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【摘 要】随着我国经济的不断快速发展,对于钢材的需求量也不断增大,当前我国的轧钢工艺和外国先进的工艺还有较大的差距,尤其是轧钢工序的能量消耗大,节能的潜力巨大,因此推进轧钢节能技术至关重要。本文结合轧钢生产能耗现状,主要针对我国轧钢生产技术的发展方向及节能降耗技术等内容,进行了分析,以供参考。
【关键词】轧钢生产技术;发展方向;节能降耗技术
一、轧钢生产能耗现状
钢铁工业是能耗较大的行业,其能源消耗占据了我国能源消耗的13%,随着我国钢铁市场的不断扩大,其能源消耗量正在不断增大,而轧钢工序消耗的能源占据了我国钢铁行业总能耗的15%到20%。当前我国的钢铁产品质量和种类不断增加,其加工工序也逐渐的复杂化,其能量消耗也逐渐增大,通过调查显示我国的钢铁冷轧工序和热轧工序的能量消耗都高于国外现行的轧钢工艺。如果把多余消耗的能量都应用在轧钢工艺之中,则钢材产量则要多出17%左右。通过调查显示,我国的轧钢工艺的装备、技术和管理方式较为落后,每吨钢材的能量消耗高于国外的能耗40.4kg,钢系统中的主要能耗设备是轧钢加热炉,其占据了轧钢系统中能好的70%左右,因此,我国的节能生产的潜力巨大。
二、我国轧钢生产技术的分析
1、板带热轧的技术
热轧带钢坯料有扁钢锭、初轧板坯、连铸板坯和锻坯。优选连铸板坯。坯料标准(长、宽、厚度)对轧机的生产率、坯料的成材率和钢板的力学性能有直接影响。坯料标准选择的原则是厚度在保证紧缩比的前提下,应尽或许小,宽度尽或许大,长度尽或许靠近坯料的最大容许长度。坯料在加热前,要对其表面缺陷进行处理,如坯料热状态下的火焰切割、冷状态下的火焰切割、机械加工车削、风铲铲削和砂轮研磨等。
加热坯料的目的提高轧件塑性,降低变形抗力。此外加热高合金钢可以使钢中的化学成分得到均匀扩散,加热温度一般在1150~1300℃,由于钢种不同,控制轧制要求也就不同而异。合理的加热技术准则能保证轧机功率,钢不过热、过烧、脱碳,防止轧低温度钢造成材料缺陷和断辊事故等。加热板带钢所运用的加热炉有连续炉、室式炉和均热炉。
轧制是钢板成形期间,分除鳞、粗轧、精轧三个期间。除鳞是运用某种办法将坯料在加热时发生的鳞,即氧化铁皮除掉,避免压入钢板表面构成表面缺陷。当时除鳞办法运用最多的是高压水除鳞。粗轧是将除鳞后的坯料展宽到所需要的宽度,一同进行大紧缩延伸。精轧除将粗轧后的轧件继续延伸外,主要是控制质量,包含厚度、板形、表面质量、性能的控制。
2、轧钢生产节能技术
(1)加热炉节能技术
加热炉为轧钢生产提供动力,是节能的重点之一,当前常采用的节能技术是蓄热式燃烧技术,通过调查显示蓄热式燃烧炉的燃料消耗指标平均下降了20%左右,节能效果明显。同时蓄热式节能炉可以最大限度的回收炉内的烟气热量,减少了燃料的消耗,降低了成本,最重要的是这种新型的节能炉减少了有害气体的排放量,例如减少了二氧化碳、氮氧化物的排放量,在轧钢行业引起了广泛的关注。
其次是加热炉绝热技术和高温节能涂料的使用,由于加热炉体内的表面积较大,当前加热炉的内部炉衬材料逐步采用耐火浇筑材料,并不断开发出高性能的防烧结耐火材料。尤其是炭化硅粉节能涂料的使用,极大的提高了加热炉的生产效率,并提高了生产经济效益。
