現(xiàn)代冶金軋鋼節(jié)能工序的設(shè)計(jì)分析

顧 煒

（酒鋼集團(tuán)榆中鋼鐵有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730104）

進(jìn)入新時(shí)期后，冶金軋鋼的重要生產(chǎn)領(lǐng)域正在逐步實(shí)現(xiàn)綜合性的技術(shù)升級(jí)與技術(shù)改造。從本質(zhì)上來(lái)講，企業(yè)現(xiàn)有的冶金軋鋼工序能否體現(xiàn)良好的節(jié)能性，其直接決定著鋼鐵行業(yè)的總體生產(chǎn)效益[1]。鋼鐵企業(yè)如果能做到運(yùn)用適當(dāng)方式來(lái)引進(jìn)全新的節(jié)能生產(chǎn)方式，則可以保證達(dá)到減少冶金軋鋼操作成本以及保障鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)。鋼鐵企業(yè)在全面推行節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，對(duì)于能耗較高的傳統(tǒng)工序予以適當(dāng)?shù)奶蕴瑫r(shí)還要投入相應(yīng)的成本用于引進(jìn)節(jié)能生產(chǎn)工序[2]。

1 現(xiàn)代冶金軋鋼節(jié)能工序的重要意義

近些年以來(lái)，很多現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)都在逐步引進(jìn)全新的產(chǎn)品加工以及產(chǎn)品制造技術(shù)，因此體現(xiàn)了迅速升級(jí)改造的鋼鐵產(chǎn)品種類與產(chǎn)品質(zhì)量[3]。企業(yè)通過(guò)運(yùn)用深層加工的方式，應(yīng)當(dāng)能保證達(dá)到最佳的鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量，并且對(duì)于保障鋼鐵企業(yè)產(chǎn)能也具有不可忽視的意義。具體在降低軋鋼工序以及冶金工序能耗的實(shí)踐領(lǐng)域內(nèi)，現(xiàn)代企業(yè)需要切實(shí)做到運(yùn)用全新的科技手段來(lái)改造冶金軋鋼的操作流程，因地制宜的推行節(jié)能加工手段[4]。

截止目前，很多鋼鐵企業(yè)針對(duì)原有的產(chǎn)品加工流程都已實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)型與改造，對(duì)于熱送熱裝技術(shù)以及在線熱處理的方式運(yùn)用于鋼鐵軋制的操作環(huán)節(jié)。然而從整體角度來(lái)講，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)現(xiàn)階段并未能真正做到靈活運(yùn)用全新的節(jié)能科技手段，其中根源主要在于企業(yè)不愿投入相應(yīng)成本用于引進(jìn)新型節(jié)能工藝[5]。鋼鐵企業(yè)為了能夠順利應(yīng)對(duì)目前激烈的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，那么企業(yè)亟待轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的認(rèn)識(shí)，運(yùn)用合理措施來(lái)實(shí)現(xiàn)全方位的企業(yè)成本降低效果，借助先進(jìn)節(jié)能工藝來(lái)提升鋼鐵企業(yè)自身具備的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

2 探析節(jié)能工序的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

首先是對(duì)于熱裝溫度與熱送率予以顯著提升。對(duì)于爐膛內(nèi)部的鋼坯而言，如果能做到運(yùn)用科學(xué)手段來(lái)達(dá)到熱裝溫度與熱送效率的明顯提升，則有利于鋼坯成材率的有效提高，同時(shí)避免了由于受到氧化作用從而造成鋼坯燒毀的現(xiàn)象。因此在推行鋼坯加工領(lǐng)域的全新節(jié)能工序時(shí)，核心措施就在于優(yōu)化系統(tǒng)的熱送率，確保適當(dāng)控制熱裝溫度。

其次是避免消耗過(guò)高的加熱能耗。近些年以來(lái)，汽化冷卻以及蓄熱式的燃燒技術(shù)都已廣泛運(yùn)用于目前的鋼鐵生產(chǎn)領(lǐng)域。具體在運(yùn)用加熱爐來(lái)進(jìn)行軋鋼處理時(shí)，關(guān)鍵在于靈活控制各個(gè)不同時(shí)間段的出鋼溫度，確保其符合系統(tǒng)現(xiàn)有的鋼鐵軋制條件。經(jīng)過(guò)全方位的科學(xué)控制，應(yīng)當(dāng)可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)空燃比例的靈活控制，對(duì)于系統(tǒng)目前消耗的加熱爐能源也可以達(dá)到顯著減少的目標(biāo)。

