姚海濤，魏福順

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

軋鋼加熱爐既具有熱慣性又具有熱滯后性，頻繁調(diào)整能耗對設(shè)備使用壽命、產(chǎn)品質(zhì)量都有一定的影響，合理地組織批量生產(chǎn)可以起到很好的節(jié)能降耗效果。加熱爐在軋鋼企業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)核心位置，節(jié)能、降氧化燒損空間大，對提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益意義重大。

1 軋鋼加熱爐的基本概述

1.1 軋鋼加熱爐的基本設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)軋鋼加熱爐時(shí)，應(yīng)根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需求和基本生產(chǎn)條件來確定加熱爐的結(jié)構(gòu)，?？紤]的有投資規(guī)劃、所需加熱的鋼材種類和規(guī)格、燃料種類、加熱溫度、加熱爐工作效率和產(chǎn)量、能耗等[1-3]。

1.2 降低加熱爐耗能的關(guān)鍵點(diǎn)

在采取軋鋼加熱爐節(jié)能措施時(shí)，首先應(yīng)確保鋼坯出爐溫度達(dá)到加工要求，如果無法滿足生產(chǎn)要求和產(chǎn)量，盲目減少煤氣用量是沒有意義的，當(dāng)生產(chǎn)量達(dá)到最優(yōu)范圍后，煤氣使用量將明顯優(yōu)于未經(jīng)控制的能耗。當(dāng)軋鋼加熱爐達(dá)到最大產(chǎn)能時(shí)，適當(dāng)縮短鋼坯的“過燒時(shí)間”，可以有效地減少加熱鋼坯的煤氣使用量。對于不同的加熱爐，受到爐況影響，燒損鋼坯的程度也存在一定的差異，需要結(jié)合具體情況采取科學(xué)合理的過程控制系統(tǒng)，有效降低加熱爐的燒損量，根據(jù)實(shí)踐和計(jì)算可以看出，具有良好過程控制系統(tǒng)的加熱爐燒損可降低至少0.5%，對于年產(chǎn)量較大的加熱爐，累計(jì)減少的燒損量是很大的。

2 實(shí)現(xiàn)軋鋼加熱爐節(jié)能的有效措施

2.1 優(yōu)化加熱爐的內(nèi)部設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

從企業(yè)的角度出發(fā)，軋鋼加熱爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)受企業(yè)使用的主要燃?xì)夥N類影響，對使用單一低值煤氣的公司而言，當(dāng)所需加熱的鋼種數(shù)量和種類都很高時(shí)，要想實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能效果，可以考慮使用空氣和煤氣雙蓄熱型加熱爐。而對于單純使用高熱值煤氣的公司而言，要想實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量、高穩(wěn)定性的目標(biāo)，選擇常規(guī)換熱型加熱爐更為合適。實(shí)際上，企業(yè)選擇軋鋼加熱爐的標(biāo)準(zhǔn)并不固定，很多企業(yè)可以選擇使用的煤氣種類較為齊全，在確定加熱爐類型時(shí)的選擇很多，企業(yè)不僅要結(jié)合現(xiàn)階段生產(chǎn)情況選擇加熱爐，還應(yīng)充分考慮企業(yè)未來發(fā)展規(guī)劃，為企業(yè)留出發(fā)展空間，無論企業(yè)最終如何選擇加熱爐，都必須確保鋼坯加熱質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)，這樣設(shè)計(jì)的加熱爐才更具科學(xué)性。

2.2 提高加熱爐裝備水平

軋鋼加熱爐裝備水平直接關(guān)系到加熱爐的節(jié)能效果和鋼坯加熱質(zhì)量，通常，不同企業(yè)的加熱爐裝備需求和標(biāo)準(zhǔn)有所不同，導(dǎo)致加熱爐裝備水平存在一定差異性，對于生產(chǎn)企業(yè)來講，在裝備加熱爐時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手：①根據(jù)該行業(yè)的發(fā)展，立足企業(yè)長久發(fā)展，優(yōu)選出符合企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展情況的軋鋼加熱爐，隨著加熱爐的不斷升級改進(jìn)，智能化的新型加熱爐能夠有效提高軋鋼加熱質(zhì)量；②在裝備加熱爐時(shí)應(yīng)注意采用科學(xué)的裝備操作方法，往往手工機(jī)械操作很難達(dá)到良好的節(jié)能效果和穩(wěn)定的加熱質(zhì)量，這就要求相關(guān)技術(shù)人員充分了解裝備功能，企業(yè)要加強(qiáng)操作崗位人員的培訓(xùn)力度，細(xì)化管理內(nèi)容，將各項(xiàng)工作做到極致。

2.3 科學(xué)地管控空氣系數(shù)

軋鋼加熱爐類型不同使用的燃料也不同，既有單一燃料型，也有混合燃料型，在提高軋鋼加熱爐燃燒效果方面，很多企業(yè)陸續(xù)使用最佳空燃比控制技術(shù)，針對加熱爐燃?xì)鉄嶂档母淖兦闆r，及時(shí)調(diào)控空氣和煤氣流量比例，從而充分燃燒爐內(nèi)煤氣，實(shí)現(xiàn)最小空氣系數(shù)效果。當(dāng)生產(chǎn)企業(yè)選擇這種管控技術(shù)時(shí)，應(yīng)配合煤氣熱值儀等，如果企業(yè)不具備相關(guān)條件，可以考慮采取周期性尋優(yōu)方式，將時(shí)間段固定，提供一定煤氣流量，在這種情況下控制不同的空氣量，探究出最該爐溫時(shí)空氣和燃料比例，該數(shù)值則是這一時(shí)間段內(nèi)最佳的空氣燃料比，需要注意的是，這個(gè)周期長短取決于燃?xì)鉄嶂挡▌?dòng)的時(shí)間范圍。

