轧钢工艺节能技术研究

蒋磊

摘要：在轧钢生产中，轧钢节能有重要的作用。特别是目前，我国环境污染问题日益严重、能源面临枯竭危机，提高轧钢工 艺的节能性很有意义。在节能基础上发展轧钢技术，能产生较多的新型工艺和高级设备。通过对轧钢生产中的所有工序系数 加以转变，提升其节能效果，能够降低轧钢工序的能源消耗。在热轧生产中，轧钢工序中钢坯加热会消耗极大比例的能量， 然而使用轧钢能耗只占有小部分比例。我国节能技术目前取得了不断发展，应用于钢坯的能耗比例逐渐降低。

关键词：轧钢工艺；节能技术；设计

中图分类号：TG335 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）19-0213-01

引言：

我国作为钢铁消耗大国，但是轧钢工序能耗和国外相比，还存

在较大差异。在轧钢过程中，要从生产工艺、加热炉以及钢坯加热 温度这几个方面着手，提高轧钢能源利用率，实现节能生产。

1 我国轧钢生产能耗的现状

钢铁行业是我国的一大国民支柱产业，但同时，在其能源消耗

上，也占据着相当大的比例，且随着国内钢铁市场的不断扩大，钢 铁行业的能源消耗量也在随之增长。当前，国内钢铁产品的质量不 断获得提升，也不断涌现出新的种类，加工工序变得更为复杂，因 此，其在生产过程中所产生的能源消耗也在不停增长中。比起国外 现行轧钢工艺的能源消耗，国内的钢铁不管是冷轧工序还是热轧工 序都要比国外高得多。若是在轧钢工艺中有效利用上这些多余的能 量消耗，那么钢材的产量毫无疑问就会比就会相应增多。而且有调 查显示，不管是在轧钢技术、还是管理上，国内和先进国家相比还 是存有较大差距，同样是生产过程中的能量消耗问题，国外就比国 内平均每吨少40.4kgce。轧钢加热炉是整个钢系统中非常重要的能 耗设备，其能耗是整个轧钢系统的 7 层，因此，控制好轧钢生产过 程中产生的能源消耗，可以带给国内巨大的节能效果。

2 轧钢系统节能技术

2.1 加热炉节能技术

蓄热式燃烧技术属于加热炉主要的节能技术，它可以有效降低 燃料的能耗指标，节能效果较佳。同时，蓄热式的节能炉还可以有 效回收利用炉内的热量，在降低能耗的同时降低生产成本，且采用 这种节能炉可以有效减少氮氧化物等有害气体的排放量，从而有效 保护环境。加热炉内的表面积较大，因此应采用高温节能涂料和有 效的加热技术，当前应充分利用加热炉内衬中的耐火浇筑材料，加 大防火耐火材料的开发力度，尤其应充分使用碳化硅粉等节能涂料，

从而切实提升加热炉的工作效率，确保企业获得较大的经济效益。 2.2 优化生产工艺

它能帮助企业获得更多的利益，并降低能量消耗中产生的成本 投入，还能让送热坯料中产生的热量得到充分的应用。轧钢生产时 要按照不同的订单批量、设备状况、钢种以及热坯料衔接来采用相 应的生产工艺，从而达到热装节能效果，并制定装炉的主要原则。 如果料场的热坯量达到相关标准时要即刻组织装炉。并在装炉时保 证热坯连续块数（或根数）尽可能大，防止冷热坯料出现混装。此 外，加热时间要制定合理，要符合不同钢种的实际需求，保证热坯 和加热时间的衔接。

2.3 降低钢坯温度

钢坯的温度对于轧钢工序中的能源消耗有直接的影响，为了节

省热电能和钢材氧化的消耗企业在轧钢中可以适当的降低钢坯的温 度。但是企业在降低钢坯的温度上不能随意而为，要根据钢坯出炉 时的加热温度、断面温差等控制钢坯的温度。其中，钢坯的出炉温 度和断面的温差是各个阶段实际参数空子的耦合结果。在轧钢的过 程中，不同阶段的耦合结果是不相同的，在降低钢坯温度的时候， 企业可以参考耦合记过把加热温度降低到35℃左右。此外，在軋钢 工序中，如果热转钢坯超过 300℃，企业一定要降低加热温度，减 少加热时间。