第三是再次利用與回收余熱[6]。冶金軋鋼系統(tǒng)具體在運(yùn)行中，通常都會(huì)排放較高比例的煙氣成分。鋼鐵企業(yè)對(duì)于排放煙氣如果能再次予以利用，則可以用來(lái)完成后續(xù)的蒸汽生產(chǎn)以及空氣預(yù)熱操作，進(jìn)而確保達(dá)到最大化的利用能源效率。并且針對(duì)中低壓的蒸汽能源而言，技術(shù)人員目前已經(jīng)能做到借助合理方式對(duì)其進(jìn)行回收，然后再次用來(lái)完成系統(tǒng)制冷或者補(bǔ)燃發(fā)電的操作。此外，目前很多鋼鐵企業(yè)都在致力于引進(jìn)變頻調(diào)速的鋼軌制作系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到電能節(jié)約的目標(biāo)，或者對(duì)于電能消耗將其轉(zhuǎn)換為氣動(dòng)消耗。

3 優(yōu)化冶金軋鋼工序的具體措施

3.1 引進(jìn)柔性化的連鑄技術(shù)

鋼鐵企業(yè)關(guān)于改造目前現(xiàn)存的軋制處理工藝應(yīng)當(dāng)遵照柔性化的全新生產(chǎn)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)，確保能做到合理銜接連續(xù)軋制操作與連鑄操作[7]。企業(yè)通過(guò)構(gòu)建一體化的上述生產(chǎn)工藝體系，即可保證同時(shí)實(shí)現(xiàn)連鑄操作、煉鋼操作與軋鋼操作。經(jīng)過(guò)上述的工藝優(yōu)化以后，企業(yè)對(duì)于總體上的軋鋼操作成本將會(huì)實(shí)現(xiàn)顯著的減少，同時(shí)還能有效避免頻繁進(jìn)行軋輥的更換處理，對(duì)于軋鋼操作效率進(jìn)行了明顯提升。

例如針對(duì)柔性化的連軋鋼操作而言，目前很多的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)能?chē)L試運(yùn)用鑄坯生產(chǎn)中的無(wú)缺陷技術(shù)。具體對(duì)于此類無(wú)缺陷工藝來(lái)講，該工藝主要體現(xiàn)在避免潛在的軋制操作缺陷，并且運(yùn)用合理手段來(lái)實(shí)現(xiàn)全方位的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)。具體針對(duì)具有較高處理要求的鋼連鑄坯如果要達(dá)到最佳的處理效果，則必須經(jīng)過(guò)后續(xù)的熱清理以及熱檢測(cè)環(huán)節(jié)，從而保證了經(jīng)過(guò)切斷處理以后的鑄坯材料都能符合最基本的軋鋼質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 升級(jí)與創(chuàng)新鋼鐵軋制工藝

鋼鐵軋制工藝不應(yīng)當(dāng)停留于原有的工藝操作水準(zhǔn)，而是需要不斷加以轉(zhuǎn)型優(yōu)化。鋼鐵企業(yè)目前只有做到了全面優(yōu)化并且升級(jí)現(xiàn)有的鋼鐵軋制操作方式，最終才能保證達(dá)到較好的軋制工藝節(jié)能效果。具體針對(duì)軋制工藝如果要實(shí)現(xiàn)整體上的工藝創(chuàng)新升級(jí)，那么關(guān)鍵要點(diǎn)就在于因地制宜的進(jìn)行材料尺寸與材料外觀形狀的選擇。經(jīng)過(guò)綜合性的工藝優(yōu)化改進(jìn)，鋼鐵企業(yè)就可以達(dá)到最低限度的軋制能耗比例，進(jìn)而體現(xiàn)了創(chuàng)新軋制工藝的必要性。

例如針對(duì)生產(chǎn)棒線材的重要工藝如果要實(shí)現(xiàn)優(yōu)化改造的目的，那么必須經(jīng)過(guò)綜合對(duì)比才能最終確定棒線材的基本孔型。經(jīng)過(guò)反復(fù)的對(duì)比，總體上可以確定目前能夠至少達(dá)到10%左右的能耗節(jié)約比例。因此可見(jiàn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)孔型的方式對(duì)于實(shí)現(xiàn)全方位的鋼鐵企業(yè)降耗與節(jié)能具有重要價(jià)值。

