淺析軋鋼工藝的節(jié)能技術(shù)

李麗娜

摘要：當(dāng)前工業(yè)化發(fā)展的進(jìn)程不斷加快，尤其是鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和品種的種類(lèi)都在不斷進(jìn)行升級(jí)和改造，隨之能源方面的需求也在不斷提升，在產(chǎn)品能源節(jié)約方面還存在著一定的不足，軋鋼工序的工序能源消耗速率不斷提升。在這其中加熱爐為軋鋼廠重要的耗能設(shè)備之一，其能耗占到了總體能耗的七成以上，需要針對(duì)于此提升重視的程度，做好節(jié)能工作，促進(jìn)更好鋼鐵企業(yè)的更好發(fā)展。軋鋼廠的加熱爐能耗問(wèn)題已經(jīng)不僅僅是增加企業(yè)成本的問(wèn)題，而是在大量的能源浪費(fèi)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的環(huán)境污染的問(wèn)題，也與國(guó)家的生態(tài)文明建設(shè)工作相違背。因此，加熱爐節(jié)能和降耗的工作已經(jīng)成為了鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：軋鋼;工藝;節(jié)能技術(shù)

一、加熱爐發(fā)展趨勢(shì)概述

加熱爐是軋鋼廠生產(chǎn)過(guò)程中的重要設(shè)備之一，也是能耗最高的設(shè)備，因而在其發(fā)展的過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行節(jié)能、降耗的工作。對(duì)于加熱爐進(jìn)行改造的主要目的是維持其對(duì)于金屬扎前的加熱工作，還需要對(duì)于加熱爐的相關(guān)工作指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的分析，將其能耗方面進(jìn)行控制。傳統(tǒng)的加熱爐的排煙和供熱的方式雖然在實(shí)際的工作過(guò)程中已經(jīng)有了十分明顯的應(yīng)用效果，但是在能耗方面一直是困擾其進(jìn)行發(fā)展的重要原因。對(duì)于加熱爐改造的方式有許多種，引進(jìn)人工智能和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行直接控制的工作是十分必要的，也是在當(dāng)下進(jìn)行加熱爐改造的重要途徑和方式。目前計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能理論方面的不斷完善，檢測(cè)設(shè)備和儀表的性能得到了提升，尤其是模糊控制和專(zhuān)家系統(tǒng)等技術(shù)能力的進(jìn)一步提升，加熱爐燃燒方面的控制就更加精準(zhǔn)。

二、軋鋼廠加熱爐現(xiàn)存問(wèn)題

（一）漏氣漏火現(xiàn)象嚴(yán)重

一般而言，加熱爐投入使用半年以后，加熱爐蓄熱室的漏氣、漏火現(xiàn)象比較突出，局部加熱段也可能出現(xiàn)上述的問(wèn)題，在此過(guò)程中會(huì)造成加熱爐護(hù)爐板造成嚴(yán)重的損傷，也會(huì)對(duì)于加熱爐的使用造成嚴(yán)重的影響。蓄熱室的結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生上述問(wèn)題的重要原因，因?yàn)槠湟岳w維板作為保溫層，而爐外鋼板沒(méi)有與護(hù)爐板進(jìn)行焊接工作，也就是蓄熱室、預(yù)制結(jié)構(gòu)之間沒(méi)有連接呈穩(wěn)定的整體，也就在高溫影響作用下容易發(fā)生裂縫變形的現(xiàn)象，不利于穩(wěn)定的加熱。另外，焊接部位的澆筑層厚度等接縫控制能力的不足，也就會(huì)在長(zhǎng)期的使用中發(fā)展成裂縫，也是泄露現(xiàn)象的源泉。

