè)亟待解決的問題，低工序能耗對(duì)于一個(gè)鋼鐵企業(yè)來說，應(yīng)該始終被看成是節(jié)能管理的重點(diǎn)工作。本文為提升企業(yè)內(nèi)部能源管理水平，減少噸鋼能源消耗，確定了整個(gè)生產(chǎn)線的能源控制重點(diǎn)為降低加熱爐工序的節(jié)能優(yōu)化。然后再對(duì)影響加熱工序能源消耗的各因素進(jìn)行了系統(tǒng)分析，最后確定了主要研究方向，提出優(yōu)化方案。