2019年第9
期一、前言
河钢邯钢邯宝冷轧厂2080mm 连续退火机组年处理能力100万吨，产品规格为厚0.3mm~2.5mm ，宽900mm~2080mm ，产品定位于汽车面板及高档家电板，品种涵盖CQ 、DQ 、DDQ 、EDDQ 、SEDDQ 、DP 和TRIP 等钢种。机组连续退火炉是
立式退火炉，采用高炉、焦炉混合煤气，板带全辐射管加热，控制模式主要以ON/OFF 模式为主。炉内充满以N 2为主的惰性气体，炉膛压力处于微正压200~300Pa ，防止外界空气进入炉内。2080mm 连续
退火机组的月度检修时间通常固定为8小时或12小时，在检修期间，连续退火炉通常采取保温保压的能源控制方式。保温模式控制是系统根据保温温度500℃自动控制煤气烧嘴，使其处于ON/OFF 频繁切换状态，将炉膛温度维持在500±20℃范围内，以避免炉温过低影响正常开车生产时间，同时也避免氧气进入炉膛，造成炉内设备和带钢的氧化。通常在日常检修期间连续退火炉会消耗较大量的煤气、氮气、电等资源，造成能源的空耗，增加了综合成本。为了在保证退火炉安全稳定的前提下降低检修期间连退炉能源消耗，制定了月度检修期间的节能减排措施。 二、连续退火炉月度检修期间节能控制总体思路
连续退火炉月度检修期间主要消耗的能源介质包括：混合煤气、氮气、电能等，其中受退火炉生产特点，脱盐水和冷却水消耗量很难降低，而其他能源介质与工艺关系紧密。本项目旨在改进工艺，优化控制，降低各种能源介质的消耗，从而做到节能降耗，降本增效。经过科学论证，确定以下总体思路。降低混合煤气消耗量：优化生产工艺，降低部分带钢退火温度，减少生产期间混合煤气消耗量；优化保温方式，降低检修期间混合煤气消耗。减少氮气和氢气消耗量：优化炉压控制参数，减少氮气和氢气消耗。降低电能消耗：优化过时效控制工艺，降低电耗；推广高氢功能，减少冷却段风机电耗；优化停车时间，全面降低混合煤气及电耗；优化数学模型，提高连退机时产量，降低吨钢消耗。 三、节能降耗措施
(一)优化保温方式，降低检修期间混合煤气消耗
连退车间每月有固定(12小时或24小时)检修时间，传统做法是退火炉采取550℃停车保温，虽然为低温保温，但是仍消耗较大量的煤气。统计表明，连退炉保温期间煤气消耗量为3500Nm 3/h~6000Nm 3/h ，平均每小时煤气消耗量为4300Nm 3/h 。
在检修期间，混合煤气产生的热量除了补充炉膛散失热
量和保护气体带走的热量外，还有部分能量被助燃空气以及烟气消耗。减少助燃空气及烟气带走的热量，是降低退火炉煤气消耗量的关键因素。
具体做法为：停车检修期间，将连退炉所有烧嘴关闭，保持助燃风机、排烟风机运行，进行降温，保证设备安全；加热段各段温度降低至500℃后，关闭所有助燃风机和排烟风机，利用炉内保温材料进行保温；生产线重新开车前3小时，开启排烟风机和助燃风机，炉区开始点火升温。
实验表明,500℃的保温温度是一个比较理想的保温温度，图1给出了此模式下退火炉炉温变化趋势图，主要可以划分为降温区、保温区和升温区。降温区：产线停车后，由800℃降至500℃，持续时间为1.5小时；保温区：风机关闭后，由500℃降至300℃，持续时间为7小时；升温区：点火升温，由300℃升至500℃，持续时间为1.5小时。
图1检修期间退火炉炉温变化趋势图
河钢邯钢邯宝冷轧厂连续退火炉节能控制研究
王智增
王志磊
摘要：在对冷轧连退炉主要能源介质进行分析的基础上，有针对性地利用保温棉保温效果进行检修期间自然冷却控制，改进炉压分布，减少氮气消耗，根据钢种特性优化工艺控制降低电耗，使用快速吹扫方法缩短炉膛吹扫时间和能源消耗，实现月度检修期间的节能减排。
软硬共挤关键词：自然降温；过时效温度；炉压控制；炉膛快速吹扫中图分类号:TG155.1
球头销文献标识码:B
作者单位：河钢邯钢邯宝冷轧厂
技术新
153
(二)优化炉压控制参数，减少保护气氮气和氢气注入量
降低退火炉炉压设定值，以此降低退火炉各个注入点保护气的注入流量。同时，为应付紧急情况，加大N 2注入模式，表1给出了优化后退火炉各段保护气注入流量设定值。
表1退火炉各段保护气注入流量设定表(Nm 3/h )
实施效果：通过反复试验，最终将炉压设定值由之前的300Pa 成功降低到200Pa ，炉
内保护气注入流量由3600
