我国轧钢工艺的节能方向及途径探究

周建波

(方大集团萍安钢铁有限责任公司，江西 萍乡 337000)

为了积极响应国家提出的“节能减排”号召，我国的钢铁企业纷纷采取了一定措施，从生产技术、生产设备等诸多角度去追求节能的目标，并已经初步取得了一定的成绩，使得轧钢环节对于能源的消耗量大幅度下降。尽管如此，我国轧钢工艺的节能效果与欧美等发达国家相比依然有较大的差距。从轧钢的各个工序的节能效果来看，导致能源消耗量高居不下的主要原因在于加热炉的能源消耗控制方面。如何落实国家的“节能减排”号召，实现绿色生产的宏远目标，不断推动我国钢铁生产的低能耗发展，就成为了我国钢铁行业必须要去从实践中探索的问题。

1 节能方向

钢铁的生产分为若干道工序，如炼钢、加热、铸锭等工序。虽然这些工序具有一定的联系，但其纷纷具有各自的独立性，任何一道工序的生产均是独立存在的，每一道工序都需要分别进行加热、冷却等环节。正因如此，钢铁的生产需要耗费大量的能源，即便采取了一定的节能措施，但由于生产工序不能合并在一起进行，才会使得钢铁生产的节能效果不尽如意。这其中，轧钢的生产对于能源资源的消耗量最大。众所周知，轧钢具有一定的复杂性和繁琐性，从初轧到最后的成才需要经过多道工序，且每一道工序基本需要对轧钢进行3次以上的加热，否则就会对轧钢的品质造成影响。根据相关的统计显示，轧钢生产过程中，每一次加热均需要耗费大量的煤炭，每吨轧钢的平均加热耗费量约为60～120kg之间，具体的耗费量会根据加热炉的节能效果有所不同。正因如此，现阶段我国轧钢工艺的主要发展方向就是提高生产过程中的节能效果，并对传统的轧钢生产工艺进行改进，最终实现轧钢生产的自动化和智能化。想要实现这一目标，就必须采取改进生产技术、改变轧机的布局、改进轧制方式等措施。

1.1 改变轧机布局，避免反复加热，控制轧制火次

想要实现轧钢生产的全自动化并非易事，如何将各个生产工序结合在一起就成为了一大问题。从实践的角度来看，合理控制各个轧机的布局，保证轧钢生产的连续性有助于实现这一目标。因此，钢铁企业必须重视轧机位置的设计工作，将具有相关联系的轧机摆放在一起。如钢铁企业可以将连铸机与轧钢机摆放在一起，从而确保实现热送、热装的目的。另外，钢铁企业还要强化对于加热环节的控制，避免出现反复加热，浪费能源资源的情况。若在条件允许的情况下，钢铁企业还可以将生产使用的钢锭变成连铸坯，从而降低加热环节的能源消耗量。实践证明，这种方式不仅会降低轧钢生产中的能源消耗，而且有利于提高成材率。

1.2 改进轧制方式

根据轧钢生产中的数据统计显示，当加热炉的温度升高100℃时，加热炉对于能源的消耗量就会降低10%左右。一般来说，轧钢生产中除了均热炉以外的设备，均为冷装料。所以生产轧钢时，必须确保能够从运输的角度实现车间之间的热送和热装。因此，钢铁企业必须强化对于生产工序的控制，深入研究轧钢的各个生产工序，并结合各个设备的特点，对生产方式进行改良。一般在初轧完成后，需要对轧钢冷却后进行再次加热，若跳过冷却和加热的工序，直接将钢坯轧制成材，不仅可以减少生产工序，且对于能源的消耗量也会明显下降。这种方式有利于提高轧钢的生产效率，缩短轧钢的生产时间，实现轧钢生产的自动化。由此可见，改进轧制方法不仅仅是轧钢工艺的发展所需，更是实现节能的一种有效途径。

2 轧钢工艺节能的途径

2.1 节约热能的途径

作为轧钢生产的主要耗能，热能在整个轧钢生产的过程中，占据相当高的总能耗比例。虽然热能的消耗量巨大，但其也具有相对较高的节能空间，故而钢铁企业必须将节约热能作为轧钢节能的主要方向。

