轧钢加热炉节能技术研究

胡江宁 赵明博

东北特殊钢集团股份有限公司大连基地第二轧钢厂 辽宁大连 116000

加热炉在轧钢工艺中是重要的工序能耗消耗环节,降低加热炉的能耗及钢坯的氧化烧损对整个轧钢工艺降低成本意义重大。

1 加热炉发展趋势概述

加热炉为轧钢厂生产工序中最为重要的一项设备，同时也为生产工序中耗能最高的一项设备。因此，对加热炉予以改进的主要目的即为，除需完成金属轧前的加热工作外，还应尽可能提升加热炉生产指标，降低能耗。虽传统加热炉的排烟方式、供热方式已在生产实践方面获得一定成就，但尚存在部分能耗问题并未得以解决。因此，加热炉改进方式众多，而引进人工智能化则为一项较为理想的途径。伴随近几年计算机技术及人工智能理论的发展，各项检测设备及仪表性能也随之不断提高，模糊控制及专家系统等技术目前已于加热炉燃烧控制领域得以广泛应用。

2 当前轧钢加热炉节能技术在应用时存在的不足之处

2.1 该技术的优化革新工作不到位

由于我国的钢材行业及发展起步时间较晚，所以相应的技术发展也较为落后。现阶段，我国所使用的轧钢加热炉的控制系统大多数是从国外的设计系统引进，并在此基础上加以改造，所以轧钢加热炉使用过程中，由于国内外的使用环境存在一定差异，这就造成加热炉在使用过程中不能满足企业发展的实际需求，进而在应用过程中出现问题。

2.2 企业的轧钢加热炉管理工作不规范

由于轧钢加热炉在长期的使用过程中，受自身的工作环境等各方面因素的限制，在使用时容易使其控制系统存在一定的缺陷，在具体工作中就不能够实现全自动化的加热过程，这就导致该技术在应用时不仅不能够产生节能的效果，在一定程度上也会造成热量的加剧消耗，导致所产生的钢材不能够满足预期的需求，给该技术的使用造成了一定的不利影响。同时，由于目前我国经济发展较为迅速，对于钢材的需求量也在不断上升，这就造成钢材企业在钢材市场中，仅仅重视轧钢的数量，对于其质量不仅没有提高相关标准要求，而且还产生了一定忽视的情形，在钢铁企业的管理过程中存在严重的缺陷，降低了轧钢产品的质量[1]。

2.3 其他方面问题

加热炉为体型较为庞大的一类煅烧加热设备，若设备内零件一旦遭受损害，将会降低加热炉功能，除产生堵塞损坏及漏气漏火等现象外，将会引发众多耗能问题。首先为换热器损坏。一旦换热器导管封死，将会降低均热段煅烧风量，而换热器所产生的老化腐蚀现象，也会导致煤气的自燃、泄露。其次，炉底结渣。当产生加热炉炉压未得以良好控制或加热炉负荷提高时，加热炉的吸冷风现象均会得以加剧，产生较为严重的炉底结渣现象。再次，炉内阀门损坏、煤气热值波动及水管结构均会导致加热炉热量流失。而加热炉在长期超负荷运行下，将会减短自身使用寿命[2]。

3 轧钢加热炉节能技术的应用

3.1 加热炉燃耗的降低

影响加热炉燃耗的消耗的因素较多，比如加热炉耐材的脱落及损坏程度，加热炉各种炉门、孔洞的热损失，加热炉燃烧系统的控制。因加热炉耐材、炉门及孔洞等在生产中难以控制，本文仅就燃烧控制对燃耗的影响进行分析研究，燃烧控制对加热炉燃耗的影响主要包括空燃比的控制，炉温的控制以及炉压的控制等。

空燃比又称为空气系数，空燃比的合理配置有利于降低燃料单耗，如果空气的比例太高，会导致炉温降低，则需要更多的燃料来加热钢坯导致燃料消耗增大。如果燃料比例太高，燃料则不能完全燃烧必然导致燃耗过高。此外，因燃料未能在炉膛内完全燃烧，燃料可能外泄，如果是煤气外泄则可能导致安全事故。未完全燃烧的燃料进入烟道后也有可能产生二次燃烧，此种情况则有可能损坏烟道中的预热器等设备。

炉温和炉压的控制对燃料的消耗也有一定的影响。炉温过高会导致燃料的消耗过高，排烟的温度也会升高从而造成燃料单耗的升高。炉压过高则可能会导致加热炉出现炉门、孔洞等冒火现象，这会导致热量的损失从而导致加热炉燃料消耗的升高。

加热炉的热值仪有利于空燃比的准确设定，残氧分析仪可对空燃比的设定进行有效监控，使空燃比配置在合理的范围之内。

3.2 提高工作人员的技术水平，组建专业的节能技术研究团队

工作人员的技术水平与轧钢加热炉节能技术的应用效果息息相关，所以要想进一步发挥轧钢加热炉节能技术的应用效果，就要注重对工作人员专业素质及技能水平的提高，组建专业的节能技术研究团队。首先，企业需要针对技术工作人员进行理论知识培训，使工作人员掌握技术的基本原理、操作要点和注意事项，增强知识储备。适当增加实践培训在培训活动中的比重，使工作人员在实践操作中提升技术应用技能和水平，了解企业对轧钢加热炉节能技术的实际应用状况，做到理论与实际相结合，推动企业的节能技术进一步改革和创新。其次，企业要加强与科研院校、高等院校的交流与合作，构建合作机制，在为企业提供人才支持的同时，加速科技成果转化，促进合作各方的共同发展。最后，企业应根据实际情况制定奖惩制度，一方面，激励优秀员工创新技术应用、激发工作热情；另一方面，对工作态度不端正、操作失误纠正不及时的员工给予适当惩罚[3]。

4 结语

综上，目前我国轧钢厂中普遍存在能耗过大等问题，此也为导致我国轧钢厂生产成本较高的一项重要原因。因此，将轧钢工艺节能技术应用至加热炉工艺改进中具备重要意义。轧钢厂可借助多功能炉衬的加热炉引入、降低炉膛内热损失等措施，改进加热炉工艺。借此除可降低钢铁在生产过程中的能耗外，还可实现资源节约，推动企业长期可持续发展，并在一定程度上改善生态环境。