2.4 低温轧制和轧制工艺润滑技术。

轧钢生产过程中的低温轧制技术能够有效降低轧钢能耗。加热

炉出钢温度的大小对于燃料消耗也是一大因素，其温度在降低时， 燃料损耗便会得到相应减轻，与之相对，其变形抗力也会随之增加。 根据近些年的相关实践研究成果表明，低温轧制技术在燃料上，有 着非常明显的节能效果，温度为 1100℃时，此时进行出锅，并相应 降低温度，能将能耗节省至9.6%，且氧化铁皮量也会随着出锅温度 的降低而减轻。通过以上这些，可以有效增强低温轧制技术运用所带来的效益提升，对于可以抵消因轧制功率而加大的成本，特别是 对钢板轧机，工艺润滑技术能有效控制轧制的能耗。同时，钢的热 轧温度通常是在 800℃～1250℃间，变形区轧辊表面温度能有 500℃ 左右，故而为了更好的降低温度，可将轧辊用大量水进行冷却。热 轧工艺润滑会在使用过程中，因热轧力的降低，其轧制动力的消耗 也会下降为8%。

2.5 电机节能技术

在轧钢生产中，轧机、风机、水泵等的运行会消耗大量的电能。

运用节能技术对这些设备进行处理能够避免轧钢中的电能浪费，对 于实现轧钢节能具有重要的意义。电能的节能技术主要是对电机进 行优化设计，避免在轧钢生产中存在大马拉小车的情况。轧钢设备 的运行主要采用的变频调速技术，通过技能技术可以把这个过程中 的电能消耗降低 20%-40%。

3 轧钢工序节能实践

3.1 提高热送坯料热装温度及热装率

首先，按照热送热装实际需求建利完善的信息化系统。做好对 坯料温度的跟踪工作，在不同条件下对连铸机后时间长短和坯料温 度之间的关系进行建立，能够保证人工在线测温所不具有的准确性 和实时性。要有完善的订单管理系统，装炉人员对订单需求一目了 然，这样可以更加方便的组织生产。要建立合理的评价机制，防止 热装率和热装温度两大衡量热装水平的指标的冲突，来根据实际节 能效果平衡来两者之间的关系。其次要对生产组织进行优化从而增 加热送坯料中热量的利用率。订单的批量、品种以及设备工况问题 等是约束热装生产组织的主要条件，对其合理考虑，制定合理生产 顺序，才能达到热装的节能效果。另外，要制定合理的装炉原则。

3.2 适当降低钢坯的加热温度

在加热钢坯时应充分考虑加热温度、断面温差等因素，满足基

本的加热要求。加热炉主要分三段实行控制，且三段之间相互影响。 为了降低各阶段时间内耦合因素的影响程度，缩小加热温度的控制 范围，钢厂应根据不同的钢材种类及温度要求，将加热温度降至 300～400℃。当热装坯料入炉温度超过300℃时，还应降低加热温度， 降低煤气的消耗量，达到节能效果。

3.3 合理设计路烧嘴

该我们钢厂加热炉应用的燃料是焦炉煤气，但是所有加热炉烧

嘴都是按照燃用混合煤气来加以设计。型号相对较大，在实际生产 时只在 1/5 范围中调节应用，调节性能以及燃烧效果都相对较差。 相比过去，煤气消耗极大降低。该厂对烧嘴重新选型和设计，让改 造后的炉温调节灵活性更强，炉内火焰刚度也提高了合理性。

3.4 加强管理节能工作

在实际生产过程中，不同钢种的加热温度有所不同，且生产期

间燃料的消耗率也存在差异。对此，钢厂还应做好加热炉的生产管 理工作，实现精细化管理。一方面应提升蒸汽的外送能力，提高余 热余能的消耗量。

结束语：

我国是钢材生产的大国，也是钢材消耗的大国。我国的轧钢生

产工序和国外发达国家相比还存在着很大的不足，这在很大程度上 制约了我国社会和经济的发展。我国在钢材生产中应该努力挖掘轧 钢的节能潜力，从加热炉、生产工艺、钢坯加热温度等方面入手， 提高轧钢工序中的能源利用效率，实现我国轧钢的节能生产。

