节能降耗技术在轧钢加热炉上的应用

节能降耗技术在轧钢加热炉上的应用

刘磊

刘磊

华菱湘潭钢铁有限公司宽厚板厂湖南湘潭411101

摘要：随着全球能源的日渐减少以及公众环境保护意识的增强，节能降耗技术逐渐在各行各业的生产以及应用领域受到重视。文章针对轧钢加热炉这一设备开展了节能降耗技术应用的分析。

关键词：节能减耗；轧钢加热炉；应用

1节能降耗技术在轧钢加热炉上应用的意义

在轧钢行业所涉及的众多设施设备中，加热炉是耗能较高的关键性设备之一。将节能降耗技术合理地应用在加热炉上，会起到积极的作用，如能够提高燃料利用率、降低能源消耗、将钢坯氧化的损失控制在最小的范围内，进而提升加热质量，实现促进整个轧线生产过程经济效益提高的目的。由此可见，该项技术对于轧钢行业的发展有着很好的促进作用。

2加热炉节能降耗技术在加热炉上的具体应用

评价加热炉工作效能的主要经济指标中，其中关键性的一点即是燃料的消耗量。故而，加热炉节能降耗技术的一项主要工作即是将燃料消耗量尽可能地控制在最小的范围内。在实际的实践应用中，节能降耗技术在加热炉上的应用具体有以下三个方面。

2.1将节能降耗技术应用在生产工艺上

坯料的热送热装工艺具有非常大的潜在经济效益，这一点在加热炉的实际生产以及应用中得到充分的证明。针对不同热装温度的钢坯，需要采用与这些不同的钢坯相适应的加热工艺，这项措施能够充分体现坯料热装所带来的效能，即节约能源、增加产量以及降低能耗。因为连铸坯的热装温度一般较高，那么在对其进行加热时，可以忽略由于加热速度而引起的热应力对铸坯的作用。在对热装连铸坯进行加热时，需要采取不同于加热冷装连铸坯的加热工艺，出台连铸坯热装的加热工艺制度；将预热段、加热段的温度控制在适宜的较低的范围内，或者可以直接将装料端低温段的部分烧嘴关闭，开展高温加热段、均热段两段加热制度。

加热炉热装技术的优势主要有以下几点：

（1）能够实现了很大程度的节能。

据相关数据显示，直接装入冷坯时加热炉的单耗大概为每千克1600千焦，当装炉钢坯温度控制在300摄氏度至400摄氏度时，加热炉的单耗有所降低，每千克的单耗为1400，当装炉钢坯温度控制在800摄氏度至900摄氏度时，加热炉的单耗又再次降低，每千克的单耗仅为900千焦。坯料的热装效果与冷装效果做对比，前者的能源单耗仅仅为后者的55%。

（2）能够缩短加热时间，促进加热炉产量的提高

据相关数据显示，对普碳钢进行加热时，将钢坯的热装工艺与冷装工艺做对比，以将钢坯加热到1250摄氏度这个程度为标准，单位加热时间内缩减的百分率大致为：当温度从200摄氏度逐渐升高到900摄氏度时（梯度为100摄氏度），每升高100摄氏度，单位加热时间缩减的百分率就会有所降低，其具体的减低数值为：96%、91%、85%、77%、70%、63%、56%以及48%。可见，这个百分点一直在呈稳定的下降趋势。另外，还可以看出，当热装温度达到800摄氏度至900摄氏度时百分率为48%，为加热冷坯（96%）时的1/2，减少了一半的用时。

（3）能够减低烧损，提高成品材的成功率

在将热装工艺应用在加热炉上时，能够减低坯料在加热炉里的加热时间，加快加热的速度，从而降低金属的氧化和脱碳作用，降低燃料的单耗。

（4）能够缩小钢坯的原料库房面积

在应用热装工艺后，车间原料库房的储存面积仅需要少量的中转垛位即可满足生产供应，总面积大概为500㎡。而耗能较高的冷装工艺，加热炉的原料库房面积需要较大，具体来说，要比热装工艺所需的面积增大80%。可见，后者能够大大节省加热炉工作的占地面积，从而降低基础建设方面的成本投入。

2.2改进操作技术

（1）充分开发和应用烟气余热

双蓄热式加热炉蓄热的装置为：空气烧嘴以及高炉煤气烧嘴前的蓄热室。基本原理为：依托换向系统促使烟气流经蓄热室里的蓄热体，烟气流量大小的控制是依靠排烟机前的排烟流量阀实现的，从而实现对蓄热室温度的控制。当烟气将热量传导给蓄热室里的蓄热体后，经过换向燃烧，对流经蓄热体的空气与高炉煤气进行预热，使温度上升到一个较高的水平，从而提高了高炉煤气的发热量。

