河北钢铁集团承钢公司检验检测中心 河北 承德市 067001
摘要：建筑行业的欣欣向荣发展，同时也带动了市场对钢铁的需求量，每年轧钢的生产量也随之获得迅速提升。众所周知，轧钢生产耗能相当之大，不过相应的，其节能潜力也非常大。因此，推进轧钢技术迫在眉睫，并且也具有十分重要的现实意义。文章重点就轧钢工艺节能技术相关问题进行研究分析，旨在为业内人士提供一些建议和帮助。
关键字：轧钢工艺；节能技术；研究；分析
引言：轧钢节能将对轧钢生产产生深远的影响，轧钢新技术、新工艺、新设备的开发，都以节能为基础，节能与否是决定科研项目的基本条件之一。目前轧钢节能工作已将侧重点转向轧钢技术方面，以改变各工序钢比系数为内容的结构调整，以降低各工序能耗为内容的直接节能，都是以技术进步为基础的。在技术和设备上达不到一定的水平，钢铁生产的结构调整就实现不了，能源消耗也降不下来，因此推进轧钢技术进步是继续进行生产节能的关键。
1轧钢工艺节能的必要性
改革开放以来，我国钢铁工业高速增长，2012年中国大陆地区粗钢产量7.16亿t，占全球钢产量的46.3％，成为举世瞩目的钢铁大国。钢铁工业是高能耗大户，2012年，中钢协重点统计钢铁企业总能耗为2.66亿t标准煤，占我国能源消费总量36.2亿t标准煤的7.3％。我国钢铁工业大力节约能源、矿产和水等天然资源，在节能降耗和减排方面都取得了丰硕成果，吨钢综合能耗、各工序能耗连年下降，一些指标已经跨入国际领先水平，为缓解我国能源供应紧张局面做出了重大贡献。但是能源供应的严重短缺与能源需求逐年增长的矛盾尚未缓解，过量的资源能源消耗量与有限的资源环境承载能力的矛盾还十分突出。《钢铁工业“十二五”发展规划》提出“十二五”末“重点统计钢铁企业平均吨钢综合能耗低于580kgce”，比2012年602.71kgce下降3.92％。钢铁企业之间工序能耗的差异巨大，节能潜力大。我国的钢铁工业由于受资金、技术、政策等因素的影响，存在集中程度低、技术设备水平差距大、企业规模差距大等不足，使得我国的钢铁工业呈现多层次、多种类共同发展的状态，相互之间的能耗差距巨大，也使得节能的潜力十分巨大。
2轧钢生产能耗现状
我国钢铁工业能耗约占全国总能耗的12％，而轧钢能耗约占全国钢铁工业总能耗的13％～20％。随着现代钢铁产品质量、品种的升级，深加工层次的不断增长，轧钢工序能耗在不断增加。1999年国际先进水平的热轧工序为47.82kgce/t，冷轧工序为80.28kgce/t，中国钢铁的轧钢工序无论是冷轧还是热轧与国际先进轧钢工序相比，工序能耗均有一定差距。若考虑两者的差异并取我国轧钢工序与国外相同的水平，则可比能耗要比先进产钢国高达17.2％，即112kgce/t钢。其中由于装备、技术和管理落后，折合每吨钢高出国外能耗40.4kgce。因为轧钢加热炉是轧钢系统的主要耗能设备，占轧钢能耗的60％～70％，轧钢节能的潜力很大。
3影响到轧钢工序能耗的具体因素分析
3.1加热温度的影响
轧钢工序能量消耗主要包含有三个部分，分别是燃料能量消耗、电力设备能量消耗以及氧化烧损，其中影响到轧钢工序能耗最大的一个因素便是其加热温度。通过调查显示，当加热温度处在1150℃～1250℃之间，它的单位热量消耗会在温度下降的同时也跟着下降，而且为了避免钢坯的生产出现延误或是差错，能耗也能得到下降，加热温度可做适当的降低。
3.2轧钢炉子热效率
轧钢炉子的加热方式和其内部结构也能影响到能量的消耗，良好的轧钢炉子加热方式对于提升燃料的燃烧效率十分有效果，单位燃料产生的热量也会更多，同时在炉子的内部结构上，特别是良好的炉衬结构，能有效提高炉子的保温效果，从而减少热量的流失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.3钢种生产方式的影响