参考文献

[1]孙明全，刘洋.轧钢生产中节能技术分析[J].科技与企

业.2014（01）

[2]覃永国，卢春宁.轧钢工序节能技术及节能实践[J].冶金 能源.2014（03）

亓子成

摘要：轧钢节能工作已将侧重点转向轧钢技术方面。以改变各工序钢比系数为内容的结构调整，以降低各工序能耗为内容的直接节能，都是以技术进步为基础的。在技术和设备上达不到一定的水平，钢铁生产的结构调整就实现不了，能源消耗也降不下来。因此，推进轧钢技术进步是继续进行生产节能的关键。基于此，本文对轧钢工艺节能技術进行研究。

关键词：轧钢，工艺，节能

近年来，随着我国社会的不断发展，钢材生产量逐年增加，伴随着我国钢生产的发展，钢铁工业能耗也不断困扰着我国的发展。而现今在全世界的范围内都提倡节能减排，这样不仅解决能耗还可以保护地球的生态环境，作为高能耗的轧钢技术也需要遵从这种理念。

轧钢生产现状

我国是生产制造大国，钢铁工业占有重要比重。随着钢铁工业

规模的扩大，能源消耗量日益增多，据不完全数据显示，钢铁行业的能源消耗量大约占到了世界能源消耗总量的13%，而轧钢生产程序中的能源消耗却占到了我国钢铁行业总能源消耗能量的15%～20%。随着各行各业规模的扩大，钢铁品种的类型逐渐增多，总需求量也不断攀升，而与此同时，轧钢程序也日趋复杂。相关研究表明，我国钢铁冷轧工序与热轧工序的能量消耗都要明显高于国外的轧钢工艺钢铁消耗量。与国外先进技术相比，我国的轧钢工艺、管理技术与相关设备等还较为落后。当前我国在钢铁生产中，轧钢设备是主要的耗能设备，其能量消耗在整个轧钢系统中占到了70%左右，由此可以看出，我国轧钢生产还蕴含着较大的节能潜力。

2轧钢工艺的重要性及用途

轧钢工艺是重工业生产中应用相当广泛的一种技术，其在重工

业生产中占有着不可替代的作用。各种机械的生产，都需要使用到轧钢技术，轧钢技术时间原材料制作成零件的过渡过程，应用轧钢技术可以根据实际的要求对原料钢材的尺寸以及形状进行加工，来到到实际的需求。轧钢技术有很多的种类，简单的来说轧钢技术包括冷轧、热轧、中厚板型控制技术，这三种类型的轧钢技术再日常的生产中应用最为广泛。轧钢工艺在很大程度上能够提高原材料的特性，例如：应用控扎控冷技术来进行棒材，通过特殊设置的制冷器来进行设置，就可以在一定程度上加强棒材的强度与韧性。在进行热轧窄带钢生产时，这种技术根据不同的要求可以灵活的刚才的外形变化，通过这种技术生产的零件具有高精度的优点，可以用来进行特殊材料的制作。总而言之，轧钢工艺在工业生产中的应用相当广泛，并且在重工业生产中起到了相当重要的作用，这足以证明其重要性。

3轧钢工艺的能耗来源

正如我们所知工业生产伴随着很高的能源消耗，轧钢工艺也是如此，在进行轧钢工艺是需要消耗大量的能量，没有充足能源的保障是无法良好完成轧钢工艺的。通过对轧钢工艺的介绍，我们了解到轧钢工艺是通过机械来改变钢材原料的形状以及部分特性的，这种强制的是钢材变形的方式，就需要消耗大量的能源。另外，由于轧钢工艺中所进行的工作都是质量很大的，所以在轧钢工艺中人工的力量就显得力不从心，轧钢工艺的各个环节都需要使用不同机械来进行，这些机械大多数都需要大量的电能作为能源才能良好地运行。除此之外，轧钢技术中不同的分类的要求也是不尽相同的，有的需要使钢材达到极高的温度才能进行，而有些则需要使刚才进行快速冷却，不管是加热到极高的温度还是快速降温都需要大量的能量，这样就会使得轧钢工艺伴随着很高的能源消耗。轧钢工艺中的能源消耗主要是来自于通过机械对刚才进行塑性，以及加热钢材及冷却刚才上，这也是决定轧钢工艺高能耗的关键因素之一。

