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罩式爐退火生產(chǎn)中的節能降耗

2020/8/8 15:07:30

罩式爐退火生產(chǎn)中的節能降耗

1 生產(chǎn)狀況

   冷軋廠(chǎng)的鋼種為普碳鋼、深沖鋼、超深沖鋼、低碳合金鋼等。冷軋廠(chǎng)為提高質(zhì)量引進(jìn)的全氫退火技術(shù),是近幾年發(fā)展起來(lái)的新工藝技術(shù),它的顯著(zhù)特點(diǎn)是周期長(cháng)、成本高。因此有必要進(jìn)行退火制度研究和參數優(yōu)化,使各種介質(zhì)的消耗降低。

   罩式爐能源運行中的三大要素是原料狀況、工藝方式和設備運轉狀況。

1.1原料狀況

   內部條件是:①要保證單卷重量不要太輕,這樣可以保證爐臺的裝爐量,不至于影響爐臺的生產(chǎn)效率。②是保證料卷原料庫配備寬度適當的鋼卷,用以調節爐內裝爐高度,以達到充分利用爐臺退火空間的目的(在國外,某些廠(chǎng)的實(shí)際原料的堆垛高度利用率多數在95%以上)。

   外部條件是:①前道工序的乳化液質(zhì)量、吹掃干凈程度、帶鋼表面形貌、軋制后帶鋼應力狀態(tài)、表面氧化物及鐵粉的情況,直接影響到氫氣的消耗。②退火的鋼種的調配,也直接關(guān)系到退火周期的長(cháng)短及工藝方式的變化,不僅影響設備的利用率,而且關(guān)系到燃料和電力的消耗量。

1.2 工藝方式

   成品的性能要求變化時(shí),退火工藝有較大的差異,如深沖鋼比普碳鋼生產(chǎn)周期長(cháng)十多個(gè)小時(shí),且加熱、保溫工藝,吹氫工藝也不同,導致?tīng)t臺的煤氣、氫氣、電、水消耗存在差異。

1.3 設備運轉狀況

   退火周期長(cháng)達幾晝夜,設備運轉不正常,會(huì )導致退火時(shí)間延長(cháng)。這樣就打破了本來(lái)已經(jīng)均衡的生產(chǎn)協(xié)調和組織。生產(chǎn)效率、設備運行效率下降,能耗必然增加。

2、工藝能耗分析

   在工藝流程中,能源消耗的主要部分是在爐內。主要有加熱用的煤氣、保護氣氛氣體——氫氣、測試和故障緊急吹掃用的氮氣、電和水。罩式退火過(guò)程中的能源介質(zhì)消耗示意圖見(jiàn)圖1。水的消耗主要是用于冷卻鋼卷和爐臺。電的消耗為連續生產(chǎn)用電。下面著(zhù)重對氫氣、電、煤氣、冷卻水的工藝消耗進(jìn)行分析。

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2.1 氫氣

    在冷軋廠(chǎng)退火生產(chǎn)中,不同的退火溫度段有不同的吹氫量,各段的吹氫量是預先設定好的,只需要人為的指定系統在哪個(gè)時(shí)間段調用并執行哪種吹氫方案就可以了。但是,根據EBNER給的資料了解到控制吹氫量的程序的編制是根據理論上的研究得到的,按這樣的吹氫方式,的確可以在需要吹氫時(shí),充分地進(jìn)行氫氣吹掃,可是,從節約能耗的角度來(lái)看,這種吹氫方式套用設定好的框架,而并不是根據實(shí)際情況(氫氣中的軋制油濃度真的達到需要吹氫的程度)來(lái)進(jìn)行吹氫控制的,缺少了根據實(shí)際情況進(jìn)行變化的靈活性,這樣就不能保證氫氣的完全有效利用。

