中厚板轧钢生产中节能技术的应用研究

陈 磊，刘 裕

（新余钢铁股份有限公司中厚板厂，江西 新余 338001）

我国的钢铁工业在世界上起步相对较晚，在这飞速发展的几十年中，由于需求的导向，起一直以生产效率和质量为根本，但却忽略了生产过程中的能源和污染问题，特别是最后一道轧钢工序，有着高能耗、重污染的特点。数据显示，轧钢生产在全国能耗中占有很大的比例，但同时，也意味着我国的钢铁生产还有很大的技术提升空间。如何合理的应用节能技术，使钢铁生产能实现钢材生产过程中的节能减排，是我们需要思考的[1]。

1 关于我国中厚板轧钢生产过程中的能耗问题分析

钢铁生产是我国传统的重工业，其为我国经济发展起到了重要的支撑作用，但据数据显示，改革开放这几十年来，我国钢铁行业所消耗的能源就占我国总消耗12%，而轧钢消耗的能量占钢铁行业能源消耗的20%～30%，其主要影响因素有3方面。

1.1 加热温度

在生产过程中，加热温度是重要的能耗原因，据相关调查，我们发现在轧钢工序中钢坯的加热温度会对单位热量消耗产生极大的影响：如：钢坯温度在1100℃～1200℃之间时，则钢坯加热温度每下降10℃，相关能耗都有所下降，那么如何在生产过程中，如何使钢坯能在生产范围中适当降低加热温度，则能有效降低能耗。

1.2 轧钢炉的热效率

在中厚板轧钢生产中，轧钢炉的热效率直接影响着能源消耗。若轧钢炉有着较高的热效率，则在轧钢过程中热能能得到充分利用，燃料消耗则会变少。因此，如何提高轧钢炉子的热效率，使燃料能发挥更多的热量，同时，减少轧钢过程中的热量流失，也是提高热效率的关键办法之一，因此我们可从这两方面来进行改进提升[2]。

1.3 提高热送热装比例

连铸坯热送热装技术是指在400℃以上温度装炉或先放入保温装置，协调连铸与轧钢生产节奏，然后待机装入加热炉，从而大幅降低加热炉能耗的一种节能技术。它是集生产计划编制、钢水冶炼、连铸、铸坯输送、加热轧制和调度管理等一系列技术为一体的综合性节能技术。通过提高热送热装比例，从而实现加热节能的目的。

2 我国现有的中厚板轧钢生产节能技术

近年来，随着我国人民意识的提高，我国在轧钢工作中也进行了相关研发，也提出了多种轧钢生产节能技术，其主要有以下几方面[3]。

2.1 绝热技术与炉内涂料技术

实现轧钢炉的保温能有效减少能源的消耗，但事实生产中，由于生产需要，轧钢生产过程中轧钢炉因为体积和材质的原因，起散热性很好，这对于轧钢生产以及节能是十分不利的，因此我国研发人员首先考虑的是通过在高温轧钢炉内壁涂抹碳化硅粉等耐火保温材料，以此减少轧钢炉的热量流失，从而起到保温的作用，达到节能的目的。

2.2 蓄热式燃烧技术

高效的加热方式能有效降低燃料消耗，在研究中我们发现若能循环利用加热炉中的烟气热量，采取蓄热燃烧的方式，则能提高燃料的燃烧率和使用率，其能节约能源20%左右。且烟气经过燃烧，也有效减少了排气中的有毒有害其他，减少了废弃的排放，有效维持了生态系统的平衡。不仅如此，这种燃烧技术因为提高了燃料利用率，起也有效降低了生产成本，提高了生产效益。这是一种应用广、实用价值高的生产技术。

2.3 低温轧制与轧制工艺润滑技术

冷轧是目前我们研发的重点，其可以通过较低温度来进行轧制，因其所需工作温度较低，则能有效减少燃料的消耗，但同时材料的变形抗力和轧制功率也随之增大，这意味着虽然减少燃料，但在轧制功率上又增大了相关投入，两两抵消则实际意义不大。但随着研究的更进步，研究人员们发现在低温轧制工程中增加工艺润滑技术，能有效降低轧机轧制时消耗的能耗，有实验证明轧制过程中增加润滑技术能有效降低轧制动力的消耗，约为8%。

