轧钢生产工艺中的节能减排技术
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【摘要】我国轧钢能耗较高， 节能潜力很大。当前除大力发展连铸生产以外， 抓好轧钢节能的管理浅的尤为重要，本文就轧钢生产的能耗现状进行了概述，探讨了轧钢废水减排技术，分析了轧钢工序节能技术。
【关键词】轧钢生产 节能 减排 技术
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
轧钢生产能耗现状
我国钢铁工业能耗约占全国总能耗的12%,而轧钢能耗约占全国钢铁工业总能耗的13%～20%。随着现代钢铁产品质量、品种的升级,深加工层次的不断增长,轧钢工序能耗在不断增加。1999年国际先进水平的热轧工序为47.82kgce/t,冷轧工序为80.28kgce/t,中国钢铁的轧钢工序无论是冷轧还是热轧与国际先进轧钢工序相比,工序能耗均有一定差距。若考虑两者的差异并取我国轧钢工序与国外相同的水平,则可比能耗要比先进产钢国高达17.2%,即112kgce/t钢。其中由于装备、技术和管理落后,折合每吨钢高出国外能耗40.4kgce。因为轧钢加热炉是轧钢系统的主要耗能设备,占轧钢能耗的60%～70%,轧钢节能的潜力很大。
二、轧钢废水减排技术
1、治理工艺流程
轧钢废水中主要污染物为氧化铁皮和油, 治理改造后要求处理后的循环水质为: 悬浮物含量≤50mg/L, 油含量≤5mg/L。在总结轧钢废水处理技术的基础上, 结合我公司轧钢作业生产区的特点, 采用浮油回收—电磁凝聚—斜板沉淀的方法对一厂区轧钢废水进行集中处理, 闭路循环使用。为了汇总所有的轧钢废水, 采用了轧钢废水同生活污水、雨水分流的单独轧钢废水排水总沟。各厂轧钢废水首先由轧钢废水总沟汇入隔油池(利用现有土水池改建而成), 经除油设施除油, 再由升压泵组提升送至电磁凝聚器磁化处理然后自流入斜板沉淀器, 废水经沉淀处理后, 进入现有5000m³ 蓄水池, 再经现有二级加压泵站送至各轧钢厂循环使用, 补充水来自现有一级水源泵站。斜板沉淀器沉淀的氧化铁皮, 由沉淀器底部的螺旋输泥机输出, 经泥浆气力提升器送至氧化铁皮脱水槽脱水, 脱水后的氧化铁皮, 用电动抓斗装车送烧结厂回收利用。经除油设施回收的废油也可重新利用。
2、主要处理设施
（一）除油设施。轧钢废水含油主要是轧制设备时的跑、冒、滴、漏造成的,针对废水含油主要是浮油的特点, 采用平流隔油池, 轧钢废水先流经隔油池, 大量的浮油被隔油池的挡板阻隔并浮集在水的表面, 再通过SY- 120 型浮油回收机进行回收。该浮油回收机与传统的浮桶式除油机等相比较, 具有除油效果好、安装、操作简便等优点, 它的工作原理是依靠一条亲油疏水的环形集油拖, 通过机械驱动以一定的速度在隔油池水面上连续不断地回转, 把浮油从含油污水中粘附上来, 经挤压辊把油挤落到油箱中, 进行油的回收。除油设施安装使用后, 经实测, 进水水质含油量为16～4.5mg/L, 经除油设施除油后, 出水水质含油量为4.8～2.3mg/L, 除油效果明显, 出水含油浓度符合循环水质要求。
（二）电磁凝聚器。经一次铁皮沉淀地沉淀处理后的轧钢氧化铁皮废水, 其中氧化铁皮主要为微细颗粒组成, 小于60μm 的微粒占80% 左右, 如采用平流式沉淀池进行自然沉淀处理, 当水力负荷为0.7m³/ (㎡·h )时, 沉淀效率仅为50% 左右, 对废水取样进行静态沉淀试验, 沉淀15min 后, 沉淀效率仅为5 6 %。鉴于氧化铁皮具有良好的铁磁性,采用磁凝聚技术, 可使废水中微细氧化铁皮流经磁场时产生磁感应, 离开磁场后具有剩磁, 带磁的微粒在沉淀过程中互相吸引, 聚结成较大的链条状聚合体, 加速沉降, 提高沉淀效率, 并能改善氧化铁皮脱水性能, 提高脱水速度。同时, 经磁场处理过的水, 有抑制水垢形成的作用。选用MWG 型渠式电磁凝聚器, 该电磁凝聚器安全可靠, 不须设专人管理, 且运行费用低。该设施投入运行数年, 大修时未发现循环水系统中有明显结垢现象, 取得了好的效果。