最后是采用高温低氧燃烧技术,这种技术的应用极大的降低了热轧钢工序的成本,高温低氧燃烧就是在温度达到1000℃左右,在含氧量5%~8%的气氛中燃烧,通过研究显示热轧生产工序的钢材氧化损耗量为3%,同时高温低氧燃烧技术可以高温烟气的回收量,节约了大量的燃料成本。
(2)优化生产工艺
优化生产工艺可以极大的提高生产效率,同时也节省了大量的能量,提高了热送坯料热量利用率。在轧钢的生产过程中要根据不同的钢种、订单批量、热坯料衔接、设备状况设置相应的生产工艺,发挥热装的节能效果,制定装炉的基本原则,首先要做到料场的高等级热坯一定量时,马上安排装炉,同时在装炉的过程中要使中冷、热坯连续的块数尽量大,尽量减少冷、热坯料混装;再者要制定科学的加热时间,满足不同要求钢种的生产需要,并保持加热时间和不同等级热坯之间的衔接。
(3)适当的降低钢坯的加热温度
通过研究显示,在一定程度上降低钢坯的加热温度可以有效的节省热能、电能以及钢材的氧化损耗。通常而言加热炉内部分为三个控制阶段,钢坯出炉时的加热温度、断面温差是各阶段实际参数控制的耦合结果,为了介绍不同阶段的耦合结果的未知性,要根据不同的钢种、不同规格,将加热温度降低30到40℃。此外对于进入炉内温度超过300℃的热装钢坯,要缩短加热时间,降低加热温度,通过降低加热温度,实现综合节能的效果。
(4)低温轧制与轧制工艺润滑技术
低温轧制技术是下降轧钢体系工序能耗的重要节能办法。下降加热炉出钢温度能够削减燃料耗费,但其变形抗力和轧制功率添加。近年来,很多轧制生产的实践经验已经证实下降燃耗的节能作用更明显,当温度在1100℃出锅时,降温节省的能耗达9.6%,且出锅温度下降则氧化铁皮量明显减小,低温轧制在燃料耗费和氧化铁量的下降上所获得的效益,完全能抵消并超越进步轧制功率所添加的成本。对很多轧机而言,选用技术光滑技术能下降轧制的能耗,特别是对钢板轧机尤为重要。钢的热轧温度通常在800℃到1250℃之间,在变形区轧辊外表的温度可达450℃—550℃。因而,需要用很多的水冷却轧辊,经过试验能够发现,选用热轧技术光滑,由于轧制力的下降,轧制动力的耗费约下降8%。
三、轧钢生产技术的发展方向
生产技术流程的连续化、紧凑化是轧钢技术发展的方向和主流。短流程、上下游工序的连续化和紧凑化的轧钢技术发展趋势表有以下方面:首先,短流程技术的发展。近终形连铸的开发,使传统的轧钢技术流程发生了无穷革新,使轧钢技术流程简化和縮短,全连铸的发展致使初轧工序的不见。连铸坯直接轧制成材,连铸连轧工艺技术的不断成熟,热送热装和直接轧制技术的发展,最终将完成无需补热的轧制技术,使轧制工序变成不需补热的零热能工序,到达最低热能耗费。其次,连续轧制和无头轧制技术得到发展。20世纪70年代初冷轧带钢完成无头轧制后,相继完成了酸洗与冷轧,冷轧与连续退火、平坦全连续生产的冷连轧机。90年代中期,热轧带钢也完成了无头轧制,以后又相继开发了棒、线材无头轧制技术。薄板坯连铸连轧已完成了长坯料轧制,并正向无头轧制跨进。这些新技术的使用显着前进了成材率,下降了切头切尾损耗,减少了废品,前进了尺度精度。全连续轧制的完成,还将改动传统的冷、热轧机生产标准的分工。如0.8~1.2mm的热轧带钢可替代同标准的冷轧商品。