试析轧钢工序节能技术

康景泉

天津荣程联合钢铁集团有限公司

试析轧钢工序节能技术

康景泉

天津荣程联合钢铁集团有限公司

我国地大物博，能源众多，但是能源消耗速度也是非常之快，对于各行各业生产工艺的节能技术进行提高是眼下的当务之急。而轧钢的生产，很大程度上受到了轧钢节能技术的影响。随着科技的发展，在轧钢生产过程中，涌现出了很多的新工艺和新技术。在轧钢生产过程中，对各项工序系数节能效果的改变和调节，能在确保轧钢生产质量与性能的同时，最大限度的轧钢在生产过程中所产生的能源消耗。

钢铁行业；轧钢工序；节能技术

前言

在热轧生产过程中，轧钢工序钢坯加热消耗的热能比较高，将典型的棒材轧机作为生产能耗。钢坯加热过程中，会消耗大量的能量，占据80%。但是使用轧钢能耗的仅仅占据17%。随着节能技术不断发展，能源消耗使用于钢坯的比例越来越小。因此可以看出，一些普通的钢材轧钢的使用工序，之所以能够产生节能效果，这主要因为加热炉。在特殊的钢材轧钢处理工序中，这是一个有效的处理方法。

1 我国轧钢生产能耗的现状

钢铁行业是我国的一大国民支柱产业，但同时，在其能源消耗上，也占据着相当大的比例，且随着国内钢铁市场的不断扩大，钢铁行业的能源消耗量也在随之增长。当前，国内钢铁产品的质量不断获得提升，也不断涌现出新的种类，加工工序变得更为复杂，因此，其在生产过程中所产生的能源消耗也在不停增长中。比起国外现行轧钢工艺的能源消耗，国内的钢铁不管是冷轧工序还是热轧工序都要比国外高得多。若是在轧钢工艺中有效利用上这些多余的能量消耗，那么钢材的产量毫无疑问就会比就会相应增多。而且有调查显示，不管是在轧钢技术、还是管理上，国内和先进国家相比还是存有较大差距，同样是生产过程中的能量消耗问题，国外就比国内平均每吨少40.4kgce。轧钢加热炉是整个钢系统中非常重要的能耗设备，其能耗是整个轧钢系统的7 层，因此，控制好轧钢生产过程中产生的能源消耗，可以带给国内巨大的节能效果。

2 影响到轧钢工序能耗的具体因素分析

（1）加热温度的影响。轧钢工序能量消耗主要包含有三个部分，分别是燃料能量消耗、电力设备能量消耗以及氧化烧损，其中影响到轧钢工序能耗最大的一个因素便是其加热温度。通过调查显示，当加热温度处在1150℃ ～1250℃之间，它的单位热量消耗会在温度下降的同时也跟着下降。而且，为了避免钢坯的生产出现延误或是差错，能耗也能得到下降，加热温度可做适当的降低。

（2）轧钢炉子热效率。轧钢炉子的加热方式和其内部结构也能影响到能量的消耗，良好的轧钢炉子加热方式对于提升燃料的燃烧效率十分有效果，单位燃料产生的热量也会更多。同时，在炉子的内部结构上，特别是良好的炉衬结构，能有效提高炉子的保温效果，从而减少热量的流失。

（3）钢种生产方式的影响。轧钢生产方式作为轧钢生产工序里节能的关键技术之一，在实际生产过程中，燃料消耗量会受到不同钢种加热工艺、温度以及时间的影响，若是钢种生产工艺不符合相应的标准和要求，很难达到理想的轧钢效果，在能量损耗上也会造成多余的浪费。

3 轧钢工序节能技术

（1）加热炉节能技术。加热炉是节能的重点之一。首先，它能为轧钢生产提供动力，其中蓄热式燃烧技术是目前为止最为常用的节能技术。研究显示，在轧钢厂内，将蓄热燃烧技术运用在加热炉中，其研究结果显示，单位内所消耗掉的指数平均下降有百分之二十左右，可以说拥有非常好的节能效果，因此得到了行业内的广泛关注。再一个，是加热炉绝热技术与高温节能涂料的使用，随着科技技术手段的不断发明和创新，很多新型材料得到运用，其中耐火烧筑类型的材料已逐步被使用在加热炉内部中，还由炭化硅粉节的使用，该种材料节能效果好，对于加热炉生产效率的提升有着非常大的帮助，同时也进一步增强了经济效益。

（2）适当降低钢坯加热温度。研究表明，想要将有效节省热电能和刚才氧化的损耗，可将钢坯加热温度进行适当的降低，对于不同钢种和规格，应对应的将加热温度降至35℃左右。另外，在热转钢坯超过300℃时，务必减少其加热时间，并降低其加热温度，从而实现综合节能。

（3）工艺优化。节能工艺优化设计是通过采用优化方法，合理地选择原料形状和尺寸来达到节能的目的。国内某棒材生产车间，以单位总能耗量小为目标函数，对孔型进行优化设计，优化后的孔型与原孔型系统相比，节省单位总能耗的7.3%。节能优化设计能使轧制能耗减少，效果显著。武汉科技大学对棒线材连轧过程能耗进行了优化设计，建立了孔型尺寸模型、前滑模型、能耗模型，确定最大延伸约束条件、最小延伸约束条件。以轧制能耗最低为目标进行的优化研究，取得了节能降耗的显著效果。

（4）低温轧制和轧制工艺润滑技术。轧钢生产过程中的低温轧制技术能够有效降低轧钢能耗。加热炉出钢温度的大小对于燃料消耗也是一大因素，其温度在降低时，燃料损耗便会得到相应减轻，与之相对，其变形抗力也会随之增加。根据近些年的相关实践研究成果表明，低温轧制技术在燃料上，有着非常明显的节能效果，温度为1100℃时，此时进行出锅，并相应降低温度，能将能耗节省至9.6%，且氧化铁皮量也会随着出锅温度的降低而减轻。通过以上这些，可以有效增强低温轧制技术运用所带来的效益提升，对于可以抵消因轧制功率而加大的成本，特别是对钢板轧机，工艺润滑技术能有效控制轧制的能耗。同时，钢的热轧温度通常是在800℃～1250℃间，变形区轧辊表面温度能有500℃左右，故而为了更好的降低温度，可将轧辊用大量水进行冷却。热轧工艺润滑会在使用过程中，因热轧力的降低，其轧制动力的消耗也会下降为8%。

4 结束语

总而言之，我国作为钢铁生产与消耗的大国，但是在轧钢工序的能耗上，依然和国外存有较大的差距。因此，在轧钢生产工序中，从加热炉、钢坯加热温度以及低温轧制和轧制润滑技术等方面作为切入点，以提高轧钢工序的能量利用率，从而在确保质量与性能的同时，还能实现大幅度的节能生产。本文就轧钢生产中轧钢工序的节能技术提出了自己的一点拙见，希望能为相关人员提供出有价值的参考文献，以献出自己的一份绵薄之力。

［1］覃永国，卢春宁.轧钢工序节能技术及节能实践［J］.冶金能源，2014，（3）.

［2］闫振武.轧钢工序能耗影响因素分析及节能措施［J］.冶金动力，2013（5）.

［3］陈冠军.轧钢加热炉技术在首钢的应用与发展［J］.工业加热，2010，39（3）.

［4］王国栋.TMCP技术的新进展——柔性化在线热处理技术与装备［J］.轧钢，2010，27（2）.