轧钢生产方式作为轧钢生产工序里节能的关键技术之一，在实际生产过程中，燃料消耗量会受到不同钢种加热工艺、温度以及时间的影响，若是钢种生产工艺不符合相应的标准和要求，很难达到理想的轧钢效果，在能量损耗上也会造成多余的浪费。
4轧钢工艺节能技术研究
4.1热送热装
热送热装是近20多年来迅速发展并普遍推广应用的技术，是轧钢工序节能降耗、提高产量的重大举措，合理地选择热送热装方案可达到节能的目的。连铸坯热送热装是指铸坯在400℃以上热状态下装入加热炉，一般将铸坯温度达400℃作为热装的低温界限；400℃以下热装则节能效果降低，因此时表面已不再氧化，故一般不再称其为热装。铸坯在650～1000℃入炉节能效果最好。相对于连铸坯冷装工艺而言，采用一般热送热装工艺可节能35％，采用直接热送热装工艺可节能65％，采用直接轧制工艺可节能70％～80％。采用热送热装工艺，加热炉产量可提高20％～30％；金属氧化烧损减少，成材率提高0.5％～1.0％；生产周期缩短80％以上；建设投资和生产成本降低。
4.2冷轧高精度钢生产工艺中的节能技术
对薄带钢而言，板形主要表现在横断面形状和平直度，它是冷轧板带最重要的尺寸精度指标。带钢具有良好的平直度是后道生产工序稳定运行的重要前提，过大的单边浪带钢在炉内很容易跑偏而造成断带，处理炉内断带故障将消耗大量的时间，过大的中浪会引起带钢热飘曲。不适当的浪形将加剧罩式炉内带钢粘结，要求冷轧板具有尽量小的纵向和横向厚度偏差、良好的平坦度、以及分布均匀的机械性能、合理表面结构。
4.3高温低氧燃烧技术
实现低成本的无氧化加热和热轧则是热轧追求的另一个目标，高温低氧燃烧就是在温度高达1000℃左右，含氧量在5％～8％的气氛中燃烧。在热轧过程中，氧化的损耗为钢材的3％。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，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。
4.4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℃出炉时，降温节约的能耗达9.6％，且出炉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％。
4.5在线热处理技术
近年来，在线热处理技术受到普遍重视，这是因为在线热处理利用轧制余热对钢材进行热处理，可以省去离线热处理必须的二次加热，因而节省能源，简化操作，缩短了产品的交货期。
结束语
综上所述，中国轧钢工序耗能与先进轧钢工序相比，尚有10％～20％的节能潜力，而轧钢生产的节能重点也落在轧钢加热炉的节能上。推广应用新节能技术，加热炉节能如蓄热式燃烧、加热炉绝热与高温节能涂料、高温低氧燃烧等技术，连铸坯热送热装、低温轧制与轧制工艺润滑、在线热处理技术，可实现较大幅度的节能。
参考文献：
[1]徐战华，黄龙龙，刘世魁.新时期轧钢生产工艺研究[J].城市建设理论研究（电子版），2018（06）：200.
[2]赵陈生.GR65热轧槽钢质量控制[J].河南冶金，2018，26（01）：41-44.
[3]赵根社，麻成成，吴康业，王康.通过改进轧钢工艺提高钢筋表面耐腐蚀性的研究[J].现代冶金，2017，45（06）：41-43.
论文作者:郭鸿凌
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/26
标签：节能论文; 工序论文; 工艺论文; 技术论文; 加热炉论文; 温度论文; 消耗论文; 《防护工程》2018年第13期论文;