    就現在已經(jīng)形成的吹氫工藝而言,若是能在其基礎上結合設備運行狀況加以改進(jìn),再根據實(shí)際檢測情況即爐內氣氛中氣態(tài)乳化液濃度或者是氣氛中碳的濃度的調節吹氫量,理論上是可以減少浪費的。據研究資料表明,在高功能氫技術(shù)中,已經(jīng)有單位開(kāi)發(fā)并采用了渾濁度探頭。以節約罩式爐退火工藝初期吹掃用的氫氣含量。據稱(chēng)其氫氣單耗量已由6.5m3/t降到1.6m3/t,其原理是用裝在爐外的渾濁度探頭來(lái)檢測排放氣體的渾濁度,與經(jīng)過(guò)標定的分析器做比較,監控排氣成分及其含量,據此調節氫的通人量。盡管實(shí)驗所得數據的可靠性暫且沒(méi)有辦法考證,但是若按這樣思路進(jìn)行處理,可大大增強吹氫的靈活性,從而節約氫氣的用量。

   目前冷軋廠(chǎng)主要有兩方面工作:首先,整單計劃堆垛最優(yōu)。防止出現裝爐量不均衡現象。其次,在不影響表面質(zhì)量的前提下,調整吹氫工藝,降低氫氣噸鋼消耗。為此,根據實(shí)際生產(chǎn)情況和設備條件,研究爐內氣氛隨加熱溫度的變化以及乳化液揮發(fā)曲線(xiàn)(見(jiàn)圖2),對吹氫工藝進(jìn)行了改進(jìn),使得氫氣吹掃

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 時(shí)間和吹掃量能和軋制油的油氣揮發(fā)速度相匹配。同時(shí)要求操作人員能夠根據實(shí)際升溫情況靈活修改

吹氫程序,調整氣氛程序“2”段對應的時(shí)間。當爐臺溫度達到320—340℃范圍時(shí),“2”段(小流量吹掃

過(guò)渡段)應結束,立即進(jìn)入“3”段(主吹掃段。此階段乳化液快速揮發(fā))。乳化液揮發(fā)余量為0時(shí)。停止吹掃。

新的吹氫工藝制定后,運行較好,使得氫氣消耗穩定下來(lái),噸鋼消耗降低了將近02m3。

2.2 電能

    在罩式爐退火生產(chǎn)中,用電的設備很多,且電的耗量也是非常大的。電耗通常包括設備連續運轉的耗電和由爐臺間歇式生產(chǎn)決定的耗電。前者基本是恒定的,而后者則是有潛力可挖的。

   做好日常點(diǎn)檢,發(fā)現問(wèn)題及時(shí)檢修,將事故消滅于萌芽狀態(tài)中;保證設備運行狀態(tài)良好,使設備的利用率達到較高的水平;根據實(shí)際情況,積極調整,優(yōu)化物流管理,采取靈活的生產(chǎn)方式等等,都可以減少

電的浪費,提高利用效率。在冷軋廠(chǎng)生產(chǎn)初期,發(fā)現終冷后的鋼卷沒(méi)有及時(shí)入庫,這樣會(huì )造成電力浪費。因為終冷臺上的開(kāi)關(guān)是接觸開(kāi)關(guān),也就是靠鋼卷的重力來(lái)打開(kāi)風(fēng)機電源的,鋼卷不吊走,開(kāi)關(guān)就一直處于打開(kāi)狀態(tài)。所以,當進(jìn)行最終冷卻的鋼卷達到規定的要求時(shí),要及時(shí)將其吊走及時(shí)入庫,減少終冷風(fēng)機的電能消耗。類(lèi)似的情況,都需要進(jìn)行規范管理,減少人為原因而導致的電能的無(wú)謂消耗。

    生產(chǎn)組織科學(xué)簡(jiǎn)練、生產(chǎn)物件合理放置,減少天車(chē)長(cháng)距離的往復。在生產(chǎn)任務(wù)完成后,輔助設備立