2.4 采用連鑄坯熱送熱裝工藝技術(shù)

連鑄坯熱送熱裝可以分為直接裝爐軋制和熱送裝爐軋制兩種類型，利用連鑄坯發(fā)出的物理熱，配合適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)管控措施，將連鑄工序巧妙地融入到軋制工序中，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。從技術(shù)管理的層面調(diào)控，嚴(yán)格把控其他方面，例如：在煉鋼和熱軋間的銜接和工藝控制方面進(jìn)行有效把控，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、批量的生產(chǎn)。

2.5 制定科學(xué)的操作流程，加強(qiáng)點(diǎn)檢、維修和維護(hù)力度

作為企業(yè)生產(chǎn)操作的一線人員，熟悉加熱爐操作流程，掌握加熱爐和附屬設(shè)備的工作原理，制定科學(xué)的烘爐和停爐流程。對于加熱爐管理崗位的人員應(yīng)強(qiáng)化監(jiān)督意識(shí)，監(jiān)督操作人員工作過程，加強(qiáng)設(shè)備信息檢查，嚴(yán)格并及時(shí)審查操作流程中的弊端和漏洞，以便及時(shí)、適當(dāng)?shù)卣{(diào)整加熱爐的供熱負(fù)荷。加熱爐點(diǎn)檢、維修、維護(hù)工作能夠確保加熱爐處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，在進(jìn)行日常工作時(shí)要做好相關(guān)記錄，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)查處故障原因，并追究相關(guān)工作人員責(zé)任，從而提高各崗位人員的工作責(zé)任感。

2.6 采用人工智能操控系統(tǒng)

當(dāng)今社會(huì)智能化信息技術(shù)發(fā)展迅速，智能化操控推動(dòng)了各行各業(yè)的發(fā)展，人工智能化操控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，從結(jié)構(gòu)層面來看，該系統(tǒng)分為推理機(jī)、知識(shí)庫等模塊，其中最關(guān)鍵的部分是知識(shí)庫，系統(tǒng)根據(jù)加熱原料、鋼種、規(guī)格等生產(chǎn)加工條件，從而對不同的加熱趨勢做出自動(dòng)預(yù)測，形成并顯示爐溫和升溫曲線，隨后引導(dǎo)基礎(chǔ)的自動(dòng)化系統(tǒng)完成相應(yīng)的操作。

3 降低軋鋼加熱爐氧化燒損的有效措施

3.1 提高加熱爐的自動(dòng)化水平

提高設(shè)備的自動(dòng)化水平使降低軋鋼加熱爐氧化燒損的有效途徑之一，可以從這幾個(gè)方面入手：①軋鋼加熱爐的保溫層影響加熱爐的散熱效率，選擇優(yōu)質(zhì)的保溫層可以減少散熱量，從而起到保護(hù)加熱爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的作用，在軋鋼加熱爐內(nèi)增加保溫層，將保溫材料綁扎到加熱爐的風(fēng)管道，能夠有效減少氧化燒損；②軋鋼加熱爐的氧化燒損容易損壞加熱爐的爐體，所以，在設(shè)計(jì)加熱爐時(shí)應(yīng)選擇耐火性和可塑性較強(qiáng)的爐體材料，可以避免生產(chǎn)過程中加熱爐急冷急熱帶來的影響，選用氣流速度快的塑料，焊接錨固設(shè)備立柱，提高加熱爐的抗氧化燒損性能；③在生產(chǎn)過程中，設(shè)備操作人員應(yīng)做好爐溫控制，常規(guī)的軋鋼加熱爐內(nèi)部溫度不能超過620℃，從而避免出現(xiàn)氧化燒損問題。

3.2 擴(kuò)大蓄熱式燃燒技術(shù)的應(yīng)用

蓄熱式燃燒技術(shù)是一種在高溫低氧環(huán)境下燃燒軋鋼加熱爐內(nèi)燃料的生產(chǎn)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以有效降低加熱爐氧化燒損影響，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降損。

蓄熱式燃燒采用了大空間擴(kuò)散燃燒取代靜態(tài)火焰局部高溫燃燒，使加熱爐均勻地燃燒，爐溫更加穩(wěn)定，避免溫度集中導(dǎo)致的氧化損害，同時(shí)消除了局部高溫導(dǎo)致的空氣系數(shù)過剩，減少廢棄物的排放量，提高加熱質(zhì)量；以低熱值煤氣作為燃料的蓄熱式燃燒技術(shù)不僅減少加熱爐氧化燒損程度和面積，還減少了煤氣使用量，有效節(jié)約企業(yè)燃料成本。

4 結(jié)語

軋鋼加熱爐的節(jié)能降耗空間大，其中蓄熱式加熱爐最為顯著，可以有效降低軋鋼系統(tǒng)能耗。降低加熱爐能耗可以從降低熱損耗、引入先進(jìn)技術(shù)、改良設(shè)備等方面努力，提高加熱爐的加熱質(zhì)量和加熱效率，降低能耗量和減少廢棄物排放量是目前鋼鐵企業(yè)發(fā)展的主要目標(biāo)，而這個(gè)過程較為系統(tǒng)，只有從設(shè)計(jì)、管理、操作等多層面著手，才能提高加熱爐的節(jié)能效果，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。