浅析热送热装率提升对湛江热轧2250产线燃耗的影响

浅析热送热装率提升对湛江热轧2250产
线燃耗的影响
摘要：本文从热装率提升出发，跟踪并研究了宝钢湛江钢铁热轧2250mm产
线燃耗指标的数据趋势，并与阶段性的产能、热送热装率对比分析，发现热送热
装率对燃耗的影响分为四个阶段：第一阶段为投产初期，得益于产能快速爬坡和
热送热装率提升至40%，燃耗指标快速达到39kgce/t的设计水平；第二阶段为产
能稳定在50万吨，热送热装率由40%提升至60%，燃耗指标由39kgce/t降低至
35kgce/t；第三阶段燃耗指标突破30kgce/t水平，则主要是热送热装率由60%再
次提高至80%的贡献。

关键词：热送热装、热轧加热炉、加热工艺、燃耗指标
1.引言
轧钢系统能耗约占钢铁生产流程总能耗的20%左右,能源主要消耗在加热和轧
制环节。

加热炉作为轧钢系统加热主要耗能设备,占轧钢能耗的60%～70%,因此轧
钢系统工序能效提高应以加热炉节能为重点[1]。

实施连铸坯热送热装技术，就是
把连铸结束时仍处于高温状态的坯料及时送到轧钢厂加热炉中，充分利用钢坯余热，节约燃料。

热送热装技术的诞生,变革了炼、铸、轧三个工序相对独立的传
统生产工艺[2,3],通过三个环节的合理衔接、匹配，使钢铁生产的三个主要生产工
序的生产管理成为一体化系统，从而可以大幅度地降低消耗，简化工艺流程，缩
短物流周期，提高生产效率。

宝钢湛江钢铁热轧2250mm产线最早从2016年开始推进热送热装率提升工作，对影响热轧产线热装水平的因素进行了详细分析和研究，并重点分析了计划排程、板坯堆放原则、在炉时间控制等方面对热送热装的影响，制定相关优化措施。

到2020年，宝钢湛江钢铁热轧2250mm产线实现了热送热装率由40%提升至60%，但
从过程的指标跟踪来看，随着热送热装率的提升，燃耗指标进步并不显著。

基于以上背景，2021年6月起，宝钢湛江钢铁热轧2250mm产线热送热装率提升团队再次对热送热装率提升的关键瓶颈进行研究，针对热送热装率提升的制约因素梳理形成热送热装率提升关键因子表，以燃耗指标为热送热装率提升效果最终评价的标准，研究了热送热装率提升对燃耗指标的影响。

2.湛江热轧2250产线工艺概况
宝钢湛江钢铁2250mm热轧，是宝钢湛江钢铁基地第一个建成的成品产线，该工程主要工艺设备由德国SMS公司负责设计，电气控制系统由日本TMEIC公司负责设计供货，加热炉及平整区域设备由赛迪EP方式设计供货。

工程于2013年8月开建，2015年11月建成投产，设计产能550万吨，其中供冷轧450万吨，热轧商品材100万吨。

2.1 工艺平面布置
湛江钢铁炼钢区主体设备有三座350t转炉，两台2150mm连铸和一台2300mm 连铸，轧钢区域主体为一条4200mm厚板产线以及一条2250mm热轧产线。

其中两台2150mm连铸机优先为2250热轧提供坯料，2300mm连铸优先为4200厚板产线提供坯料，同时2250mm产线部分板坯来自于2300mm连铸机。

整体平面布置简图如图1所示：
图 1 热轧2250mm产线平面布置图
得益于图1所示“天上地下，四通八达”的板坯库物流通道设计，2250mm产线先天设计上就有突破热送热装瓶颈的优势。

2.2产能及燃耗指标实绩
2250mm产线设计产能550万吨，于2015年投产，2016年9月实现月达产，2017年实现年产能突破设计产能。

产线产能及燃耗指标趋势如图2所示：
图 2 产能与燃耗趋势对比图
图 3 热送热装率与燃耗趋势对比图
研究表明，2250mm产线产能、热送热装率和燃耗三项指标变化主要经过以下
三个阶段：
第一阶段为2016年-2017年，得益于机组产能提升和热送热装率的快速提升，燃耗指标迅速下降并达到39kgce/t的设计水平。

第二阶段为2017年-2018年，随着产能稳定在机组产能上限，月均产能在
50万吨左右，热送热装率也处于40-50%之间较为稳定的水平，因而，燃耗指标
基本稳定在35kgce/t的水平。

