程龍

（中鋼設(shè)備有限公司，北京 100080）

軋鋼加熱爐在具有熱慣性的同時，又表現(xiàn)出較明顯的熱滯后性，基于對設(shè)備能耗的調(diào)整，可直接改變設(shè)備的工作性能以及所得產(chǎn)品的質(zhì)量。軋鋼企業(yè)發(fā)展歷程中，軋鋼加熱爐是重要參與要素，其具有較大的節(jié)能降耗空間，在此方面作出探索極具現(xiàn)實意義。

1 軋鋼加熱爐節(jié)能降耗概述

各企業(yè)生產(chǎn)條件、發(fā)展規(guī)模等都存在差異，要以此類因素為參考合理配置軋鋼加熱爐，諸如加熱鋼材的規(guī)格、溫度的控制等，都是配置工作中重要的突破口。

基于節(jié)能措施的落實，有助于提高軋鋼加熱爐的工作水平，但前提是鋼坯出爐溫度具有合理性，應(yīng)滿足加工要求，否則，以盲目的方式削減煤氣用量反而會帶來適得其反的結(jié)果。伴隨軋鋼加熱爐的運行，當(dāng)其達到最大產(chǎn)能狀態(tài)時，可從縮短鋼坯“過燒時間”的角度切入，從而達到減少煤氣用量的效果?，F(xiàn)階段，軋鋼加熱爐的種類豐富，各自的爐況存在差異，因此，燒損鋼材程度自然不盡相同，應(yīng)注重實際生產(chǎn)情況，合理優(yōu)化過程控制系統(tǒng)，在許可的范圍內(nèi)最大程度上減少爐的燒損量。從理論分析以及大量實踐能夠得知，在相同生產(chǎn)條件下，若加熱爐適配了一套科學(xué)的過程控制系統(tǒng)，此時，較常規(guī)狀態(tài)而言，燒損量降幅可達0.5%，而加熱爐的日生產(chǎn)規(guī)模較大，因此，產(chǎn)生的累積減少量尤為可觀。關(guān)于軋鋼加熱爐實物，見圖1。

圖1 軋鋼加熱爐

2 實現(xiàn)軋鋼加熱爐節(jié)能相關(guān)措施

2.1 優(yōu)化爐內(nèi)結(jié)構(gòu)

各企業(yè)所選用的軋鋼加熱爐并非完全一致，因燃氣種類的不同，所對應(yīng)的爐內(nèi)結(jié)構(gòu)也存在差異。依據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)方式選擇相配套的設(shè)備，若其單純使用高熱值煤氣，此條件下以常規(guī)換熱型加熱爐較為合適，但部分企業(yè)主要使用的是低熱值煤氣，此時，若要提高產(chǎn)能并減少能源損耗，較為合適的是雙蓄熱型加熱爐。顯然，關(guān)于軋鋼加熱爐的選擇并未形成一套特定的標(biāo)準(zhǔn)，其需要以企業(yè)的真實狀況為依據(jù)靈活選擇，部分企業(yè)使用的煤氣種類豐富，此時，其對應(yīng)的加熱爐可選類型自然也更多，在實際選擇中，除了要注重現(xiàn)階段的生產(chǎn)狀況外，還要兼顧遠期發(fā)展規(guī)劃，力求給企業(yè)的持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造廣闊空間。并且，無論應(yīng)用何種加熱爐，其基本前提都是確保鋼坯加熱質(zhì)量，否則，加熱爐的選擇將失去意義。

2.2 提高加熱爐裝備水平

衡量加熱爐運行能力的因素中，以節(jié)能水平以及鋼坯加熱質(zhì)量最為關(guān)鍵，其又受到軋鋼加熱爐裝備水平的影響。從企業(yè)的角度來看，合理裝備加熱爐必須注重以下兩點：

（1）以實現(xiàn)企業(yè)持續(xù)發(fā)展為基本目標(biāo)，所選用的軋鋼加熱爐不僅要滿足當(dāng)前的發(fā)展需求，還要為未來發(fā)展提供支持，在選擇時應(yīng)高度注重其智能化水平。

（2）選擇科學(xué)的裝備操作方法，根據(jù)行業(yè)特定，基于手工機械操作的方式顯然存在局限之處，難以保證鋼坯加熱質(zhì)量，而達到節(jié)能的目標(biāo)更是無從談起，因此，技術(shù)人員應(yīng)該加深認(rèn)識，明確裝備的功能特點，日常工作中加強管理，提高員工的操作水平。

2.3 合理調(diào)節(jié)空氣系數(shù)