这样相对低成本的热轧商品可替代一部分相对成本较高的冷轧商品,从而大大前进了热轧商品的市场竞争力。棒线材的无头轧制技术和小标准商品也已投入工业生产。连续化生产流程的推动,可大大前进钢材轧制成材率,使成材率完成百分之百,完成钢材的零损耗。由于连续化轧制技术的高效率、低成本,将使其持续得到多种形式的发展。再者,完成钢材功能、铸坯厚度、轧钢技术最好组合。当前正在不断研究不一样厚度的连铸坯与轧制工序的联接,从组织功能上处理薄板坯生产商品功能的高级化,完成钢材功能、铸坯厚度、轧钢技术最好组合,以前进连铸连轧商品的竞争力。最终,低成本、高效率的板带生产将进一步发展。低成本、高效率的板带生产将进一步发展,并不断前进其在钢材生产中的份额。热弯、冷弯、焊管生产也将跟着板带材生产技术的前进而发展,而无缝钢管和型材占钢材中的份额将持续下降。
结束语:总之,钢铁企业要在激烈的市场竞争中站稳、立稳并发挥其优势,就要在生产工艺上进行技术创新和技术改造,把钢材产品的成本降至最低,实现零消耗、零损耗,让优质的钢材产品服务于社会经济的发展。一个国家的经济发展需要基础产业作为支柱,同样钢铁行业的发展也需要技术创新作为发展和生存的动力和保障,只有这样钢铁工业才能长足有效的发展,并进入到一个正常、遵循规律与科学的进步和发展中。
参考文献:
[1]王松岩.我国轧钢生产技术发展对策探析[J].魅力中国,2010,11:159.
[2]步洪伟.浅谈我国轧钢生产节能降耗技术及合理化建议[J].中国新技术新产品,2013,09:154.
[3]孙明全,刘洋.轧钢生产中节能技术分析[J].科技与企业,2014,01:144.
[4]赵瑛珺,何刚,孟伟.轧钢生产技术发展的思考[J].科技风,2014,03:246.
[5]吕凤华.浅谈轧钢生产中新工艺新技术的应用[J].机械管理开发,2012,03:101-102.
【关键词】轧钢生产技术;发展方向;节能降耗技术
一、轧钢生产能耗现状
钢铁工业是能耗较大的行业,其能源消耗占据了我国能源消耗的13%,随着我国钢铁市场的不断扩大,其能源消耗量正在不断增大,而轧钢工序消耗的能源占据了我国钢铁行业总能耗的15%到20%。当前我国的钢铁产品质量和种类不断增加,其加工工序也逐渐的复杂化,其能量消耗也逐渐增大,通过调查显示我国的钢铁冷轧工序和热轧工序的能量消耗都高于国外现行的轧钢工艺。如果把多余消耗的能量都应用在轧钢工艺之中,则钢材产量则要多出17%左右。通过调查显示,我国的轧钢工艺的装备、技术和管理方式较为落后,每吨钢材的能量消耗高于国外的能耗40.4kg,钢系统中的主要能耗设备是轧钢加热炉,其占据了轧钢系统中能好的70%左右,因此,我国的节能生产的潜力巨大。
二、我国轧钢生产技术的分析
1、板带热轧的技术
热轧带钢坯料有扁钢锭、初轧板坯、连铸板坯和锻坯。优选连铸板坯。坯料标准(长、宽、厚度)对轧机的生产率、坯料的成材率和钢板的力学性能有直接影响。坯料标准选择的原则是厚度在保证紧缩比的前提下,应尽或许小,宽度尽或许大,长度尽或许靠近坯料的最大容许长度。坯料在加热前,要对其表面缺陷进行处理,如坯料热状态下的火焰切割、冷状态下的火焰切割、机械加工车削、风铲铲削和砂轮研磨等。
