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轧钢工艺节能的方向和途径分析

2023-07-07 11:00:41

来源:南京钢铁股份有限公司

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摘要:伴随着经济和技术的发展,钢铁行业获得了长足发展,但也面临着能源消耗较高、环境污染等问题。基于此,利用行之有效的措施降低钢厂能耗,减少对环境产生的危害极为必要。本文深入分析了节能技术和轧钢工艺结合过程中面临的问题,提出解决对策,希望能降低不必要的浪费,加快轧钢企业实现节能减排,使轧钢工艺获得良好的发展。

关键词:轧钢工艺;能耗;节能方向


钢铁工业的发展为支撑国民经济发展做出了巨大贡献,但钢铁行业需要消耗大量能源资源,同时还会产生废水、废气等废弃物,对环境造成危害。在国家提出双碳发展目标的背景下,节能成为十分重要的课题。作为冶金生产关键环节之一,轧钢工艺有必要不断降低能耗浪费,以提高钢铁产品质量,促进钢铁行业绿色化和高质量发展。
一、轧钢生产能耗现状
随着国民经济的快速发展,对钢材等工业原材料的需求量较大,钢铁企业生产规模也随之扩大,钢铁行业因此获得长足发展。钢铁行业在生产过程中需要消耗一定的资源、能源,中国钢铁工业数据显示,2021 年会员单位吨钢综合能耗为550.43 千克标煤,比 2020 年升高 0.22 千克标煤,其中,轧钢工序能耗为 52.37 千克标煤 吨,较 2020 年降低 0.29%。鉴于此,结合轧钢生产过程中能源、资源的耗损现状,需要进一步加强对轧钢工艺节能的重视,节约耗能的同时,也有利于推动行业本身的可持续发展。

二、轧钢工艺技术
(一)加热炉节能技术
钢材生产过程中,需要确保轧制温度,加热炉发挥了重要作用,能够将轧制温度控制在一定范围内。加热炉运行时,由于一些因素影响,经常出现热量损失,也意味着加快了能源的消耗量。因此,对加热炉进行节能改造,控制热量损失率极为重要。将复合型保温材料异型模块加入加热炉的窥视孔中,不仅能够实现良好的保温效果,还能够减少加热炉的热量损失率。
(二)高温低氧燃烧技术
在轧钢工艺环节,材料氧化消耗较大的能源,并产生一定的经济损失。因此,控制材料的氧化消耗量十分重要,既可以实现节能减排目标,还有助于降低钢材生产成本。在自然条件下,由于温度、湿度等自然因素的影响,加快了钢材氧化,导致其表面出现锈蚀。伴随温度的上升,加剧了锈蚀程度。基于此,轧钢工艺在实际操作中以高温加工方式为主,能够降低氧气量、钢材氧化速度和能源损耗。
(三)余热余能回收技术
在轧钢过程中,加强余热与余能的回收利用,比如在加热环节应用蒸汽发电,不仅能够降低资源消耗,还能够加快能源利用率。此外,钢铁企业以科学技术为基准改造轧钢生产线,在一定程度上实现了生产环节的衔接,减少了钢材传递中的热能损耗,进而实现节能需求。

三、轧钢节能技术发展方向
随着科学技术的发展,轧钢工艺拥有极大的应用范围,但对于节能方法的应用却仍旧停留在传统阶段,造成应用中能耗较高,提升轧钢工艺的节能水平尤为重要。
(一)应用高性能、低耗能技术
经济的快速发展,为钢铁企业改造生产设备奠定了基础,高性能、低消耗技术成为钢铁企业主流的发展方向。部分学者对此进行了深入的探究,研发节能设备,增强技术设备的综合性能,旨在向世界先进化水平靠拢。在此基础上开发新型钢材产品,不仅有助于实现了自主创新,还将有助于建立系统化的轧钢工艺体系,提高生产效率,降低能耗需求,加快钢铁行业发展。
(二)应用绿色环保技术
在“双碳”背景下,节能环保成为主要趋势,轧钢企业应坚持走绿色发展之路。加强绿色环保技术在轧钢中的应用,能够提升企业生产效率,同时降低能源消耗和环境污染,促进企业发展。

