國內(nèi)軋鋼加熱爐噸鋼燃耗高、效率低，造成了能源的極大浪費，在國家節(jié)能減排的政策下，要搞好加熱爐節(jié)能工作，提高爐子熱效率，以降低軋鋼生產(chǎn)成本。
能源的競爭是鋼鐵工業(yè)正在面臨的挑戰(zhàn)，降低能源消耗、建立環(huán)境友好的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)成為鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個重要方面，也是鋼鐵工業(yè)利潤增長的一個重要的基礎(chǔ)工作。中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃的建議中也提出，“十一五”期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗要比“十五”期末降低20%左右，重點抓好冶金、建材、化工、電力等行業(yè)的節(jié)能降耗工作。
軋鋼加熱爐的能源消耗約占冶金行業(yè)能源消耗的10%左右，其中軋鋼加熱爐又占了75至80%。中國冶金行業(yè)的軋鋼加熱爐在產(chǎn)量、爐型結(jié)構(gòu)、機(jī)械化、自動化水平及理論操作上與國外還存在一定的差距，爐子噸鋼燃耗高、效率低，造成了能源的極大浪費因此提高加熱爐效率、搞好加熱爐節(jié)能工作，是降低軋鋼生產(chǎn)成本，實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效方法之一。
合理的爐型結(jié)構(gòu)
爐型結(jié)構(gòu)是加熱爐節(jié)能與否的先天性條件，因此在加熱爐新建時應(yīng)該盡量考慮到加熱爐節(jié)能的需要。爐型結(jié)構(gòu)的新建或改造，要使燃料燃燒盡可能多的在爐膛內(nèi)發(fā)生，減少出爐膛的煙氣熱損失；要盡可能多的江煙氣余熱回收到爐膛中來，提高爐子的燃料利用系數(shù)；盡量的減少爐膛各項固定熱損失，提高爐子熱效率。
?。?）采用步進(jìn)式爐型。步進(jìn)式加熱爐的實踐表明，它與傳統(tǒng)推鋼式加熱爐相比有很多優(yōu)點：由于鋼坯之間留有間隙，因此鋼坯四面受熱，加熱質(zhì)量好、鋼材加熱溫度均勻；加熱速度快，鋼坯在爐內(nèi)停留時間短，有利于降低鋼坯的氧化燒損，有利于易脫碳鋼種對脫碳層深度的控制；操作靈活，可前進(jìn)、后退或踏步，可改變裝料間距，控制爐子產(chǎn)量；生產(chǎn)能力大，爐子不受鋼坯厚度和形狀控制，不會拱爐；便于連鑄坯熱裝料的生產(chǎn)協(xié)調(diào)。
?。?）適當(dāng)增加爐體長度。爐體長度是由總加熱能力決定的，但是為了降低燃耗。提高爐子熱利用率，可以適當(dāng)增加爐體長度。爐體短，高溫的煙氣將不能得到充分的利用，廢氣就要帶走大量的熱能從煙道跑掉。因此適當(dāng)延長露體可以使?fàn)t底強度降低，提高熱效率。在一定的加熱條件下，爐床負(fù)荷越高，熱效率越低，燃料單耗越高。反之，隨爐床負(fù)荷降低，廢氣帶走的熱損失將顯著減少。如其它條件不變時適當(dāng)延長爐體，雖然因爐底水管及爐體砌體的增加會使這部分熱損失有所增加，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于節(jié)約的燃料量。
一般而言，爐子每延長1米，可使鋼坯溫度上升25至30攝氏度，排煙溫度下降約30攝氏度，單位熱耗減少1.5至1.8。增加爐體長度主要是延長預(yù)熱段的長度，降低排煙溫度。國內(nèi)一些企業(yè)按照預(yù)熱段長度為全爐有效長度的45至50%，適當(dāng)調(diào)整了預(yù)熱段。取得了明顯的節(jié)能效果。
