探討軋鋼加熱爐節(jié)能及降低氧化燒損的途徑

李波

摘 要：在我國鋼鐵生產(chǎn)需求不斷增長的影響下，軋鋼加熱爐的生產(chǎn)效率問題也受到了越來越多的關(guān)注?；诖耍疚囊攒堜摷訜釥t在科學(xué)組織生產(chǎn)、優(yōu)化工藝操作流程等方面的節(jié)能途徑為出發(fā)點(diǎn)，集中研究了降低其氧化燒損的優(yōu)化途徑。以期可以為更多軋鋼生產(chǎn)企業(yè)，能更高效地利用軋鋼加熱爐提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：軋鋼加熱爐;氧化燒損;蓄熱式燃燒技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.044

0 引言

軋鋼加熱爐是一個(gè)有著熱滯后性和熱慣性的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，其在軋鋼企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備中占有著核心地位。為保證其能擁有足夠使用壽命并降低其使用成本，軋鋼企業(yè)有必要提升軋鋼加熱爐的節(jié)能性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，軋鋼加熱爐在生產(chǎn)過程中其能源燃燒消耗占總消耗的70%以上，每年將產(chǎn)生1%-2.5%的氧化燒損率，損失金額可達(dá)到1000萬以上，已成為軋鋼生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失的主要部分。

1 軋鋼加熱爐的節(jié)能途徑

1.1 科學(xué)組織生產(chǎn)

科學(xué)組織軋鋼加熱爐開展生產(chǎn)，是提升其節(jié)能性的首要任務(wù)。為達(dá)到這一目的，可以從以下幾方面入手：（1）批量整合生產(chǎn)，頻繁調(diào)整生產(chǎn)方式將加大軋鋼加熱爐的能源消耗量，因此，軋鋼企業(yè)應(yīng)盡量將2-4個(gè)小的、分散的生產(chǎn)任務(wù)整合在一起，使其成為一個(gè)大的、集中的生產(chǎn)計(jì)劃，這樣可以使生產(chǎn)過程中的能源消耗得到減少;（2）均衡生產(chǎn)力，均衡生產(chǎn)可以促進(jìn)軋鋼加熱爐的燃燒達(dá)到穩(wěn)定，提高能源使用效率。在這一過程中，生產(chǎn)人員應(yīng)事先根據(jù)任務(wù)量，對生產(chǎn)時(shí)的加熱溫度和軋鋼節(jié)奏進(jìn)行分析計(jì)算，以明確最佳節(jié)能控制值。接著可通過分級燃燒控制系統(tǒng)，來使軋鋼加熱爐生產(chǎn)過程中的燃燒均衡性得到保障，促進(jìn)節(jié)能生產(chǎn)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn);（3）提高軋鋼加熱爐的熱送熱裝率和熱裝溫度，軋鋼加熱爐在生產(chǎn)過程中，應(yīng)盡量減少冷坯與熱坯間的過渡時(shí)間，以使其熱送熱裝率和熱裝溫度得到提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，軋鋼加熱爐的熱送熱裝率每提高10%，煤氣燃燒消耗就將減少2%-3%，氧化燒損也能降低0.1%，單這一項(xiàng)就可以每年為軋鋼廠減少成本200萬元左右。

1.2 優(yōu)化工藝操作流程

優(yōu)化工藝操作流程也是提高軋鋼加熱爐節(jié)能性的一項(xiàng)有效方法，其工作方式包括以下幾點(diǎn)：（1）降低生產(chǎn)坯料的出爐溫度，軋鋼加熱爐生產(chǎn)時(shí)，生產(chǎn)人員應(yīng)在保證軋鋼軋線安全生產(chǎn)和生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，根據(jù)坯料的材質(zhì)、尺寸與軋制規(guī)格來確定其出爐的安全溫度。并等到安全溫度下降30攝氏度之后，再開始進(jìn)行坯料出爐操作。這樣可以使熱效率40%的軋鋼加熱爐能耗量每小時(shí)降低14千瓦/噸;（2）合理確定加熱升溫階段，軋鋼加熱爐在生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)按照生產(chǎn)坯料的不同來確定加熱時(shí)間和加熱節(jié)奏。一般來說，對于規(guī)格薄、軋制要求高的產(chǎn)品，軋鋼加熱爐應(yīng)選擇低溫、低流量的加熱操作方式，并保證加熱節(jié)奏達(dá)到均勻。而對于規(guī)格厚、軋制要求低的產(chǎn)品，軋鋼加熱爐應(yīng)選擇高溫、高流量的加熱操作方式，尤其要加強(qiáng)預(yù)熱階段的熱量，保證開始生產(chǎn)時(shí)就具備足夠的溫度。但在加熱到一定溫度后，就需要將溫度降低，減少生產(chǎn)過程中的能源消耗，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保效果;（3）控制好生產(chǎn)時(shí)的爐內(nèi)壓力，在生產(chǎn)過程中，軋鋼加熱爐可能出現(xiàn)燃料燃燒不完全的問題，造成燃料浪費(fèi)。這時(shí)，生產(chǎn)人員可以利用還原性氣門來增加爐內(nèi)含氧量，以促進(jìn)燃料得到充分燃燒。但注意不能隨意開啟爐門，以防止進(jìn)入冷風(fēng)增大爐內(nèi)壓力，影響生產(chǎn)安全。爐內(nèi)壓力應(yīng)始終保持在5千帕以下[1]。

