探究轧钢加热炉在生产中的温度控制研究

孙军

摘 要：随着近年来社会经济的高速发展，钢铁行业作为我国工业领域中的重要组成部分，对其生产技术的重视程度不断提升。而轧钢加热炉作为生产环节应用最为广泛的设备，其直接关系到钢铁工业的发展实效。为适应现代化钢铁生产模式，贯彻节能、创新原则，需要加强轧钢加热炉在生产中的温度控制，以此推动钢铁行业的可持续发展。鉴于此，本文主要分析轧钢加热炉在生产中控制温度的作用，研究其存在的缺陷，并提出有效的控制措施，旨在为相关钢铁企业发展提供借鉴和参考。

关键词：轧钢加热炉;生产;温度控制

前言

钢铁工业是支撑一个国家开展建设的重要基础，也是工业化进程向前发展的保障。但在钢铁生产过程中，会耗费大量的能源，在当前能源危机日益紧张的背景下，创新生产技术，实现节能减排成为钢铁行业未来发展的主要方向。而轧钢加热路在生产中对温度的控制，则能够减少废热的排放，从而减轻温室效应，并循环利用工业废热，有助于提高资源利用效率。因此在钢铁生产规模不断扩大的形势下，探究轧钢加热炉对温度的有效控制是十分必要的。

1.轧钢加热炉在生产中控制温度的作用

轧钢加热炉在生产中的温度控制一般是通过两种途径实现的，其一是利用现代化智能计算机，事先对设备预设相应的程序，当设备运转达到预设参数时，即可自动作出反应，对温度进行有效控制。另外一种则是采用人工手动控制，在相关人员观察和记录的基础上，按照具体情况采取温度控制手段。其是钢产品生产的重要环节，不过由于最近几年的发展，手动控制方式逐渐被淘汰，转而利用自动控制，其能够起到较大的作用

首先，其能够大幅降低废热的排放，缓解钢铁生产作业对环境的不利影响。比如近年来温室效应的加强以及极端天气的出现，大多与废热的过量排放，造成环境负担加重有关。因此通过轧钢加热炉控制生产温度，则能够减少肺热的排放，发挥保护环境的重要意义。其次，对生产中的温度进行控制，也能够实现减少燃料用量，直接避免石油、煤等不可再生资源的大量消耗，有效节约资源。进而能够降低燃料、能源的采购费用，促使企业整体运行成本下降，增加经济效益和社会效益[1]。

2.轧钢加热炉加热缺陷

2.1钢坯出现过热和过烧

当生产钢铁产品时，其坯料处于过高加热温度环境下的时间较长，则会对钢晶粒体产生不利的影响，比如会导致晶粒体过分增大，在一定程度上会削弱晶粒之间的联系，造成钢铁产品的强度受限，存在易脆性。同时在轧制坯料下，受到过高温度的影响，也会产生大量的裂纹，从而改变钢产品内部的结构和形状。一旦晶粒持续增大，很容易引发氧化或者熔化等情况，致使坯料出现碎裂，即是发生过烧现象，所生产的钢产品不具备生产和使用价值。所以如果不对轧钢加热炉的生产温度进行良好控制，则会因过热和过烧等损失坯料，造成资源浪费和成本增加。而通常情况下，对于碳钢的加热温度应当控制在1300℃以下，当超过该临界点后，就会导致坯料氧化和熔化[2]。

2.2氧化与脱碳现象不明显

由于在轧钢生产是一种化学反应的过程，当加热炉达到相应温度时，就会促使坯料内部的金属元素与氧化性气体发生化学反应，进而生成氧化铁、三氧化二铁以及四氧化三鐵等。但当脱碳后的钢件表面经过淬火工艺时，其硬度没有达到标准要求，则就会严重影响后续的加工流程。并且在加热炉运用中，坯料的氧化反应与脱碳反应是同步进行的，当温度不超过750℃时，化学反应的表现不够明显，当温度超过800℃时，其氧化与脱碳的速度会得到加快。

