張 拓

（河北宏達綠洲工程設(shè)計有限公司，石家莊 050000）

現(xiàn)代冶金軋鋼節(jié)能工序的設(shè)計分析

張 拓

（河北宏達綠洲工程設(shè)計有限公司，石家莊 050000）

為了實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在國家一系列節(jié)能減排政策的倡導(dǎo)下，我國的鋼鐵工業(yè)正向著低能耗、短流程和高附加值產(chǎn)品方向而發(fā)展，如何提高我國現(xiàn)代冶金軋鋼節(jié)能工序已迫在眉睫。

軋鋼；節(jié)能工序；技術(shù)；問題；建議

軋鋼節(jié)能工序的優(yōu)化對軋鋼生產(chǎn)會產(chǎn)生較大的影響，尤其是我國是能源消耗大國，急需提高生產(chǎn)技術(shù)水平。當前軋鋼技術(shù)的發(fā)展也都是在節(jié)能基礎(chǔ)上開展，加之軋鋼新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的涌現(xiàn)，改變軋鋼生產(chǎn)中的各道工序系數(shù)達到其節(jié)能效果，降低生產(chǎn)工序能耗，從而實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

一、我國現(xiàn)如今冶金軋鋼的現(xiàn)狀

1、我國的鋼鐵產(chǎn)業(yè)隨著現(xiàn)代鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量、品種的升級改造，深層次加工在不斷增長，軋鋼工序能耗也在不斷降低，無論是冷軋還是熱軋都與國際先進軋鋼工序比較，工序能耗仍有一定的差距，需盡快提高。

2、近些年來，我國新建的軋鋼生產(chǎn)線也都進行了優(yōu)化升級，大都采用了當今世界先進的軋制技術(shù)，普遍使用了在線熱處理和熱送熱裝技術(shù)。例如，中冶華天工程技術(shù)有限公司在青鋼搬遷軋鋼總體設(shè)計中應(yīng)用了熱裝熱送工藝技術(shù)；江蘇中天鋼鐵集團優(yōu)棒工程和南鋼中棒工程中都應(yīng)用了優(yōu)鋼在線熱處理技術(shù)等。這些技術(shù)的應(yīng)用都帶來了軋鋼能耗的降低，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了成本。但是，對于先進技術(shù)只是照搬照抄，沒有進行再創(chuàng)新，所以，相比發(fā)達國家生產(chǎn)技術(shù)我國冶金軋鋼技術(shù)還很落后，需引進來再創(chuàng)新！

二、軋鋼技術(shù)使用中的不斷創(chuàng)新

1、在我國，當前的軋鋼工序中主要采用連鑄坯熱裝熱送、低溫軋制、軋制工藝優(yōu)化和在線熱處理等。雖然熱裝熱送技術(shù)在許多廠都有應(yīng)用，但依然有很多問題，大部分的廠家熱裝熱送率不高，只是“照本宣科”，并且?guī)砹藝乐氐纳a(chǎn)節(jié)奏混亂。

2、為了實現(xiàn)最大化的熱裝熱送率，還需要以下的技術(shù)：

1）在連鑄與連軋中的合理銜接和柔性化的生產(chǎn)

所謂的連鑄坯熱送就是將煉鋼、連鑄與軋鋼連接成一體的生產(chǎn)體系之后，必須保證實現(xiàn)煉鋼→連鑄→軋鋼的同時進行生產(chǎn)，盡可能減少因更換鑄坯和產(chǎn)品規(guī)格品種、軋輥、導(dǎo)衛(wèi)裝置等問題，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

2）無缺陷的鑄坯生產(chǎn)技術(shù)

現(xiàn)在，大部分的普通碳素鋼連鑄坯已基本達到無缺陷的要求了，但是對某些要求較高的特殊鋼連鑄坯，還應(yīng)該在切斷之后進行熱檢測和熱清理，達到生產(chǎn)要求。

3）進行一體化的生產(chǎn)管理系統(tǒng)

為了實現(xiàn)連鑄坯直接熱裝軋制，煉鋼一連鑄一熱軋都必須同時安全的在相同的時序中進行加工，一旦出現(xiàn)問題，則全線都會受影響。因此工序節(jié)奏匹配和生產(chǎn)計劃管理是十分重要有意義的。所以必需實行一體化的生產(chǎn)管理，即通過人工智能技術(shù)的運用，來開發(fā)先進的生產(chǎn)計劃管理控制系統(tǒng)，從而達到生產(chǎn)要求。

