浅析轧钢工艺的节能技术

滕 芳

（河钢承钢棒材事业部，河北 承德067000）

改进轧钢的生产工艺，提高轧钢工艺的节能技术对轧钢生产具有至关重要的意义。科技研发首先要考虑到对能源的有效利用和减少能源消耗，而这些都以新工艺的研发、技术的改进以及研制新设备为前提。目前，科技研究工作者已经将轧钢工艺节能技术研究的重点转移到了改进轧钢的生产技术上面，在轧钢的连铸连轧技术的研究方面已经取得了重大的突破，同时，将传统的工序钢比系数做出了一系列新的调整，力求降低各级工序对能源的消耗量。同时，研发人员力求改进生产设备，继续推进轧钢生产工艺的进步，实现生产结构的调整，从而降低能源的消耗量。

1 当前轧钢生产中存在的能耗问题

在我国，钢铁工业生产中的能源消耗约占全国总体能源消耗量的14%，其中轧钢能源消耗在钢材生产中约占到12%～18%，是钢铁产业能源消耗中的重要组成部分。同时，随着当前市场对轧钢的工艺、质量、加工层次的要求不断提高，轧钢生产工艺的能源消耗量也随之不断提高。然而值得我们注意的是，与国际先进的轧钢生产工艺相比较，我国无论在轧钢生产上的冷轧还是热轧都无法与国际先进的轧钢生产工艺相提并论[1]。但同时，这也意味着我国在轧钢工艺技术上存在着更大的节能减排的发展空间。

2 改进轧钢生产技术，节省能源消耗

2.1 通过加热炉蓄热燃烧技术减少能耗

轧钢生产中使用的传统的加热炉燃烧技术能耗量高，废气排放量大，对环境的危害巨大，且成本高昂，资源利用率低。实践证明，用蓄热式燃烧技术替代传统的燃烧技术，可以大大减少燃料燃烧过程中的能源消耗。同时，这种蓄热式燃烧技术通过对废气进行回收和循环，从而大大降低有毒气体的排放量，减少对环境和大气的污染，同时节约燃料，降低轧钢的生产成本。因此，这种新型的蓄热式加热炉燃烧技术在轧钢生产工艺中已经得到了普遍认可和广泛采用[2]。

2.2 采用低温轧制工艺和轧制工艺润滑技术

低温轧制工艺技术已经成为目前使用最为广泛的轧钢工艺节能技术，这种技术通过降低工艺制造过程中加热炉内的温度来增加燃料的使用率，从而减少生产过程中对加热炉燃料的使用量。但同时，低温冷轧工艺仍然存在诸多缺陷和问题，例如这种轧钢工艺会使钢材的抗变形能力增加，同时制造功率也会随之增加。但是，近年来的生产实践证明低温冷轧工艺所带来的正面影响远远大于其对轧钢生产的不利影响。除此之外，加热炉温度越低则生产过程中氧化的生产材料和铁皮的氧化量就会更少，因此，低温轧制中通过降低燃料的使用量和材料的氧化量所带来的经济效益和对能源的节省足以弥补较高高的抗变形能力和轧制功率所产生的消耗。同时，工艺润滑技术在轧钢工艺中同样至关重要。实验证明，采用工艺润滑技术能够大幅度降低轧制机的能源消耗，降低钢材表面温度，减少轧制力。

2.3 采用高温低氧燃烧方式

在轧钢的生产工艺中，存在大量的材料氧化问题，对能源的消耗量巨大，并且造成大规模的经济损失。因此，减少生产过程中的氧化消耗量，提高经济收益，降低成本是目前轧钢生产工艺中急需解决的重大问题，所以热轧工艺进一步的被钢铁生产者所重视和选择。众所周知，即使是在常温条件下，钢铁也会随着自然条件的改变，不断地被氧化锈蚀，而温度不断地增加，钢铁氧化生锈的速度也会随之加快[3]。因此，如果要在加工过程中选择高温加工，则必须通过一定的措施减少氧气量，从而将氧化速度控制在合理的范围内，降低能源消耗量。