2.3钢坯料易开裂

应用轧钢加热炉对高碳钢、轴承钢以及高锰钢、高速钢等进行生产时，因为其具有导热率较小的特点，在700℃的初始温度下，就出现快速升温的情况。钢坯料的断面温度显著提高，就会产生一定的热应力。受此影响，钢坯料就会出现开裂问题，严重情况会发生断钢风险。所以在生产中，实现轧钢加热炉的温度控制是保障安全、高效的重要手段和方法，能够有效的避免钢坯料开裂，提高生产效率和质量。

3.轧钢加热炉在生产中实现温度控制的措施

基于当前轧钢加热炉在生产应用中存在的问题和缺陷，则应当采取有效措施来合理控制温度。结合我国的发展现状以及未来趋势，可积极引进计算机控制技术、加快自主型温控技术及设备、充分提高轧钢燃烧炉工作效率等。具体措施如下。

2.1引进计算机控制技术

为充分保障轧钢加热炉生产中有效控制加热温度，可结合现代科学技术，引进计算机自动控制技术。以此构建实时加热炉温控管理系统，保障钢坯料的出炉温度在最佳标准范围内。同时利用平衡数字模型控制轧钢的生产流程有序进行，实现对加热炉温度的系统性管理和监督。并且基于数学模型可以准确的计算钢坯的最佳处理温度，以此减少热能的消耗量，最大限度的提高热转换效率。所以在具体实施中，需要引进多级计算机控制系统[3]。比如应用二级控制系统，能够有效设置温度控制的设定值、出炉命令符号以及输出下级温控等，在炉内燃气压力、家人区域温度闭环的控制中具有良好的效果。此外，通过自动化控制系统和智能化的流程监控，能够改善人为手动控制存在的过热、过烧问题，充分提高温控效率和质量，推动轧钢加热炉系统的稳定运行。

2.2加快研发自主型温控技术及设备

当前我国钢铁工业中对轧钢加热炉温控设备的应用，主要是依靠国外进口，其存在与本土化钢坯不适应的问题。因此应当进一步加快研发自主型温控技术及相关设备，从根本上解决加热炉温控不合理的缺陷，从而推动钢产品生产效率得到提升，降低能源消耗和运行成本。所以，钢铁企业应当加大资金投入，借鉴国外先进的温控技术，研发国产化、本土化加热炉温控系统，使其与我国实际发展现状相符合，从而保障钢产品的生产加工质量，推动钢铁行业的向前进步。

2.3提高轧钢燃烧炉工作效率

为确保加热炉的温度得到有效控制，并实现节能减排的目标，则需要切实提高轧钢燃烧炉工作效率，进而提升有效热转换率。在实践过程中，钢铁生产企业应当合理配置燃料比，尽可能改善燃烧效果，充分利用高温燃气所形成的化学能和物理热，防止因燃料不科学而导致的热能浪费及不科学使用问题，能够有效的降低生产成本。另外一方面，相关人员还需准确控制炉顶温度，确保燃料的燃烧效果得到增强，促使系统的顶压含氧量与风温控制在合理范围内，促使加热炉在稳定的工作状态，可避免发生安全问题。

结束语

综上所述，钢铁行业的发展需要依靠其内部生产技术的革新，而轧钢加热炉在生产中的温度控制，能够实现钢铁企业提质增效。基于此，在生产实践过程中，应当深入分析加热炉温度控制存在的问题，并通过引进计算机控制技术、加快研发自主型温控技术及设备、提高轧钢燃烧炉工作效率等措施，保障钢产品的质量、降低能源消耗和成本费用，以此提高企业的市场竞争实力，实现可持续发展。

参考文献：

[1]樊炜凯.轧钢加热炉在生产中的温度控制探讨[J].山西冶金，2020，43（02）：96-97+165.

[2]雷声勇.基于PLC的轧钢生产线高效蓄热式煤气加热炉温度控制系统设计[J].煤炭技术，2017，36（06）：321-323.

[3]赵军，王稼晨，闫祺，马凌，李文甲.轧钢加热炉节能理论及提效方案规划与评价[J].天津大学学报（自然科学与工程技术版），2020，53（07）：763-770.

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