1、首鋼軋鋼工序加熱爐發展方向解析首鋼軋鋼工序加熱爐發展方向解析在國家節能、鋼鐵產業結構調整、淘汰落后產能的政策引導下，近年來我國軋鋼技術發展很快，新建或在建的軋鋼生產線不斷增加。鋼鐵生產能耗結構中，軋鋼工序僅占總能耗的10%15%，軋鋼加熱爐是軋鋼系統的主要耗能設備，占軋鋼工序能耗的60%70%。因此，軋鋼工序的節能重點是軋鋼加熱爐節能。隨著軋鋼產能的提高，軋鋼加熱爐數量增長迅速，而且向大型、高效、低污染等方向發展。據統計，2006年，我國熱軋能力約1.15億噸；2010年熱軋能力達3.8億噸，軋鋼加熱爐數量逾千座。新技術、新工藝日益推廣應用首鋼近年來處于搬遷改造和結構調整的關鍵期，軋鋼加熱爐的

2、發展呈現以下特點。向大型化發展。隨著加熱爐數量的迅速增加，首鋼熱軋能力接近4000t/h（不含冷軋）。其大型化發展分為兩階段，第一階段為2006年以前，首鋼重點完成北京廠區軋機和加熱爐技術改造，投產或改造的加熱爐小時產量一般低于200t/h，如2003年首鋼中板廠3500mm軋機改造，加熱爐最大生產能力為120t/h，2005年首鋼一線材完成高速軋機改造，高線三區完成高速軋機改造，加熱爐生產能力分別為120t/h和140t/h。第二階段為2006年至今，首鋼建成首秦公司、遷鋼公司和京唐公司新熱軋生產線，加熱爐小時產量高于250t/h，如首秦2006年4300mm軋機工程和2007年3300mm

3、軋機工程配套的雙蓄熱式步進爐，遷鋼2006年投產2160mm軋機工程配套步進爐，京唐2009年投產2250mm軋機工程配套的蓄熱式步進爐。步進爐、蓄熱爐替代推鋼爐。首鋼歷年來不同類型加熱爐數量變化如圖1所示，由圖可知，推鋼爐數量逐年減少，步進爐和蓄熱爐數量在不斷增加，特別是步進爐增加最快。由于步進爐具有受熱面積大、加熱時間短、氧化燒損和鋼坯黑印少、操作靈活等優點，在近年首鋼新建的熱軋生產線中已完全替代推鋼爐，是加熱爐節能的發展方向。首鋼北京廠區熱軋加熱爐主要為推鋼爐，步進爐很少。以熱軋為例，2000年以前僅有高線1臺步進爐，其余均為推鋼爐；2001年2006年，盡管北京廠區進行了一些節能技術改

4、造，步進爐僅增加2臺（2005年一線完成120t/h步進爐改造，高線完成140t/h步進爐改造），這主要是由于首鋼搬遷調整的原因，北京廠區技術改造大幅減少，高線型材和中板等廠礦還是維持原有的推鋼爐。盡管首鋼中板廠進行過3500mm軋機改造，但由于改造費用等問題而沒有采用步進爐替代推鋼爐。可見，步進爐在新建軋鋼加熱爐上容易實現，特別是隨著鋼坯品種質量的提高，步進爐的優勢更加突出。蓄熱式加熱爐具有高效余熱回收、高溫預熱空氣及低NOX排放等優點，近年在我國推廣、應用迅速，是國內目前普遍推廣的環保節能新技術。首鋼北京廠區加熱爐主要為改造項目，故蓄熱爐增長緩慢，數量不多，僅為3臺，如2002年完成的首鋼

5、型材三車間蓄熱式加熱爐改造，2003年、2005年完成的首鋼中板1號、2號蓄熱式加熱爐改造。此后，在首鋼新建熱軋生產線上，蓄熱式加熱爐數量穩步增加，集中體現在首秦4300mm和京唐2250mm熱軋線上加熱爐數量的較大幅度增加。汽化冷卻替代水冷技術。汽化冷卻與水冷技術比較，具有節水、節能和富產蒸汽等優勢，在近年來加熱爐上逐步得到推廣、應用。有關人士對首鋼北京廠區加熱爐調研時發現，北京廠區加熱爐多數保持水冷方式，汽化冷卻技術僅在少數加熱爐上實施，但是在首鋼近年非北京廠區新建熱軋加熱爐上，全部采用此技術，如首秦4300mm、遷鋼2160mm、京唐2250mm等熱軋工程新建加熱爐均集成采用了汽化冷卻技