因軋鋼加熱爐類型的差異化，其對應(yīng)的燃料種類也各不相同，除了較常規(guī)的單一燃料型外，部分情況下還存在混合料型，多數(shù)企業(yè)都將最佳空燃比控制技術(shù)引入日常生產(chǎn)中，密切監(jiān)控燃氣熱值變化趨勢，以此為依據(jù)，調(diào)整空氣與煤氣流量，使二者維持在較合理的比例水平，以提高煤氣的燃燒效率。此技術(shù)的良好應(yīng)用需得到煤氣熱值儀等相關(guān)設(shè)備的支持，部分企業(yè)生產(chǎn)條件有限，此時，較合適的是周期性尋優(yōu)法，即確定某個時間段，以維持煤氣流量恒定為基本條件，適當(dāng)改變空氣量，對比分析實際生產(chǎn)狀況，從而探尋最合適的空氣燃料比。

2.4 引入連鑄坯熱送熱裝工藝

現(xiàn)階段，連鑄坯熱送熱裝也取得了較好的應(yīng)用效果，其持續(xù)釋放物理熱，在此基礎(chǔ)上，輔以科學(xué)的控制措施，可實現(xiàn)對軋制工序的擴展，向其中融入了連鑄工序，從而也可以起到節(jié)能降耗的效果?？刂乒ぷ鲬?yīng)側(cè)重于技術(shù)層面，有效銜接各道工序。關(guān)于該設(shè)備的實物，具體見圖2。

圖2 連鑄坯熱送熱裝設(shè)備

2.5 提高熱送熱裝率和熱裝溫度

提高熱送熱裝率和熱裝溫度，降低加熱爐的燃料消耗，降低燒損是不需要大的設(shè)備投資就可以取得明顯降成本效果的措施。近年來的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析顯示，在同等的條件下，每提高10%的熱送熱裝率，可降低煤氣消耗2%～3%，降低燒損0.01%。提高熱送熱裝率和熱裝溫度不僅可以節(jié)約煤氣，還大大減少了氧化燒損.大批量連續(xù)生產(chǎn)，可以提高加熱爐產(chǎn)能30%。

3 降低軋鋼加熱爐氧化燒損的有效措施

3.1 提高加熱爐的自動化水平

軋鋼加熱爐運行過程中，氧化燒損是較嚴(yán)重的問題，通過對設(shè)備的改進，從而提高其自動化水平，具有積極意義，具體應(yīng)從如下幾點入手：

（1）加熱爐的散熱性能會在很大程度上影響氧化燒損情況，其主要受到爐內(nèi)保溫層的影響，因此，合理優(yōu)化保溫層是可行解決途徑，可在爐內(nèi)原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加保溫層，例如，選擇高性能的保溫材料并將其固定在風(fēng)管道處，此舉有助于緩解氧化燒損。

（2）爐內(nèi)持續(xù)性氧化燒損的情況下，明顯加大了爐體受損概率，因此，要合理配置加熱爐，尤為關(guān)鍵的是，爐體材料的選擇，要求其具有優(yōu)良的可塑性，良好適應(yīng)爐內(nèi)溫度大幅度升降的環(huán)境。

（3）日常生產(chǎn)中，應(yīng)加強對爐溫的控制，為避免氧化燒損問題，就必須將爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在合理水平，應(yīng)確保其不超過620℃。

3.2 引入新型蓄熱式燃燒技術(shù)

蓄熱式燃燒技術(shù)得以應(yīng)用的前提是高溫低氧環(huán)境，其優(yōu)勢在于緩解氧化燒損，從而為生產(chǎn)創(chuàng)造良好條件，實現(xiàn)節(jié)能降損的目標(biāo)。在該技術(shù)中，其燃燒方式發(fā)生了變化，選擇的是大空間擴散燃燒的形式，此時，加熱爐燃燒具有均勻性，可將爐溫維持在相對平穩(wěn)的狀態(tài)，解決了傳統(tǒng)方式下溫度在某區(qū)域異常升高的情況，空氣系數(shù)過剩問題得到了控制，生產(chǎn)中形成的廢棄物含量減少。此外，蓄熱式燃燒技術(shù)在燃料使用上也進行了優(yōu)化，其選擇的是低熱值煤氣，其直接表現(xiàn)則是煤氣用量的減少，幫助企業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)成本。

新型蓄熱室可以將空氣或煤氣預(yù)熱到比出爐煙氣溫度只低100℃左右，熱效率可達到70%以上。蓄熱式加熱爐噸鋼能耗為370Nm3高爐煤氣，高爐煤氣價格0.03 元/m3，加熱成本為11.1 元/t，非蓄熱式加熱爐成本為40 元/t。

4 結(jié)語

軋鋼加熱爐普遍存在氧化燒損等問題，可通過設(shè)備選型、技術(shù)優(yōu)化等方式進行解決，進而提高加熱爐的工作性能，使其在加熱質(zhì)量以及效率等方面的表現(xiàn)都更為良好，在維持正常生產(chǎn)的同時，減少廢棄物排放?，F(xiàn)階段的解決途徑較多，需根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)狀況來決定，且要經(jīng)過設(shè)計、實踐、優(yōu)化等一系列過程，才能從根本上提高軋鋼加熱爐的工作能力。