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一、軋鋼生產能耗現狀
我國的軋鋼工藝的裝備、技術和管理方式較為落后,每噸鋼材的能量消耗高于國外的能耗40.4kgce,鋼系統中的主要能耗設備是軋鋼加熱爐,其占據了軋鋼系統中能好的70%左右,因此,我國的節能生產的潛力巨大。
二、影響軋鋼工序能耗因素分析
1.加熱溫度的影響
軋鋼工序的能量消耗主要包括燃料能量消耗、電力設備能量消耗、氧化燒損三個方面,雖然在軋鋼生產中,影響軋鋼工序能耗的因素較多,但是,加熱溫度是重要的影響因素,通過調查顯示,單位熱量消耗和鋼坯加熱溫度有很大的關系,當加熱溫度處于1150℃到1250℃范圍之內,溫度下降10℃其單位熱量消耗則降低,因此,要適當的降低加熱溫度,既要保證鋼坯的正常生產,也要降低能量的消耗。而鋼坯加熱溫度和單位電量消耗呈現線性關系,但是對于電耗影響較小,但是降低加熱溫度依然能夠有效的節省電能消耗。
2.軋鋼爐子熱效率
軋鋼爐子的加熱方式以及其內部結構也是影響能量消耗的主要因素之一,良好的軋鋼爐子加熱方式可以有效提高燃料的燃燒效率,單位燃料產生的熱量較多。此外爐子的內部結構,尤其是良好的爐襯結構可以有效提高爐子的保溫效果,減少熱量的流失。
3.鋼種生產方式的影響
不同鋼種的加熱工藝、加熱溫度、加熱時間各不相同,在生產的過程中,其燃料的消耗量也不同,如果對鋼種的生產工藝使用不當,不但達不到理想的軋鋼效果,也造成了額外能量的消耗,這是軋鋼生產工序中節能的關鍵之一。
三、軋鋼生產節能技術
1.加熱爐節能技術
加熱爐為軋鋼生產提供動力,是節能的重點之一,當前常采用的節能技術是蓄熱式燃燒技術,通過調查顯示蓄熱式燃燒爐的燃料消耗指標平均下降了20%左右,節能效果明顯。同時蓄熱式節能爐可以最大限度的回收爐內的煙氣熱量,減少了燃料的消耗,降低了成本,最重要的是這種新型的節能爐減少了有害氣體的排放量,例如減少了二氧化碳、氮氧化物的排放量,在軋鋼行業引起了廣泛的關注。其次是加熱爐絕熱技術和高溫節能涂料的使用,由于加熱爐體內的表面積較大,當前加熱爐的內部爐襯材料逐步采用耐火澆筑材料,并不斷開發出高性能的防燒結耐火材料。尤其是炭化硅粉節能涂料的使用,極大的提高了加熱爐的生產效率,并提高了生產經濟效益。再者是采用高溫低氧燃燒技術,這種技術的應用極大的降低了熱軋鋼工序的成本,高溫低氧燃燒就是在溫度達到1000℃左右,在含氧量5%~8%的氣氛中燃燒,通過研究顯示熱軋生產工序的鋼材氧化損耗量為3%,同時高溫低氧燃燒技術可以高溫煙氣的回收量,節約了大量的燃料成本。
2.優化生產工藝
優化生產工藝可以極大的提高生產效率,同時也節省了大量的能量,提高了熱送坯料熱量利用率。在軋鋼的生產過程中要根據不同的鋼種、訂單批量、熱坯料銜接、設備狀況設置相應的生產工藝,發揮熱裝的節能效果,制定裝爐的基本原則,首先要做到料場的高等級熱坯一定量時,馬上安排裝爐,同時在裝爐的過程中要使中冷、熱坯連續的塊數盡量大,盡量減少冷、熱坯料混裝;再者要制定科學的加熱時間,滿足不同要求鋼種的生產需要,并保持加熱時間和不同等級熱坯之間的銜接。
3.適當的降低鋼坯的加熱溫度
通過研究顯示,在一定程度上降低鋼坯的加熱溫度可以有效的節省熱能、電能以及鋼材的氧化損耗。通常而言加熱爐內部分為三個控制階段,鋼坯出爐時的加熱溫度、斷面溫差是各階段實際參數控制的耦合結果,為了介紹不同階段的耦合結果的未知性,要根據不同的鋼種、不同規格,將加熱溫度降低30到40℃。此外對于進入爐內溫度超過300℃的熱裝鋼坯,要縮短加熱時間,降低加熱溫度,通過降低加熱溫度,實現綜合節能的效果。
4.低溫軋制與軋制工藝潤滑技術
低溫軋制技術是降低軋鋼系統工序能耗的重要節能措施。降低加熱爐出鋼溫度可以減少燃料消耗,但其變形抗力和軋制功率增加。近年來,許多軋制生產的實踐經驗已經證明降低燃耗的節能效果更顯著,當溫度在1100℃出鍋時,降溫節約的能耗達9.6%,且出鍋溫度降低則氧化鐵皮量顯著減小,低溫軋制在燃料消耗和氧化鐵量的降低上所獲得的效益,完全能抵消并超過提高軋制功率所增加的成本。對許多軋機而言,采用工藝潤滑技術能降低軋制的能耗,特別是對鋼板軋機尤為重要。鋼的熱軋溫度一般在800℃到1250℃之間,在變形區軋輥表面的溫度可達450℃—550℃。因此,需要用大量的水冷卻軋輥,通過實驗可以發現,采用熱軋工藝潤滑,由于軋制力的降低,軋制動力的消耗約下降8%。
四、總結
總而言之,我國是鋼鐵消耗的大國,但是我國的軋鋼工序的能耗和國外先進的軋鋼工藝相比依然有較大的差距,其節能潛力巨大。因此在軋鋼工序中,要從加熱爐、生產工藝、鋼坯加熱溫度等方面入手,提高軋鋼工序的能量利用效率,實現較大幅度的節能生產。
作者:張英龍 單位:河北鋼鐵集團邯鋼冷軋廠