浅析轧钢工艺的节能技术

李丽娜

摘要：当前工业化发展的进程不断加快，尤其是钢铁工业产品的质量和品种的种类都在不断进行升级和改造，随之能源方面的需求也在不断提升，在产品能源节约方面还存在着一定的不足，轧钢工序的工序能源消耗速率不断提升。在这其中加热炉为轧钢厂重要的耗能设备之一，其能耗占到了总体能耗的七成以上，需要针对于此提升重视的程度，做好节能工作，促进更好钢铁企业的更好发展。轧钢厂的加热炉能耗问题已经不仅仅是增加企业成本的问题，而是在大量的能源浪费的过程中会产生一定的环境污染的问题，也与国家的生态文明建设工作相违背。因此，加热炉节能和降耗的工作已经成为了钢铁生产企业发展的必然趋势。

关键词：轧钢;工艺;节能技术

一、加热炉发展趋势概述

加热炉是轧钢厂生产过程中的重要设备之一，也是能耗最高的设备，因而在其发展的过程中需要对其进行节能、降耗的工作。对于加热炉进行改造的主要目的是维持其对于金属扎前的加热工作，还需要对于加热炉的相关工作指标进行相应的分析，将其能耗方面进行控制。传统的加热炉的排烟和供热的方式虽然在实际的工作过程中已经有了十分明显的应用效果，但是在能耗方面一直是困扰其进行发展的重要原因。对于加热炉改造的方式有许多种，引进人工智能和计算机技术对其进行直接控制的工作是十分必要的，也是在当下进行加热炉改造的重要途径和方式。目前计算机技术和人工智能理论方面的不断完善，检测设备和仪表的性能得到了提升，尤其是模糊控制和专家系统等技术能力的进一步提升，加热炉燃烧方面的控制就更加精准。

二、轧钢厂加热炉现存问题

（一）漏气漏火现象严重

一般而言，加热炉投入使用半年以后，加热炉蓄热室的漏气、漏火现象比较突出，局部加热段也可能出现上述的问题，在此过程中会造成加热炉护炉板造成严重的损伤，也会对于加热炉的使用造成严重的影响。蓄热室的结构是产生上述问题的重要原因，因为其以纤维板作为保温层，而炉外钢板没有与护炉板进行焊接工作，也就是蓄热室、预制结构之间没有连接呈稳定的整体，也就在高温影响作用下容易发生裂缝变形的现象，不利于稳定的加热。另外，焊接部位的浇筑层厚度等接缝控制能力的不足，也就会在长期的使用中发展成裂缝，也是泄露现象的源泉。

（二）烧嘴砖破坏及挡板砖堵塞

实际的使用过程中，挡板砖会受到粉末、煤气、含尘烟气产生的受力影响，气孔常常被这些杂质所堵塞。在气孔堵塞十分严重的情况下，会在气流受力冲击的条件下挡板砖发生变形，对于加热炉的产量、温度控制等方面产生了严重的影响。另外，因烧嘴砖会在煤气杂质侵袭、高温烟气的冲刷等影响到自身的强度，在长期运行的过程中会产生影响，后期进行因烧嘴砖的更换和维修也会产生较大的人工成本的投入，能耗会进一步增大，加热炉的实际工作质量会产生影响。

（三）其他方面问题

加热炉的体积比较庞大，属于煅烧加热设备，内部零件的运行中如果出现了一定的问题就会使得加热炉的功能受到影响，除了产生不安全的堵塞损坏及漏气漏火外，还会产生能耗增大的问题。一旦换热导管被封死，均热段煅烧风量将会被大幅度削减，也就使得内部管道被腐蚀和导致泄露产生。其次，炉底结渣也是十分严重的文图，因为在加热炉炉压没有控制好或者出现负荷增加的情况，吸冷风的现象日益严重，也就直接造成了炉渣的出现。最后，阀门损坏、煤气热值波动等一系列的细节方面问题，也会成为了加热炉热量流失的最为关键的因素，在长期负荷作用下的运行，加热炉的寿命也会受到影响。

