毕俊召 王彦成

1.吉林电子信息职业技术学院,吉林 吉林 132021；

2.吉林建龙钢铁有限公司,吉林 吉林 132000

十几年来，我国钢铁工业取得了快速的发展，直到2013年全国钢铁开始呈现产能过剩的趋势，钢铁企业产能增速开始减缓，钢铁行业开始走进了亏损状态，效益是企业和行业最突出的问题，因此，企业为了提高效益，降本增效成为当今钢铁企业最重要的奋斗目标。热轧带钢厂加热工序主要包括来料入炉、加热、出炉、输送四个过程，随着现代化轧机技术的进步，轧制速度及其生产的连续性要求不断提高，如何提高加热炉的钢坯加热节奏和质量，减少燃料损耗，降低废气排放，是每一个轧钢企业都在关注的课题，由此可见轧钢加热工序的节能研究，对降低整个轧钢系统的能耗有着重要意义[1]。

1 热轧带钢厂工序概述

连铸工序是将高温液态钢通过水冷结晶器，凝结硬壳后，再经过喷淋冷却全部凝固后切成坯料的铸造过程。

加热工序是将连铸机生产出的钢坯横移合流后输送至炉前辊道，根据计划钢坯入炉加热，按照规定温度出炉准备轧制的过程[2]。

轧制工序是将按规定温度出炉的钢坯通过粗轧机、飞剪、高压水除磷、精轧机的轧制过程，是将钢坯轧制成一定宽度和厚度的带钢的过程。

卷取工序是将通过层流冷却系统的带钢卷成具有外在良好卷形，是热轧带钢主线生产过程中的最后一道工序[3]。

热轧带钢生产线的显著特点是连铸连轧短流程生产线布置，通过以加热炉作为缓冲区将中薄板坯连铸机与常规轧制相连接的技术，具有生产组织灵活、高效节能的突出特点。而从整个产线工艺过程的节能角度来看，加热工序仍具有一定的节能优化空间。（热轧带钢厂生产线工艺流程见图1所示）

图1 热轧带钢厂生产线工艺流程图

2 热轧带钢厂能耗影响因素分析

加热工序能耗占轧钢综合能耗的70%～80%，影响加热工序能耗的因素也是影响整个轧制产线总能耗的决定性因素，由于燃料消耗直接影响加热工序节能效率，所以分析加热炉燃料消耗影响因素，从中找出主要控制因素，便可以有效地提高此工序的节能效率。而影响加热炉燃料能耗因素很多，下面主要从人员、机器、材料等方面进行了分析。

2.1 人员影响因素分析

从能源管理控制级别来看，由于人员分工不同对燃料消耗产生的影响也不同。能源管理控制级别包括厂能源管理、作业区技术管理、现场操作控制。厂能源管理层面对指标制定是否科学合理，是否符合实际生产情况所能达到的高度水平产生直接影响；作业区技术管理对现场操作过程监督是否及时全面，是否能对工艺规程优化提出改进建议等；现场操作人员对加热工艺技术规程的执行、对热工知识的掌握情况会根据实际炉况进行参数调整，操作人员本身的节能意识对会对整个加热工序的燃料消耗有着不同程度的影响。

2.2 机器影响因素分析

加热炉的相关设备系统包括冷却系统、燃料供应系统、供风系统、排烟系统、仪表检测系统、燃烧装置及自动控制系统。这些系统管道的绝热及密闭性、设备的故障率、检测仪表的准确度和自动控制系统的智能程度对燃料消耗有着不同程度的影响。

2.3 材料影响因素分析

材料影响因素主要包括来料温度、钢坯规格、钢种及特性。由于钢种不同和装炉温度不同，钢坯加热的时间要求设置也不同，钢坯在炉加热时间的长短决定了所消耗燃料量，而用于加热不同钢种的燃料消耗量也不同。

2.4 其他影响因素分析

方法上的影响因素主要包括加热控制、操作规程及提高热装率，同时考核激励也是提高员工操作水平和节能意识行之有效的方法；环境因素包括季候变化、国家政策要求、能源介质的保供条件及公司政策等诸多因素。测量因素中最重要的是保证各种能源介质检测仪表及加热工序相关热工检测工具的精度。测量因素还包括烟气中的残氧量、烟气温度及钢坯在粗轧机入口温度等，这些都是评估燃烧效果的手段[4]。

3 降低热轧带钢厂工序能耗的措施

3.1 空燃比的节能优化

燃料的燃烧控制由来已久，国内的各大钢厂都有对轧钢加热炉空燃比控制的不同的方法，但是其核心思想就是保证燃料充分燃烧且避免过多的助燃空气带走热量。

按照加热炉过剩系数大于均热段和各段上空气过剩系数大于各段下空气过剩系数的设置方式，既保证了在加热段未参与燃烧的燃料在均热段得到进一步充分燃烧，又由于热气体上浮的原理，保证上浮气体中未完全燃烧的燃料得到充分燃烧。

3.2 余热利用的节能措施

根据现场实际生产状况提出的技术要求，利用第三方的研究力量、技术服务和资金，目前烟气余热锅炉项目已经投入运行使用阶段。该项目投入运行至今运行较为稳定，由于还处于合同期内，设备的运行和维护都由节能服务公司负责。所以从目前看节能效果主要体现在加热炉热平衡测试结果中烟气带出的物理热减少和外送过热蒸汽的节能收益这两点上，烟气余热锅炉投入运行后，节能效果显著[5]。

4 结语

钢铁企业的高耗能状态是一个亟待解决的问题，低工序能耗对于一个钢铁企业来说，应该始终被看成是节能管理的重点工作。本文为提升企业内部能源管理水平，减少吨钢能源消耗，确定了整个生产线的能源控制重点为降低加热炉工序的节能优化。然后再对影响加热工序能源消耗的各因素进行了系统分析，最后确定了主要研究方向，提出优化方案。