钢铁企业要对现有的加热炉进行改进，添加一些节能措施，若在条件允许的情况下，还可以将加热炉更换为节能型加热炉。加热炉的节能措施主要包括以下几点：一是增加加热炉的长度。当加热炉炉身的长度增加之后，热能的利用率会进一步得到提高，并能在一定程度上对炉尾的废气温度进行控制，避免出现炉尾废气温度较高的情况。从实际应用效果来看，每当加热炉的炉身长度增加1m后，钢坯的温度就可以提高20～30℃左右，同时将废气的温度降低30℃左右，从而在一定程度上避免热能的损失。二是提高炉壁的绝热效果。钢铁企业可以在加热炉的炉壁外侧添加一层绝热层，从而降低加热炉的热量流失，确保加热炉的内部温度始终保持在理想的温度范围之内。三是强化对于加热工艺的控制。在计算机技术不断发展的背景下，钢铁企业通过计算机就可以查看加热炉的炉温、风量以及燃料的燃烧情况等因素，并根据加热炉的实际情况合理控制燃料的使用，避免出现燃料浪费的情况。四是提高废气的利用率。一般来说，加热炉的热量的流失途径主要是废气的排放，且废气一般会消耗掉加热炉内40%左右的温度，若钢铁企业能够采取合理的方式实现对废气的循环使用，则能在一定程度上降低能源的消耗量。如企业可以通过使用换热器、热量回收蒸汽以及热水来实现电力的生产等，从而在最大程度上使用热能。尽管目前有多种节约热能的方式和途径，但由于客观因素的影响，许多方法并不具有实用价值，所以导致很多钢铁企业并未落实节约热能的方法。因而企业在选择节能途径的时候，必须从自身的发展角度出发，结合企业的未来发展规划，对节能途径进行合理的选择。

2.2 节约电能的途径

从各个车间对于电能的消耗量来看，冷轧车间的消耗量最大。尽管近年来我国通过多种途径提高了电能的生产量，但电能依然属于较为紧张的一种能源资源。在轧钢的生产过程中，使用液心轧制、保温罩、带坯热卷取箱等方式和技术均能实现对于电能的有效节约。在对钢材进行热轧时，使用润滑热轧的方式可以节约6%左右的电能，而且还能有效降低轧制所造成的压力，并使得压力下降20%左右。与此同时，电机运转所造成的功率消耗最大可下降25%。这种方式不仅可以达到节约能源的目的，更能在一定程度上提高电机的使用寿命，节约生产成本。此外，钢铁企业还要重视使用效率较高的轧制技术。如在使用大压下量轧机时，通过大压下量的轧制能够减少轧机的使用频率，提高钢坯的整体尺寸以及重量，并直接较少轧制过程中所需的火次，在真正意义上实现一火成材。此外，钢铁企业还要对使用频率较高的轧机进行改良，尤其要重视对于电气设备的改良，尽量增加一些具有节约电能效果的技术。如钢铁企业可以使用可控硅的供电方式，并使用可控硅设备来替代轧机的发电机组设备，实现对电能消耗的控制。

2.3 节约水资源的途径

在轧钢的生产过程当中，水资源的使用量较大，而且水能源是进行轧钢生产的基础，其重要作用毋庸置疑。从实际角度来看，我国很多钢铁企业过于重视对于能源资源的节约，反而忽视了对于水资源的节约。不仅没有采取合理的节水措施，反而不注重水资源的循环利用。正因如此，水资源的浪费严重现象也就成为了轧钢生产中的一种常态。为了达到节约水资源的目的，钢铁企业应当从思想意识的角度做起，企业全体人员应当树立节水意识，并将节水意识落实到轧钢生产当中。如在中轧、炉尾、出钢等环节均需要使用水资源对轧钢进行冷却，钢铁企业可以在这些环节中建设冷却水闭路循环系统，提高水资源的利用率，减少不必要的浪费。其次，钢铁企业还要从强化管理体系的角度入手。根据企业生产的实际情，建立健全具有合理性和实用性的水资源管理体系，强化对水资源的使用和管理。最后，企业要强化对于节约水资源措施的监督和管理，督促各车间落实节水措施，并从节水措施的实际应用的角度出发，有针对性的不断对其进行改进。

3 结语

总之，在节能理念深入人心的背景下，我国的轧钢生产不仅要追求生产方式的改变，更要不断推动轧钢生产向着节能化的方向发展。通过多种途径，实现对热能、电能和水资源的节约，提高各项能源资源的利用率。这既可以达到节约能源的根本目的，又能降低轧钢的生产成本，推动我国钢铁行业的健康发展。