轧钢加热炉节能技术探讨

白艳伟 陆明伟 白冰

摘要：轧钢节能加热炉的有效利用，可以明显减少能源损耗，这不仅是目前钢铁企业的环保目标，同时也是钢铁工业进一步实现健康可持续发展的主要方式。就能源消耗比例来讲，轧钢加热炉占据了很大的比例，因此利用轧钢节能加热炉势在必行。

关键词：轧钢；节能；加热炉

中图分类号：TG307 文献标识码：A

引言

加热炉自动化控制和节能仍是我国冶金行业中的发展难题，也是热工专业人员必须攻克的难题之一。加热炉节能的方法多种多样，在选择加热炉时，必须要选用结构合理的加热炉型，还要耐高温、保温性好的材料，并且采用使用先进科学的技术和设备，这些都能提高加热炉节能效率和热工自动化控制具有重要的意义。

1节能加热炉的设计革新及运用

1.1加热炉内部结构的设计

对于企业而言，加热炉内部结构的设计需要视企业可以使用的燃气种类等情况具体而定，对于那些只能燃烧低热值煤气的公司，若对于加热钢种种类和数量要求较高，那么综合自身实际情况以及想要达到的节能效果，采用空、煤气双蓄热式加热炉将是更好的选择。而另一方面，如果公司的条件只能燃烧高热值煤气，而且也为了达到高产及稳产的要求，则公司采用常规换热式加热炉则不失为一种更好的选择。由此可见，对于公司的加热炉的选择而言，并没有固定的标准，公司可以燃烧的煤气种类齐全，那么其可以选择的加热炉种类就越宽泛，即加热炉的选择必须与企业的实际情况相一致。因此，任何企业都需要对于钢坯加热质量及生产稳定性需要做综合考虑之后，作出关于加热炉内部结构的设计的决定。

1.2加热炉装备水平的确定

当前，对于加热炉装备水平的大小，不同的企业通常有不同的标准和需求。加热炉装备水平与公司的钢坯加热质量及节能效果密切相关，因而对于公司而言：第一，选择一款适合自身情况的加热炉装备至为关键，从当前行业发展趋势来看，如从长远发展的角度开率，公司需要引进更加智能的新型加热炉，以提高自身的轧钢质量；第二，装备的操作方法的科学性及熟悉度对于装备功能的发挥十分重要，而通常按照低水平的手工机械操作，往往难以达到稳定的加热质量和节能效果的，因此轧钢公司在对于轧钢加热炉的操作员工的培训，也是其不可忽略的重要问题。

2轧钢加热炉节能措施

2.1保证产量的连续性与稳定性

首先，优化生产组织，并提高产品的稳定性。热连轧生产线产品的规格与种类多元化，相应的加热工艺也存在一定差异，加热炉的热滞后性与热惯性相对较好，每次进行加热制度调整，都需要利用一定时间进行过渡，这样一来，势必会随之产生空烧现象。这就需要制定完善的生产计划，以此确保生产的连续性与稳定性，从而大大降低制度调整的频率，缩减空烧时间。其次，实时跟踪质量，保证加热效率与质量。轧钢加热炉的质量直接影响着生产，钢坯的表面温度太高，就会造成轧辊打滑。但是钢坯断面的温差过大，轧机扭矩与轧制力会明显超标，进而造成电机电流超高跳闸和卡钢。而加热质量不合格很容易造成安全事故，或者增加产品单耗。

2.2减少冷却热损失

在加热炉的冷却系统热损失中，关键就在于水梁立柱的冷却热损失，即水冷与汽化冷。就生产数据信息来看，汽化冷却系统加热炉的冷却热损失大约占据了总消耗的8-12%，但是水冷系统加热炉的冷却热损失大约占据了总消耗的15%。水冷炉坯的水印温差大于3℃，汽化冷却炉的水印温差小于2℃，平均出钢的温度大于1℃。另外，蒸发冷却系统所生成的蒸汽，可以作为优质的资源实现与蒸汽管网系统的有机融合，经济价值十分突出。采用汽化冷却可以实现节能和效益双赢，应优先采用一定规模的加热炉。

