李海军
(莱钢技术中心,山东莱芜 271104)
关于我国轧钢工艺节能的方向与途径探讨
李海军
(莱钢技术中心,山东莱芜 271104)
实现钢铁工业的可持续发展,是我国实现现代化建设的重要保障。本轧钢系统是整个钢铁工业的重要组成,其节能程度直接关系着钢铁工业的可持续发展和我国现代化建设。本文基于实现直接化、连续化和自动化的轧钢工艺节能方向,探讨了如何提高我国轧钢工艺节能,降低能耗的有效途径。
轧钢工艺 节能方向 重要途径 加热炉
近年来，我国轧钢工艺的节能工作虽然取得了一定的进展，能耗也不断下降，但与国外发达国家相比还存在一定的差距，主要体现在加热炉的能耗控制上。在循环经济、绿色钢铁、低碳经济等节能减排的主题倡导下，如何找出我国轧钢工艺的节能方向和探索有效的节能途径，是我国钢铁行业需要不要断探索和实践的重要课题。
1 实现直接化、连续化和自动化的轧钢工艺节能方向
我国钢铁行业的传统生产工序是炼钢、炼铁、加热、轧材、铸锭、开坯等各个工序独立进行生产、加热、冷却的，这浪费了大量能源，节能效果不佳。尤其是轧钢生产，从初轧、开坯到成材，一般都要经过3次左右的加热和轧制才能成材，每一次加热，每吨钢都要消耗60-120公斤的煤量，造成严重浪费。因此，在现代化建设中，钢铁工业的可持续发展方向主要是改变这种传统的轧钢工艺，实现直接化、连续化和自动化的钢铁轧钢生产。为了实现这一方向，需要改进轧钢工艺过程、轧机布局、初轧坯直接轧制等手段。
1.1 改进轧机布局,缩减反复加热与轧制的“火次”
为了实现直接化、连续化和自动化的轧钢工艺节能方向，将钢铁生产中各个工艺过程联合起来，在轧钢区域的总平面设计中，调整炼钢、连铸、初轧以及精轧机等布局和运输，连铸机的设置要尽量在轧钢机旁边，以更好的为热送、热装等创作条件。同时，要缩减反复加热与轧制的“火次”，将小钢锭改为连铸坯，实现“一火”成材，甚至“零火”成材，进而达到降低能耗的目的。如某钢铁厂在轧制10号角钢时，由“两火”成材改为“一火”成材后，煤炭的耗能下降了百分之40之多，而成材率却提高了4%。
1.2 合理利用热送、热装、初轧坯直接轧制技术
据不完全数据统计显示，钢锭装炉的温度每升高100℃，热耗就可能会下降10%；热锭率提高10%，就能降低11%的燃耗，进而提高产量[1]。我国除了均热炉外，基本都是冷装料，这就要求必须在总图布置和运输上为轧钢原材料跨间与供坯车间热送、热装创造出必要的条件，轧钢工序要协调上道工序进行认真研究热锭的最佳运输调度、工序设备能力的平衡、保温方式，做好计划管理，以节约能耗。在钢锭初轧后，如果不经过冷却和加热炉的再加热，而直接轧制成材的话，与普通方法相比，至少能省去两道工序，能耗量也会降低约50 ×103千卡/吨，有较大的节能效果。因此，合理利用热送、热装、初轧坯直接轧制技术，是实现直接化、连续化和自动化的轧钢工艺节能方向的重要手段。
2 提高我国轧钢工艺节能程度的重要途径
2.1 节约热能是轧钢工艺节能的关键
热能是轧钢车间的主要耗能，尤其是在热轧车间，其热能的消耗一般会占整个车间总能耗的65%左右，是整个轧钢生产消耗最大的资源，也是节能潜力最大的，是轧钢工艺节能的关键。首先，要使用节能型加热炉。可以从延长炉身长度、强化炉壁绝热、滑轨双层绝热、强化换热器换热等手段，来达到节约热能的目的。增加炉身长度能使得炉尾的废气温度得到有效控制，进而提高热效率，一般而言，延长一米长的炉身，就能提高20-30℃的钢坯温度、降低30℃左右的废气温度，大大减少热损失。其次，要不断改进加热工艺操作。如采用电子计算机控制炉温、风量和燃料量等，以降低能耗。最后，要实现对废气热量的回收利用。正常情况下，加热炉的废气能带走40%的热量，如果能对其进行回收利用，将大大提高热能的利用率，减少浪费[2]。为了能科学有效的实现废气热量的回收利用，可以利用换热器、汽化冷却方式冷却水管、热量回收蒸汽或热水等以供发电、取暖和蒸饭等工艺利用，实现废气热量的再利用，减少热能的浪费。
2.2 节约电能是轧钢工艺节能的重点
电能在轧钢车间，尤其是冷轧车间的能耗量较大，而电能在我国当前的资源较为紧张，使得节约电能成为我国轧钢工艺节能的重点。通过利用液心轧制、带坯热卷取箱、辊道保温罩等电能节约技术能很好的节约电能。具体途径如下：首先，在热轧的过程中使用润滑热轧，能降低单位电能耗6%，轧制压力会降低19%-23%，主电机功率消耗会降低18%-25%，降低轧辊消耗50%之多，有较高的经济效益；其次，要采用高效率的轧制技术和大压下量轧机[3]。如使用获得大压下量的平辊轧制，减少粗轧机的轧制道次和机架数，加大钢坯的尺寸和重量，以减少轧制的“火次”，实现“一火”成材，甚至“零火”成材；最后，要对轧机电气设备进行改进，降低电耗。如可以使用可控硅供电，以可控硅整流装置来代替电动机-发电机组，降低电能消耗。
2.3 节约水能是轧钢工艺节能的保障
水资源是轧钢厂生产和开展任何工艺的保障，与电能一样，是保障钢铁工业正常运行的重要手段。而现实是很多企业管理者并不重视水资源的节约，节约意识较为薄弱，使得轧钢厂的水资源浪费现象较为严重。因此，为了实现轧钢厂水资源的的循环利用，各个轧钢厂单位必须树立节约水能意识，在中轧、精轧、卷线机、炉尾、出钢等进行冷却水闭路循环，以降低水能消耗。同时，轧钢厂要建立健全的节能管理体系，树立全员的节能意识，要求各个职工能从小做起，从根本上杜绝浪费，要合理组织生产，提高能源利用率，实行均衡生产。
3 结语
总之，在经济现代化的建设和环境生态理念背景下的，我国轧钢工艺节能主要朝直接化、连续化、自动化、生态化的发展方向开展。通过安装和使用节能加热炉、改进加热工艺操作、实现废气热量的回收利用等达到节约热能的目的，并结合节约电能和水能的有效途径，来实现我国轧钢工艺的节能化发展，促使我国钢铁行业的可持续发展。
[1]叶明秋.轧钢车间的节电[J].冶金动力,2011,19(01):18-19.
[2]曹冠之.从热工测定结果看轧钢加热炉的节能[J].湖南冶金,2013, 28(04):15-16.
[3]陆言辉.我公司轧钢加热炉节能途径浅见[J].柳钢科技,2012,30 (01):25-26.
李海军(1979—),男,山东成武人,2003年毕业于包头钢铁学院材料成型及控制工程专业,现任职于莱钢技术中心。