6、術。熱裝熱送技術應用普遍。熱裝熱送是軋鋼系統最應推廣的節能技術，每提高入爐鋼坯溫度100，可以降低加熱爐燃耗約6.7104kJ/t，降低軋鋼工序能耗2kgce/t。衡量熱裝熱送技術的節能效果主要有兩個重要參數：熱裝熱送率和熱裝溫度。采用一般熱送熱裝工藝時可節能35%，采用直接熱送熱裝工藝可節能65%，再采用直接軋制工藝時可節能70%80%。采用熱送熱裝可提高加熱爐產量，縮短加熱時間，減少鋼坯氧化燒損，降低建設投資和生產成本，同時可提高產品質量和成材率。首鋼無論是北京廠區還是首秦、遷鋼等地，熱裝熱送技術普遍得到了推廣應用。但是由于受到生產調度和品種鋼加熱要求的限制，熱裝率還有待提高。新技術、材料

7、得到應用。北京廠區除近年改造的幾臺加熱爐自動化程度有所提高外，部分加熱爐沒有進行自動化升級改造，首秦、遷鋼和京唐等地加熱爐在新建過程中自動化水平大大提高，但是加熱爐的二級控制，如直接數字控制還有待進一步推廣應用。節能涂料在首鋼（如一線材、遷鋼等地）加熱爐上應用實施，也取得一些節能效果，由于涂料隨時間延長節能效果呈下降趨勢，故該技術須定期重復使用。品種鋼加熱爐節能問題須引起重視盡管首鋼加熱爐節能工作取得很大進步，由于近年來首鋼產品結構調整、高附加值產品比例不斷提高，加熱爐節能工作出現了一些新問題，如部分軋鋼加熱爐能耗不降反升、氧化燒損增加等問題。近年來首鋼板帶材加熱爐數量不斷增加，而線型材加熱爐

8、數量不斷減少，說明首鋼加熱爐向高附加值產品加熱方向發展。近年來首鋼加熱爐能耗不降反升。由于鋼材品種的變化，首鋼加熱爐節能工作須注重以下幾方面問題。品種鋼的加熱節能。由于品種的不同，要求鋼坯緩加熱或出鋼溫度升高，則鋼坯在爐時間延長會導致加熱爐能耗提高。型材出鋼溫度為1100即可，而板材出鋼溫度一般高于1200，通過簡單計算，板材加熱爐能耗至少比型材高5kgce/t以上。另外，有些品種不適合熱裝熱送，導致熱裝熱送率低，這也是目前軋鋼工序能耗提高的主要因素。為此，要研究哪些品種適合熱裝，哪些品種不合適熱裝，可熱裝熱送的合適溫度（鋼坯入爐溫度）為多少。鋼坯加熱均勻性。以往多采用紅外熱成像技術對不同規格

9、的鋼坯加熱均勻性進行研究，鋼坯溫差小于50，基本可滿足軋制要求。近年來由于某些品種的特殊要求，鋼坯內外加熱溫度均勻性不斷提高。如遷鋼2160mm加熱爐鋼坯加熱溫度應小于35，首秦4300mm加熱爐鋼坯加熱內外溫差應小于20，板坯不同部位溫差過大會導致鋼坯軋彎、軋制規格達不到預期精度等。故須進行不同品種鋼坯規格加熱溫度的研究，掌握鋼坯加熱的基本規律，為制定科學的加熱制度奠定基礎。加熱制度。加熱爐的加熱制度是決定鋼坯加熱質量的關鍵，首先加熱爐采取兩段式還是三段式加熱，下加熱還是上下加熱等方式是加熱爐加熱的基礎，加熱爐出鋼溫度、各段加熱溫度和加熱時間等參數是加熱制度的關鍵參數，為此須進行不同品種加熱時間和加熱制度的研究，確定經驗公式，實現品種鋼加熱制度的優化。氧化燒損。首鋼中板和