即斷電,包括系統。

2.3燃料

燃料氣體的供應對生產(chǎn)的影響也非常大。冷軋廠(chǎng)退火生產(chǎn)采用的燃料是高、焦爐混合煤氣,確保煤氣壓力增大和穩定,必能提高煤氣的利用率;確保燃料的清潔度,則必能減少因管道阻塞等情況而耗費的時(shí)間。在與EBNER簽訂的技術(shù)附件上對混合煤氣壓力、熱值及純凈度有了明確的要求,并且介質(zhì)管道等也是在介質(zhì)能達到要求的情況下進(jìn)行設計安裝的。但是,在實(shí)際生產(chǎn)中,我們發(fā)現混合煤氣質(zhì)量很差,因為煤氣的質(zhì)量問(wèn)題而造成的“停產(chǎn)維修”事故很常見(jiàn)。

2008年2月份罩式爐機組調整了混合煤氣的組分,采用焦爐和轉爐混合煤氣后,煤氣壓力增大和穩定,提高了煤氣的利用效率,較好地克服了高爐、焦爐、轉爐混合煤氣存在的問(wèn)題,煤氣消耗大幅度降低,效果顯著(zhù)。圖3是更換煤氣組分前后5個(gè)月的噸鋼煤氣消耗比較。

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2.4 冷卻循環(huán)水

    針對爐臺循環(huán)水的流量控制,經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的摸索和反復實(shí)踐,我們將原來(lái)程序設定的8L/h降低到6L/h左右,不影響爐臺風(fēng)機的工作和壽命;調整冷卻罩噴林水流量,200型罩在25—28m3/h左右,220型罩在28—30m3/h左右,減少了冷卻水浪費。

3 生產(chǎn)管理

   在生產(chǎn)中,有必要注重單體設備節能和整體節能,能源管理要協(xié)調好生產(chǎn)關(guān)系、技術(shù)、設備、原料供應關(guān)系。在實(shí)際生產(chǎn)中應充分做好下面事項:

   (1)協(xié)調好上下工序之間的配合,減少鋼卷前后工序的堵塞,避免占用運輸設備。合理分配原料及設備的生產(chǎn)任務(wù),提高設備利用率。

   (2)裝出爐在保證質(zhì)量的同時(shí)要盡量節約時(shí)間。在不影響退火質(zhì)量的前提下優(yōu)化界面操作,保證加熱罩不空置(加熱罩不落地)等等。

   (3)轉變節能觀(guān)念,重視提高成材率,合格率。越是工序靠后,冷軋成品率提高l%時(shí),節約能源量更大。廢品、次品卷實(shí)際上也在間接對能源造成極大浪費,罩式爐機組對操作不力造成的夾鉗劃傷鋼卷嚴厲考核,對與退火相關(guān)的粘結、黑卷進(jìn)行攻關(guān)。使得2008年罩式爐機組的合格率達到了較好的水平,見(jiàn)表1。

   (4)進(jìn)行長(cháng)期的觀(guān)察和分析,發(fā)現能耗總體水平或某些單項的消耗的可預測性,建立能耗狀況的預報模型,這樣可以使對能耗的管理從“事后管理”向“預知管理”邁進(jìn),增強可操作性。經(jīng)過(guò)2008年全年的摸索與實(shí)踐,該機組的節能效果相當顯著(zhù)。

表l 2008年1到lO月份罩式爐機組的合格率

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表2 2007年與2008年各項能源指標的年平均噸鋼消耗

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Y=(1.74+0.58+0.03+4.34+0.32)×40×104=280.4 x104元

4 結語(yǔ)

    罩式爐退火生產(chǎn)從數量上和種類(lèi)上會(huì )消耗很多的能源,想在節能方面有大的改進(jìn),不是很容易的事情。但倘若我們下大力氣做好這方面的工作,以現在的生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)的管理方法來(lái)看,有很大的節能降耗空間,可以很大程度地節約能耗。降低生產(chǎn)成本。鋼鐵工業(yè)走高效、節能的新型工業(yè)化道路已經(jīng)成為國民經(jīng)濟發(fā)展的必然要求,通過(guò)節能降耗促進(jìn)企業(yè)資源的綜合利用,提高市場(chǎng)競爭力,可有效促進(jìn)鋼鐵行業(yè)的可持續發(fā)展。

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