轧钢加热炉问题及节能研究

轧钢加热炉问题及节能研究

随着我国近些年来对能源燃料问题的关注和对于能源节约问题的越发重视。现如今大多数扎钢厂对加热炉这一块内容的关注越来越高，其中包括对加热炉效率的如何提高、所消耗的能源如何降到最少、以及轧钢加热炉在使用和运行当中所存在的一些问题进行必要性解决等等都成为轧钢加热炉现在所面临和解决的必要问题。然而这一问题的解决还是颇具难度的，轧钢厂加热炉一直是轧钢厂的重要机器设备，其中，加热炉的能源消耗，一直占据着扎钢厂总体能源消耗的最大部分。现在随着我国国家推行节能减排政策，如何使轧钢厂加热炉的能源消耗降到最少，以及相关节能措施的跟进也慢慢成为众多，钢铁厂所进行研究分析的话题。本文在此基础上，通过对轧钢厂加热炉存在的问题进行研究分析，并对加热炉的节能措施进行措施分析，以供后来学者参考。

标签：轧钢；加热炉；节能方法

目前在轧钢生产过程中发现一些问题。一是随着科技的发展，人们越来越注意到资源的匮乏，加热炉是非常耗能的设备，其使用造成能量资源大量的耗废，使生产成本偏高。二是全球越来越关注环境保护问题，在整个生产体系中，如果控制操作不当，燃气的不充分燃烧将会导致空气污染。因此在保证生产要求的前提下，需要对加热炉进行节能减排。

1轧钢加热炉能耗问题

（1）轧钢加热炉的特性分析

加热炉是整个生产体系中非常重要的设备，也是整个轧钢流程中所需能量最大的设备。对加热炉的改进既提高了生产效率，又降低了生产成本，因此对加热炉进行节能减排具有重大意义。虽然目前的加热炉在加热和排废气方式上已经有了很大的进步，但在实际生产中还存在耗能大的问题。由于加热炉的特性比较特殊，很难通过严格的数学公式体现其特性。加热炉有大惯性、热滞后很大及非线性等基本特性，又由于加热炉具有复杂的结构体系和受到各方面因素的干扰，使得加热炉是具有未知性、随机性等不确定性的复杂设备。因此，需要从多方面考虑加热炉的节能减排的設计思路和措施。

（2）选用控制方案

由于加热炉一系列的复杂特性，很难通过准确的数学模型体系体现，现在普遍使用的模糊控制不需要准确的数学模型和较多不准确的物理量，系统中出现的不清楚的现象也可以通过模糊数学来解释，因此在一定程度上是适用的。但因为燃烧阶段之间具有强耦合性，应用模糊控制也未能得到较好的控制效果。在科学社会的逐渐发展过程中，人的学习能力、适应能力等优势逐渐体现出来，目前为止控制功能最强的当属人脑的控制功能，如果可以将人的控制体系原理应用于探究控制方案，可以很大程度上解决问题。因此可以将仿人的智能控制方案选用于

控制方案，这样既不需要准确的数学模型体系，也提高了控制的准确度和解耦性。

2轧钢加热炉的节能方法

（1）生产的合理性

轧钢加热炉具有很大的热滞后和热惯性，频繁地对其进行调整会影响到设备的使用寿命和对生产质量的控制等方面。对此可以应用批量的组织生产，将许多销售合同合并成一个大的销售整体，然后进行批量生产。这样不仅降低了能源消耗，也提高了生产效率。其次，加热炉需既要节约能耗，就要使得燃烧尽可能地充分和稳定，控制生产的稳定性。燃料需要经过一级、二级燃烧，通过对轧钢节奏和加热程度的分析可以得出最佳的一个节能控制数值，即目标温度。根据不同的生产系统，周期性地预测出每一个阶段的目标温度和所需要的燃烧量。再次，为了减少加热炉的能量消耗，还可以通过提升热送热装率和提高热装的温度这两种方式。一是可以减少煤气的消耗和氧化烧损率；二是批量组织生产，大大提高了产能。

（2）节能优化方式

首先可以通过对轧钢加热炉的燃烧系统进行改善，使得燃料充分燃烧。改进方式有两种，一种是可以对供风、供油系统进行相配套的变额控制系统等改造，这样不仅达到了减少粘钢、铁皮被氧化过厚等现象的效果，还有利于能量的节约。另一种是进一步改进雾化喷头的结构。在加热炉不断燃烧的系统中，经常会有冷热交替而出现雾化现象，改善这一现象有利于运行时热损耗的减少和燃烧效率的提高。然后可以对水管的支撑结构进行改造。过去的加热炉中水管的包装过于简单，单层包装不仅抵御不了高温，隔热性也存在很大问题，由此造成的热能浪费十分严重。所以必须对支撑结构作出改变。可以用隔热性能良好的隔热材料对水管进行包扎式包装，避免冷却水带走大量的热能，节约能量。也可以通过更换炉体的包装材料，采用保温材料进行包装，使得炉皮的表面温度下降，避免了因空气流动而消耗大量的热量，达到节能减排的目的。再者，可以对整个系统进行有效地控制，包括冷却系统、引风系统及燃烧系统等。运用控制算法对燃烧的各阶段采用解耦控制操作，排除了由于坯料的进出而使得加热炉的温度产生较大的波动影响，通过相关系统软件的应用，使得实施的有效控制操作取得良好的效果和质量，满足了节约水电气的要求，得到广大用户的一致好评。还可以通过加热炉的控制系统，用最少的消耗和最快的速度升到所需温度，再由二级计算机来控制燃烧系统中各个燃烧阶段的温度。配上相应的二级控制系统，改进并及时升级有关的设计软件和硬件，节省了燃烧消耗，使控制系统机器化，更有效地完成生产。常规的加热炉需要混合煤气进行燃烧，但由于混合站距轧钢加热炉有一定的距离限制，加上煤气的热值一直处于较大的变化中，影响了燃烧控制的精准度，所以就要对加压站的煤气热值进一步提高控制精度，或者是及时将热值信号传递到轧钢加热炉的控制系统中，以此减少热量的浪费，节能优化效果明显。

3结束语

综上所述，加强对轧钢加热炉及其节能问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的轧钢加热炉应用过程中，应该加强对其节能问题关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献：

[1]傅品舒.大型轧钢厂加热炉改造[J].钢铁研究，2016（10）：60-62.

[2]刘懿善，王秉阁.加热炉节能的新措施[J].黑龙江环境通报，2017（01）：115-116.