中国科技人才2023年2期

探析轧钢工艺节能的方向和途径

周磊

河北钢谷物联科技股份有限公司

摘要：随着国家的不断发展，国家的经济水平不断提高，推动着国家各个产业的发展。近几年，随着经济的快速发展，中国的钢铁工业已经获得了长足的进步，但是同时也存在着大量的能源消耗，以及严重的环境污染等问题。本文的重点是，对节能技术与轧制工艺相结合的过程中所出现的问题及解决的策略进行了分析，从而对我国轧钢企业如何达到节能减排的目标进行了论述，从而提升了生产效率，降低了浪费，从而推动了钢铁行业的良性发展，为国家的经济建设作出了自己的贡献。

关键词：轧钢工艺；能耗；节能方向

引言

钢铁产业是我国经济社会发展的重要支柱，但其在生产过程中不仅要耗费大量的能量，而且会产生废水和废气等废弃物，严重威胁到生态安全。随着我国“双碳”战略的实施，能源节约问题日益突出。轧钢是我国冶金工业的重要工序，要实现其节能降耗，推动我国钢铁工业的绿色、高效发展，就必须持续进行节能降耗。

1.我国轧钢生产现状

从目前我国在工业技术领域的创新发展情况来看，轧钢工艺技术必须与能源开发产业的生产经营模式进行充分的融合，将提高经济效益作为最重要的目的，从而减少能量损耗率[1]。我国是一个钢铁生产和销售大国，然而，轧钢生产工艺技术还有很大的发展余地，能够与能源行业的发展状况相联系，选择更符合市场经济模式的轧钢生产方式。在钢铁合金类材料中，轧钢生产工艺技术是最重要的一个环节，它必须从改善生产工艺和技术管理的角度出发，不断地进行创新和变革，并合理地运用相应的生产装备和信息化管理手段，将轧钢生产技法与工业发展进行准确的匹配，从而对产品的生产品质进行严密的控制。另外，目前国内轧制钢铁行业普遍存在能耗高、排放高等问题，严重影响了钢铁行业的经济发展，制约了钢铁行业的发展。

2.轧钢生产技术探究

2.1连铸坯生产技术

轧钢工艺是通过对钢铁材料进行力学处理，从而使钢铁材料的力学特性发生变化，从而得到满足要求的钢铁材料的技术。目前，这一技术已经在重型装备行业广泛应用，对机械零部件的加工起着不可忽视的作用。采用热装热送式技术，可以有效地控制钢水的投资，确保钢水的经济效益。在新的历史条件下，很多公司都引进了这一工艺，采用了复合加热的方法，从而提高了产品的质量。在企业的运作中，必须时刻注意废弃物和废水的处理，避免对生态环境的影响。

2.2高温低氧燃烧技术

在轧钢工艺过程中，由于原料的氧化，能耗很大，造成了一些经济上的损失。在钢铁行业中，如何有效地控制原料的氧化消耗，不仅能够达到节能、环保的目的，而且能够有效地降低钢铁企业的生产成本。在自然状态下，由于温度和湿度等自然因素的作用，会加速钢铁材料的氧化，并使其产生腐蚀。随着气温的升高，腐蚀的速度也越来越快。因此，在实践中，轧制技术主要是采用较高温度的切削方法，可以减少氧气含量，降低钢材的氧化速率，降低能耗。

2.3无头轧制技术

在目前的阶段，对于铸件间的间隙，多采用无头轧制。只要利用得当，就可以实现“无缝连接”的构想。无头轧制与连续轧制的不同之处是：无头轧制可以彻底消除钢坯间隔，消除轧机因钢坯间的间隔导致的无负荷的电能等待损失，也可以消除因钢坯切头尾导致的材料损失，还有轧废的回炉再造导致的能量损失。在轧钢的过程中，工作人员不仅要注意钢坯的加热温度的稳定性，还要定期地对加热炉展开检测，要及时地对磨损程度超过允许范围的轧辊和焊接机器人零部件等进行修复，防止因为停机而造成生产作业被迫停止。