并且，技術(shù)人員還要結(jié)合現(xiàn)階段棒線材生產(chǎn)工藝涉及的最小與最大延伸約束條件，在此前提下實(shí)現(xiàn)綜合性的生產(chǎn)工藝改進(jìn)調(diào)整。

3.3 合理運(yùn)用在線熱處理的技術(shù)手段

運(yùn)用在線熱處理手段的基本工藝改進(jìn)思路在于合理進(jìn)行系統(tǒng)冷卻溫度的控制，借助于潛在的鋼材軋制熱能來(lái)實(shí)現(xiàn)上述的工藝處理目標(biāo)。因此可見(jiàn)，運(yùn)用在線熱處理的本質(zhì)在于改進(jìn)原有的離線布置方式，進(jìn)而達(dá)到靈活調(diào)整系統(tǒng)冷卻速度的效果。在全面改進(jìn)現(xiàn)有工藝措施的基礎(chǔ)上，對(duì)于整個(gè)的系統(tǒng)溫度降低過(guò)程予以妥善的控制，從而始終保證了恒定的熱處理溫度。由此可見(jiàn)，鋼鐵企業(yè)目前亟待引進(jìn)并且推廣在線熱處理方式，確保體現(xiàn)最佳的節(jié)能處理效益。

此外，在線熱處理工藝與現(xiàn)階段冶金軋鋼生產(chǎn)流程的全面結(jié)合在客觀上還可以顯著實(shí)現(xiàn)合金元素比例與碳元素比例的減少。這主要是由于，在線熱處理的全新技術(shù)手段能夠達(dá)到有效結(jié)合軋制工藝、加熱控制工藝以及冷卻控制工藝的目標(biāo)，對(duì)于總體的軋鋼生產(chǎn)質(zhì)量予以全面的改善。具體在某些特殊的冷卻操作工藝環(huán)節(jié)中，鋼鐵企業(yè)針對(duì)上述工藝如果能做到合理予以利用，則有助于實(shí)現(xiàn)針對(duì)鋼鐵零件內(nèi)部構(gòu)造以及孔洞結(jié)構(gòu)的改善，確保達(dá)到最佳的零件機(jī)械強(qiáng)度。

3.4 推行一體化的冶金軋鋼生產(chǎn)管理模式

一體化的冶金軋鋼生產(chǎn)管理模式側(cè)重于同時(shí)完成連鑄操作、煉鋼操作以及熱軋操作，進(jìn)而體現(xiàn)了一體化加工管理模式具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。企業(yè)將其包括設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、物流、辦公、生活等方面的某一非核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域的全部運(yùn)作和管理集成為一個(gè)整體，作為一個(gè)以管理業(yè)務(wù)為主的外包項(xiàng)目，轉(zhuǎn)包給專門(mén)的一體化管理供應(yīng)商。具體對(duì)于鋼鐵企業(yè)在全過(guò)程的生產(chǎn)操作中，企業(yè)務(wù)必保證各個(gè)基本的流程與工序都能符合現(xiàn)行的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。反之，其中某個(gè)特定的工序一旦表現(xiàn)為質(zhì)量事故，則會(huì)波及其他與之有關(guān)的工序。

在節(jié)能降耗思路得以全面推廣的前提下，冶金軋鋼企業(yè)目前亟待轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的企業(yè)管理模式，對(duì)于一體化的全新生產(chǎn)管理思路予以引進(jìn)。近些年來(lái)，很多鋼鐵企業(yè)在引進(jìn)人工智能手段的基礎(chǔ)上，通過(guò)推行一體化管理進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了最佳的企業(yè)生產(chǎn)效益，并且達(dá)到了緊密結(jié)合各個(gè)冶金軋鋼環(huán)節(jié)的目標(biāo)，突顯一體化管理具備的節(jié)能生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

從工序節(jié)能設(shè)計(jì)的角度來(lái)講，運(yùn)用節(jié)能技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行冶金軋鋼操作可以保證達(dá)到最大化的冶金軋鋼產(chǎn)能效益。與此同時(shí)，企業(yè)在引進(jìn)新型節(jié)能工序的同時(shí)，對(duì)于冶金軋鋼環(huán)節(jié)目前消耗的總體運(yùn)行成本也能達(dá)到減少的目標(biāo)。由此可見(jiàn)，生產(chǎn)企業(yè)針對(duì)原有的冶金軋鋼工序亟待予以科學(xué)的改造，確保將更多新型的降耗技術(shù)與節(jié)能技術(shù)融入其中，推進(jìn)可持續(xù)的鋼鐵行業(yè)發(fā)展。