軋鋼加熱爐節能技術探討

白艷偉 陸明偉 白冰

摘要：軋鋼節能加熱爐的有效利用，可以明顯減少能源損耗，這不僅是目前鋼鐵企業的環保目標，同時也是鋼鐵工業進一步實現健康可持續發展的主要方式。就能源消耗比例來講，軋鋼加熱爐占據了很大的比例，因此利用軋鋼節能加熱爐勢在必行。

關鍵詞：軋鋼;節能;加熱爐

中圖分類號：TG307文獻標識碼：A

引言

加熱爐自動化控制和節能仍是我國冶金行業中的發展難題，也是熱工專業人員必須攻克的難題之一。加熱爐節能的方法多種多樣，在選擇加熱爐時，必須要選用結構合理的加熱爐型，還要耐高溫、保溫性好的材料，并且采用使用先進科學的技術和設備，這些都能提高加熱爐節能效率和熱工自動化控制具有重要的意義。

1節能加熱爐的設計革新及運用

1.1加熱爐內部結構的設計

對于企業而言，加熱爐內部結構的設計需要視企業可以使用的燃氣種類等情況具體而定，對于那些只能燃燒低熱值煤氣的公司，若對于加熱鋼種種類和數量要求較高，那么綜合自身實際情況以及想要達到的節能效果，采用空、煤氣雙蓄熱式加熱爐將是更好的選擇。而另一方面，如果公司的條件只能燃燒高熱值煤氣，而且也為了達到高產及穩產的要求，則公司采用常規換熱式加熱爐則不失為一種更好的選擇。由此可見，對于公司的加熱爐的選擇而言，并沒有固定的標準，公司可以燃燒的煤氣種類齊全，那么其可以選擇的加熱爐種類就越寬泛，即加熱爐的選擇必須與企業的實際情況相一致。因此，任何企業都需要對于鋼坯加熱質量及生產穩定性需要做綜合考慮之后，作出關于加熱爐內部結構的設計的決定。

1.2加熱爐裝備水平的確定

當前，對于加熱爐裝備水平的大小，不同的企業通常有不同的標準和需求。加熱爐裝備水平與公司的鋼坯加熱質量及節能效果密切相關，因而對于公司而言：第一，選擇一款適合自身情況的加熱爐裝備至為關鍵，從當前行業發展趨勢來看，如從長遠發展的角度開率，公司需要引進更加智能的新型加熱爐，以提高自身的軋鋼質量;第二，裝備的操作方法的科學性及熟悉度對于裝備功能的發揮十分重要，而通常按照低水平的手工機械操作，往往難以達到穩定的加熱質量和節能效果的，因此軋鋼公司在對于軋鋼加熱爐的操作員工的培訓，也是其不可忽略的重要問題。

2軋鋼加熱爐節能措施

2.1保證產量的連續性與穩定性

首先，優化生產組織，并提高產品的穩定性。熱連軋生產線產品的規格與種類多元化，相應的加熱工藝也存在一定差異，加熱爐的熱滯后性與熱慣性相對較好，每次進行加熱制度調整，都需要利用一定時間進行過渡，這樣一來，勢必會隨之產生空燒現象。這就需要制定完善的生產計劃，以此確保生產的連續性與穩定性，從而大大降低制度調整的頻率，縮減空燒時間。其次，實時跟蹤質量，保證加熱效率與質量。軋鋼加熱爐的質量直接影響著生產，鋼坯的表面溫度太高，就會造成軋輥打滑。但是鋼坯斷面的溫差過大，軋機扭矩與軋制力會明顯超標，進而造成電機電流超高跳閘和卡鋼。而加熱質量不合格很容易造成安全事故，或者增加產品單耗。

2.2減少冷卻熱損失

在加熱爐的冷卻系統熱損失中，關鍵就在于水梁立柱的冷卻熱損失，即水冷與汽化冷。就生產數據信息來看，汽化冷卻系統加熱爐的冷卻熱損失大約占據了總消耗的8-12%，但是水冷系統加熱爐的冷卻熱損失大約占據了總消耗的15%。水冷爐坯的水印溫差大于3℃，汽化冷卻爐的水印溫差小于2℃，平均出鋼的溫度大于1℃。另外，蒸發冷卻系統所生成的蒸汽，可以作為優質的資源實現與蒸汽管網系統的有機融合，經濟價值十分突出。采用汽化冷卻可以實現節能和效益雙贏，應優先采用一定規模的加熱爐。