4轧钢工艺节能技术

4.1冷轧压缩空气系统的节能

（1）对轧钢生产工艺中冷轧压缩空气系统的空压站的工艺系统

进行优化，从而保证生产的经济运行。把空压机出气口与储气罐直接相连，储气罐的出气和除油器，过滤器，干燥器等设备相连。通过储气罐降低系统的阻力，实现缓冲，从而使得空压机的加卸载停留的时间延长，使得卸载电流降低；（2）通过储气罐与止回阀分压的

方式为轧机传输设备的制动提供用气。利用储气罐与止回阀联合供气方法可以确保抱闸的用气压力。当轧机进行道次更换的间歇，系统的压力升高，此时向储气罐内进行充气。进行轧制过程中，系统的压力会变低，由于止回阀的作用因此储气罐中的压缩空气不会向主管路流动，从而使得系统的用气需求得到满足。（3）通过储气罐与小空压机联合供气的方式提供酸再生用气量的供给；（4）优化轧机的空气吹扫系统，从而使得系统的压力能够稳定。对供气管网进行改造，把轧机带钢传输设备制动的用气管网和吹扫用气管网进行分离，

并且将吹扫管的结构进行改变，通过对喷嘴的形式的改进，吹扫角度高度的优化，从而降低用气量，优化吹扫的效果，实现系统的压力稳定。

4.2冷轧高精度钢生产工艺的节能

4.2.1湍流式酸洗除鳞技术。湍流式酸洗机组在工作时，首先

将酸洗液送入到酸洗室的很窄的缝内，在带钢的表面酸洗液呈现湍流的状态，所以深槽，浅槽没有影响。带钢在张力状态下运行时，带钢运行方向和酸洗液流动的方向正好相反，因此，酸洗的效果质量高，速度快。

4.2.2新退火技术。（1）全氢罩式炉退火技术。因为氢在740℃时的传导系数是氮的传导系数的615倍左右，而和氮相比，氢的动力粘度仅仅相当于氮的二分之一，所以，将纯氢作为强对流罩式退火炉的保护气体，能够使得钢卷冷却与加热速度提高40%～50%左右；

并且，通过全氢罩式退火炉可以使得带钢的表面优化，然而其总能耗却降低三分之一左右。基于此，钢厂进行改造时，当炼钢，热轧等工艺没有进行重大改变的情况下，可以选择全氢退火炉；（2）连续退火技术。连续退火技术能够实现一条机组中完成电解清洗，平整，退火，精整等工序，从而使得生产周期缩短，投资降低；连续退火能够降低由于钢卷的中间运输造成的折边，擦伤等，并且能够将罩式退火可能操作的粘粘现象消除，使得成材率提高；通过连续退火技术能够非常容易控制带钢的机械性能与板形，使得钢材的质量提高。

4.3轧钢工艺中其他节能减排技术

发达国家对于钢厂节能技术措施重点在于连铸生产，目前，钢

厂基本实现了全连铸生产，因此，尽可能的淘汰初轧机，能够实现吨钢降低30kgce的综合能耗；另外，彻底改造或者淘汰部分落后轧机，从而适应钢厂连铸坯最小断面的需要，消除多火成材工艺。钢厂中炉子作为轧钢节能的重要设备，需要对炉子的结构和型式进行改造和优化，通过炉底的水管结构的优化，炉子的绝热保温，对炉子进行管底以及绝热的包扎等措施，同时通过先进燃烧器的使用，

提高炉子的热效率，将滑轨热损失降低；改善钢厂炉子的加热制度，对炉段的热负荷比例进行调整，通过热送热装的技术手段，使得热效率和热送温度提高；大力推广高效空气和煤气转换器以及喷流预热技术，从而能够使得废热得到回收。

我国的钢材行业发展形势非常紧迫，这对钢材生产企业而言是一次机会也是一种挑战。企业在生产钢材过程中，理当在能源上多下功夫，使用节能工艺，降低能耗比例。当前，轧钢生产中，普遍使用的技术，虽然在一定程度上起到了节能效果，但是工艺技术本身还需不断升华和改进，为了更大范畴的降低能耗比例，就应该在生产中，大量使用新的生产工艺，降低能源消耗。

参考文献：

[1]陈会芬.轧钢工艺节能技术研究[J].装饰装修天地，

2017（21）.

[2]鑫.轧钢工序节能技术分析[J].商品与质量，2017（50）.