探究軋鋼加熱爐在生產中的溫度控制研究

孫軍

摘 要：隨著近年來社會經濟的高速發展，鋼鐵行業作為我國工業領域中的重要組成部分，對其生產技術的重視程度不斷提升。而軋鋼加熱爐作為生產環節應用最為廣泛的設備，其直接關系到鋼鐵工業的發展實效。為適應現代化鋼鐵生產模式，貫徹節能、創新原則，需要加強軋鋼加熱爐在生產中的溫度控制，以此推動鋼鐵行業的可持續發展。鑒于此，本文主要分析軋鋼加熱爐在生產中控制溫度的作用，研究其存在的缺陷，并提出有效的控制措施，旨在為相關鋼鐵企業發展提供借鑒和參考。

關鍵詞：軋鋼加熱爐;生產;溫度控制

前言

鋼鐵工業是支撐一個國家開展建設的重要基礎，也是工業化進程向前發展的保障。但在鋼鐵生產過程中，會耗費大量的能源，在當前能源危機日益緊張的背景下，創新生產技術，實現節能減排成為鋼鐵行業未來發展的主要方向。而軋鋼加熱路在生產中對溫度的控制，則能夠減少廢熱的排放，從而減輕溫室效應，并循環利用工業廢熱，有助于提高資源利用效率。因此在鋼鐵生產規模不斷擴大的形勢下，探究軋鋼加熱爐對溫度的有效控制是十分必要的。

1.軋鋼加熱爐在生產中控制溫度的作用

軋鋼加熱爐在生產中的溫度控制一般是通過兩種途徑實現的，其一是利用現代化智能計算機，事先對設備預設相應的程序，當設備運轉達到預設參數時，即可自動作出反應，對溫度進行有效控制。另外一種則是采用人工手動控制，在相關人員觀察和記錄的基礎上，按照具體情況采取溫度控制手段。其是鋼產品生產的重要環節，不過由于最近幾年的發展，手動控制方式逐漸被淘汰，轉而利用自動控制，其能夠起到較大的作用

首先，其能夠大幅降低廢熱的排放，緩解鋼鐵生產作業對環境的不利影響。比如近年來溫室效應的加強以及極端天氣的出現，大多與廢熱的過量排放，造成環境負擔加重有關。因此通過軋鋼加熱爐控制生產溫度，則能夠減少肺熱的排放，發揮保護環境的重要意義。其次，對生產中的溫度進行控制，也能夠實現減少燃料用量，直接避免石油、煤等不可再生資源的大量消耗，有效節約資源。進而能夠降低燃料、能源的采購費用，促使企業整體運行成本下降，增加經濟效益和社會效益[1]。

2.軋鋼加熱爐加熱缺陷

2.1鋼坯出現過熱和過燒

當生產鋼鐵產品時，其坯料處于過高加熱溫度環境下的時間較長，則會對鋼晶粒體產生不利的影響，比如會導致晶粒體過分增大，在一定程度上會削弱晶粒之間的聯系，造成鋼鐵產品的強度受限，存在易脆性。同時在軋制坯料下，受到過高溫度的影響，也會產生大量的裂紋，從而改變鋼產品內部的結構和形狀。一旦晶粒持續增大，很容易引發氧化或者熔化等情況，致使坯料出現碎裂，即是發生過燒現象，所生產的鋼產品不具備生產和使用價值。所以如果不對軋鋼加熱爐的生產溫度進行良好控制，則會因過熱和過燒等損失坯料，造成資源浪費和成本增加。而通常情況下，對于碳鋼的加熱溫度應當控制在1300℃以下，當超過該臨界點后，就會導致坯料氧化和熔化[2]。

2.2氧化與脫碳現象不明顯

由于在軋鋼生產是一種化學反應的過程，當加熱爐達到相應溫度時，就會促使坯料內部的金屬元素與氧化性氣體發生化學反應，進而生成氧化鐵、三氧化二鐵以及四氧化三鐵等。但當脫碳后的鋼件表面經過淬火工藝時，其硬度沒有達到標準要求，則就會嚴重影響后續的加工流程。并且在加熱爐運用中，坯料的氧化反應與脫碳反應是同步進行的，當溫度不超過750℃時，化學反應的表現不夠明顯，當溫度超過800℃時，其氧化與脫碳的速度會得到加快。