Nm 3/h 降低至现在的2500Nm 3/h 。
(三)优化过时效控制工艺，降低退火炉电耗
过时效段的作用在于利用循环冷却风机和电加热保证
带钢的时效温度，而在实际生产中，不同钢种对过时效段的要求不同:SPCC 、DC01、DC03等钢种含碳量较高，具有过时效性，要求过时效段保证过时效温度;DC03IF 、DC04、DC05、DC06等钢种，含碳量较低，不要求过时效性，可以降低过时效温度。在某些钢种的生产期间，调整时效控制工艺，关闭电加热，通过带钢在时效段的自然冷却，降低带钢温度，节省电能。软钢过时效工艺参数具体见表2。
控制方法为：软钢生产期间将过时效电加热全部进行
关闭，只保持过时效风机低速运转，依靠带钢在过时效段长时间运行，进行自然降温；过时效温度偏差为±10℃，当温度超过设定温度3℃时，略微提高过时效风机转速，每1℃提高转速10%；当过时效温度低于设定温度3℃时，启动1~2个电加热，将过时效温度提升至要求温度。
实施效果：连退线退火炉共有3个过时效段，每个过时效段有4组电加热和1台循环风机。每组电加热功率为270kW ，每台风机功率为22kW 。软钢生产期间，如果保持电加热运行，循环风机转速维持在转速为80%以上，如果关闭电加热，循环风机转速为10%左右。
(四)优化停车时间、温度控制，降低非生产期间的能源消耗
简易过滤器连退线每次开炉后，需要封炉进行氮气吹扫，去除炉内氧气含量，但是每次完全去除炉内氧气需要氮气吹扫时间24小Nm 3/h ，消耗氮气过多并且耗时过长，严重影响生产节奏和生产产量。如果合理优化吹扫方案，缩短吹扫时间，将为连退线节约大量的能源介质。
具体做法是：封炉之后，开始吹扫3小时，待炉内氧气含量降至8000ppm 之后，炉区进行点火；加热段温度升至250℃后，在该温度下保温，继续保持氮气吹扫6小时；炉内
氧气含量低于5000ppm 之后，逐渐将加热段温度提高至300℃后保温，保持氮气吹扫3小时；炉内氧气含量低于1000ppm 之后，将炉内的温度逐渐提高至500℃后保温，保持氮气吹扫2小时；炉内氧气含量降至200ppm 以下时，产线30m/min 爬行，利用过渡卷与炉内剩余O 2发生化学反应，生成表面氧化的氧化卷，从而最大程度消除炉内的O 2。
四、应用效果
1.吨钢煤气消耗降低。由之前平均吨钢煤气消耗150Nm 3
降至吨钢煤气140Nm 3，平均吨钢煤气消耗节约10Nm 3，连退
线吨钢产量为94万吨，则单煤气一项每年为公司创造效益为:940000吨×10Nm 3/t ×0.45元/Nm 3=423万元。
2.吨钢氮气消耗降低。吨钢氮气消耗由2012年平均27Nm 3
降至2013年吨钢氮气消耗平均指标为25.3Nm 3，为公司创
造效益:940000t ×(27-25.3)Nm 3/t ×0.35元/Nm 3=55.93万元。
3.吨钢氢气消耗降低。吨钢氢气消耗由2012年平均1.5Nm 3
降至2013年吨钢氢气消耗平均指标为1.22Nm 3，为公司创
造效益:940000吨×(1.56-1.23)Nm 3/t ×1.5元/Nm 3=46.53万元。
4.吨钢电耗降低。吨钢电耗由2012年平均47.14度降至
2013年品鉴吨钢电耗为42.38度，为公司创造效益:940000吨×(47.14-42.38)度/吨×0.6元/度=268.464万元。
节能降耗所创造的年总效益为:
423万元+55.93万元+46.53万元+268.464万元=793.924
万元。
虚拟轨道列车五、结语
连续退火炉节能措施的应用降低了混合煤气、氮气、氢气、电能的消耗，在大幅降低吨钢能耗的同时，提高了连退线机时产量，释放了产能，提高了冷轧产品的交付能力。
参考文献:
皂液盒[1]朱占涛.一种节能减排型冷轧带钢退火炉[J].科技创新导报,2016(27):190-193.
[2]刘宾.影响连续退火炉能耗的主要因素与控制措施[J].科技风,2014(20):44.
[3]孙广辉，刘社牛，李娜，等.热连轧机组加热炉降低能耗的生产实践[J].河南冶金,2014(06):28-31.
预热-加热2段
加热3-缓冷段快冷段过时效1过时效2过时效3终冷段参数1参数2
300400
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