三、轧钢厂加热炉节能设计策略

（一）优化燃烧系统

在燃烧系统的改造过程中，可以将燃料的实际燃烧率进行提升，在此过程中可以从改进供油系统、供风系统等方面入手，将其进行改造。通常的改造方式是增加与之相匹配的变额控制系统，也就可以对于一些不利问题的产生进行了控制，节能的效果得到了提升。在计算过程中发现，改造结束之后的加热炉氧化的损耗减少了0.5%。在实际的生产过程中，对于轧钢厂的实际钢材生产过程中成本的降低十分明显，在一个季度的运行过程中改造成本就可以被节约的能耗抵消，在长期的运行和使用过程中就会获得更大的经济利益。与此同时，还可以进行燃烧系统中的雾化喷头，因为长时间的冷热交替是造成雾化现象的重要原因，需要进行此方面的充分改造，就可以将运转过程中的热损耗降低，提升整体设备的运行效率。

（二）改进水管支撑结构

传统的加热炉内水管包装以单层包扎砖包装形式进行，但是在此包装的过程中水管的绝热性、高温抵抗能力方面都受到了一定程度的影响，而据统计表明炉内水管的热损失为总热量的十分之一，是严重的能耗问题。为了在此方面进行节能降耗的工作，就需要在包装方式方面进行改进，选择具有更好绝热性能的包装，做好热量方面的控制。在改造之后将热量进行了控制，也可以将炉皮表面温度降低，也可以对于空气流动方面的热量影响。在加热炉操作水平和设备方面能力的提升，就可以将排烟温度进行控制，还需要将烟气的余热进行回收率进行提升。

（三）减少排烟热损失

经过加热炉排出的烟气造成的热量损失包括了不完全燃烧的化学热量和烟气热量，也在整体的炉膛热平衡支出中占有很大的比例，其比例在20%～50%左右。而烟气的热损失率为32%。为了将以上几个方面的损耗进行控制，就需要在降低烟气温度和烟气量方面进行新型方式的确定，例如，在燃烧过程中进行空气消耗系数的控制，当空气消耗指数大于1时，n值增大，烟气量增加，而这种情况之下燃烧温度降低，热损耗增加。基于此原理基础之上的工作，就需要进行燃烧工作更为准确的控制，将空气消耗指数进行针对性的控制。蓄热式工业炉也可以在助燃加热空气的过程中发挥了重要的作用，除此之外还可以将废气的污染降低，将后期废气处理的成本也进行了控制，保证企业的效益。

（四）降低炉膛内热损失

炉底水冷却管的损失、挡板砖损坏的热量损失及炉体散热损失等均为炉膛内热损失的主要来源。因为炉底的水冷却管需要承受较大程度的总体负荷，也在此工作的过程中需要吸收炉内的许多热量，因此在炉底水冷却管绝热能力影响到了热损失的程度，需要将热包扎的形式进行分析，降低损失。与此同时，需要在包扎材料方面进行分析工作，将绝热性进行提升，做好炉内热损耗的方面进行控制。因此，还需要做好新型材料和新型管道等一系列的开发工作，将能源降低和能耗控制的工作落到實处。

（五）引入多功能炉衬的加热炉

多功能炉衬为黑体强化辐射技术在加热炉中的具体应用，在功能方面可以将加热炉的气密性进行提升，也将整体工件的加热效率进行提升。在此过程中需要进行针对性部分的保护处理工作，将加热炉整体炉墙进行处理工作，在温度、炉型差异方面进行处理，有效进行处理工作。除可增加炉膛传热面积外，还可提升炉膛黑度，以此实现对热射线的有效调控，提升传热效率，并增加辐射传热比例。在此工作的过程中可以将整体的寿命和炉温等进行控制。

结论

综上所述，我国的轧钢厂生产能耗问题已经成为了一个普遍的现象，也使得成本方面不断提升。因此，进行轧钢工艺的加热炉进行改进工作和工艺提升是十分重要的工作，需要在技术方面做好提升，也做好新型工艺改造和新型材料的使用工作，降低整体的热损失，将加热炉工艺进行提升。不仅仅可以进行能耗方面的控制，还可以促进环境污染的治理，促进资源节约化的进程，保证企业的长期稳定发展。

参考文献：

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[2]王波.关于轧钢厂加热炉节能的新措施[J].冶金能源，2019，36（04）：41-43.