現(xiàn)代冶金軋鋼節(jié)能工序的設(shè)計分析

顧 煒

（酒鋼集團榆中鋼鐵有限責任公司，甘肅 蘭州 730104）

進入新時期后，冶金軋鋼的重要生產(chǎn)領(lǐng)域正在逐步實現(xiàn)綜合性的技術(shù)升級與技術(shù)改造。從本質(zhì)上來講，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)如果能做到運用適當方式來引進全新的節(jié)能生產(chǎn)方式，則可以保證達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。鋼鐵企業(yè)在全面推行節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，對于能耗較高的傳統(tǒng)工序予以適當?shù)奶蕴瑫r還要投入相應(yīng)的成本用于引進節(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，很多現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)都在逐步引進全新的產(chǎn)品加工以及產(chǎn)品制造技術(shù)，因此體現(xiàn)了迅速升級改造的鋼鐵產(chǎn)品種類與產(chǎn)品質(zhì)量[3]。企業(yè)通過運用深層加工的方式，應(yīng)當能保證達到最佳的鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量，并且對于保障鋼鐵企業(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踐領(lǐng)域內(nèi)，現(xiàn)代企業(yè)需要切實做到運用全新的科技手段來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)針對原有的產(chǎn)品加工流程都已實現(xiàn)了轉(zhuǎn)型與改造，對于熱送熱裝技術(shù)以及在線熱處理的方式運用于鋼鐵軋制的操作環(huán)節(jié)。然而從整體角度來講，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)現(xiàn)階段并未能真正做到靈活運用全新的節(jié)能科技手段，其中根源主要在于企業(yè)不愿投入相應(yīng)成本用于引進新型節(jié)能工藝[5]。鋼鐵企業(yè)為了能夠順利應(yīng)對目前激烈的行業(yè)競爭，那么企業(yè)亟待轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的認識，運用合理措施來實現(xiàn)全方位的企業(yè)成本降低效果，借助先進節(jié)能工藝來提升鋼鐵企業(yè)自身具備的競爭實力。

2 探析節(jié)能工序的設(shè)計要點

首先是對于熱裝溫度與熱送率予以顯著提升。對于爐膛內(nèi)部的鋼坯而言，如果能做到運用科學手段來達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，核心措施就在于優(yōu)化系統(tǒng)的熱送率，確保適當控制熱裝溫度。

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

第三是再次利用與回收余熱[6]。冶金軋鋼系統(tǒng)具體在運行中，通常都會排放較高比例的煙氣成分。鋼鐵企業(yè)對于排放煙氣如果能再次予以利用，則可以用來完成后續(xù)的蒸汽生產(chǎn)以及空氣預(yù)熱操作，進而確保達到最大化的利用能源效率。并且針對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其進行回收，然后再次用來完成系統(tǒng)制冷或者補燃發(fā)電的操作。此外，目前很多鋼鐵企業(yè)都在致力于引進變頻調(diào)速的鋼軌制作系統(tǒng)，進而達到電能節(jié)約的目標，或者對于電能消耗將其轉(zhuǎn)換為氣動消耗。

3 優(yōu)化冶金軋鋼工序的具體措施

3.1 引進柔性化的連鑄技術(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)當遵照柔性化的全新生產(chǎn)模式來實現(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)通過構(gòu)建一體化的上述生產(chǎn)工藝體系，即可保證同時實現(xiàn)連鑄操作、煉鋼操作與軋鋼操作。經(jīng)過上述的工藝優(yōu)化以后，企業(yè)對于總體上的軋鋼操作成本將會實現(xiàn)顯著的減少，同時還能有效避免頻繁進行軋輥的更換處理，對于軋鋼操作效率進行了明顯提升。

例如針對柔性化的連軋鋼操作而言，目前很多的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)能嘗試運用鑄坯生產(chǎn)中的無缺陷技術(shù)。具體對于此類無缺陷工藝來講，該工藝主要體現(xiàn)在避免潛在的軋制操作缺陷，并且運用合理手段來實現(xiàn)全方位的產(chǎn)品質(zhì)量檢測。具體針對具有較高處理要求的鋼連鑄坯如果要達到最佳的處理效果，則必須經(jīng)過后續(xù)的熱清理以及熱檢測環(huán)節(jié)，從而保證了經(jīng)過切斷處理以后的鑄坯材料都能符合最基本的軋鋼質(zhì)量標準。

3.2 升級與創(chuàng)新鋼鐵軋制工藝

鋼鐵軋制工藝不應(yīng)當停留于原有的工藝操作水準，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)化并且升級現(xiàn)有的鋼鐵軋制操作方式，最終才能保證達到較好的軋制工藝節(jié)能效果。具體針對軋制工藝如果要實現(xiàn)整體上的工藝創(chuàng)新升級，那么關(guān)鍵要點就在于因地制宜的進行材料尺寸與材料外觀形狀的選擇。經(jīng)過綜合性的工藝優(yōu)化改進，鋼鐵企業(yè)就可以達到最低限度的軋制能耗比例，進而體現(xiàn)了創(chuàng)新軋制工藝的必要性。

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

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，在此前提下實現(xiàn)綜合性的生產(chǎn)工藝改進調(diào)整。

3.3 合理運用在線熱處理的技術(shù)手段

運用在線熱處理手段的基本工藝改進思路在于合理進行系統(tǒng)冷卻溫度的控制，借助于潛在的鋼材軋制熱能來實現(xiàn)上述的工藝處理目標。因此可見，運用在線熱處理的本質(zhì)在于改進原有的離線布置方式，進而達到靈活調(diào)整系統(tǒng)冷卻速度的效果。在全面改進現(xiàn)有工藝措施的基礎(chǔ)上，對于整個的系統(tǒng)溫度降低過程予以妥善的控制，從而始終保證了恒定的熱處理溫度。由此可見，鋼鐵企業(yè)目前亟待引進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，對于總體的軋鋼生產(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)針對上述工藝如果能做到合理予以利用，則有助于實現(xiàn)針對鋼鐵零件內(nèi)部構(gòu)造以及孔洞結(jié)構(gòu)的改善，確保達到最佳的零件機械強度。

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)重于同時完成連鑄操作、煉鋼操作以及熱軋操作，進而體現(xiàn)了一體化加工管理模式具備的獨特優(yōu)勢。企業(yè)將其包括設(shè)計開發(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)域的全部運作和管理集成為一個整體，作為一個以管理業(yè)務(wù)為主的外包項目，轉(zhuǎn)包給專門的一體化管理供應(yīng)商。具體對于鋼鐵企業(yè)在全過程的生產(chǎn)操作中，企業(yè)務(wù)必保證各個基本的流程與工序都能符合現(xiàn)行的產(chǎn)品質(zhì)量指標。反之，其中某個特定的工序一旦表現(xiàn)為質(zhì)量事故，則會波及其他與之有關(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，對于一體化的全新生產(chǎn)管理思路予以引進。近些年來，很多鋼鐵企業(yè)在引進人工智能手段的基礎(chǔ)上，通過推行一體化管理進而實現(xiàn)了最佳的企業(yè)生產(chǎn)效益，并且達到了緊密結(jié)合各個冶金軋鋼環(huán)節(jié)的目標，突顯一體化管理具備的節(jié)能生產(chǎn)優(yōu)勢。

4 結(jié)束語

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