轧钢加热炉发展方向：大型 高效 低污染

                      ——苏能与您共环保！

 　江苏苏能环保科技有限公司座落在风景秀丽,有着“五省通衢”之称的江苏省徐州市铜山经济开发区，京沪、陇 海两大铁路主干线 交汇处。北临京杭大运河， 104国道，徐州市机场路从门前经过，交通十 分便利。 
　　本厂始创于八十年代，在改革开放的大潮 中，从作坊工厂发展到今天全国知名的环保设备及工业炉规模化生产企业。总占地7万平方米，建筑面积3万平方米，拥有一家铸造厂、一家电器厂、一家环保科技发展有限公司，我公司和国内的设计院、大学建立了稳定紧密的合作关系。已成功开发出系列工业炉窑产品 、脱硫除尘系统设备、城市垃圾处理成套设备等，被广泛应用在冶金、建材化工、机械、水泥、航空、医 疗等行业。本厂连续多年被省、市授予“重合同守信用单位”、“环保产业先进单位”、“纳税先进单位 ”，轧钢加热炉于2006年9月通过ISO9001:2000质量管理体系认证、ISO14001:2004环境管理体系认证。

    在国家节能、钢铁产业结构调整、淘汰落后产能的政策引导下，近年来我国轧钢技术发展很快，新建或在建的轧钢生产线不断增加。钢铁生产能耗结构中，轧钢工序仅占总能耗的10%～15%，轧钢加热炉是轧钢系统的主要耗能设备，占轧钢工序能耗的60%～70%。因此，轧钢工序的节能重点是轧钢加热炉节能。随着轧钢产能的提高，轧钢加热炉数量增长迅速，而且向大型、高效、低污染等方向发展。据统计，2006年，我国热轧能力约1.15亿吨；2010年热轧能力达3.8亿吨，轧钢加热炉数量逾千座。 

    新技术、新工艺日益推广应用
 
    苏能近年来处于搬迁改造和结构调整的关键期，轧钢加热炉的发展呈现以下特点。 
    向大型化发展。随着加热炉数量的迅速增加，苏能热轧能力接近4000t/h（不含冷轧）。其大型化发展分为两阶段，阶段为2006年以前，苏能重点完成轧机和加热炉技术改造，投产或改造的加热炉小时产量一般低于200t/h，如2003年苏能中板厂3500mm轧机改造，加热炉生产能力为120t/h，2005年苏能一线材完成高速轧机改造，高线三区完成高速轧机改造，加热炉生产能力分别为120t/h和140t/h。第二阶段为2006年至今，苏能建成首秦公司、迁钢公司和京唐公司新热轧生产线，加热炉小时产量高于250t/h，如首秦2006年4300mm轧机工程和2007年3300mm轧机工程配套的双蓄热式步进炉，迁钢2006年投产2160mm轧机工程配套步进炉，京唐2009年投产2250mm轧机工程配套的蓄热式步进炉。 
    步进炉、蓄热炉替代推钢炉。苏能历年来不同类型加热炉数量变化如图1所示，由图可知，推钢炉数量逐年减少，步进炉和蓄热炉数量在不断增加，特别是步进炉增加最快。由于步进炉具有受热面积大、加热时间短、氧化烧损和钢坯黑印少、操作灵活等优点，在近年新苏嫩能的热轧生产线中已完全替代推钢炉，是加热炉节能的发展方向。 
    苏能徐州厂区轧刚加热炉主要为推钢炉，步进炉很少。以热轧为例，2000年以前仅有高线1台步进炉，其余均为推钢炉；2001年～2006年，尽管进行了一些节能技术改造，步进炉仅增加2台（2005年一线完成120t/h步进炉改造，高线完成140t/h步进炉改造），这主要是由于苏能搬迁调整的原因，技术改造大幅减少，高线型材和中板等厂矿还是维持原有的推钢炉。尽管苏能环保科技有限公司进行过3500mm轧机改造，但由于改造费用等问题而没有采用步进炉替代推钢炉。可见，步进炉在新建轧钢加热炉上容易实现，特别是随着钢坯品种质量的提高，步进炉的优势更加突出。 
    蓄热式加热炉具有高效余热回收、高温预热空气及低NOX排放等优点，近年在我国推广、应用迅速，是国内目前普遍推广的环保节能新技术。苏能徐州厂区加热炉主要为改造项目，故蓄热炉增长缓慢，数量不多，仅为3台，如2002年完成的徐州型材三车间蓄热式加热炉改造，2003年、2005年完成的苏能中板1号、2号蓄热式加热炉改造。此后，在苏新能建热轧生产线上，蓄热式加热炉数量稳步增加。
    汽化冷却替代水冷技术。汽化冷却与水冷技术比较，具有节水、节能和富产蒸汽等优势，在近年来加热炉上逐步得到推广、应用。有关人士对苏能环保科技加热炉调研时发现，加热炉多数保持水冷方式，汽化冷却技术仅在少数加热炉上实施，但是在苏能近年非新建热轧钢加热炉上，全部采用此技术
    热装热送技术应用普遍。热装热送是轧钢系统最应推广的节能技术，每提高入炉钢坯温度100℃，可以降低加热炉燃耗约6.7×104kJ/t，降低轧钢工序能耗2kgce/t。衡量热装热送技术的节能效果主要有两个重要参数：热装热送率和热装温度。采用一般热送热装工艺时可节能35%，采用直接热送热装工艺可节能65%，再采用直接轧制工艺时可节能70%～80%。采用热送热装可提高加热炉产量，缩短加热时间，减少钢坯氧化烧损，降低建设投资和生产成本，同时可提高产品质量和成材率。苏能热装热送技术普遍得到了推广应用。但是由于受到生产调度和品种钢加热要求的限制，热装率还有待提高。 
    新技术、材料得到应用。近年改造的几台加热炉自动化程度有所提高外，部分加热炉没有进行自动化升级改造，首秦、迁钢和京唐等地加热炉在新建过程中自动化水平大大提高，但是加热炉的二级控制，如直接数字控制还有待进一步推广应用。节能涂料在苏能（如一线材、迁钢等地）加热炉上应用实施，也取得一些节能效果，由于涂料随时间延长节能效果呈下降趋势，故该技术须定期重复使用。 

