首鋼軋鋼加熱爐的節(jié)能_圖文

1、第卷第期年月工業(yè)爐首鋼軋鋼加熱爐的節(jié)能陳冠軍，張忠結(jié)，陳軍，向英，徐珊玲（首鋼技術(shù)研究院，北京；首鋼型材廠，北京；首鋼中厚板廠，北京；首鋼高速線材廠，北京；首鋼第一線材廠，北京）摘要：結(jié)合首鋼實(shí)例分析了節(jié)能技術(shù)改造和減產(chǎn)因素對(duì)加熱爐數(shù)量、生產(chǎn)能力、燃料結(jié)構(gòu)、爐型和余熱利用等方面介紹加熱爐爐體節(jié)能、鋼坯加熱制度、熱裝熱送和余熱利用等方面的節(jié)能途徑。關(guān)鍵詞：加熱爐；軋鋼；節(jié)能；能耗中圖分類號(hào)：嘶文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)：（）一兒，（砌肜昭們觚疵把礦死鼽玎昭，劬嗍鼽“膨昭甜只吼，驢昭，吼刪跏“薩愕脅以配肌。，驢愕，鉑刪幻叼紉蟛日動(dòng)印形訛覦島耖愕，現(xiàn)呵航。昭毪曙，形沈砌疇咖咨，現(xiàn)覷口）：，），一，印，唱：

2、；為實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展在近年國(guó)家“節(jié)能減排鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整淘汰落后產(chǎn)能”產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)下，鋼鐵工業(yè)向低能耗、短流程和高附加值產(chǎn)品方向發(fā)展【軋鋼系統(tǒng)由于在整個(gè)鋼鐵綜合能耗中比重較低和產(chǎn)品高利潤(rùn)等因素影響近年軋鋼生產(chǎn)能力增長(zhǎng)迅速同時(shí)由于軋鋼產(chǎn)品質(zhì)量、品種的升級(jí)。深加工層次的不斷增長(zhǎng)，部分軋鋼系統(tǒng)工序能耗呈上升趨勢(shì)軋鋼加熱爐能耗占軋鋼系統(tǒng)工序能耗的是軋鋼系統(tǒng)節(jié)能的重點(diǎn)】。首鋼近年軋鋼系統(tǒng)工序能耗和加熱爐能耗如圖所示。軋鋼系統(tǒng)工序能耗和加熱爐能耗隨時(shí)間收稿日期：作者簡(jiǎn)介：陳冠軍（一），男，教授級(jí)高工，主要從事冶金能源科研工作變化趨勢(shì)相同但加熱爐能耗變化幅度較小其中軋鋼系統(tǒng)序能耗從年下降到年，之后軋

3、鋼工序能耗有所上升。鼬【】。造成年前后軋鋼工序能耗大幅降低的原因是采用新折標(biāo)電、氣系數(shù)計(jì)算，而加熱爐能耗從年，下降到年。和年能耗略有上升，可見扣除電、氣新折標(biāo)系數(shù)調(diào)整因素外加熱爐能耗是影響軋鋼工序能耗的主要因素。首鋼共有軋鋼加熱爐余座其中北京廠區(qū)原有軋鋼加熱爐余座，受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、北京廠區(qū)減產(chǎn)、搬遷改造和生產(chǎn)力轉(zhuǎn)移等因素影響北京廠區(qū)部分軋鋼加熱爐逐年停產(chǎn)，加熱爐數(shù)量不斷減少預(yù)計(jì)年底全部停產(chǎn)或搬離北京。工業(yè)爐第卷第期年月，玉豈罐箍時(shí)間，年圖首鋼近年軋鋼系統(tǒng)工序能耗和加熱爐能耗技改和減產(chǎn)對(duì)加熱爐的影響以首鋼中板、高線、型材和一線材廠為例，近年（從年到年）首鋼軋鋼系統(tǒng)主要技改和減產(chǎn)情況如表所示技改和

4、減產(chǎn)造成的加熱爐變化如表所示加熱爐數(shù)量從座減少為座，生產(chǎn)能力由降為。首鋼中板廠共有加熱爐座每座生產(chǎn)能力為年和年分別完成蜂窩和小球蓄熱式加熱爐改造生產(chǎn)能力由原來的增加到燃料為高、焦、轉(zhuǎn)混合煤氣原有煤氣換熱器取消。首鋼型材廠原有加熱爐座年完成三區(qū)小球蓄熱式加熱爐改造但受減產(chǎn)影響，型材二區(qū)加熱爐于年月停產(chǎn)故現(xiàn)有推鋼式加熱爐和蓄熱式加熱爐各座生產(chǎn)能力由原來的減少到其中型材一區(qū)加熱爐原燃料為混油混燒到年取消混油。首鋼高線廠原有加熱爐座，年新建三區(qū)精品棒材步進(jìn)式加熱爐擁有兩座步進(jìn)式加熱爐和座推鋼式加熱爐生產(chǎn)能力由原來的增加到燃料為混合煤氣。受北京廠區(qū)減產(chǎn)和煤氣不平衡因素影響。以上軋鋼廠加熱爐在冬季均混燒部

