淺析軋鋼工藝的節能技術

滕 芳

（河鋼承鋼棒材事業部，河北 承德067000）

改進軋鋼的生產工藝，提高軋鋼工藝的節能技術對軋鋼生產具有至關重要的意義。科技研發首先要考慮到對能源的有效利用和減少能源消耗，而這些都以新工藝的研發、技術的改進以及研制新設備為前提。目前，科技研究工作者已經將軋鋼工藝節能技術研究的重點轉移到了改進軋鋼的生產技術上面，在軋鋼的連鑄連軋技術的研究方面已經取得了重大的突破，同時，將傳統的工序鋼比系數做出了一系列新的調整，力求降低各級工序對能源的消耗量。同時，研發人員力求改進生產設備，繼續推進軋鋼生產工藝的進步，實現生產結構的調整，從而降低能源的消耗量。

1 當前軋鋼生產中存在的能耗問題

在我國，鋼鐵工業生產中的能源消耗約占全國總體能源消耗量的14%，其中軋鋼能源消耗在鋼材生產中約占到12%～18%，是鋼鐵產業能源消耗中的重要組成部分。同時，隨著當前市場對軋鋼的工藝、質量、加工層次的要求不斷提高，軋鋼生產工藝的能源消耗量也隨之不斷提高。然而值得我們注意的是，與國際先進的軋鋼生產工藝相比較，我國無論在軋鋼生產上的冷軋還是熱軋都無法與國際先進的軋鋼生產工藝相提并論[1]。但同時，這也意味著我國在軋鋼工藝技術上存在著更大的節能減排的發展空間。

2 改進軋鋼生產技術，節省能源消耗

2.1 通過加熱爐蓄熱燃燒技術減少能耗

軋鋼生產中使用的傳統的加熱爐燃燒技術能耗量高，廢氣排放量大，對環境的危害巨大，且成本高昂，資源利用率低。實踐證明，用蓄熱式燃燒技術替代傳統的燃燒技術，可以大大減少燃料燃燒過程中的能源消耗。同時，這種蓄熱式燃燒技術通過對廢氣進行回收和循環，從而大大降低有毒氣體的排放量，減少對環境和大氣的污染，同時節約燃料，降低軋鋼的生產成本。因此，這種新型的蓄熱式加熱爐燃燒技術在軋鋼生產工藝中已經得到了普遍認可和廣泛采用[2]。

2.2 采用低溫軋制工藝和軋制工藝潤滑技術

低溫軋制工藝技術已經成為目前使用最為廣泛的軋鋼工藝節能技術，這種技術通過降低工藝制造過程中加熱爐內的溫度來增加燃料的使用率，從而減少生產過程中對加熱爐燃料的使用量。但同時，低溫冷軋工藝仍然存在諸多缺陷和問題，例如這種軋鋼工藝會使鋼材的抗變形能力增加，同時制造功率也會隨之增加。但是，近年來的生產實踐證明低溫冷軋工藝所帶來的正面影響遠遠大于其對軋鋼生產的不利影響。除此之外，加熱爐溫度越低則生產過程中氧化的生產材料和鐵皮的氧化量就會更少，因此，低溫軋制中通過降低燃料的使用量和材料的氧化量所帶來的經濟效益和對能源的節省足以彌補較高高的抗變形能力和軋制功率所產生的消耗。同時，工藝潤滑技術在軋鋼工藝中同樣至關重要。實驗證明，采用工藝潤滑技術能夠大幅度降低軋制機的能源消耗，降低鋼材表面溫度，減少軋制力。

2.3 采用高溫低氧燃燒方式

在軋鋼的生產工藝中，存在大量的材料氧化問題，對能源的消耗量巨大，并且造成大規模的經濟損失。因此，減少生產過程中的氧化消耗量，提高經濟收益，降低成本是目前軋鋼生產工藝中急需解決的重大問題，所以熱軋工藝進一步的被鋼鐵生產者所重視和選擇。眾所周知，即使是在常溫條件下，鋼鐵也會隨著自然條件的改變，不斷地被氧化銹蝕，而溫度不斷地增加，鋼鐵氧化生銹的速度也會隨之加快[3]。因此，如果要在加工過程中選擇高溫加工，則必須通過一定的措施減少氧氣量，從而將氧化速度控制在合理的范圍內，降低能源消耗量。