3、軋制工藝的優(yōu)化升級與創(chuàng)新

節(jié)能工藝優(yōu)化升級與創(chuàng)新是通過采用優(yōu)化方法，選擇原料形狀和尺寸來達到節(jié)能的效果。就棒線生產(chǎn)車間來說，以單位總能耗量低為目標，對孔型進行優(yōu)化設(shè)計，則優(yōu)化后的孔型與原孔系統(tǒng)相比，節(jié)省單位總能耗達到8%。在孔型的優(yōu)化設(shè)計過程中，建立孔型尺寸模型、前滑模型和能耗模型。根本上是確定了最大延伸約束條件和最小延伸約束條件，以軋制能耗最低作為目標，進行優(yōu)化升級與創(chuàng)新。

1）低溫軋制技術(shù)

所謂低溫軋制技術(shù)是降低軋鋼系統(tǒng)工序能耗的重要的節(jié)能措施。降低加熱爐出鋼溫度可減少燃料的消耗，使變形抗力和軋制功率成倍增加。近些年來，軋制的生產(chǎn)實踐已經(jīng)證明了降低燃耗的節(jié)能效果是非常顯著地。總得來說，低溫軋制技術(shù)在燃料消耗和氧化鐵皮量的降低上所獲的效益，實際上能完全抵消并超過提高軋制功率所增加的成本費用，從而實現(xiàn)真正的節(jié)能。

低溫軋制不僅是在加熱工序中能達到節(jié)能的效果，而且在減少氧化鐵皮的生成量的同時，能大大減少軋輥因熱應(yīng)力所造成的斷裂現(xiàn)象問題，以及減少氧化鐵皮對軋輥的磨損都有顯著的效果。低溫軋制的能耗總量實際上比常規(guī)軋制約要降低18%左右。低溫軋制技術(shù)進一步還要求要增加軋機的軋輥強度，提高電機功率等，由此保證了所用能耗的降低和生產(chǎn)效率的快速提高。

2）在線熱處理

所謂在線熱處理是將離線布置的熱處理工藝，利用鋼材熱軋后的潛熱能力達到控制鋼材軋制后的冷卻速度，使之溫度變化的過程更加接近離線熱處理時的溫降過程，從而達到相同或相近的鋼材組織和性能的有效方法。

值的注意的是，在線熱處理不僅能增強軋材的機械性能，還能減少碳和合金元素的含量。通俗講，在線熱處理是把控制加熱、控制軋制和控制冷卻三者結(jié)合成一個完整的節(jié)能型生產(chǎn)工藝。在線熱處理既是改善質(zhì)量的一個有效方法，也是改善軋件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)良工藝，還是獲得較好機械強度的最有效的方法。

三、對冶金軋鋼工藝的合理建議

1、降低加熱爐在加熱時的燃耗

在軋鋼加熱爐上應(yīng)用步進爐、蓄熱式燃燒和汽化冷卻等先進的加工技術(shù)，保證在軋制條件下降低鋼坯出鋼時的溫度，能合理的控制空燃比例，降低加熱爐燃耗。

2、要快速提高熱裝熱送率和熱裝溫度

因為提高熱裝熱送率和熱裝溫度，不僅可以大大減少鋼坯的在爐加熱的時間，而且還能降低鋼坯氧化燒損的比率，進而提高成材率。

3、對余熱和余能的回收再利用

例如利用高溫排放的煙氣進一步預(yù)熱空氣、和生產(chǎn)蒸汽等提高能源利用率；回收的中低壓蒸汽則用于補燃發(fā)電或制冷等方面，減少能源的消耗和提高利用效率，實現(xiàn)真正意義的科學(xué)可持續(xù)發(fā)展。

4、對軋機等機器電耗的降低和使用清潔可再生能源

如對軋鋼系統(tǒng)電機使用變頻調(diào)速先進技術(shù)，采取氣動替代電動賴降低電耗，節(jié)約電能等等。

結(jié)語:

總之，雖然我國是鋼鐵消耗大國，但是鋼鐵行業(yè)發(fā)展形勢十分嚴峻，迫切要求政府和鋼鐵企業(yè)的共同合作和努力，積極貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，實現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的有好又快發(fā)展。

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