5、分天然氣。首鋼一線材廠原有加熱爐座年改座推鋼式加熱爐為步進(jìn)式加熱爐，受北京奧運(yùn)影響曾全部停產(chǎn)，截止年僅剩座步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)能力由原來的減少到原燃料為重油年改燒天然氣。在余熱利用方面現(xiàn)有首鋼型材廠、高線廠和一線材廠加熱爐均配備煤氣換熱器和空氣換熱器。加熱爐單耗分析首鋼近年加熱爐單耗變化如圖所示加熱爐單耗總體呈下降趨勢(shì)年以前。高線廠三區(qū)的步進(jìn)式加熱爐剛投產(chǎn)，能耗最高為其次為中板廠蓄熱式加熱爐年加熱爐單耗為。高線廠一區(qū)和二區(qū)加熱爐單耗最低為。年以來，高線三區(qū)加熱爐單耗迅速下降，到年能耗降低處于中等水平。加熱爐單耗最高的是中板廠由于受近年減產(chǎn)、燃料分?jǐn)偤推贩N鋼加熱時(shí)間延長(zhǎng)等因素影響加熱爐單耗成上升趨勢(shì)

6、加熱爐單耗從年增加到年。受此影響的還有型材廠一區(qū)加熱爐單耗從年的上升到年高線廠一區(qū)和二區(qū)加熱爐單耗最低，年降至肌。從自身加熱工藝要求看，中板廠表近年首鋼軋鋼系統(tǒng)主要技改和減產(chǎn)情況（一年）中板廠型材廠高線廠一線材廠合計(jì)話石獗廣甄轉(zhuǎn)混合煤氣一混燒天然氣座推鋼爐一蓄熱爐煤氣換熱器一無一混油、轉(zhuǎn)爐煤氣混燒一混燒天然氣座推鋼爐一蓄熱爐煤氣、空氣換熱器叫混合煤氣一摻燒天然氣步進(jìn)爐座，推鋼爐座煤氣、空氣換熱器，重油一天然氣推鋼爐一步進(jìn)爐煤氣、空氣換熱器¨一一一一綜述：首鋼軋鋼加熱爐的節(jié)能加熱爐出鋼溫度普遍比型材和線型材加熱爐出鋼溫度高以上故中板加熱爐比高線和型材加熱爐單耗高，在本案例中，能耗高。加

7、熱爐單耗的降低體現(xiàn)了近年加熱爐節(jié)能技術(shù)改造和節(jié)能措施的落實(shí)取得的進(jìn)步而部分加熱爐單耗的增加也反映了首鋼北京廠區(qū)減產(chǎn)、能源分?jǐn)偤推贩N結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來的影響。時(shí)間，年圖首鋼近年加熱爐單耗變化圖節(jié)能潛力與途徑節(jié)能潛力分析以中板廠號(hào)蓄熱式加熱爐為例采取蜂窩蓄熱式技術(shù)，冷卻系統(tǒng)采取汽化冷卻方式技術(shù)本身較為先進(jìn)而其年統(tǒng)計(jì)能耗相對(duì)偏高為此從年到年期間多次組織開展熱平衡測(cè)試歷年熱平衡測(cè)試與統(tǒng)計(jì)能耗對(duì)比如圖所示蓄熱式改造前后無論是加熱爐熱平衡測(cè)試還是統(tǒng)計(jì)能耗均呈下降趨勢(shì)，但熱平衡測(cè)試能耗下降幅度明顯而統(tǒng)計(jì)能耗下降幅度較小。童耀礎(chǔ)么芝一！彳！從舭鵬吶心時(shí)，年圖中板廠號(hào)加熱爐熱平衡測(cè)試與統(tǒng)計(jì)能耗對(duì)比圖在衡量加熱爐技術(shù)性