（二）燒嘴磚破壞及擋板磚堵塞

實(shí)際的使用過(guò)程中，擋板磚會(huì)受到粉末、煤氣、含塵煙氣產(chǎn)生的受力影響，氣孔常常被這些雜質(zhì)所堵塞。在氣孔堵塞十分嚴(yán)重的情況下，會(huì)在氣流受力沖擊的條件下?lián)醢宕u發(fā)生變形，對(duì)于加熱爐的產(chǎn)量、溫度控制等方面產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。另外，因燒嘴磚會(huì)在煤氣雜質(zhì)侵襲、高溫?zé)煔獾臎_刷等影響到自身的強(qiáng)度，在長(zhǎng)期運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生影響，后期進(jìn)行因燒嘴磚的更換和維修也會(huì)產(chǎn)生較大的人工成本的投入，能耗會(huì)進(jìn)一步增大，加熱爐的實(shí)際工作質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生影響。

（三）其他方面問(wèn)題

加熱爐的體積比較龐大，屬于煅燒加熱設(shè)備，內(nèi)部零件的運(yùn)行中如果出現(xiàn)了一定的問(wèn)題就會(huì)使得加熱爐的功能受到影響，除了產(chǎn)生不安全的堵塞損壞及漏氣漏火外，還會(huì)產(chǎn)生能耗增大的問(wèn)題。一旦換熱導(dǎo)管被封死，均熱段煅燒風(fēng)量將會(huì)被大幅度削減，也就使得內(nèi)部管道被腐蝕和導(dǎo)致泄露產(chǎn)生。其次，爐底結(jié)渣也是十分嚴(yán)重的文圖，因?yàn)樵诩訜釥t爐壓沒(méi)有控制好或者出現(xiàn)負(fù)荷增加的情況，吸冷風(fēng)的現(xiàn)象日益嚴(yán)重，也就直接造成了爐渣的出現(xiàn)。最后，閥門(mén)損壞、煤氣熱值波動(dòng)等一系列的細(xì)節(jié)方面問(wèn)題，也會(huì)成為了加熱爐熱量流失的最為關(guān)鍵的因素，在長(zhǎng)期負(fù)荷作用下的運(yùn)行，加熱爐的壽命也會(huì)受到影響。

三、軋鋼廠加熱爐節(jié)能設(shè)計(jì)策略

（一）優(yōu)化燃燒系統(tǒng)

在燃燒系統(tǒng)的改造過(guò)程中，可以將燃料的實(shí)際燃燒率進(jìn)行提升，在此過(guò)程中可以從改進(jìn)供油系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)等方面入手，將其進(jìn)行改造。通常的改造方式是增加與之相匹配的變額控制系統(tǒng)，也就可以對(duì)于一些不利問(wèn)題的產(chǎn)生進(jìn)行了控制，節(jié)能的效果得到了提升。在計(jì)算過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，改造結(jié)束之后的加熱爐氧化的損耗減少了0.5%。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于軋鋼廠的實(shí)際鋼材生產(chǎn)過(guò)程中成本的降低十分明顯，在一個(gè)季度的運(yùn)行過(guò)程中改造成本就可以被節(jié)約的能耗抵消，在長(zhǎng)期的運(yùn)行和使用過(guò)程中就會(huì)獲得更大的經(jīng)濟(jì)利益。與此同時(shí)，還可以進(jìn)行燃燒系統(tǒng)中的霧化噴頭，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的冷熱交替是造成霧化現(xiàn)象的重要原因，需要進(jìn)行此方面的充分改造，就可以將運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的熱損耗降低，提升整體設(shè)備的運(yùn)行效率。

（二）改進(jìn)水管支撐結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的加熱爐內(nèi)水管包裝以單層包扎磚包裝形式進(jìn)行，但是在此包裝的過(guò)程中水管的絕熱性、高溫抵抗能力方面都受到了一定程度的影響，而據(jù)統(tǒng)計(jì)表明爐內(nèi)水管的熱損失為總熱量的十分之一，是嚴(yán)重的能耗問(wèn)題。為了在此方面進(jìn)行節(jié)能降耗的工作，就需要在包裝方式方面進(jìn)行改進(jìn)，選擇具有更好絕熱性能的包裝，做好熱量方面的控制。在改造之后將熱量進(jìn)行了控制，也可以將爐皮表面溫度降低，也可以對(duì)于空氣流動(dòng)方面的熱量影響。在加熱爐操作水平和設(shè)備方面能力的提升，就可以將排煙溫度進(jìn)行控制，還需要將煙氣的余熱進(jìn)行回收率進(jìn)行提升。