2.3降低排烟的热损失

加热炉排烟热损失量、排烟量直接受排烟温度的影响，想要降低排烟热损失，必须利用富氧燃烧技术适当减少排烟量，并合理设置带压下的长热回收段，可以促使排烟温度明显下降。其一，富氧燃烧技术。富氧燃烧技术采用氧气浓度较高的富氧空气，具有其自身的独特优势，即燃烧速度较快，火焰的温度比较高，传热的能力非常强，排烟量明显缩减等。富氧燃烧技术可以在减少废气排放的基础上，提高加热炉的燃烧温度与相应的响应速度，有助于降低加热炉的燃料消耗。另外，此技术还能够有效改善烟气黑度，以此提升系统辐射系数，提高传热速度，降低加热的时间，从而促进出钢效率的提升。加热炉加快生产，可以降低单位产量的热损失，有利于降低产品的单位消耗。其二，对加热炉结构进行优化，合理设置长热回收段。在加料端上，适当添加带压力下的长热回收段，以此保证烟气具备良好的对流换热系数，尽量延缓烟气和钢品间的换热时间，并尽可能直接向钢坯中传输热量，有效降低排烟温度。

2.4适当降低有效的吸热量

产品加热需要耗费一定的有效吸热量，这主要是由产品的出炉温度所决定的。为了有效降低加热产品的有效热量，应从两方面着手，即提高热量输送与包装温度、降低平均出钢温度。其一，对于轧钢热炉而言，采取科学有效措施提高板坯热装比例与温度，是非常关键的节能措施，其中的热装率越高，那么燃耗的节省率就会随之提高，那么节能降耗的效果就会更加明显。其二，对钢坯断面的温度进行严格控制，并适当降低平均出钢温度。采取准确控制断面温度差异的方式，降低钢坯的出钢温度与加热炉温度，加热炉的热损失也会随着不断降低。

3加热炉设计应采用的新技术

3.1高效环保的燃烧器、转换器的运用

燃烧器是加热炉的关键部件，随着环保理念日益深入人心，越来越多的人开始关注低NOx燃烧器，该燃烧器由于综合了高燃烧效率和炉温均匀性等特点备受关注。因而，对于大型加热炉，企业需要将加热炉升级为低NOx可调焰烧嘴、低NOx扁平焰烧嘴及高调节比平火焰烧嘴的设备水平。对于转换器而言，投资与维护成本低当前是企业热衷的重要方面。因此，如何制造及批量化生产处高效、低成本换热器，对其结构及材料方面的考虑也是当前该行业的一大热点。

3.2脉冲（数字化）燃烧技术的应用

轧钢加热炉脉冲燃烧技术近年来逐渐成为众多企业关注的热点，作为一种全新的燃烧控制技术，总体而言，其优点十分明显：易控制、温度场均匀、燃料利用率高。其主要思路在于将改变传统的模拟量燃烧控制思路，采用新技术计算火焰长度、温度分布等情况，因而炉子供热负荷变化的影响将进一步缩小，空、煤气流量调节等复杂的步骤也将被省去。当然，当前这种技术对于煤气类型以及炉内温度的要求较高，因此其可运用的环境相当有限。

3.3适当采用型钢特制炉外涂料

为进一步提高加热炉热效率，根据近期对于不同加热炉外部涂料的检测结果显示，某钢厂型钢车间应用“杰能王”纳微米高温远红外节能涂料后，炉体外表温度有了较为明显的降低。因此，企业在对加热炉进行设计时还可以适当采用型钢特制的“杰能王”纳微米高温远红外涂料，从而可以在很大程度上提高加热炉热效率。“杰能王”纳微米高温远红外涂料作为一种近期试验成功的具备很高辐射率的节能涂料，其通过增大炉衬的黑度，增强钢坯与炉气（或火焰）之间的辐射换热，进而可以实现节能的效果。

结束语

利用轧钢节能加热炉电气控制系统，能够在很大程度上提高能源利用率，而且其可以全面替代既有钢厂生产中所利用的常规人工控制方法，既能够提高板坯加热水平与质量，又可以提升炉区的整体自动化水平，并进一步缩减工人工作量与强度，不仅如此，其在各个领域操作的信息化管理上也独具优势，所以，能够有效提高企业的市場综合竞争力，以此推动企业实现稳定长远发展。

参考文献

[1]杨波.轧钢加热炉节能技术的应用[J].冶金能源，2013，32（05）：33-35.

[2]金君.轧钢节能加热炉电气控制系统设计与分析[J].机电信息，2013（27）：154-155.

[3]洪海宇.探讨轧钢加热炉节能减排的措施[J].河北企业，2013（09）：95.

（作者单位：1 2沈阳格竹科技有限公司；

3辽宁中安消防工程有限公司）