8、能時(shí)使用熱平衡測(cè)試獲得的能耗指標(biāo)相對(duì)準(zhǔn)確而在年度能耗評(píng)估中統(tǒng)計(jì)能耗相對(duì)可靠。另外加熱爐待軋問題突出由于中板廠共有座加熱爐而僅有一套軋機(jī)從能力考慮加熱爐加熱能力大于軋機(jī)生產(chǎn)能力。并且實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)輥道、軋機(jī)系統(tǒng)方面故障造成鋼坯待軋現(xiàn)象突出。同時(shí)由于近年品種加熱質(zhì)量要求在爐加熱時(shí)間由原來的增加到以上因素均導(dǎo)致近年加熱爐統(tǒng)計(jì)能耗上升趨勢(shì)。通過統(tǒng)計(jì)能耗與熱平衡測(cè)試能耗的對(duì)比分析正常情況下中板廠蓄熱式加熱爐的能耗為。而年統(tǒng)計(jì)能耗為，具有較大幅度的節(jié)能潛力。采用比較分析其他加熱爐均存在一定的節(jié)能潛力，而高線廠一區(qū)和二區(qū)加熱爐能耗指標(biāo)先進(jìn)其節(jié)能潛力最小。節(jié)能途徑針對(duì)首鋼北京廠區(qū)加熱爐新老技術(shù)并存的情況考

9、慮近年結(jié)構(gòu)調(diào)整和減產(chǎn)等因素加熱爐設(shè)備老化、問題增多和無法進(jìn)一步技術(shù)改造情況下嘲采用熱平衡測(cè)試和加熱爐單項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)等手段及時(shí)了解加熱爐燃燒、散熱和能源利用情況。采用管理、檢修等手段及時(shí)解決影響加熱爐單耗問題最大幅度發(fā)揮加熱爐的技術(shù)性能達(dá)到降低加熱爐單耗的目標(biāo)從而實(shí)現(xiàn)加熱爐節(jié)能。主要節(jié)能途徑如下：（）加強(qiáng)爐內(nèi)氧含量、爐壓和尾部煙氣監(jiān)控保持爐內(nèi)微正壓操作合理控制爐內(nèi)氧氣氛和嫻氣殘氧量。在確保燃燒完全的情況下盡可能降低空燃比（檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，首鋼廠區(qū)大部分加熱爐空氣系數(shù)大于以上）?？刂瓶諝庀禂?shù)為左右煙氣殘氧應(yīng)低于（不考慮漏風(fēng)）。爐壓應(yīng)控制在。可以降低煙氣帶出的熱損失和減少爐頭爐尾吸冷風(fēng)和防止冒火問題（）

10、加強(qiáng)爐墻保溫。加熱爐爐墻表面溫度超溫。既不符合加熱爐爐墻溫度限制要求容易造成人員經(jīng)過燙傷和爐體表面散熱損失增加其原因主要是爐內(nèi)側(cè)墻、爐頂局部耐火材料脫落對(duì)此應(yīng)及時(shí)修復(fù)和附粘耐火材料如采用快干澆注料憫爐頂粘貼纖維氈裂縫處采用噴補(bǔ)灌漿法處理。（）爐內(nèi)定期噴涂節(jié)能涂料。國(guó)外有日本熱放材研究所日本化學(xué)工業(yè)公司美國(guó)賓夕法尼亞特蘭斯耐火材料公司英國(guó)的德蓓克公司都研制生產(chǎn)各種類型的高輻射涂料問如日本公司的輻射涂料英國(guó)公司一型紅外輻射涂料；國(guó)內(nèi)有幾十家單位研究和生產(chǎn)紅外輻射涂料如慧敏公司“杰能王”微納米高溫遠(yuǎn)紅外節(jié)能涂料湖南婁底市新材料研究所研制、新材料實(shí)驗(yàn)工廠生產(chǎn)的高溫遠(yuǎn)紅外涂料中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研

11、制的一耐高溫高輻射節(jié)能涂料等嘲。在加熱爐上使用可實(shí)現(xiàn)節(jié)能率左右可提高加熱爐熱、攥翟工業(yè)爐第卷第期年月效率。首鋼一線材廠定期使用韓國(guó)和北京考特公司的節(jié)能涂料，收到一定節(jié)能效果。鑒于節(jié)能涂料在短時(shí)間內(nèi)具有的節(jié)能效果可以進(jìn)一步推廣使用。由于節(jié)能效果隨時(shí)間下降，故需定期使用。（）提高熱裝、送率和熱送溫度，在滿足軋制要求情況下盡可能降低出鋼溫度減少鋼壞在爐時(shí)間嗍。為此需制定不同品種鋼的熱裝熱送溫度，開展不同品種交叉入爐的加熱制度優(yōu)化在待爐時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)布置加熱時(shí)間長(zhǎng)的鋼坯而產(chǎn)量較大時(shí)可安排加熱時(shí)間短的鋼坯入爐采用緩加熱和快速加熱相結(jié)合的方法盡可能減少鋼坯待軋現(xiàn)象降低加熱爐單耗和降低鋼坯氧化燒損。（）定期交錯(cuò)