（2）合理控制炉膛压力

节能降耗的另一有效措施为将炉膛的压力控制在一定范围内，这能够降低出炉口以及入炉口喷火导致的热量损耗。在这方面要确保炉体密闭性，尽最大可能将炉压控制在微正压或者30Pa上下。当不出钢时，要及时关上炉门，避免炉气溢出以及冷空气的进入。

（3）降低空气系数

过大的空气过剩系数会导致烟气的增多，从而导致许多热量的散失，热效率下降，增大了钢坯的氧化烧损。过小的空气系数，不能使燃料充分燃烧，从而浪费了燃料。通过相关实验证明，当助燃空气量小于10%时，燃料的用量会增加15%，即多浪费了15个百分点。故而，应当在排烟管道上设置氧化锆氧分析仪，对烟气中氧的含量进行分析，以便随时调节空燃比例。

（4）及时改进炉温制度

对温度制度进行改进，主要要参考轧制产品的规格以及轧制速度。在加热炉日常运行时，要掌控住各段温度，一旦遇到事故停车，或者停机需要更换轧辊以及品种时，要依据具体停机时间与轧制品种及时调节钢坯加热温度，适当降低或提高各燃烧段煤气与助燃空气的流量。在遵照轧制规程要求下，加热钢坯开轧温度。

（5）控制出钢温度

过高的出钢温度会导致钢材品质下降，同时还浪费能源。因此，要对出钢温度进行控制，主要通过促进控制出钢速度和轧制速度间的协调来实现，将出钢温度控制在工艺要求的程度内。通常是在轧制工艺和轧制设备能够承受的基础上，最大可能地将出钢温度降到较低的水平。

（6）改进调温操作方法

针对每个操作人员进行标准化操作的培训，将每个操作工在操作技能上的差别降到最低，保持现场操作的标准化。通常在烧钢过程中推行“三定操作法”，能够有效地维护加热炉设备和降低燃料的单耗。

2.3改进炉子设备的节能对策

（1）对炉体进行绝热处理能够提高辐射能力

加热炉炉体传导的热损失里在很大程度上时因为炉体散热引起的。如采用吊挂式平顶结构的加热炉，在炉顶的表面积中没有施加绝热材料的锚固砖面积大概为8%，所用的材料是高铝砖，其具有较高的热导率，易产生热短路，从而导致热量散失加大。如果将一层高纤维毯附加在炉顶、炉墙、炉底表面上，能有效的减少炉体散热损失。将汽化冷却取代水冷却，减少了步进梁带走的热损失，降低了热量的需要量，节省了水资源并产生了附加蒸汽，可用于发电。

（2）推广陶资蜂窝体

针对蓄热式加热炉要大力推广陶瓷蜂窝体来取代蓄热小球，前者的传热面积大概是后者的7倍，传热能力是后者的5倍，压力损失大概是后者的1/3。在对空气以及煤气进行预热上，陶瓷蜂窝体的作用较强，能够有效提高高炉煤气的燃烧温度。

（3）应用步进式错位水梁技术

步进式错位水梁能够消除钢坯表面的划伤，减弱坯料的水管黑印，降低钢坯的断面温差，促进钢坯加热品质的提升。

（4）在炉墙内壁处理

一般在炉墙内壁上喷涂一层远红外涂料。当前炉温大于1000℃时，主要为辐射传热为，涂上远红外涂料，能够提高炉子内壁在热交换时的辐射效能。

（5）推广蓄热式烧嘴

蓄热式烧嘴的集热回收系统与燃烧系统是一体化设计。与换热式烧嘴相比，它能够将余热回收率提高到90%，空气的预热温度能够达到1000℃。而后者为78%与650℃；蓄热室出口的排烟温度低于200℃，故而，不需要安装另外的高温排烟通道；能够提高预热段的温度，缩短炉长。

3结束语

综上所述，节能降耗技术能够通过多种途径应用在加热炉上，无论是生产商还是使用者，应当充分利用这些技术来实现能耗的降低，成本的减少以及效益的提升。

参考文献：

[1]洪海宇.探讨轧钢加热炉节能减排的措施[J].河北企业，2013，09：95

[2]郭红玲，许石.用系统节能的观点推进加热炉节能降耗[J].冶金能源，2014，05：28-31

[3]陈冠军，张忠结，陈军等.首钢轧钢加热炉的节能[J].工业炉，2011，01：16-19