3 利用信息化技術提高軋鋼工藝的節能效果

隨著市場對軋制鋼材質量的要求不斷提高，軋鋼的生產工藝必須進一步精確化和自動化，這是科技進步的要求，也是節能減排、保護環境的必然之路。第一、在軋鋼的生產過程中，加熱溫度是其中最為關鍵的指標之一，因此必須對鋼材的溫度進行及時準確的觀測和跟蹤。傳統的手工測溫和階段測溫無法實時掌握加熱溫度，工藝誤差極大，不利于對溫度進行詳細的分析，因此加工工藝難以滿足要求，增加了能源損耗。第二、精確生產規模，合理規劃庫存。市場需求和工廠生產之間的信息不對稱造成了生產的鋼材無法銷售，庫存過量，使消耗的能源無法進入流通，不僅白白增加了能耗，而且浪費資源，對環境造成了很大的不利影響。第三、重視觀測熱裝水平的重要指標，系統的對熱裝溫度和時間進行觀測，繪制曲線圖，分析最合理的熱裝溫度和熱裝時間，減少能耗。信息化技術已經普及到工業生產的方方面面，甚至，對信息技術使用的廣度和深度在一定程度上決定了現代工業工藝的高低，因此，在軋鋼的生產工藝中，也必須強調精密信息技術的使用，加速我國的工業生產能力，縮短與發達國家的距離。

4 改進加工體系、提高能源利用率

軋鋼的生產工藝受到眾多因素的影響，例如加熱爐的溫度、加熱爐的燃燒方式、氧氣供應量、生產設備的先進性等都對軋鋼的生產工藝具有極其重要的影響。因此，在軋鋼的生產過程中，必須研究出合理的工藝順序，正確安排生產過程，充分從以往的生產中總結經驗。首先，當熱鋼的鋼坯達到足夠的數量時，應該立即安排將熱鋼坯裝進加熱爐；其次，裝爐的溫度以及加熱爐的燃燒方式必須實現進行確定，控制好加熱爐內冷熱坯的數量，減少冷鋼坯和熱鋼坯混合煅燒的情況；最后，對于不同類別的鋼坯的承接關系也需要制定不同的加熱溫度和加熱時間，降低溫度損失，提高燃料和能源的消耗量[4]。

鋼材軋制之前必須已經達到對所需溫度的要求，因此要事先控制好加熱溫度、抗變形程度、階段加熱之間的溫差。為了減少參數控制的溫差，應該盡量縮短對鋼坯的加熱時間，針對不同規格的鋼坯制定不同的加熱范圍。實驗證明，加熱溫度每降低1攝氏度，節省的燃料的消耗量為2.2%，從而可以降低的能源消耗量為4.2%。

通常，在軋鋼的加熱過程中使用的常見燃料為高爐煤氣，這些傳統燃料燃燒效果差、熱能產量低，不利于節約能源，降低能耗。因此要盡快用新型燃料來代替傳統的燃料，節省能源。其次，也可以通過改進燃燒爐的爐嘴改進軋鋼制造工藝，爐嘴的直徑過大不僅不利于蓄溫，而且對精確控制氧氣的供應量也造成了極大的困難；反之，直徑過小的爐嘴會阻礙燃料充分燃燒，降低對燃料的使用率。因此，在軋鋼生產中，應該對爐嘴大小形狀以及其他設備進行及時的改進，彌補缺陷，提高生產效率和資源利用率，降低能源消耗量。

5 結語

傳統的包含軋鋼生產在內的工業生產工藝對能源和環境造成了極大的破壞，節能減排日益受到各界人士的關注與重視。近年來，國家注重調整產業結構，發展綠色經濟，推進可持續發展。鋼鐵工業作為我國的老牌生產工業，在國家的生產總量中占有很大的比重，是掌握國民經濟命脈的關鍵行業。因此，近年來，我們不斷地改進軋鋼的生產技術和生產工藝，相應國家綠色發展、可持續性發展的要求，在降低能源消耗，保護生態環境方面取得了明顯的成果。