12、檢修和達(dá)產(chǎn)。由于北京廠區(qū)的減產(chǎn)高爐和焦?fàn)t的停產(chǎn)煤氣由富余轉(zhuǎn)為不足。煤氣方面主要存在夏季富余、冬季不足白天富余、晚上不足的情況產(chǎn)量與能耗的關(guān)系是產(chǎn)量較少能耗偏高，產(chǎn)量提高，能耗降低，故適當(dāng)增加產(chǎn)量。有利于能耗降低【】。為此，必須合理安排檢修時(shí)間。交錯(cuò)達(dá)產(chǎn)。如此可以盡町能保持生產(chǎn)產(chǎn)量穩(wěn)定和煤氣資源的合理使用提高自有資源的利用率減少煤氣放散和天然氣引進(jìn)量達(dá)到降低生產(chǎn)成本和系統(tǒng)節(jié)能的目標(biāo)（天然氣引進(jìn)對(duì)清潔生產(chǎn)、減少：排放有利【，但增加能源成本）。（）加強(qiáng)余熱余能的回收利用。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，進(jìn)一步回收利用高溫排放煙氣（如中板廠尾部高溫排放煙氣（約）提高煤氣預(yù)熱溫度（以上）和空氣預(yù)熱溫度（以上），特別是部分

13、換熱器損壞應(yīng)及時(shí)更換確保煙氣余熱的回爐利用在滿足加熱爐自身循環(huán)外應(yīng)用余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽并與副產(chǎn)煤氣一同發(fā)電等。（）加強(qiáng)加熱爐管理和操作節(jié)能。在防止跑、冒、滴、漏的基礎(chǔ)上，推廣加熱爐的優(yōu)化操作，如“勤”（勤觀察、勤聯(lián)系、勤調(diào)整）操作法。精品棒材步進(jìn)式加熱爐精細(xì)化操作、精準(zhǔn)控制的最佳操作法，蓄熱式加熱爐的“供熱量與排煙量、蓄熱室溫度與爐溫、空燃比與排煙溫度”三協(xié)調(diào)操作法等。建立加熱爐的晉等升級(jí)、節(jié)能降耗與獎(jiǎng)勵(lì)掛鉤的機(jī)制。結(jié)語（）受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、北京廠區(qū)減產(chǎn)、搬遷改造和生產(chǎn)力轉(zhuǎn)移等因素影響首鋼北京廠區(qū)近年軋鋼加熱爐數(shù)量減少軋鋼系統(tǒng)工序能耗在加熱爐節(jié)能技術(shù)進(jìn)步基礎(chǔ)上總體呈下降趨勢(shì)。（）技改和減產(chǎn)因素分析

14、表明，首鋼北京廠區(qū)軋鋼加熱爐盡管在數(shù)量減少情況下生產(chǎn)能力下降幅度并不大加熱爐技術(shù)改造應(yīng)用步進(jìn)、蓄熱和汽化冷卻等節(jié)能技術(shù)。并帶來重油改天然氣與原高、焦和轉(zhuǎn)爐煤氣混燒的燃料變化（）加熱爐單耗分析表明，高線廠一區(qū)和二區(qū)加熱爐單耗最低中板廠加熱爐由于生產(chǎn)品種軋制要求，能耗最高。受首鋼北京廠區(qū)減產(chǎn)、能源分?jǐn)偤推贩N結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素影響部分加熱爐單耗呈現(xiàn)升高趨勢(shì)。（）通過中板廠號(hào)加熱爐熱平衡測(cè)試和統(tǒng)計(jì)能耗對(duì)比表明中板廠加熱爐具有較大幅度的節(jié)能潛力。而高線廠加熱爐能耗最低能耗指標(biāo)最先進(jìn)。（）在首鋼北京廠區(qū)新老節(jié)能技術(shù)并存的加熱爐上。加強(qiáng)爐內(nèi)氧含量、爐壓和尾部煙氣監(jiān)控。合理控制窄燃比。加強(qiáng)爐體保溫。定期噴涂節(jié)能涂

