现代冶金轧钢节能工序的设计分析

张 拓

（河北宏达绿洲工程设计有限公司，石家庄 050000）

现代冶金轧钢节能工序的设计分析

张 拓

（河北宏达绿洲工程设计有限公司，石家庄 050000）

为了实现钢铁工业的可持续发展，在国家一系列节能减排政策的倡导下，我国的钢铁工业正向着低能耗、短流程和高附加值产品方向而发展，如何提高我国现代冶金轧钢节能工序已迫在眉睫。

轧钢；节能工序；技术；问题；建议

轧钢节能工序的优化对轧钢生产会产生较大的影响，尤其是我国是能源消耗大国，急需提高生产技术水平。当前轧钢技术的发展也都是在节能基础上开展，加之轧钢新技术、新工艺、新设备的涌现，改变轧钢生产中的各道工序系数达到其节能效果，降低生产工序能耗，从而实现钢铁工业的可持续发展。

一、我国现如今冶金轧钢的现状

1、我国的钢铁产业随着现代钢铁产品质量、品种的升级改造，深层次加工在不断增长，轧钢工序能耗也在不断降低，无论是冷轧还是热轧都与国际先进轧钢工序比较，工序能耗仍有一定的差距，需尽快提高。

2、近些年来，我国新建的轧钢生产线也都进行了优化升级，大都采用了当今世界先进的轧制技术，普遍使用了在线热处理和热送热装技术。例如，中冶华天工程技术有限公司在青钢搬迁轧钢总体设计中应用了热装热送工艺技术；江苏中天钢铁集团优棒工程和南钢中棒工程中都应用了优钢在线热处理技术等。这些技术的应用都带来了轧钢能耗的降低，提高了产品质量，降低了成本。但是，对于先进技术只是照搬照抄，没有进行再创新，所以，相比发达国家生产技术我国冶金轧钢技术还很落后，需引进来再创新！

二、轧钢技术使用中的不断创新

1、在我国，当前的轧钢工序中主要采用连铸坯热装热送、低温轧制、轧制工艺优化和在线热处理等。虽然热装热送技术在许多厂都有应用，但依然有很多问题，大部分的厂家热装热送率不高，只是“照本宣科”，并且带来了严重的生产节奏混乱。

2、为了实现最大化的热装热送率，还需要以下的技术：

1）在连铸与连轧中的合理衔接和柔性化的生产

所谓的连铸坯热送就是将炼钢、连铸与轧钢连接成一体的生产体系之后，必须保证实现炼钢→连铸→轧钢的同时进行生产，尽可能减少因更换铸坯和产品规格品种、轧辊、导卫装置等问题，降低生产成本，提高生产效率。

2）无缺陷的铸坯生产技术

现在，大部分的普通碳素钢连铸坯已基本达到无缺陷的要求了，但是对某些要求较高的特殊钢连铸坯，还应该在切断之后进行热检测和热清理，达到生产要求。

3）进行一体化的生产管理系统

为了实现连铸坯直接热装轧制，炼钢一连铸一热轧都必须同时安全的在相同的时序中进行加工，一旦出现问题，则全线都会受影响。因此工序节奏匹配和生产计划管理是十分重要有意义的。所以必需实行一体化的生产管理，即通过人工智能技术的运用，来开发先进的生产计划管理控制系统，从而达到生产要求。

3、轧制工艺的优化升级与创新

节能工艺优化升级与创新是通过采用优化方法，选择原料形状和尺寸来达到节能的效果。就棒线生产车间来说，以单位总能耗量低为目标，对孔型进行优化设计，则优化后的孔型与原孔系统相比，节省单位总能耗达到8%。在孔型的优化设计过程中，建立孔型尺寸模型、前滑模型和能耗模型。根本上是确定了最大延伸约束条件和最小延伸约束条件，以轧制能耗最低作为目标，进行优化升级与创新。

1）低温轧制技术

所谓低温轧制技术是降低轧钢系统工序能耗的重要的节能措施。降低加热炉出钢温度可减少燃料的消耗，使变形抗力和轧制功率成倍增加。近些年来，轧制的生产实践已经证明了降低燃耗的节能效果是非常显著地。总得来说，低温轧制技术在燃料消耗和氧化铁皮量的降低上所获的效益，实际上能完全抵消并超过提高轧制功率所增加的成本费用，从而实现真正的节能。

低温轧制不仅是在加热工序中能达到节能的效果，而且在减少氧化铁皮的生成量的同时，能大大减少轧辊因热应力所造成的断裂现象问题，以及减少氧化铁皮对轧辊的磨损都有显著的效果。低温轧制的能耗总量实际上比常规轧制约要降低18%左右。低温轧制技术进一步还要求要增加轧机的轧辊强度，提高电机功率等，由此保证了所用能耗的降低和生产效率的快速提高。

2）在线热处理

所谓在线热处理是将离线布置的热处理工艺，利用钢材热轧后的潜热能力达到控制钢材轧制后的冷却速度，使之温度变化的过程更加接近离线热处理时的温降过程，从而达到相同或相近的钢材组织和性能的有效方法。

值的注意的是，在线热处理不仅能增强轧材的机械性能，还能减少碳和合金元素的含量。通俗讲，在线热处理是把控制加热、控制轧制和控制冷却三者结合成一个完整的节能型生产工艺。在线热处理既是改善质量的一个有效方法，也是改善轧件内部组织结构的优良工艺，还是获得较好机械强度的最有效的方法。

三、对冶金轧钢工艺的合理建议

1、降低加热炉在加热时的燃耗

在轧钢加热炉上应用步进炉、蓄热式燃烧和汽化冷却等先进的加工技术，保证在轧制条件下降低钢坯出钢时的温度，能合理的控制空燃比例，降低加热炉燃耗。

2、要快速提高热装热送率和热装温度

因为提高热装热送率和热装温度，不仅可以大大减少钢坯的在炉加热的时间，而且还能降低钢坯氧化烧损的比率，进而提高成材率。

3、对余热和余能的回收再利用

例如利用高温排放的烟气进一步预热空气、和生产蒸汽等提高能源利用率；回收的中低压蒸汽则用于补燃发电或制冷等方面，减少能源的消耗和提高利用效率，实现真正意义的科学可持续发展。

4、对轧机等机器电耗的降低和使用清洁可再生能源

如对轧钢系统电机使用变频调速先进技术，采取气动替代电动赖降低电耗，节约电能等等。

结语:

总之，虽然我国是钢铁消耗大国，但是钢铁行业发展形势十分严峻，迫切要求政府和钢铁企业的共同合作和努力，积极贯彻落实科学发展观，实现钢铁产业经济的有好又快发展。

[1]李利剑. 我国钢铁企业二次能源回收技术创新[J]. 科学学与科学技术管理. 2005(01)

[2]丁皓,郭新有. 关于我国钢铁工业二次能源利用的思考[J]. 科技进步与对策. 2004(10)

[3]井玉安,胡林,孟祥利,宋立国. 钢筋控轧控冷工艺的节能分析[J]. 冶金能源. 2002(02)

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1007-6344（2015）06-0011-01