2 降低軋鋼加熱爐氧化燒損的途徑

2.1 提升設(shè)備自動(dòng)化水平

為了降低軋鋼加熱爐的氧化燒損，操作人員可通過提升設(shè)備自動(dòng)化水平的方式來達(dá)到目的。這需要開展以下幾方面工作：（1）選擇好軋鋼加熱爐的保溫層，好的保溫層不但可以降低軋鋼加熱爐的熱散失率，還能充分保護(hù)軋鋼加熱爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此，生產(chǎn)人員應(yīng)在軋鋼加熱爐內(nèi)添加一層優(yōu)質(zhì)保溫層，并將軋鋼加熱爐的風(fēng)管道用保溫材料進(jìn)行包扎，這可以有效避免其出現(xiàn)氧化燒損問題;（2）選擇好軋鋼加熱爐的爐體材料，氧化燒損問題很容易使軋鋼加熱爐的爐體破損，因此需要生產(chǎn)人員在設(shè)計(jì)時(shí)就選擇好爐體材料，該材料不但應(yīng)具備足夠的耐火性，還應(yīng)具備充分的可塑性，以應(yīng)對軋鋼加熱爐在生產(chǎn)過程中所經(jīng)常會(huì)遇到的急冷急熱問題。生產(chǎn)人員可以選擇氣流速度快的特種塑料來作為爐體制作材料，并對設(shè)備的立柱進(jìn)行焊接錨固，以提升設(shè)備的抗氧化燒損能力;（3）同時(shí)，生產(chǎn)人員還應(yīng)控制好爐內(nèi)的加熱溫度，常規(guī)軋鋼加熱爐內(nèi)溫度應(yīng)保持在620攝氏度以下，這也可以充分避免氧化燒損問題出現(xiàn)。

2.2 推廣蓄熱式燃燒技術(shù)

蓄熱式燃燒技術(shù)，是指使軋鋼加熱爐內(nèi)燃料，在高溫低氧空氣狀況下燃燒的的一種生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)不但能夠減少氧化燒損問題，還能取得好的節(jié)能效果，這主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）蓄熱式燃燒能夠以大空間擴(kuò)散燃燒的方式，來替代靜態(tài)火焰所產(chǎn)生的局部高溫燃燒。這可以有效提升燃燒均勻性，使?fàn)t溫更加均勻，避免因溫度過于集中而引發(fā)的氧化受損問題。同時(shí)還可以提升加熱質(zhì)量，消除局部高溫所產(chǎn)生的空氣過剩系數(shù)，并減少因此而產(chǎn)生的廢氣排放量;（2）此外，蓄熱式燃燒技術(shù)只需要低熱值煤氣作為燃料即可完成，這不但可以有效減少氧化燒損的面積和程度，還能達(dá)到降低煤氣使用量，并節(jié)約軋鋼企業(yè)燃料成本的良好效果[2]。

3 總結(jié)

綜上所述，本文以軋鋼加熱爐節(jié)能途徑為出發(fā)點(diǎn)，集中研究了降低軋鋼加熱爐氧化燒損的途徑，認(rèn)為可以通過提升設(shè)備自動(dòng)化水平、推廣蓄熱式燃燒技術(shù)等方式，促進(jìn)降低軋鋼加熱爐氧化燒損效果得以實(shí)現(xiàn)。希望本文的研究可以為更多軋鋼生產(chǎn)企業(yè)取得技術(shù)進(jìn)步奠定基礎(chǔ)，以促進(jìn)其軋鋼生產(chǎn)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)跨越式提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡德紅，王春平.軋鋼加熱爐溫度均勻性和氧化燒損的優(yōu)化[J].工業(yè)加熱，2013，42（02）：27-29.

[2]毛玉軍.淺談軋鋼加熱爐節(jié)能及降低氧化燒損的途徑[J].工業(yè)爐，2017（03）：21-23.