15、料，提高熱裝熱送率和熱送溫度降低出鋼溫度和減少在爐時(shí)間定期交錯(cuò)檢修和達(dá)產(chǎn)。加強(qiáng)高溫?zé)煔饫煤驼羝l(fā)電等措施均町有效降低加熱爐能耗達(dá)到加熱爐節(jié)能降耗目標(biāo)。參考文獻(xiàn)：】殷瑞鈺鋼鐵制造流程的本質(zhì)、功能與鋼廠未來發(fā)展模式【】中國(guó)科學(xué)輯：技術(shù)科學(xué)。，（）：一【】翁宇慶我國(guó)軋鋼生產(chǎn)技術(shù)近年來的進(jìn)步與發(fā)展軋鋼，（）：】一【陳冠軍，工連尉，胡雄光，等首鋼巾厚板廠蓄熱式燃燒技術(shù)的庸用研究們鋼鐵，（）：【唐荻。蔡九菊吳道洪鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排新技術(shù)問（下）【北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，【】陳冠軍簡(jiǎn)談軋鋼加熱爐問題及節(jié)能【】冶金能源，（）：】孫力，馮幾芹軋鋼加熱爐符能新技術(shù)初探全國(guó)能源與熱工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集北京：中國(guó)金屬學(xué)

16、會(huì)能源與熱委員會(huì)，【】馮勝山，粵曉勇，許順紅高溫紅外輻射了能涂料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)一業(yè)加熱，（）：【】周惠敏，高慶昌，陳鳳祥”杰能壬”高溫遠(yuǎn)紅外節(jié)能涂料的研制田節(jié)能與環(huán)保，（）：【】陳冠軍鋼坯加熱的數(shù)值模擬中國(guó)工程科學(xué)，（）：【介宏，陳來正，司相彥中型廠加熱爐節(jié)能實(shí)踐【萊鋼科技，（）：【“】徐匡迪低碳經(jīng)濟(jì)與鋼鐵工業(yè)鋼鐵，（）：一【】羅國(guó)民，張少忠蓄熱式軋鋼加熱爐的“三協(xié)調(diào)”操作法叨軋鋼。，（）： 首鋼軋鋼加熱爐的節(jié)能作者：陳冠軍， 張忠結(jié)， 陳軍， 向英， 徐珊玲， CHEN Guan-jun， ZHANG Zhong-jie， CHEN Jun ， XIANG Ying， XU Shan-

17、ling作者單位：陳冠軍,CHEN Guan-jun(首鋼技術(shù)研究院,北京,100043， 張忠結(jié),ZHANG Zhong-jie(首鋼型材廠,北京,100043， 陳軍,CHEN Jun(首鋼中厚板廠,北京,100043， 向英,XIANG Ying(首鋼高速線材廠,北京,100043， 徐珊玲,XU Shan-ling(首鋼第一線材廠,北京,102206刊名：工業(yè)爐英文刊名：INDUSTRIAL FURNACE年，卷(期：2011,33(1參考文獻(xiàn)(12條1. 羅國(guó)民;張少忠 蓄熱式軋鋼加熱爐的"三協(xié)調(diào)"操作法期刊論文-軋鋼 2006(022. 徐匡迪 低碳經(jīng)濟(jì)與鋼鐵工

18、業(yè)期刊論文-鋼鐵 2010(033. 介宏;陳來正;司相彥 中型廠加熱爐節(jié)能實(shí)踐期刊論文-萊鋼科技 2005(064. 陳冠軍 鋼坯加熱的數(shù)值模擬期刊論文-中國(guó)工程科學(xué) 2010(025. 周惠敏;高慶昌;陳鳳祥 "杰能王"高溫遠(yuǎn)紅外節(jié)能涂料的研制期刊論文-節(jié)能與環(huán)保 2003(076. 馮勝山;粵曉勇;許順紅 高溫紅外輻射節(jié)能涂料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)期刊論文-工業(yè)加熱 2007(017. 孫力;馮九芹 軋鋼加熱爐節(jié)能新技術(shù)初探 20028. 陳冠軍 簡(jiǎn)談軋鋼加熱爐問題及節(jié)能期刊論文-冶金能源 2008(069. 唐荻;蔡九菊;吳道洪 鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排新技術(shù)5000問(下 200910. 陳冠軍;王連尉;胡雄光 首鋼中厚板廠蓄熱式燃燒技術(shù)的應(yīng)用研究期刊論文-鋼鐵 2005(1211. 翁宇慶 我國(guó)軋鋼生產(chǎn)技術(shù)近年來的進(jìn)步與發(fā)展 2008(0512. 殷瑞鈺 鋼鐵制造流程的本質(zhì)、功能與鋼廠未來發(fā)展模