2.3降低排煙的熱損失

加熱爐排煙熱損失量、排煙量直接受排煙溫度的影響，想要降低排煙熱損失，必須利用富氧燃燒技術適當減少排煙量，并合理設置帶壓下的長熱回收段，可以促使排煙溫度明顯下降。其一，富氧燃燒技術。富氧燃燒技術采用氧氣濃度較高的富氧空氣，具有其自身的獨特優勢，即燃燒速度較快，火焰的溫度比較高，傳熱的能力非常強，排煙量明顯縮減等。富氧燃燒技術可以在減少廢氣排放的基礎上，提高加熱爐的燃燒溫度與相應的響應速度，有助于降低加熱爐的燃料消耗。另外，此技術還能夠有效改善煙氣黑度，以此提升系統輻射系數，提高傳熱速度，降低加熱的時間，從而促進出鋼效率的提升。加熱爐加快生產，可以降低單位產量的熱損失，有利于降低產品的單位消耗。其二，對加熱爐結構進行優化，合理設置長熱回收段。在加料端上，適當添加帶壓力下的長熱回收段，以此保證煙氣具備良好的對流換熱系數，盡量延緩煙氣和鋼品間的換熱時間，并盡可能直接向鋼坯中傳輸熱量，有效降低排煙溫度。

2.4適當降低有效的吸熱量

產品加熱需要耗費一定的有效吸熱量，這主要是由產品的出爐溫度所決定的。為了有效降低加熱產品的有效熱量，應從兩方面著手，即提高熱量輸送與包裝溫度、降低平均出鋼溫度。其一，對于軋鋼熱爐而言，采取科學有效措施提高板坯熱裝比例與溫度，是非常關鍵的節能措施，其中的熱裝率越高，那么燃耗的節省率就會隨之提高，那么節能降耗的效果就會更加明顯。其二，對鋼坯斷面的溫度進行嚴格控制，并適當降低平均出鋼溫度。采取準確控制斷面溫度差異的方式，降低鋼坯的出鋼溫度與加熱爐溫度，加熱爐的熱損失也會隨著不斷降低。

3加熱爐設計應采用的新技術

3.1高效環保的燃燒器、轉換器的運用

燃燒器是加熱爐的關鍵部件，隨著環保理念日益深入人心，越來越多的人開始關注低NOx燃燒器，該燃燒器由于綜合了高燃燒效率和爐溫均勻性等特點備受關注。因而，對于大型加熱爐，企業需要將加熱爐升級為低NOx可調焰燒嘴、低NOx扁平焰燒嘴及高調節比平火焰燒嘴的設備水平。對于轉換器而言，投資與維護成本低當前是企業熱衷的重要方面。因此，如何制造及批量化生產處高效、低成本換熱器，對其結構及材料方面的考慮也是當前該行業的一大熱點。

3.2脈沖（數字化）燃燒技術的應用

軋鋼加熱爐脈沖燃燒技術近年來逐漸成為眾多企業關注的熱點，作為一種全新的燃燒控制技術，總體而言，其優點十分明顯：易控制、溫度場均勻、燃料利用率高。其主要思路在于將改變傳統的模擬量燃燒控制思路，采用新技術計算火焰長度、溫度分布等情況，因而爐子供熱負荷變化的影響將進一步縮小，空、煤氣流量調節等復雜的步驟也將被省去。當然，當前這種技術對于煤氣類型以及爐內溫度的要求較高，因此其可運用的環境相當有限。

3.3適當采用型鋼特制爐外涂料

為進一步提高加熱爐熱效率，根據近期對于不同加熱爐外部涂料的檢測結果顯示，某鋼廠型鋼車間應用“杰能王”納微米高溫遠紅外節能涂料后，爐體外表溫度有了較為明顯的降低。因此，企業在對加熱爐進行設計時還可以適當采用型鋼特制的“杰能王”納微米高溫遠紅外涂料，從而可以在很大程度上提高加熱爐熱效率。“杰能王”納微米高溫遠紅外涂料作為一種近期試驗成功的具備很高輻射率的節能涂料，其通過增大爐襯的黑度，增強鋼坯與爐氣（或火焰）之間的輻射換熱，進而可以實現節能的效果。

結束語

利用軋鋼節能加熱爐電氣控制系統，能夠在很大程度上提高能源利用率，而且其可以全面替代既有鋼廠生產中所利用的常規人工控制方法，既能夠提高板坯加熱水平與質量，又可以提升爐區的整體自動化水平，并進一步縮減工人工作量與強度，不僅如此，其在各個領域操作的信息化管理上也獨具優勢，所以，能夠有效提高企業的市場綜合競爭力，以此推動企業實現穩定長遠發展。

參考文獻：

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