第三阶段为2018-2019年，月均产能仍维持在50万吨左右，随着热送热装
率进一步提高到60%的水平，燃耗指标进一步降低至33kgce/t的水平。

综上所述，在当前2250mm热轧产线常能无法大幅度提升的环境下，要提高
产线加热炉的燃耗水平，必须以进一步提升热送热装率为突破口。

3.热送热装率提升措施实施过程及效果
首先按照板坯热送、热装两个环节，结合历史台账，对制约的瓶颈因素进行
梳理，并针对各关键因子制定相关措施，按月推进。

3.1减少切断5小时内装炉不足400℃比例
建立板坯库温降模型，并定期对切断5h内、10h内和15h内装炉板坯的平均装炉温度进行跟踪，以典型的案例跟踪到每个垛位的温降趋势，对板坯库内温度场进行排摸和研究，过程曲线如图5所示。

为了减少板坯在库内的温降，采取集中堆放、加强密封等措施形成板坯库内大缓冷区，细化颗粒度，对每一块切断5小时内装钢未实现热装的板坯进行按班、按责任人管理。

图 4 切断5h内热装成功率与热装率趋势图
图 5 按切断时间统计平均装炉温度趋势图
研究表明，持续实施以上减少切断5小时内装炉不足400℃比例的措施，对
切断5h热装成功率的提升效果较为显著，同时对热送热装率提升的亦有显著贡献。

并且，通过研究库内温度场，有效提升了相同切断时间的板坯平均装炉温度，并以此在2021年11月实现了板坯切断10-15h装钢平均装炉温度超过400℃。

3.2减少公里数限制或薄料块数限制、过渡料预留未装炉比例
同宽公里数限制、薄板轧制块数限制和过渡料预留，其根本原因都是2250mm
产线未能实现自由轧制。

通过定期采集轧机垂直方向功能精度信息，实现功能精
度超标在线预警，并以此强化机组对于功能精度和间隙的管理，进而为同宽公里
数的限制突破创造条件。

通过轧制速度审视和挖潜，对轧制节奏再提升，并以此
对轧制稳定性提出新要求，探索稳态油柱预埋的先进操作法，实现了薄板连轧块
数在原基础上翻番。

同时，针对新材质新装备CPC高速钢辊的使用，从后机架开始试验成熟后逐
步拓展至前机架，稳定使用后推进同宽公里数提升试验，最终实现CPC高速钢辊
连轧次数提升22%，同宽公里数提升40%，轧制公里数提升20%。

3.3减少钢轧计划不匹配未装炉比例
在出钢上，结合轧制计划规程与连铸出钢原则，将目标出炉温度迥异、断面
跳跃大和厚度规格难匹配的合同区分出钢，以流通材为过渡，实现板坯“能出即
能装”。

同时，以轧制节奏提升为拉力，实现炼钢拉速提升，出钢节奏与轧制节
奏相匹配，杜绝轧制过程等热坯现象。

一方面，计划停机提前策划，以日修与换包同步、定修与下线钢种匹配，检
修与年修结合的为抓手，初步实现钢轧一体化计划排程的智能排程模式。

另一方面，非计划停机强化保温坑使用的常态化、标准化管理，与库内温度场研究结合，探索极致密封下的极致温降效果，实现24h停机开轧100%热装。

3.4热送热装率提升效果
虽然在实际推进的过程中未实现极致的热装，但通过各方面措施的持续优化，热送热装率指标亦实现了持续的进步，其趋势如下图6所示。

随着热送热装率的
大幅度提升，尤其是2021年11月由60%提升至接近80%热装水平后，燃耗指标
从35kgce/t水平显著降低至30kgce/t的水平。

图 6 热送热装率与燃耗趋势图
4.结论
虽然热送热装在各热轧产线的实践过程中，已经发展到了非常高的水平，但
是随着市场环境的进一步下行，尤其是与快速实现碳达峰、碳中和的自我需求相
结合，近阶段钢铁行业节能降耗的要求会进一步提高。

如何更好地将热送热装水
平发挥到极致，并将高水平的热送热装率转化为节能效果，将是未来钢铁行业节
能降耗的下一步研究方向。

参考文献：
[1]何峰. 基于残氧在线检测的加热炉燃烧优化控制研究与实现[D]. 武汉科
技大学, 2017.
[2]孙福权, 郑秉霖, 唐立新, 等. 炼钢-连铸-热轧一体化集成调度管理[J]. 钢铁, 1998.
[3]卢凤喜, 王德诚. 国内外连铸板坯热送热装发展态势及对策[J].武钢技术,1998(5):21.。