（三）斜板沉淀器。采用新型CFC- 20 型异向流斜板沉淀器(共14 台), 以取代平流式沉淀池进行轧钢氧化铁皮废水处理。该斜板沉淀器不仅水力负荷高, 占地面积省, 处理水质好, 还由于沉淀器底部配有适合沉淀泥浆特性的螺旋输泥机, 排出泥浆含水率低达50% 左右, 且排、停自由掌握, 沉淀器和输泥管路, 不会有堵塞事故发生, 为氧化铁皮的脱水输送, 创造了有利条件。CFC- 20 型斜板沉淀器主要技术参数为: 水表面积: 20㎡; 高度: 7.4m; 处理水量: 100～140m³/h; 出水悬浮物含量≤50mg/L; 沉降时间: 8～10min; 排出泥浆含水率: 50%左右。
三、轧钢工序节能技术
1、热送热装
热送热装是近20 多年来迅速发展并普遍推广应用的技术, 是轧钢工序节能降耗、提高产量的重大举措, 合理地选择热送热装方案可达到节能的目的 。连铸坯热送热装是指铸坯在400℃以上热状态下装入加热炉, 一般将铸坯温度达400℃作为热装的低温界限; 400 ℃以下热装则节能效果降低, 因此时表面已不再氧化, 故一般不再称其为热装。铸坯在650~ 1000℃入炉节能效果最好。相对于连铸坯冷装工艺而言,采用一般热送热装工艺可节能35%, 采用直接热送热装工艺可节能65%, 采用直接轧制工艺可节能70% ~80%。采用热送热装工艺, 加热炉产量可提高20% ~30%; 金属氧化烧损减少, 成材率提高0. 5%~ 1. 0%; 生产周期缩短80%以上; 建设投资和生产成本降低。
对薄带钢而言， 板形主要表现在横断面形状和平直度。它是冷轧板带最重要的尺寸精度指标。带钢具有良好的平直度是后道生产工序稳定运行的重要前提， 过大的单边浪带钢在炉内很容易跑偏而造成断带， 处理炉内断带故障将消耗大量的时间， 过大的中浪会引起带钢热飘曲。不适当的浪形将加剧罩式炉内带钢粘结。要求冷轧板具有尽量小的纵向和横向厚度偏差、良好的平坦度、以及分布均匀的机械性能、合理表面结构。
3、高温低氧燃烧技术
实现低成本的无氧化加热和热轧则是热轧追求的另一个目标。高温低氧燃烧就是在温度高达1000℃左右,含氧量在5%～8%的气氛中燃烧。在热轧过程中,氧化的损耗为钢材的3%。采用高温低氧燃烧技术,可回收大量的烟气余热,节约燃料约50%左右,成为20世纪90年代以来发达国家开始普遍推广应用的一种全新节能燃烧技术。
4、低温轧制与轧制工艺技术
低温轧制技术是降低轧钢系统工序能耗的重要节能措施。降低加热炉出钢温度可以减少燃料消耗,但其变形抗力和轧制功率增加。近年来,许多轧制生产的实践经验已经证明降低燃耗的节能效果更显著,当温度问1100℃ 出炉时,降温节约的能耗达9.6%,且出炉温度降低则氧化铁皮量显著减小,低温轧制在燃料消耗和氧化铁量的降低上所获得的效益,完全能抵消并超过提高轧制功率所增加的成本。对许多轧机而言,采用工艺技术能降低轧制的能耗,特别是对钢板轧机尤为重要。钢的热轧温度一般在800℃～1250℃,在变形区轧辊表面的温度可达450℃～550℃,因此,需要用大量的水冷却轧辊。通过实验可以发现,采用热轧工艺,由于轧制力的降低,轧制动力的消耗约下降8%。
5、在线热处理技术
近年来,在线热处理技术受到普遍重视,这是因为在线热处理利用轧制余热对钢材进行热处理,可以省去离线热处理必须的二次加热,因而节省能源,简化操作,缩短了产品的交货期。
结论
中国钢铁行业发展形势迫切要求钢铁企业使用节能降耗新技术, 当前需在轧钢生产工序普及应用的节能降耗技术包括: 高温热送、节能型加热炉、低温轧制、工艺优化、热轧工艺、在线热处理等, 同时开发能普遍应用的直接轧制技术、无头轧制技术。通过改造节能技术, 使普通钢材轧制工序能耗大幅度降低。
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