加热坯料的目的提高轧件塑性,降低变形抗力。此外加热高合金钢可以使钢中的化学成分得到均匀扩散,加热温度一般在1150~1300℃,由于钢种不同,控制轧制要求也就不同而异。合理的加热技术准则能保证轧机功率,钢不过热、过烧、脱碳,防止轧低温度钢造成材料缺陷和断辊事故等。加热板带钢所运用的加热炉有连续炉、室式炉和均热炉。
轧制是钢板成形期间,分除鳞、粗轧、精轧三个期间。除鳞是运用某种办法将坯料在加热时发生的鳞,即氧化铁皮除掉,避免压入钢板表面构成表面缺陷。当时除鳞办法运用最多的是高压水除鳞。粗轧是将除鳞后的坯料展宽到所需要的宽度,一同进行大紧缩延伸。精轧除将粗轧后的轧件继续延伸外,主要是控制质量,包含厚度、板形、表面质量、性能的控制。
2、轧钢生产节能技术
(1)加热炉节能技术
加热炉为轧钢生产提供动力,是节能的重点之一,当前常采用的节能技术是蓄热式燃烧技术,通过调查显示蓄热式燃烧炉的燃料消耗指标平均下降了20%左右,节能效果明显。同时蓄热式节能炉可以最大限度的回收炉内的烟气热量,减少了燃料的消耗,降低了成本,最重要的是这种新型的节能炉减少了有害气体的排放量,例如减少了二氧化碳、氮氧化物的排放量,在轧钢行业引起了广泛的关注。
其次是加热炉绝热技术和高温节能涂料的使用,由于加热炉体内的表面积较大,当前加热炉的内部炉衬材料逐步采用耐火浇筑材料,并不断开发出高性能的防烧结耐火材料。尤其是炭化硅粉节能涂料的使用,极大的提高了加热炉的生产效率,并提高了生产经济效益。
最后是采用高温低氧燃烧技术,这种技术的应用极大的降低了热轧钢工序的成本,高温低氧燃烧就是在温度达到1000℃左右,在含氧量5%~8%的气氛中燃烧,通过研究显示热轧生产工序的钢材氧化损耗量为3%,同时高温低氧燃烧技术可以高温烟气的回收量,节约了大量的燃料成本。
(2)优化生产工艺
优化生产工艺可以极大的提高生产效率,同时也节省了大量的能量,提高了热送坯料热量利用率。在轧钢的生产过程中要根据不同的钢种、订单批量、热坯料衔接、设备状况设置相应的生产工艺,发挥热装的节能效果,制定装炉的基本原则,首先要做到料场的高等级热坯一定量时,马上安排装炉,同时在装炉的过程中要使中冷、热坯连续的块数尽量大,尽量减少冷、热坯料混装;再者要制定科学的加热时间,满足不同要求钢种的生产需要,并保持加热时间和不同等级热坯之间的衔接。
(3)适当的降低钢坯的加热温度
通过研究显示,在一定程度上降低钢坯的加热温度可以有效的节省热能、电能以及钢材的氧化损耗。通常而言加热炉内部分为三个控制阶段,钢坯出炉时的加热温度、断面温差是各阶段实际参数控制的耦合结果,为了介绍不同阶段的耦合结果的未知性,要根据不同的钢种、不同规格,将加热温度降低30到40℃。此外对于进入炉内温度超过300℃的热装钢坯,要缩短加热时间,降低加热温度,通过降低加热温度,实现综合节能的效果。
(4)低温轧制与轧制工艺润滑技术
低温轧制技术是下降轧钢体系工序能耗的重要节能办法。下降加热炉出钢温度能够削减燃料耗费,但其变形抗力和轧制功率添加。近年来,很多轧制生产的实践经验已经证实下降燃耗的节能作用更明显,当温度在1100℃出锅时,降温节省的能耗达9.6%,且出锅温度下降则氧化铁皮量明显减小,低温轧制在燃料耗费和氧化铁量的下降上所获得的效益,完全能抵消并超越进步轧制功率所添加的成本。对很多轧机而言,选用技术光滑技术能下降轧制的能耗,特别是对钢板轧机尤为重要。钢的热轧温度通常在800℃到1250℃之间,在变形区轧辊外表的温度可达450℃—550℃。因而,需要用很多的水冷却轧辊,经过试验能够发现,选用热轧技术光滑,由于轧制力的下降,轧制动力的耗费约下降8%。
