论轧钢加热炉综合节能技术

论轧钢加热炉综合节能技术

韦岭南郗雄涛胡鹏飞

河钢邯钢大型轧钢厂河北邯郸056001

摘要：轧钢加热炉是一个有着热滞后性和热惯性的工业生产设备，其在轧钢企业的生产设备中占有着核心地位。为保证其能拥有足够使用寿命并降低其使用成本，轧钢企业有必要提升轧钢加热炉的节能性。据统计，轧钢加热炉在生产过程中其能源燃烧消耗占总消耗的70%以上，每年将产生1%-2.5%的氧化烧损率，损失金额可达到1000万以上，已成为轧钢生产企业经济损失的主要部分。基于此，本文主要对轧钢加热炉综合节能技术进行了简要的分析，希望可以为相关工作人员提供一定的参考。

关键词：轧钢；加热炉；综合节能；技术

引言

轧钢的节能是我国钢铁行业竞争激烈和市场需求下节能降本的需求，也是响应国家的环保战略的重要措施。轧钢加热炉的能耗巨大，是钢铁生产中的重要消耗项。所以就要加强对轧钢加热炉消耗的研究，分析出其中存在的问题，并找出节能措施。

1节能降耗技术应用的意义

加热炉是整个轧钢过程的开始，也是关键步骤，稍有不慎，就会出现意外。也因为如此，这一环节相对于其他的环节将会耗费更多的能源资源。现如今的工业发展，有很多的地方将会用到轧钢技术，也就意味着将会耗费更多的能源。将节能技术应用到这一环节之中，不仅仅能减少资源的损耗，还能节省工业成本，整个行业的收益都将会大幅提升。提升燃料的燃烧率，减少能源的损耗，同时可以减少钢坯氧化的损失。由此可见，将节能技术应用到轧钢行业有十分重大的作用。

2轧钢加热炉在使用过程中存在的问题

2.1盲目地依赖国外技术导致“水土不服”

我国的加热炉的过程控制系统一般都是依据国外先进的系统设计的，但是发达国家和我国的生产环境存在明显的不同，所以就存在“水土不服”的问题。“水土不服”一般表现为加热炉不能正常运行，或运行后一段时间出现问题。

2.2?钢铁企业的“粗放型”管理模式

钢铁企业的管理模式存在“粗放型”。由于钢材的市场需求量大，所以轧钢的生产企业大多把精力放在产量的增加方面，而忽视了钢坯的加热质量。甚至认为不需要使用过程控制系统，人工操作就已经足够应付了。

2.3轧钢加热炉自身的缺陷

上述问题归根结底是过程控制系统自身存在一些问题和缺陷。由于包括生产环境在内的各种条件的限制，大多数情况下，并不能快速实现全自动化的加热炉过程，导致使用效果大打折扣，开发商和客户就会因为预期差异而产生矛盾，这就不利于轧钢加热炉综合节能技术的提高。

3轧钢加热炉综合节能技术分析

3.1优化工艺操作流程

（1）降低生产坯料的出炉温度。轧钢加热炉生产时，生产人员应在保证轧钢轧线安全生产和生产质量的基础上，根据坯料的材质、尺寸与轧制规格来确定其出炉的安全温度。并等到安全温度下降30摄氏度之后，再开始进行坯料出炉操作。这样可以使热效率40%的轧钢加热炉能耗量每小时降低14千瓦/吨；（2）合理确定加热升温阶段。轧钢加热炉在生产时，应按照生产坯料的不同来确定加热时间和加热节奏。一般来说，对于规格小、轧制要求高的产品，轧钢加热炉应选择低温、低流量的加热操作方式，并保证加热节奏达到均匀。而对于规格大、轧制要求低的产品，轧钢加热炉应选择高温、高流量的加热操作方式，尤其要加强预热阶段的热量，保证开始生产时就具备足够的温度。但在加热到一定温度后，就需要将温度降低，减少生产过程中的能源消耗，以达到节能环保效果；（3）控制好生产时的炉内压力。在生产过程中，轧钢加热炉可能出现燃料燃烧不完全的问题，造成燃料浪费。这时，生产人员可以利用还原性气门来增加炉内含氧量，以促进燃料得到充分燃烧。但注意不能随意开启炉门，以防止进入冷风增大炉内压力，影响生产安全。炉内压力应始终保持在5千帕以下。

