摘要:当前,我国的钢铁行业得到了快速的发展,但是,我国的轧钢工艺和外国先进的工艺还有较大的差距,尤其是轧钢工序的能量消耗大,节能的潜力巨大,因此推进轧钢节能技术至关重要。因此,众多钢铁企业纷纷改进轧钢生产技术,并且研究开发新型的轧钢机械,以求增加钢材产量,提高钢材质量,降低钢材生产成本。笔者根据多年的工作经验,主要针对我国轧钢生产技术发展与节能降耗进行分析和讨论。
关键词:轧钢生产技术;发展;节能降耗;
一、轧钢生产现状研究
从建国以来,我国就十分重视重工业的发展,轧钢生产作为钢材生产的关键环节受到了国家的高度关注,我国的轧钢生产开始发展起步。但是,一直到20世纪90年代初期,我国轧钢生产水平与世界发达国家的生产水平仍存在很大的差距,集中表现在:轧钢生产技术水平低、设备不齐全且故障率较高;轧钢生产规模化不足,未形成较大规模的轧钢生产线;轧钢生产的能源消耗大、生产成本高、经济效益较差;轧钢产品的质量较差、品种单一。然而,到了20世纪90年代后期,尤其是我国加入世界贸易组织以后,随着我国与世界经济交流增多,再加上国际钢材市场的竞争压力,国内钢铁企业纷纷采购先进的轧钢设备,引进先进的轧钢技术,优化企业管理方式,建立规模化的生产线。随着新技术、新设备以及新管理方法的使用,我国的轧钢生产获得了长足的进步与发展,轧钢生产水平不断提高,同时也催生了一大批附加增值产业,从而促进我国经济发展水平的持续增长。
二、轧钢产品分析
目前,我国主要生产的钢材产品主要有板带材、型钢、管材以及特殊类型钢材四类。板带材是指材料断面为矩形,并且材料宽度与厚度之比较大的钢材,一般我们按照厚度的不同对板带材进行分类。主要包括:厚度在0.0015~0.2mm之间的极薄板;厚度在0.2~4mm之间的薄板;厚度在4~20mm的中厚板;厚度在20~60mm的厚板;厚度在60~160mm的特厚板。型钢是指按照特殊的钢材使用要求,加工成特定形状的钢材,其截面形状按照使用要求不同而存在差异,并且其尺寸也是按照具体的使用要求而设计的。例如:方钢、扁钢、槽钢、钢轨、三角钢等。管材是直接能够用作管道施工的材料,一般情况下管材的制作材料有多种,本文仅对钢管材进行研究分析。钢管材的分类也十分复杂,例如:按照管壁的厚度可以分为薄壁钢管和厚壁钢管;按照口径可以分为大口径无缝钢管以及小口径无缝钢管;按照用途又可以分为机械工艺钢管、石油工业钢管、地质钻探感官、化学工业钢管等多种。特殊类型钢材,通常我们认为特殊钢材就是采用了特殊的材料,特殊的工艺技术加工制造的,并且具备特殊功能与作用,用于特殊工业生产的钢材。特殊钢材相比于以上几种钢材都有其独特的优点,例如:碳钢相比于普通钢其强度很高;弹簧钢相比于普通钢有很高的抗拉性、抗疲劳性以及弹性极限等。
三、影响轧钢工序能耗因素分析
1、加热温度的影响
轧钢工序的能量消耗主要包括燃料能量消耗、电力设备能量消耗、氧化烧损三个方面,虽然在轧钢生产中,影响轧钢工序能耗的因素较多,但是,加热温度是重要的影响因素,通过调查显示,单位热量消耗和钢坯加热温度有很大的关系,当加热温度处于1150℃到1250℃范围之内,温度下降10℃其单位热量消耗则降低,因此,要适当的降低加热温度,既要保证钢坯的正常生产,也要降低能量的消耗。而钢坯加热温度和单位电量消耗呈现线性关系,但是对于电耗影响较小,但是降低加热温度依然能够有效的节省电能消耗。
2、轧钢炉子热效率
轧钢炉子的加热方式以及其内部结构也是影响能量消耗的主要因素之一,良好的轧钢炉子加热方式可以有效提高燃料的燃烧效率,单位燃料产生的热量较多。此外炉子的内部结构,尤其是良好的炉衬结构可以有效提高炉子的保温效果,减少热量的流失。
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3、钢种生产方式的影响