三、轧钢生产技术的发展方向
生产技术流程的连续化、紧凑化是轧钢技术发展的方向和主流。短流程、上下游工序的连续化和紧凑化的轧钢技术发展趋势表有以下方面:首先,短流程技术的发展。近终形连铸的开发,使传统的轧钢技术流程发生了无穷革新,使轧钢技术流程简化和縮短,全连铸的发展致使初轧工序的不见。连铸坯直接轧制成材,连铸连轧工艺技术的不断成熟,热送热装和直接轧制技术的发展,最终将完成无需补热的轧制技术,使轧制工序变成不需补热的零热能工序,到达最低热能耗费。其次,连续轧制和无头轧制技术得到发展。20世纪70年代初冷轧带钢完成无头轧制后,相继完成了酸洗与冷轧,冷轧与连续退火、平坦全连续生产的冷连轧机。90年代中期,热轧带钢也完成了无头轧制,以后又相继开发了棒、线材无头轧制技术。薄板坯连铸连轧已完成了长坯料轧制,并正向无头轧制跨进。这些新技术的使用显着前进了成材率,下降了切头切尾损耗,减少了废品,前进了尺度精度。全连续轧制的完成,还将改动传统的冷、热轧机生产标准的分工。如0.8~1.2mm的热轧带钢可替代同标准的冷轧商品。这样相对低成本的热轧商品可替代一部分相对成本较高的冷轧商品,从而大大前进了热轧商品的市场竞争力。棒线材的无头轧制技术和小标准商品也已投入工业生产。连续化生产流程的推动,可大大前进钢材轧制成材率,使成材率完成百分之百,完成钢材的零损耗。由于连续化轧制技术的高效率、低成本,将使其持续得到多种形式的发展。再者,完成钢材功能、铸坯厚度、轧钢技术最好组合。当前正在不断研究不一样厚度的连铸坯与轧制工序的联接,从组织功能上处理薄板坯生产商品功能的高级化,完成钢材功能、铸坯厚度、轧钢技术最好组合,以前进连铸连轧商品的竞争力。最终,低成本、高效率的板带生产将进一步发展。低成本、高效率的板带生产将进一步发展,并不断前进其在钢材生产中的份额。热弯、冷弯、焊管生产也将跟着板带材生产技术的前进而发展,而无缝钢管和型材占钢材中的份额将持续下降。
结束语:总之,钢铁企业要在激烈的市场竞争中站稳、立稳并发挥其优势,就要在生产工艺上进行技术创新和技术改造,把钢材产品的成本降至最低,实现零消耗、零损耗,让优质的钢材产品服务于社会经济的发展。一个国家的经济发展需要基础产业作为支柱,同样钢铁行业的发展也需要技术创新作为发展和生存的动力和保障,只有这样钢铁工业才能长足有效的发展,并进入到一个正常、遵循规律与科学的进步和发展中。
参考文献:
[1]王松岩.我国轧钢生产技术发展对策探析[J].魅力中国,2010,11:159.
[2]步洪伟.浅谈我国轧钢生产节能降耗技术及合理化建议[J].中国新技术新产品,2013,09:154.
[3]孙明全,刘洋.轧钢生产中节能技术分析[J].科技与企业,2014,01:144.
[4]赵瑛珺,何刚,孟伟.轧钢生产技术发展的思考[J].科技风,2014,03:246.
[5]吕凤华.浅谈轧钢生产中新工艺新技术的应用[J].机械管理开发,2012,03:101-102.