3 利用信息化技术提高轧钢工艺的节能效果

随着市场对轧制钢材质量的要求不断提高，轧钢的生产工艺必须进一步精确化和自动化，这是科技进步的要求，也是节能减排、保护环境的必然之路。第一、在轧钢的生产过程中，加热温度是其中最为关键的指标之一，因此必须对钢材的温度进行及时准确的观测和跟踪。传统的手工测温和阶段测温无法实时掌握加热温度，工艺误差极大，不利于对温度进行详细的分析，因此加工工艺难以满足要求，增加了能源损耗。第二、精确生产规模，合理规划库存。市场需求和工厂生产之间的信息不对称造成了生产的钢材无法销售，库存过量，使消耗的能源无法进入流通，不仅白白增加了能耗，而且浪费资源，对环境造成了很大的不利影响。第三、重视观测热装水平的重要指标，系统的对热装温度和时间进行观测，绘制曲线图，分析最合理的热装温度和热装时间，减少能耗。信息化技术已经普及到工业生产的方方面面，甚至，对信息技术使用的广度和深度在一定程度上决定了现代工业工艺的高低，因此，在轧钢的生产工艺中，也必须强调精密信息技术的使用，加速我国的工业生产能力，缩短与发达国家的距离。

4 改进加工体系、提高能源利用率

轧钢的生产工艺受到众多因素的影响，例如加热炉的温度、加热炉的燃烧方式、氧气供应量、生产设备的先进性等都对轧钢的生产工艺具有极其重要的影响。因此，在轧钢的生产过程中，必须研究出合理的工艺顺序，正确安排生产过程，充分从以往的生产中总结经验。首先，当热钢的钢坯达到足够的数量时，应该立即安排将热钢坯装进加热炉；其次，装炉的温度以及加热炉的燃烧方式必须实现进行确定，控制好加热炉内冷热坯的数量，减少冷钢坯和热钢坯混合煅烧的情况；最后，对于不同类别的钢坯的承接关系也需要制定不同的加热温度和加热时间，降低温度损失，提高燃料和能源的消耗量[4]。

钢材轧制之前必须已经达到对所需温度的要求，因此要事先控制好加热温度、抗变形程度、阶段加热之间的温差。为了减少参数控制的温差，应该尽量缩短对钢坯的加热时间，针对不同规格的钢坯制定不同的加热范围。实验证明，加热温度每降低1摄氏度，节省的燃料的消耗量为2.2%，从而可以降低的能源消耗量为4.2%。

通常，在轧钢的加热过程中使用的常见燃料为高炉煤气，这些传统燃料燃烧效果差、热能产量低，不利于节约能源，降低能耗。因此要尽快用新型燃料来代替传统的燃料，节省能源。其次，也可以通过改进燃烧炉的炉嘴改进轧钢制造工艺，炉嘴的直径过大不仅不利于蓄温，而且对精确控制氧气的供应量也造成了极大的困难；反之，直径过小的炉嘴会阻碍燃料充分燃烧，降低对燃料的使用率。因此，在轧钢生产中，应该对炉嘴大小形状以及其他设备进行及时的改进，弥补缺陷，提高生产效率和资源利用率，降低能源消耗量。

5 结语

传统的包含轧钢生产在内的工业生产工艺对能源和环境造成了极大的破坏，节能减排日益受到各界人士的关注与重视。近年来，国家注重调整产业结构，发展绿色经济，推进可持续发展。钢铁工业作为我国的老牌生产工业，在国家的生产总量中占有很大的比重，是掌握国民经济命脉的关键行业。因此，近年来，我们不断地改进轧钢的生产技术和生产工艺，相应国家绿色发展、可持续性发展的要求，在降低能源消耗，保护生态环境方面取得了明显的成果。