3.提高轧钢工艺节能水平的方法

3.1加大资金投入，加强工艺创新

目前，国内钢铁行业发展不平衡，所采用的轧制技术仍有待提高。以轧钢加热炉为例子，由于其在实际应用过程中所受到的环境差别的影响，使得其无法充分地适应企业的发展需要，从而造成了各种问题的产生，对生态环境造成了一定的影响。因此，提高我国钢铁工业的能源利用效率和加速钢铁工业的技术革新是迫切需要解决的问题。因此，要在新的形势下，进一步加强对热轧过程的投资，加强对热轧过程的技术支撑，对热轧过程的技术革新进行更深层次的探索，才能进一步提升热轧过程的能源效率。有关部门要根据国内轧制工业的实际情况，主动学习国外的先进经验，对生产过程中的技术进行改进。此外，要加大对国外研究机构的培养力度，并与他们进行紧密的沟通，从他们那里了解到他们的技术和理念。同时，通过运用大数据等技术手段，对流程实施过程中存在的数据误差进行识别，对流程实施过程中的微观组织进行深度解析，根据组织要求选取合适的供热模式，达到减少能耗，提高能量利用效率的目的。

3.2提升轧钢工艺节能方向的质量

随着计算机技术、电力电子技术和节能材料的运用，轧机生产过程的自动化控制，使全流程的效率得到了提升，利用先进的工艺装备和高效的工作机理来控制生产质量，最关键的环节就是要在确保高品质良率的基础上，减少工序之间的能耗，一方面要从控制损耗、杜绝浪费等问题的根源上加以改进，不断地提升生产组织和管理，另一方面要从设备着手，加大对工艺流程的研究，对设计参数和工艺装备进行优化，改进落后生产线、落后环节等，来解决目前由于使用了很多不节能、环保的设备而造成的企业经济利益损失的问题。

3.3加热炉改造

在对炉子进行节能改造的过程中，一般都要做好如下工作：第一，进行热能的回收。简而言之，就是首先将处理过程中产生的热能和气体进行回收，然后再将它们投入到加热炉中，在加热炉中形成满足生产需要的循环性热能，这样才能方便地对钢铁进行第二次加热和轧制。结果表明，这一举措不仅可以降低能源消耗，还可以减少有害气体，有效地保护了生态环境。另外，也可以采用高温炉排出的烟气对空气和煤气进行预热，并增加其理论烧成温度，从而达到对煤气量进行控制的目的。二是放慢放热速率，通过在炉壁上涂敷隔热层，来调控放热速率，使炉壁上的热保持连续流动，使总耗能达到最小，同时又能保持较高的质量和效率。三是加强控温工作，精练轧制技术，达到两个目标：一是减少热轧能耗，二是减少热轧费用。四是根据具体情况，进行轧制工艺的优化，如果现有的加热炉容积比较大，而温度又能满足轧钢需要，那么就可以采用将钢锭放进加热炉中进行加温，这样不仅可以简化工艺，而且还可以有效地降低燃油消耗。

3.4提高热送坯料热装温度

在热连铸中，增加热送板坯的装夹温度是减少能源消耗和产品质量的重要手段。在轧钢的生产流程中，要适时地安装温控和追踪装置，对温控和追踪的数据进行仿真和分析，并对连铸机运行中的毛坯温升趋势进行准确的记录。增加热送毛坯的热装温度，可使热装率及热装温度两个变量达到动态平衡，并可保证不浪费能量，减少副产品的产出。

结语

常规的轧制技术消耗了大量的能量，这与工业生产中的节能和环境保护要求不符。在轧钢工艺流程中，将原料转化为钢材的加工工序较为复杂，工艺技术的操作复杂度也相对较高，对技术人员的技术水平也有很高的要求，这就更加迫切地需要减少生产加工中的热源消耗，提高环境保护的生产能力。

参考文献：

[1]胡成超.轧钢工艺节能的方向和途径分析[J].冶金管理,2023(04):71-73.

[2]李晓东.关于我国轧钢工艺节能的方向和途径[J].冶金与材料,2022,42(05):159-160+163.

[3]沙斌.我国轧钢工艺的节能方向及途径探究[J].冶金与材料,2022,42(04):158-159.