浅谈轧钢生产中节能技术研究

摘要：轧钢节能将对轧钢生产产生深远的影响,轧钢新技术、新工艺、新设备的开发,都以节能为基础,节能与否是决定科研项目的基本条件之一。

关键词：轧钢 节能 技术

目前,轧钢节能工作已将侧重点转向轧钢技术方面。以改变各工序钢比系数为内容的结构调整,以降低各工序能耗为内容的直接节能,都是以技术进步为基础的。在技术和设备上达不到一定的水平,钢铁生产的结构调整就实现不了,能源消耗也降不下来。因此,推进轧钢技术进步是继续进行生产节能的关键。

轧钢生产能耗现状

我国钢铁工业能耗约占全国总能耗的12%,而轧钢能耗约占全国钢铁工业总能耗的13%～20%。随着现代钢铁产品质量、品种的升级,深加工层次的不断增长,轧钢工序能耗在不断增加。1999年国际先进水平的热轧工序为47.82kgce/t,冷轧工序为80.28kgce/t,中国钢铁的轧钢工序无论是冷轧还是热轧与国际先进轧钢工序相比,工序能耗均有一定差距。若考虑两者的差异并取我国轧钢工序与国外相同的水平,则可比能耗要比先进产钢国高达17.2%,即112kgce/t钢。其中由于装备、技术和管理落后,折合每吨钢高出国外能耗40.4kgce。因为轧钢加热炉是轧钢系统的主要耗能设备,占轧钢能耗的60%～70% 轧钢节能的潜力很大。

1. 加热炉绝热技术与高温节能涂料

由于炉体的表面积都比较大,一般小时产量为60t/h的连续加热炉,炉墙的散热表面积一般为300m2～400m2。采用高铝、莫来石质耐火浇注料作窑衬,开发高性能防烧结料圈是耐火材料的发展趋势。

目前普遍使用的节能涂料其成分主要为炭化硅粉,而国内除此之外,还研制开发了其他系列节能涂料。采用高温节能涂料的加热炉一般可获得节能2%～24%和提高炉子生产率20%～30%的经济效果。

2.高温低氧燃烧技术

实现低成本的无氧化加热和热轧则是热轧追求的另一个目标。高温低氧燃烧就是在温度高达1000℃左右,含氧量在5%～8%的气氛中燃烧 。在热轧过程中,氧化的损耗为钢材的3%[6]。采用高温低氧燃烧技术,可回收大量的烟气余热,节约燃料约50%左右,成为20世纪90年代以来发达国家开始普遍推广应用的一种全新节能燃烧技术。

3.连铸坯热送热装技术

扁钢坯可以在不同温度下装料,装料温度越高越节能。每提高入炉温度100℃,可降低加热炉燃耗约6.7×104kJ/t。首钢热装热送技术的推广应用情况及效果,结果表明采用一般热装热送工艺可以节能35%,采用直接装送技术可以节能65%以上,减少加热炉燃料,提高加热炉产量。

4.薄板坯连铸连轧技术

采用薄板坯连铸连轧是钢铁工业近年来最重要的技术进步之一。标准扁钢坯是直接在热钢带机上轧制的,节约了处理和能源费用。预计节能量为标准冷装料能源费用的50%。

5.低温轧制与轧制工艺技术

低温轧制技术是降低轧钢系统工序能耗的重要节能措施。降低加热炉出钢温度可以减少燃料消耗,但其变形抗力和轧制功率增加。近年来,许多轧制生产的实践经验已经证明降低燃耗的节能效果更显著,当温度问1100℃出锅时,降温节约的能耗达9.6%,且出锅温度降低则氧化铁皮量显著减小,低温轧制在燃料消耗和氧化铁量的降低上所获得的效益,完全能抵消并超过提高轧制功率所增加的成本。

对许多轧机而言,采用工艺技术能降低轧制的能耗,特别是对钢板轧机尤为重要。钢的热轧温度一般在800℃～1250℃,在变形区轧辊表面的温度可达450℃～550℃,因此,需要用大量的水冷却轧辊。通过实验可以发现,采用热轧工艺,由于轧制力的降低,轧制动力的消耗约下降8%。

6.在线热处理技术

近年来,在线热处理技术受到普遍重视,这是因为在线热处理利用轧制余热对钢材进行热处理,可以省去离线热处理必须的二次加热,因而节省能源,简化操作,缩短了产品的交货期。

中国轧钢工序耗能与先进轧钢工序相比,尚有10%～20%的节能潜力,而轧钢生产的节能重点也落在轧钢加热炉的节能上。推广应用新节能技术,加热炉节能如蓄热式燃烧、加热炉绝热与高温节能涂料、高温低氧燃烧等技术,连铸坯热送热装、低温轧制与轧制工艺、在线热处理技术,可实现较大幅度的节能。