试析轧钢系统节能技术

摘要：随着科学技术的发展和进步，社会发展对于能源和资源的需求越来越大。建筑、航空航天、国防等领域的发展，使得我国的钢铁冶金工业得到了巨大的进步，轧钢技术飞速发展，推动了钢铁产量和种类的增加。但是，由于技术层面的原因，轧钢系统对于能源的需求也在日益扩大，能源危机日益严峻。文章针对轧钢系统能源消耗的现状，对其节能技术进行了分析和阐述。

关键词：轧钢系统；节能技术；钢铁工业

中图分类号：TG306 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）01-0086-02

1 钢铁工业节能的必要性

改革开放以来，我国钢铁工业高速增长，2012年中国大陆地区粗钢产量7.16亿t，占全球钢产量的46.3%，成为举世瞩目的钢铁大国。钢铁工业是高能耗大户，2012年，中钢协重点统计钢铁企业总能耗为2.66亿t标准煤，占我国能源消费总量36.2亿t标准煤的7.3%，吨钢综合能耗为602.71kgce。我国钢铁工业大力节约能源、矿产和水等天然资源，在节能降耗和减排方面都取得了丰硕成果，吨钢综合能耗、各工序能耗连年下降，一些指标已经跨入国际领先水平，为缓解我国能源供应紧张局面做出了重大贡献。但是能源供应的严重短缺与能源需求逐年增长的矛盾尚未缓解，过量的资源能源消耗量与有限的资源环境承载能力的矛盾还十分突出。《钢铁工业“十二五”发展规划》提出“十二五”末“重点统计钢铁企业平均吨钢综合能耗低于580kgce”，比2012年602.71kgce下降3.92%。

钢铁企业之间工序能耗的差异巨大，节能潜力大。我国的钢铁工业由于受资金、技术、政策等因素的影响，存在集中程度低、技术设备水平差距大、企业规模差距大等不足，使得我国的钢铁工业呈现多层次、多种类共同发展的状态，相互之间的能耗差距巨大，也使得节能的潜力十分巨大。

2 轧钢系统的节能技术

根据相关的数据分析，不同的钢铁种类和不同的轧制工艺所产生的能耗也是各不相同的，甚至可能存在极大的差距。因此，为了有效开展轧钢系统的节能降耗，可以针对轧钢技术的特点，进行分别控制。

2.1 工序节能

2.1.1 热装热送技术。连铸、轧钢紧邻布置，实现连铸与轧钢生产过程中物流、时间等的匹配、协调，尽可能加快运送热坯的速度，缩短运转时间，以减少运输过程中连铸坯的热量损失，使连铸坯的入炉温度不低于400℃～500℃。采用热装热送工艺，可以降低加热炉能耗约30%；采用热装热送工艺，可以提高加热炉生产能力>20%；采用热装热送，可以减少氧化铁皮的烧损，提高成材率0.3%～0.8%。

2.1.2 控轧控冷（TMCP）技术。控制轧制和控制冷却技术结合起来，能够进一步提高钢材的强韧性和获得合理的综合性能，并能够降低合金元素含量和碳含量，节约贵重的合金元素，通过控制冷却技术，利用轧后钢材余热，给予一定的冷却速度控制其相变过程，从而可以取代轧后正火处理和淬火加回火处理，节省二次加热能耗，减少了工序，降低了生产成本。

2.1.3 低温轧制技术。低温轧制技术是指通过降低加热炉的钢坯出炉温度来减少燃料的消耗。这种技术需要对粗轧机的规格和参数进行分析，如果其轧机刚度和电机功率等可以满足低温轧制的要求，则可以运用低温轧制技术实现节能降耗。结果表明，在温度为1150℃～1250℃的范围内，温度平均每降低10℃，综合能耗下降2.22%，如果钢坯加热温度按降低50℃计算，其综合能耗可下降12%左右，即轧制每吨钢可节省标准煤9.21kg。因此，在轧机设备能力、轧材塑性和产品力学性能允许的情况下，降低钢坯加热温度是实现连轧钢节能的重要途径之一。