（三）減少排煙熱損失

經(jīng)過(guò)加熱爐排出的煙氣造成的熱量損失包括了不完全燃燒的化學(xué)熱量和煙氣熱量，也在整體的爐膛熱平衡支出中占有很大的比例，其比例在20%～50%左右。而煙氣的熱損失率為32%。為了將以上幾個(gè)方面的損耗進(jìn)行控制，就需要在降低煙氣溫度和煙氣量方面進(jìn)行新型方式的確定，例如，在燃燒過(guò)程中進(jìn)行空氣消耗系數(shù)的控制，當(dāng)空氣消耗指數(shù)大于1時(shí)，n值增大，煙氣量增加，而這種情況之下燃燒溫度降低，熱損耗增加。基于此原理基礎(chǔ)之上的工作，就需要進(jìn)行燃燒工作更為準(zhǔn)確的控制，將空氣消耗指數(shù)進(jìn)行針對(duì)性的控制。蓄熱式工業(yè)爐也可以在助燃加熱空氣的過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用，除此之外還可以將廢氣的污染降低，將后期廢氣處理的成本也進(jìn)行了控制，保證企業(yè)的效益。

（四）降低爐膛內(nèi)熱損失

爐底水冷卻管的損失、擋板磚損壞的熱量損失及爐體散熱損失等均為爐膛內(nèi)熱損失的主要來(lái)源。因?yàn)闋t底的水冷卻管需要承受較大程度的總體負(fù)荷，也在此工作的過(guò)程中需要吸收爐內(nèi)的許多熱量，因此在爐底水冷卻管絕熱能力影響到了熱損失的程度，需要將熱包扎的形式進(jìn)行分析，降低損失。與此同時(shí)，需要在包扎材料方面進(jìn)行分析工作，將絕熱性進(jìn)行提升，做好爐內(nèi)熱損耗的方面進(jìn)行控制。因此，還需要做好新型材料和新型管道等一系列的開(kāi)發(fā)工作，將能源降低和能耗控制的工作落到實(shí)處。

（五）引入多功能爐襯的加熱爐

多功能爐襯為黑體強(qiáng)化輻射技術(shù)在加熱爐中的具體應(yīng)用，在功能方面可以將加熱爐的氣密性進(jìn)行提升，也將整體工件的加熱效率進(jìn)行提升。在此過(guò)程中需要進(jìn)行針對(duì)性部分的保護(hù)處理工作，將加熱爐整體爐墻進(jìn)行處理工作，在溫度、爐型差異方面進(jìn)行處理，有效進(jìn)行處理工作。除可增加爐膛傳熱面積外，還可提升爐膛黑度，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)熱射線的有效調(diào)控，提升傳熱效率，并增加輻射傳熱比例。在此工作的過(guò)程中可以將整體的壽命和爐溫等進(jìn)行控制。

結(jié)論

綜上所述，我國(guó)的軋鋼廠生產(chǎn)能耗問(wèn)題已經(jīng)成為了一個(gè)普遍的現(xiàn)象，也使得成本方面不斷提升。因此，進(jìn)行軋鋼工藝的加熱爐進(jìn)行改進(jìn)工作和工藝提升是十分重要的工作，需要在技術(shù)方面做好提升，也做好新型工藝改造和新型材料的使用工作，降低整體的熱損失，將加熱爐工藝進(jìn)行提升。不僅僅可以進(jìn)行能耗方面的控制，還可以促進(jìn)環(huán)境污染的治理，促進(jìn)資源節(jié)約化的進(jìn)程，保證企業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。

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