    品种钢加热炉节能问题须引起重视
 
    尽管加热炉节能工作取得很大进步，由于近年来苏能产品结构调整、高附加值产品比例不断提高，加热炉节能工作出现了一些新问题，如部分轧钢加热炉能耗不降反升、氧化烧损增加等问题。近年来板带材加热炉数量不断增加，而线型材加热炉数量不断减少，说明加热炉向高附加值产品加热方向发展。近年来加热炉能耗不降反升。 
    由于钢材品种的变化，加热炉节能工作须注重以下几方面问题。 
    品种钢的加热节能。由于品种的不同，要求钢坯缓加热或出钢温度升高，则钢坯在炉时间延长会导致加热炉能耗提高。型材出钢温度为1100℃即可，而板材出钢温度一般高于1200℃，通过简单计算，板材加热炉能耗至少比型材高5kgce/t以上。另外，有些品种不适合热装热送，导致热装热送率低，这也是目前轧钢工序能耗提高的主要因素。为此，要研究哪些品种适合热装，哪些品种不合适热装，可热装热送的合适温度（钢坯入炉温度）为多少。 
    钢坯加热均匀性。以往多采用红外热成像技术对不同规格的钢坯加热均匀性进行研究，钢坯温差小于50℃，基本可满足轧制要求。近年来由于某些品种的特殊要求，钢坯内外加热温度均匀性不断提高。如迁钢2160mm加热炉钢坯加热温度应小于35℃，首秦4300mm加热炉钢坯加热内外温差应小于20℃，板坯不同部位温差过大会导致钢坯轧弯、轧制规格达不到预期精度等。故须进行不同品种钢坯规格加热温度的研究，掌握钢坯加热的基本规律，为制定科学的加热制度奠定基础。 
    加热制度。加热炉的加热制度是决定钢坯加热质量的关键，首先加热炉采取两段式还是三段式加热，下加热还是上下加热等方式是加热炉加热的基础，加热炉出钢温度、各段加热温度和加热时间等参数是加热制度的关键参数，为此须进行不同品种加热时间和加热制度的研究，确定经验公式，实现品种钢加热制度的优化。 
    氧化烧损。中板和迁钢等轧钢加热炉氧化烧损问题相对突出，如产品中镶嵌氧化铁皮严重影响产品质量。影响氧化烧损的主要因素有钢坯加热时间、出钢温度和炉内氧气氛。通过调整钢坯加热制度和控制炉内氧气氛等手段，加热炉的氧化烧损问题有所缓解。今后须进一步研究各因素与氧化烧损量的关系，通过优化操作技术将氧化烧损降至。