3.2降低排烟的热损失

加热炉排烟热损失量、排烟量直接受排烟温度的影响，想要降低排烟热损失，必须利用富氧燃烧技术适当减少排烟量，并合理设置带压下的长热回收段，可以促使排烟温度明显下降。其一，富氧燃烧技术。富氧燃烧技术采用氧气浓度较高的富氧空气，具有其自身的独特优势，即燃烧速度较快，火焰的温度比较高，传热的能力非常强，排烟量明显缩减等。富氧燃烧技术可以在减少废气排放的基础上，提高加热炉的燃烧温度与相应的响应速度，有助于降低加热炉的燃料消耗。另外，此技术还能够有效改善烟气黑度，以此提升系统辐射系数，提高传热速度，降低加热的时间，从而促进出钢效率的提升。加热炉加快生产，可以降低单位产量的热损失，有利于降低产品的单位消耗。其二，对加热炉结构进行优化，合理设置长热回收段。在加料端上，适当添加带压力下的长热回收段，以此保证烟气具备良好的对流换热系数，尽量延缓烟气和钢品间的换热时间，并尽可能直接向钢坯中传输热量，有效降低排烟温度。其三，炉外烟气余热的回收利用技术。然而，加热炉炉尾排烟的热量损失一直存在，因此有必要加强炉外烟气的热回收，并将其带回炉内使用。为了减少燃料供应，充分合理利用空气预热器吸收烟气热量，并基于空气或者气体转移到加热炉中去。

3.3采用加热炉时新技术

3.3.1推广蓄热式燃烧技术

蓄热式燃烧技术，是指使轧钢加热炉内燃料，在高温低氧空气状况下燃烧的一种生产技术。该技术不但能够减少氧化烧损问题，还能取得好的节能效果，这主要体现在以下几点：（1）蓄热式燃烧能够以大空间扩散燃烧的方式，来替代静态火焰所产生的局部高温燃烧。这可以有效提升燃烧均匀性，使炉温更加均匀，避免因温度过于集中而引发的氧化受损问题。同时还可以提升加热质量，消除局部高温所产生的空气过剩系数，并减少因此而产生的废气排放量；（2）此外，蓄热式燃烧技术只需要低热值煤气作为燃料即可完成，这不但可以有效减少氧化烧损的面积和程度，还能达到降低煤气使用量，并节约轧钢企业燃料成本的良好效果。

3.3.2人工智能系统的新技术

该系统由知识库、知识获取、推理机、解释界面这四个部分组成。推理机和知识库作为核心，融合了基本的数学模型和专家以及操作工人的实践经验。可以根据原料、加热钢种、轧制的规格、轧制的节奏变换、冷料、热料等具体的情况，智能地推断出加热的制度，并生成和设定各段的炉温、升温的曲线，进而实现智能指导自动化操作。

3.3.3脉冲燃烧的新技术

轧钢加热炉的脉冲燃烧技术主要是数字量控制燃烧，使火焰的长度和温度的分布不受供热负荷的影响，比较适合煤气的热值稳定、炉内温度均匀情况。

结束语

综上所述，提高加热炉的效率和产出质量、降低消耗减少排出是所有钢铁企业的共同追求，但是也是系统化的工程，所以需要在设计方面、管理方面、操作层面达成一致、共同发力，并结合使用新技术，只有这样，轧钢加热炉的节能效益才能达到最大化。文章以轧钢加热炉为例，对工业生产过程之中的高能耗、资源损耗量大的现状展开研究探讨，提出了几点建议，希望会对生产有所助益

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