2.1.4 热轧工艺润滑技术。热轧工艺润滑技术是实现轧钢节能的重要方法。该技术是在轧件进入辊缝前，在表面喷涂润滑物质，从而形成润滑膜，在轧制过程中起到润滑作用，降低轧辊与轧件间的摩擦，其摩擦系数可从0.35降至0.12，可减轻轧辊的磨损，延长轧辊使用寿命一倍左右，降低轧辊的消耗，可降低轧制力10%～25%，从而降低

能耗。

2.2 设备节能

2.2.1 加热炉。炉型结构是加热炉节能与否的先天性条件，合理的炉型结构可使燃料尽可能多地在炉膛内燃烧，减少炉膛的烟气热损失；尽可能多地将烟气余热回收到炉膛中来，提高炉子的燃料利用系数；尽可能地减少炉膛热损失，提高炉子热效率。步进式炉：加热质量好，加热速度快，氧化烧损少，操作灵活，便于连铸坯热装热送；适当增加炉体长度：适当地增加炉体长度，可提高炉子热利用率；减少废气带走的热损失，一般而言，炉子每延长1m，可使钢坯温度上升25℃～30℃，排烟温度下降30℃，单位热耗减少1.5～1.8。减少炉膛空间、合理的炉内隔墙，可以起到稳定炉压、控制炉气流动、控制炉温、减少烟气外溢、降低排烟温度和减少炉头吸冷等作用，对炉子节能降耗有明显的效果。减少炉底管的热损：对炉底管进行绝热包扎；采取最低管底比设计；特种滑轨的应用。加强炉体绝热，减少炉体的散热和蓄热，可以通过喷涂节能涂料和增强炉衬绝热的方法来实现。节能涂料可以强化炉膛的换热功能，节约大约6%～11%的能源消耗，具有使用方便、成本低廉的优点，同时还可以对加热炉的表面进行保护，具备延长加热炉的使用寿命、有效缩短烘炉时间、提高加热炉的作业效率等多种功能。而增强炉衬绝热，是指对现有的炉衬材料进行加厚处理，以提升其保温性能。烟气余热回收利用：采用蓄热燃烧技术，利用燃烧器之间的相互蓄热达到提高空气温度、降低排烟温度、低气高效燃烧的目的。

2.2.2 电机。轧钢主电机、风机、水泵、辊道电机等，采用变频调速技术，最终可以实现节电20%～40%，效果十分显著。

2.3 二次能源利用

2.3.1 钢厂副产煤气利用：轧钢加热炉、热处理炉全部采用钢铁厂自产的焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气。

2.3.2 余能余热利用：加热炉汽化冷却产生的蒸汽并网发电。

2.3.3 按照梯级供用水理念设计全厂供水系统，轧钢废水循环利用，达到生产用水“零”排放，中水回用，以需供水。

3 实例分析

以我国某大型钢铁企业的环保搬迁为例进行分析。该企业属于当地的龙头企业，年生产能力650万t，主要钢材产品为热轧薄板、宽厚板、中板，对于当地经济的发展有着巨大的影响。在政府的支持和帮助下，进行节能环保

搬迁。

轧钢系统在环保搬迁中结合自身的实际情况，采用了多项节能降排先进技术：加热炉采用蓄热式步进式炉以及汽化冷却等先进技术，其蒸汽并网发电，实现了轧钢加热炉和生产系统的大型化和集约化；轧钢主电机、风机、水泵、辊道电机等，采用变频调速技术；轧钢生产采用控轧控冷技术；部分钢种采用热装热送；轧钢废水循环利用，达到生产用水“零”排放等。大大降低了企业轧钢过程的能源消耗，提高了企业的生产能力，促进了企业经济效益和社会效益的提高。

4 结语

总而言之，对于钢铁冶炼企业而言，对轧钢系统进行技术改造，引入节能技术，实现系统的节能降耗是十分重要的。一方面，可以有效降低企业的能源消耗，降低生产成本，缓解能源危机对于企业的影响；另一方面，可以提高企业的技术水平和生产能力，提高企业的市场竞争力，最终实现经济效益和社会效益的共同提升。

参考文献

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作者简介：张小清（1962—），女，重庆人，重庆市钢铁集团设计院轧钢高工，研究方向：轧钢设计。endprint