关于我国轧钢工艺节能的方向和途径

关于我国轧钢工艺节能的方向和途径

邹小军,赵高建

重庆钢铁股份有限公司,重庆 400000

摘要：钢铁工业作为国家支柱型产业，在国民经济发展进程中始终占据着主导位置。但是，在轧钢生产过程中，每一道生产工序都需要消耗大量的电力能源与煤炭资源，这不仅给资源与能源短缺的现状蒙上了一层厚重的阴影，同时，大量污染物的排放也对自然生态环境造成了严重污染。为了有效解决这一问题，钢铁企业在扩大经营规模的同时，不断探寻正确的节能减排方向，并通过实施一系列技术措施与管理措施，最大限度降低能量消耗率，以实现经济效益与社会效益双丰收的美好愿景。

关键词：轧钢工艺；节能；途径

引言

钢铁合金类产品的制作工艺，与原材料质量、加工设备质量、施工技法、专业技术人员资源等因素息息相关，需要充分结合环保生产工艺的制造理念，降低轧钢工艺流程中的能源损耗。在轧钢工艺流程中，原材料转变为钢铁材料的制造步骤比较繁杂，工艺技术的操作复杂性较高，对技术人员的技能水平要求较高，因此更需要降低生产制造过程中的热源能耗，提升环保生产能力。

1我国轧钢工艺节能现状

我国的轧钢行业在发展过程中，从最初开始到现在，已经取得了一定成就，但是由于经济快速增长和技术水平不断提高以及人们节能减排理念深入人心等原因导致我国钢铁工业生产方式发生重大变化。我国的轧钢工艺技术是在20世纪70年代开始发展，经过了长时间的探索和研究，取得了一定成效，从最初只使用手工、半自动化到采用先进设备来生产出大批高质量产品。但由于传统思想观念等因素制约着中国钢铁工业向纵深发展，也对环境污染比较严重，从而在生产过程中产生浪费资源大以及劳动强度过大等问题，导致我国大部分企业都处于亏损状态甚至濒临破产境地。从70年代往后的发展是轧钢技术逐步趋向于成熟，前面的几种阶段都是轧钢技术的发展期，而之后形成了一个分水岭，轧钢技术进入了现代化的阶段，在这个阶段，工程技术进入了高潮阶段，我国的钢铁技术趋向于成熟。80年代，钢铁技术由之前的探索阶段发展到了如今这个阶段，花费了很多的时间和心血，在这个阶段，我国的钢铁技术趋向于成熟，已经有了阶段性的进步，现如今在建筑行业内取得了先进性的进步，在研究领域内取得了一定的研究成果，这一切的成果完全取决于我国轧钢技术的研究有了质量上的突破。从80年代发展到现阶段，轧钢技术完全成熟，已经在钢铁领域内被大量的开发和利用起来，人们已经进入了工业发达的阶段，工业革命进入了技术革命的时代，人们的日常生活已经被钢铁时代所取代，这从革命领域内已经意味着钢铁技术为人类做出了领先的贡献，技术革命被取代，进入了现代化的发展阶段。

2我国轧钢工艺节能的方向和途径

2.1在线热处理技术

钢铁企业在专用钢等特殊钢材轧制过程，时常使用在线热处理技术。具体来说，钢材轧制完毕后，需要对其进行热处理，该环节消耗时间越长，产生的能耗也就越大。所以在该环节控制好钢材的轧制温度和加热温度，尽可能缩短钢材轧制后的冷却时间，能够有效降低能源消耗，从而达到节能目标。另外，钢铁企业在轧制专用钢时，需要对专用钢进行退火处理，如果缺少这一环节，容易使钢材在冷却过程中出现开裂问题。而利用轧制后900℃的预热，是钢材在缓慢冷却过程中减低硬度，能够直接省略退火工序，这种热处理方式不仅能够提高钢材性能，还可以降低能源消耗和浪费。

2.2适当降低出炉温度

适当降低出炉温度，能够有效减少燃料的消耗，从而减少污染物和二氧化碳的排放量。根据当前我国轧钢工艺设计，轧钢加热炉的能源消耗成本占到整个轧钢成本70%，如何降低加热炉能源消耗也是提升产品市场竞争力的关键。出炉温度的降低，一般要保证轧制工艺的需求，过低会影响产品性能、影响轧制节奏，过高则降耗不明显。以控制钢坯材料成分、轧制工艺以及生产计划的排布，达到降低加热炉出钢温度的目的，是轧钢工序节能降耗的重要研究方向。