四、开展节能技术
(一)低温作业
轧钢工艺的节能化发展,可利用低温作业的方式,减少能源损耗。实践表明,控制加热炉的温度时,能够通过降温节约能耗,同时还能降低钢材的氧化率,拥有了良好的节能效果。
(二)节约水资源
轧钢生产需要大量的水资源,部分钢铁企业只关注能源资源节约,而忽视了水资源节约,缺少具体的节水措施,忽视了水资源的循环利用,存在水资源浪费现象。基于此,钢铁企业有必要重视节约水资源,应从思想意识出发,树立节水意识,制定具体节水措施,加强水资源循环利用,并落实到轧钢生产中。
(三)节约电能
轧钢生产过程需要消耗电能,且从各工序电能消耗量来看,冷轧工序消耗量较大。近年来,我国利用多种途径增加发电量,但电力供应仍然较为紧张。在轧钢生产过程中,可以利用保温罩、液心轧制方式、润滑热轧方式节约电能。此外,电机运转中产生的功率消耗可降低20%,该方式实现了节约能源的目标,延长了电机的使用寿命,节约一定的生产成本。新时期,钢铁企业应使用效率较高的轧制技术,利用大压下量轧制,降低轧机的利用频率,增强钢坯的总体尺寸,实现一火成材。另外,钢铁企业还可以不断改良电气设备,创新节约电能技术,例如,利用可控硅方式取代轧机发电机组设备,从而有效控制电能消耗。
五、提高轧钢工艺节能水平的方法
(一)加大资金投入,加强工艺创新
当前,我国钢材企业的发展水平处于较低的状态,使用的轧钢工艺还有很大进步空间。以轧钢加热炉为例,实际使用中受环境差异影响,轧钢加热炉不能完全满足企业发展需求,导致各类问题的出现,在一定程度上影响了生态环境。基于此,提升轧钢工艺的节能水平势在必行,加快轧钢工艺技术创新十分重要。为此,要想提高轧钢工艺节能水平,建议在新时期下企业加大资金投入,给予技术支持,深入探究工艺创新。相关人员应积极借鉴发达国家相关经验,结合我国轧钢行业现状,不断改造工艺技术。同时,企业还应加强培训和学习,与相关国家的科研人员保持密切交流,学习其先进的技能和思想。此外,在开展轧钢节能工作中,科学应用大数据等技术,明确工艺应用中的数据偏差性,深入分析轧钢内部结构,依据结构需求选择适宜的加热方式,从而降低能耗,提升能源利用率。
(二)改造轧钢设备,健全维修管
理机制要想提升轧钢工艺的节能效果,改造轧钢设备,健全维修管理机制十分重要,对于具体的轧钢设备而言,可以提高辐射能力,降低热量损失。依然以轧钢加热炉为例,在该设备的使用过程中,传导方式以炉体为主,因此,设备改造时需要重点改造炉体部分,利用高铝纤维材料完成包裹,以增强资源利用率,降低加热炉再生中的热量损失。与此同时,企业应健全设备检查维修管理制度,完善轧钢工艺节能技术操作流程,优化检修的规章制度。轧钢工艺长时间使用,不仅会影响使用效果,还会影响节能性。基于此,构建合理的技术操作标准,完善设备的检修流程,极为重要。工作人员应依据具体情况与检修需求,确保检修制度的精确性;设备操作者应依据具体的规程进行操作,提高轧钢的供热力度,在满足供热需求的同时,发挥节能减排的作用;检修人员应依据具体的操作规定,全方位记录检修中发现的问题,为工艺的节能化改进提供信息支持。
六、结语
总而言之,在钢铁行业发展过程中,轧钢工艺发挥着关键作用。提高轧钢工艺的节能水平,不仅可以减少能源消耗,还能够增强能源利用率。在轧钢工艺节能化发展过程中,企业应深入研发新技术,增强自主设计和创新能力,提高工作人员素质和专业水平,加快轧钢工艺的节能化发展,促进钢铁行业持续发展。