2.3鋼坯料易開裂

應用軋鋼加熱爐對高碳鋼、軸承鋼以及高錳鋼、高速鋼等進行生產時，因為其具有導熱率較小的特點，在700℃的初始溫度下，就出現快速升溫的情況。鋼坯料的斷面溫度顯著提高，就會產生一定的熱應力。受此影響，鋼坯料就會出現開裂問題，嚴重情況會發生斷鋼風險。所以在生產中，實現軋鋼加熱爐的溫度控制是保障安全、高效的重要手段和方法，能夠有效的避免鋼坯料開裂，提高生產效率和質量。

3.軋鋼加熱爐在生產中實現溫度控制的措施

基于當前軋鋼加熱爐在生產應用中存在的問題和缺陷，則應當采取有效措施來合理控制溫度。結合我國的發展現狀以及未來趨勢，可積極引進計算機控制技術、加快自主型溫控技術及設備、充分提高軋鋼燃燒爐工作效率等。具體措施如下。

2.1引進計算機控制技術

為充分保障軋鋼加熱爐生產中有效控制加熱溫度，可結合現代科學技術，引進計算機自動控制技術。以此構建實時加熱爐溫控管理系統，保障鋼坯料的出爐溫度在最佳標準范圍內。同時利用平衡數字模型控制軋鋼的生產流程有序進行，實現對加熱爐溫度的系統性管理和監督。并且基于數學模型可以準確的計算鋼坯的最佳處理溫度，以此減少熱能的消耗量，最大限度的提高熱轉換效率。所以在具體實施中，需要引進多級計算機控制系統[3]。比如應用二級控制系統，能夠有效設置溫度控制的設定值、出爐命令符號以及輸出下級溫控等，在爐內燃氣壓力、家人區域溫度閉環的控制中具有良好的效果。此外，通過自動化控制系統和智能化的流程監控，能夠改善人為手動控制存在的過熱、過燒問題，充分提高溫控效率和質量，推動軋鋼加熱爐系統的穩定運行。

2.2加快研發自主型溫控技術及設備

當前我國鋼鐵工業中對軋鋼加熱爐溫控設備的應用，主要是依靠國外進口，其存在與本土化鋼坯不適應的問題。因此應當進一步加快研發自主型溫控技術及相關設備，從根本上解決加熱爐溫控不合理的缺陷，從而推動鋼產品生產效率得到提升，降低能源消耗和運行成本。所以，鋼鐵企業應當加大資金投入，借鑒國外先進的溫控技術，研發國產化、本土化加熱爐溫控系統，使其與我國實際發展現狀相符合，從而保障鋼產品的生產加工質量，推動鋼鐵行業的向前進步。

2.3提高軋鋼燃燒爐工作效率

為確保加熱爐的溫度得到有效控制，并實現節能減排的目標，則需要切實提高軋鋼燃燒爐工作效率，進而提升有效熱轉換率。在實踐過程中，鋼鐵生產企業應當合理配置燃料比，盡可能改善燃燒效果，充分利用高溫燃氣所形成的化學能和物理熱，防止因燃料不科學而導致的熱能浪費及不科學使用問題，能夠有效的降低生產成本。另外一方面，相關人員還需準確控制爐頂溫度，確保燃料的燃燒效果得到增強，促使系統的頂壓含氧量與風溫控制在合理范圍內，促使加熱爐在穩定的工作狀態，可避免發生安全問題。

結束語

綜上所述，鋼鐵行業的發展需要依靠其內部生產技術的革新，而軋鋼加熱爐在生產中的溫度控制，能夠實現鋼鐵企業提質增效。基于此，在生產實踐過程中，應當深入分析加熱爐溫度控制存在的問題，并通過引進計算機控制技術、加快研發自主型溫控技術及設備、提高軋鋼燃燒爐工作效率等措施，保障鋼產品的質量、降低能源消耗和成本費用，以此提高企業的市場競爭實力，實現可持續發展。

參考文獻：

[1]樊煒凱.軋鋼加熱爐在生產中的溫度控制探討[J].山西冶金，2020，43（02）：96-97+165.

[2]雷聲勇.基于PLC的軋鋼生產線高效蓄熱式煤氣加熱爐溫度控制系統設計[J].煤炭技術，2017，36（06）：321-323.

[3]趙軍，王稼晨，閆祺，馬凌，李文甲.軋鋼加熱爐節能理論及提效方案規劃與評價[J].天津大學學報（自然科學與工程技術版），2020，53（07）：763-770.

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