立式连续退火炉高效节能措施的应用

刘宗发 任伟超 刘冰扬

摘 要：在钢铁产品产能严重过剩的大市场环境下，提高产品质量降低成品是大勢所趋，其中节能降耗已经成为钢铁企业生存和发展的关键措施。连续退火炉作为冷轧工序的关键设备和耗能大户，其节能措施也是非常直观和重要的，通过对立式退火炉现有节能措施的应用和分析，对退火炉进一步节能降耗提出建议和方法。

关键词：立式退火炉 节能降耗 节能

中图分类号：TG155.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）03（c）-0099-02

Abstract：In the large market environment of heavy overcapacity of steel products，it is the general trend to improve the quality of products and reduce the finished products.The energy saving and consumption reduction has become the key measure for the survival and development of steel enterprises. The continuous annealing furnace is the key equipment and energy consuming household in the cold rolling process. The energy saving measures are also very intuitive and important. Through the application and analysis of the existing energy-saving measures in the vertical annealing furnace， some suggestions and methods are put forward for the further energy saving and consumption reduction of the annealing furnace.

Key Words：Vertical annealing furnace； Energy saving and consumption reduction； Energy saving

随着汽车普及、家电的广泛使用和食品包装用马口铁的大量消费，冷轧退火产品在日常生活中大量的使用，为了满足日益增长的消费需求国内各大钢厂大量建设连续退火炉生产线（包括镀锌产线）。目前就首钢顺义和京唐公司公司就有11条连续退火产线（包括镀锌，其中1条在建）。退火炉作为连续退火产线的关键设备，一般退火炉都采用辐射管加热方式对带钢进行加热，主要消耗的能源介质是高炉煤气或者焦炉煤气，占退火工序能耗的35%～45%，所以说退火炉节能是企业降本增效的重要措施和途径。

1 首钢连续退火炉概况

首钢冷轧带钢生产分为5个单元，退火炉的配置情况见表1.其中顺义冷轧1条连退线 2条镀锌线主要以汽车板为主，首钢京唐一冷轧厂1条连退线2条镀锌线主要以家电板为主，二冷轧厂1条连退线 2条镀锌线主要以汽车板为主，三冷轧1条连退线主要生产马口铁基板，1条在建高强钢镀锌线为专用汽车板生产线。

2 现有节能措施的应用

首钢现已投产的10条连续退户炉产线有4条为比利时DREVER立式退火炉，6条为法国stein立式退火炉，10条产线均采用余热回收节能措施，其中余热回收包括三级余热回收功能，包括烧嘴助燃空气加热、预热段带钢加热和过热水加热系统，过热水用于清洗段碱液加热和热风干燥、水淬热风干燥和平整机区域平整液加热等需要热能消耗的部位。其中，stein立式退火炉还增加了水淬槽热水直接泵入清洗段碱液循环槽的节能功能。

2.1 三级废气余热回收系统

烧嘴燃烧废气经过三级余热回收后最终温度降至150℃左后再排入空气中（如图1所示）。一级余热回收助燃空气加热，退火炉采用“推拉式”W型辐射管进行辐射加热，通过在辐射管的出口段安装换热器，对进入烧嘴前的助燃空气进行预热，增加燃烧效率。二级为预热段带钢加热，通过预热段循环风机和换热器将预热段炉膛内的氮氢混合气体加热至430℃左右，再通过氮氢混合气体将带钢加热至150℃左右此功能节约了带感加热能量，也有效的避免了带钢进炉温差过大导致跑偏。废气从烧嘴一级换热后的640℃左右降至490℃左右，二级换热能利用回收废气当中150℃的热量用于带钢加热。废气通过预热段换热器后进入三级换热系统即过热水余热回收系统，在废气管路上安装一个废气和过热水的换热器用于闭路循环过热水的加热，从实现过热水的加热用于清洗段、平整机等区域需要热能的地方。通过三级余热回收废气温度从490℃降低至150℃，过热水从100℃加热至140℃。通过三级余热回收能将烧嘴出来的废气温度降至150℃达到空气排放的标准，废气热能达到充分回收的效果。过热水系统是一个带压力的密闭循环系统，采用废气余热对高压水进行加热，循环水入口温度90℃左右，热交换后水温能达到140℃，由于管道内压力较大（1.4MPa）从而能保证过热水不形成蒸汽，而是以液气混合的状态留存在管道内循环。该余热回收系统通过换热器对废气中的热量进行收集从而用于清洗段碱液加热、清洗段带钢干燥、炉区水淬出口带钢热风干燥等用途。这种余热回收系统具备结构简单、投资小、补水少、维护简单的特点。

2.2 水淬系统热能回收

通过一台自动输送泵将水淬槽的水淬后热水导入清洗段循环槽用于清洗段带钢清洗从而达到节能的目的。此节能措施不仅能较少清洗段带钢清洗碱液的消耗量，同时也能降低水淬冷却循环水的消耗量。

3 立式退火炉进一步节能措施探讨

通过对现有立式退火炉的节能措施分析，目前节能措施主要应用在废气余热回收利用方面，目前现有成熟的措施已经取得了比较显著的节能效果，但是还具备进一步节能的空间。根据对现有节能措施的应用和理解，现有立式退火炉节能还有以下几个方面可以探讨和攻关。

进一步加大废气余热的利用，经过三级余热回收后的废气温度还高达150℃，该废气可以继续用于车间取暖、物品加热等。

现有节能措施对废气和水淬水热量的利用，缓冷段和快冷段氮氢混合气的热量可以采用相同的道理，对其热量进行利用，既能有效地利用缓冷段和快冷段氮氢混合气的热能也能减少用于冷却缓冷段和快冷段氮氢混合气的冷却循环水用量。

除了以上几项针对能源的再次利用措施外，进一步节能需要考虑减少炉子本身耗能方面进行攻克，例如减少炉体散热和提高燃烧效率等方面进行思考。

4 结语

在钢铁产品产能严重过剩的大市场环境下，退火炉能降耗已经成为钢铁企业生存和发展的关键措施。利用好现有节能措施的前提下进一步开发新的技术用于节能增效也是大势所趋。

参考文献

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