2.3 提高入炉温度

提高入炉温度，是目前降低加热炉能耗最有效的方法。当前我国在轧钢工艺设计中热送热装工艺愈加成熟，经研究入炉温度提高到400℃，可以降低加热炉能源消耗30%左右。通过钢坯浇铸、切割、加热协调配合，不仅提高了入炉温度，还能降低中间库存量，减少企业资金占用。热送热装率已成为轧钢厂重要的经济指标。

2.4节约水能

据现场生产数据表明，钢铁企业每生产1t钢材，需要消耗2.7～3.4t左右的水资源，而我国作为严重缺乏水资源的国家之一，节约用水已经迫在眉睫。因此，钢铁企业应结合轧钢生产工艺流程，建立水资源循环再利用系统，实现水资源高效利用。如在粗轧、精轧和出钢等工序中采用冷却水闭路循环，可大幅降低水能消耗。除了采取技术措施以外，钢铁企业也可以利用有效的管理手段来实现节约用水。通过构建节水节能管理体系、制订节水制度与目标责任制以及合理组织现场生产活动等管理措施，促使全员树立节水意识与主人翁责任意识。

2.5余热余能回收技术

在轧钢过程中，加强余热与余能的回收利用，比如在加热环节应用蒸汽发电，不仅能够降低资源消耗，还能够提高能源利用率。此外，钢铁企业以科学技术为基准改造轧钢生产线，在一定程度上实现了生产环节的衔接，减少了钢材传递中的热能损耗，进而实现节能需求。

2.6高温低氧燃烧方式

材料氧化是轧钢工艺环节中的一个重要问题，这一过程能源消耗较大，会造成巨大经济损失。控制好材料氧化消耗量，不仅能达到节能减排目标，还能降低钢材生产成本。众所周知，即便在自然环境下，钢材也会受温湿度等影响产生氧化现象，导致表面锈蚀，并且温度持续增加，锈蚀速度也会越快。所以，在钢坯加热过程中，在加热炉炉内高温区域，就需要利用氧化锆等先进的设备手段控制炉内含氧量，从而有效控制钢材氧化速度，达到降低钢材损耗的目标，为提高企业经济效益提供保障。

2.6节约热能

热能消耗在轧钢生产过程中占总能耗的65％以上，因此，对于钢铁企业来说，节约热能的潜力巨大。目前，在热能节约方面可以主要包括以下三种方式：一是采用节能型加热炉。为了防止热能的大量散失，钢铁企业可以通过延长炉身、改善炉壁绝热性能、安装双层绝热装置等方法来实现节约热能的目的。以延长炉身的长度为例，当炉身长度增加以后，炉尾的废气温度的下降速度将得以延长，这时，炉体内热量的散失速度也将减慢。据现场实验数据表明，炉身长度每增加1m，钢坯温度较原来提高20～30℃，这就使得热损失量大大减少。二是对加热工艺进行优化和改良。随着自动化、智能化技术在轧钢生产中的推广应用，可以利用电子计算机对炉温、送风量、炉内燃料量等参数进行远程在线控制，这种先进的热能节约方法节省了大量的人力资源成本，控制效果良好。三是废气热能的回收再利用。在轧钢生产中，加热炉废气所带走的热量占总热量的40％左右。因此，可以利用换热器、汽化冷却等方法将废气中的热能统一进行回收，然后将其转化为热水或者蒸汽的形态。收集的热能可以用来发电、取暖，大幅减少了热能消耗量。

结语

轧钢是钢铁生产过程中的重要工艺装备，在现代社会，经济高速发展，人们对于产品质量和企业自身效益要求不断提高。这就对我国现有的轧制技术提出了更高层次、更全面、更新型特点，而随着现代化工业技术水平快速提升以及我国国民经济持续健康增长等因素影响下以及国家大力推动节能减排政策实施及号召力增强情况之下才会出现钢铁行业产能过剩现象突出这一问题，所以加强对生产工艺进行优化升级是当前形势所需和重点任务之一。

参考文献

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