3 轧钢生产中节能技术的发展建议

我国的科技在飞速进步，很多技术也在逐步完善，若能将现代化技术与传统的中厚板轧钢生产技术相结合，则能有效实现钢铁生产过程中的节能减排，对此我们可从几方面出发。

3.1 使用变频调速电机，实现电机节能技术应用

在轧钢过程中会消耗大量的电能，要实现节能减排，首先要考虑的则是如何减少电能的浪费。现代轧钢节能生产中，首先则是对电机进行改革优化，避免传统的“大马拉小车”，采用变频调控技术，使其能根据生产需求自动调节提供生产所需的电能，通过对电机节能的改造，整个轧钢工艺过程中电能消耗能降低20%～40%，是非常有实用性的节能技术。

3.2 对加热炉进行部分改造，实现燃料节能减排

轧钢工艺中加热炉是能耗的关键，其负责中厚板轧钢生产的主要温度、动力供给，其是能耗的主要所在，因此在对轧钢生产节能改造过程中，关键在于对加热炉的改造，对此我们科从几方面考虑：①首先采用现有的蓄热式燃烧技术，把蓄热燃烧技术运用到加热炉中一方面能使企业最大限度的回收炉内烟气热量，能降低20%左右的能源损耗；另一方面，通过蓄热燃烧能有效降低烟气中二氧化碳和氮氧化物，能减少有害气体的排放，减少对空气的污染；②加热炉绝热技术，通过一些节能保温涂料的应用，能有效减少热量的损耗，因此研发新的保温、耐高温材料，将其使用在加热炉内部，能有效提高加热炉的生产效益，降低企业在轧钢过程中的能耗，这对企业和社会都有重要的现实意义。③除此之外，还可以通过对轧钢炉内部结构进行改造，通过增加气密性，从而减少热量流失；改良轧钢炉的结构，减少能源物质输入、钢坯置入所需流程，尽量减少流程，减少过程中的能源损耗。

3.3 优化低温轧制与轧制润滑技术

低温轧制是未来轧钢节能技术的重要发展方向，但目前的研究中低温轧制所节约的能耗与用于材料变形抗力和轧制功率的能耗成反比，此消彼长，导致效果不理想，因此如何通过润滑技术的应用来降低轧机在轧制时消耗的能源部，是我们不是必须要有要思考的问题，对此我们应加强轧钢工艺的润滑研究，通过润滑来提高设备运转的通常先，降低过程中的动力消耗，以此实现在低温轧制过程中节约燃料的同事，减少因为抗力和轧制功率产生的能耗，使其能达到兼顾、共赢。

3.4 通过计算机技术实现精准控制，实现节能减排

计算机技术在工业上的应用已逐步成熟，将这些先进的信息化管理技术应用到钢铁生产的各个环节，能实现对传统轧钢生产线的改造，对此我们可通过电子计算机的应用，对轧钢生产过程中的各项数据进行收集和分析，找到最优的生产数据，再通过技术人员对计算机下达精确生产的指令，从而实现优化生产、优化能源使用。除此，远程智能输入输出设备也是接下来必须要考虑的方向，通过远程智能控制减少不必要的安装环节，实现能源、人工的消耗。

4 结语

钢铁行业一直以来都是能源消耗的重点，要实现节能减排首先要对钢铁生产过程中的各个环节进行梳理，对每一个能耗节点进行分析、改造，从而达到节能减排的目的，除了从设备上实现节能减排外，还赢加强技术人员培训，只有将人员技术优势和人工智能精确控制技术结合起来，才能进一步提高轧钢生产的技术含量，实现生产过程节能减排的同时提高轧钢生产的效率化。当然，这还需要我们不断的研究，不断的在钢铁生产行业运用新技术、新材料，优化技术、优化管理、优化设备，只有这样才能实现我国钢铁行业的健康可持续发展。