不同钢种的加热工艺、加热温度、加热时间各不相同,在生产的过程中,其燃料的消耗量也不同,如果对钢种的生产工艺使用不当,不但达不到理想的轧钢效果,也造成了额外能量的消耗,这是轧钢生产工序中节能的关键之一。
四、轧钢生产中节能技术
第一,蓄热式燃烧技术,蓄热式燃烧技术在轧钢系统中应用后,有效的降低了燃料的消耗指标,目前在轧钢系统的加热炉中通常会采用蓄热式燃烧技术,由于其对炉内烟气进行充分的回收,从而大幅度的降低了对燃料的消耗,这样在节约燃料的同时也有效的降低了成本,同时还能使炉子的产量得以提高,减少了二氧化碳和氮化物的排放量,对保护环境起到了积极的作用,所以在钢铁企业中应进行广泛的推广应用,相信对降低轧钢工序的能耗具有积极的作用。
第二,加热炉绝热技术与高温节能涂料,目前在加热炉上普遍使用节能涂料来提升炉子的生产率和经济效果。节能涂料中主要成分为炭化硅粉,目前由于加大的了对节能涂料的研发力度,相继有其他系统的节能涂料被开发出来,并应用于加热炉中,节能效果显著,最高能达到节约能耗的百分之二十左右,对炉子的生产率也能提高百分之二十五左右,效果很明显。
第三,高温低氧燃烧技术,采用高温低氧燃烧技术,可回收大量的烟气余热,节约燃料约 50%左右,能大大缩短加热时间,提高生产率,节约能源,降低氧化烧损,成为 20 世纪 90 年代以来发达国家开始普遍推广应用的一种全新节能燃烧技术。
低温轧制与轧制工艺润滑技术低温轧制技术是降低轧钢系统工序能耗的重要节能措施。降低加热炉出钢温度可以减少燃料消耗,但其变形抗力和轧制功率增加。近年来,许多轧制生产的实践经验已经证明降低燃耗的节能效果更显著,当温度问1100℃出锅时,降温节约的能耗达9.6%,且出锅温度降低则氧化铁皮量显著减小,低温轧制在燃料消耗和氧化铁量的降低上所获得的效益,完全能抵消并超过提高轧制功率所增加的成本。对许多轧机而言,采用工艺润滑技术能降低轧制的能耗,特别是对钢板轧机尤为重要。钢的热轧温度一般在800℃~1250℃,在变形区轧辊表面的温度可达 450℃~550℃,因此,需要用大量的水冷却轧辊。通过实验可以发现,采用热轧工艺润滑,由于轧制力的降低,轧制动力的消耗约下降8%。
五、轧钢生产技术发展的方向
冶金生产的短流程与上下游生产工序集成一体化,是当代轧钢生产技术出现的发展总趋势。市场经济发展是这一趋势的客观需要,要想在市场竞争中脱颖而出,必须要凭借轧钢生产技术的先进性。因此,对生产过程中各工序物理化学本质的深入理解是在轧钢生产技术中,必须要得到重视的。近年来,轧钢产业发展十分迅速,在轧钢生产当中,技术已经有了很大的改善,相较之前传统的轧钢技术而言,当下在生产效率和产品质量上已经有了很大的提升。
结束语
钢铁企业要在激烈的市场竞争中站稳,就要在生产工艺上进行技术创新和技术改造,把钢材产品的成本降至最低,实现零消耗、零损耗,让优质的钢材产品服务于社会经济的发展。一个国家的经济发展需要基础产业作为支柱,同样钢铁行业的发展也需要技术创新作为发展和生存的动力和保障,只有这样钢铁工业才能长足有效的发展,并进入到一个正常、遵循规律与科学的进步和发展中。
参考文献:
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[3] 步洪伟.浅谈我国轧钢生产节能降耗技术及合理化建议[J].中国新技术新产品,2013(05)
论文作者:周威
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签:钢材论文; 消耗论文; 温度论文; 工序论文; 节能论文; 炉子论文; 燃料论文; 《基层建设》2019年第6期论文;