轧钢加热炉节能改造及经济分析

王忠民

摘要：轧钢厂是国民经济中不可或缺的一部分，它在城市的现代化建设中起到了举足轻重的作用，因此，它的生产和使用都离不开它。通过对轧钢系统的分析，采用了加热轮，使热压过程中的钢坯再次升温，保证了后续工作的顺利进行。然而，就当前而言，国内钢厂在使用加热炉时，常常存在着一定的问题，造成了能耗的超负荷，致使其本身的经济效益难以保证。

关键词：轧钢系统;加热炉;节能问题

轧钢加热炉是目前我国钢铁企业最重要的能源消耗装置，其能源消耗占整个钢铁企业总能耗的70%，其能源消耗程度直接关系到整个炼钢的生产成本。因此，减少炼钢厂的能耗是提高炼钢厂的节能水平的重要因素。当前，轧钢加热炉的能耗水平存在较大差距，单位单位能耗可达80公斤/吨，可见其节能潜力很大。在对轧钢加热炉进行分析时，必须对其热平衡检测的技术指标进行监控，以解决其存在的问题，从而达到减少热工能耗的目的。

1、轧钢加热炉能耗问题

1.1轧钢加热炉的特性问题

轧钢企业的生产体系，都是有周期的，在运行的时候，会非常依赖于加工设备。对于热轧系统来说，它更适合于加热炉，因为它需要大量的能源，所以在使用的时候，它会消耗大量的能源，从而降低成本。而且，由于加热炉的用途比较特殊，在实际操作中，会受到一些外力的影响，从而影响到系统的运行，因此，在生产过程中，由于加热炉的特性和不稳定性，会出现一些问题，这就造成了系统的节能降耗。

1.2应用问题

在实际使用加热炉时，有关人員常常会遇到数学模型不能很好地反映出来的问题。在目前的情况下，人们在处理数据和实体内容时，经常会采用模糊数学来处理，即使是遇到一些不懂的问题，也会选择模糊数学来描述，虽然它的通用性很高，但由于加热炉的存在，它会在整个燃烧过程中产生很大的偶联性，如果采用模糊运算的方式进行控制，那么它的效果就不会很好地保证了。二十一世纪，人类的大脑依然是最强大的控制力，如果将人工智能技术运用到加热炉中，不仅可以让人类摆脱对数学模型的依赖，还可以增强人类对各种仪器的操控，从而保证生产的效率。

3轧钢加热炉节能措施

3.1增设热值仪

高炉、焦炉、转炉是炼钢厂的主要气体源。通常，焦炉、转炉、高炉等热值由高到低，焦炉平均热值是高炉煤气的2～3倍。一根加热炉采用纯焦炉气，其热值变化对其燃烧控制和燃烧模式有很大的影响。增加了燃气热值分析仪，有效地解决了入炉钢坯过热等问题。气体分析仪和一级控制室的空燃比的连锁也能减少钢坯的氧化和烧损，从而增加了钢材的成材率。

3.2整改调节阀

炼钢厂的加热炉在很大程度上依赖于操作人员的经验，在很大程度上不依赖于控制仪器。由于仪器的测量结果有很大的误差，并且在控制面板上调整阀的显示数据与实际的偏差。在运行时，流量控制阀门的开度分别为20%和100%，流量基本相同。当烟气残氧量很小时，换热后的烟气温度比换热之前要高。在实际生产中，仅凭目测和经验，很难保证其稳定运行。如果温度偏差大于30℃，残氧量偏差将大于设定值（3%），不能达到加热炉的节能运行。

3.3优化燃烧模型及二级控制

加热炉引入燃烧模型和二级过程自动化控制，在设备本身自动化水平较高的情况下，加热炉会自动检测、自动调节、自动控制和自动学习。从板坯称重到轧机轧制前，自动化控制系统会跟踪板坯，给控制系统提供板坯各类信息，并根据加热曲线自动调节各系统（空气系统、煤气系统、水系统）满足加热过程。

3.4提高热装比

钢铁企业铸造与轧制的有机结合，会极大地降低吨钢能耗。钢坯进入加热炉内温度在400℃时，燃料消耗量节约15%，在此基础上每提高100℃，燃料消耗节约量提高10%，钢坯入炉温度在900℃时，可节约53%。所以，合理布置连铸、轧制车间空间位置，可以满足加热炉送红坯的功能，进而降低加热炉能耗及吨钢单耗。同时，优化转炉、铸造机、轧机的匹配能力，既可以实现加热炉送红坯功能，也可以满足单条轧线产品小规格的变化，进而减少轧机辊径调节次数，提高轧线生产能力，实现加热炉与轧机的共赢。

3.5增加余热回收设备

在传统的加热炉系统中，利用空气换热和废热换热的方式来回收烟气的热量，把热转换成空气的物理热带或蒸汽。通常，燃气的预热温度约为300℃，空气预热温度为450～500℃，或采用废热锅炉生产中、低压蒸汽来发电。通过使用低温排烟，可以节省单位钢材的单位能耗5%左右，有利于电厂的能源均衡和供热系统的节能目标。

4轧钢加热炉节能经济分析

4.1增加资金，革新技术

为了减少使用过程中的能耗，企业必须将节能技术的革新付诸实践。所以，要加大对这一领域的投资，要加大对员工的培养。在保证和保证所需的人员和资源后，结合实际生产状况，推进我国轧钢加热炉节能技术的优化改造，以促进公司的发展。除了这些，创新人才也是我们国家和世界发展的动力和力量，只要有足够的创新能力，就能产生相应的技术创新。

4.2重视工艺创新

近几年，我国的钢铁工业得到了快速的发展，但是与国外的钢铁生产技术相比，还存在着许多问题。当前国内使用的轧钢加热炉控制系统都是从国外引进的，由于不同的环境条件，导致该系统在使用过程中存在很多问题，无法达到预期的效果。要实现节能减排，必须加强技术创新，加大投资力度，大力引进国外先进的节能技术，借鉴国外的发展经验，并结合自己的实际，进行技术改造和创新，以求更好的适应行业发展要求。

结束语

总之，由于我国近年来对能源问题的重视，以及节能问题日益引起人们的广泛关注。目前大部分的轧钢企业都在关心着如何提高加热炉的效率，如何将能耗降低到最低，如何处理轧钢加热炉的使用和操作中出现的问题，这些都是必须要解决的问题。从上述情况来看，国内轧钢加热炉的节能技术具有巨大的节能潜力。通过对加热炉设备、操作制度进行改造，加强设备的自动控制，提高加热炉的能量循环利用，并积极学习国内外先进的技术和科学的管理方法，以达到提高加热炉热效率、提高生产效率、节约成本、增加经济效益的目的。

参考文献

[1]全国轧钢加热炉综合节能技术研讨会纪要[J].中国冶金.2018（06）.

2912501186253