?。?）減少爐膛空間。爐膛各段高度與長度對爐內(nèi)的傳熱有很大的影響，直接影響著爐子的加熱和燃料的利用，在考慮爐膛高度時，既要保證燃料的充分燃燒，又要使?fàn)t氣充滿爐膛。
（4）爐內(nèi)隔墻。爐內(nèi)隔墻可以起到穩(wěn)定爐壓、控制爐氣流動、控制爐溫、減少煙氣外溢、降低排煙溫度和減少爐頭吸冷等作用。因此，根據(jù)實際情況在爐頭、爐尾及各段之間增加隔墻，對爐子節(jié)能降耗有明顯的效果。
減少爐膛熱損失
爐膛熱損失主要包括水冷、爐門輻射、逸氣、爐襯散熱等熱量損失。減少這部分熱量可以大幅度降低單耗。
1.減少爐底管的熱損失
（1）爐底管的絕熱包扎。為消除加熱爐水管黑印。減少熱損失，提高加熱質(zhì)量及產(chǎn)品質(zhì)量，降低燃料消耗，加熱爐普遍采用了爐底管絕熱包扎技術(shù)。水冷熱損失一般占加熱爐總熱收入的10%左右，這部分熱量損失主要是由爐底縱橫水管及爐用水冷部件造成的。為了減少這部分熱量損失就要加強冷卻水管的隔熱，可將原爐底縱橫水管的單層絕熱包扎改為兩種材料的雙層包扎，可顯著降低水冷帶走的熱量損失。國內(nèi)軋鋼加熱爐的爐底管及水冷滑軌絕熱包扎方法有耐火塑料包扎，陶瓷纖維包扎、硅鋁耐火纖維氈包扎及其它一些不定型耐火纖維預(yù)制件和耐火澆注料包扎等。
?。?）最低管底比。中國軋鋼加熱爐的管底比普遍較大，為盡量降低管底比，現(xiàn)在所采用的方法主要有：增大橫水管間距，在縱水管強度允許范圍內(nèi)，減少橫水管根數(shù)，增大間距；改變縱橫水管支撐結(jié)構(gòu)，采用無水冷縱管及T型橫管支撐。這樣可以減少冷卻水帶走的熱量，使管底比降低，改善了金屬的加熱質(zhì)量。
?。?）特種滑軌的應(yīng)用。近年來，無水冷滑軌、熱滑軌、金屬半熱滑軌等新技術(shù)逐漸被采用，加熱鋼坯的質(zhì)量得到了明顯的改善，能耗也得到了降低。
2.加強爐體的絕熱，減少爐體的散熱和蓄熱
爐內(nèi)均熱段和加熱段爐頂粘貼多晶莫來耐火纖維氈，爐墻外增加了護(hù)爐鋼板，這樣既減少了爐襯蓄熱又減少了散熱。由于爐體的表面積都比較大，一般小時產(chǎn)量為60噸/小時的連續(xù)加熱爐，爐墻的散熱表面積一般為300至400立方米。
3.減少孔洞的逸氣和輻射
在爐子上，除了必要的開孔外，應(yīng)盡可能的減少孔洞的設(shè)置，以減少輻射和逸氣量造成的熱損失。用紅外線照相發(fā)現(xiàn)，如果噴出的氣體溫度達(dá)700攝氏度以上時，則每減少1平方米的開孔面積每小時可節(jié)約11乘104千焦/小時的熱量。
煙氣余熱的回收利用
造成大量熱損失的主要原因還有煙道系統(tǒng)熱損失及換熱器換熱效率不高。
（1）煙氣系統(tǒng)改造?，F(xiàn)在仍有相當(dāng)部分加熱爐采用地下排煙和地下磚煙道，煙氣經(jīng)由埋設(shè)在地下或半地下的磚砌煙道至煙囪派出。這樣的排煙，易使煙氣從爐尾裝料門大量冒出散于大氣，其熱損失占總煙氣派熱量的15至30%。加之，煙道吸冷風(fēng)和地下水常滲入，使煙氣量和煙溫在到達(dá)換熱器之前已經(jīng)損失十分嚴(yán)重，影響換熱器的使用效果。為了利用好煙氣余熱，須對煙道系統(tǒng)進(jìn)行改造，盡可能縮短換熱器前的煙道。同時要有嚴(yán)密的操作爐門和莊出料爐門及靈活的煙道閘門，注重?zé)煹赖膰?yán)密性，這樣可使換熱器前的煙氣熱量保存率不低于90至95%，以利于余熱的充分回收。
（2）換熱器的應(yīng)用及選擇。換熱器是回收煙氣余熱的一種高效節(jié)能設(shè)備。軋鋼加熱爐采用煙氣余熱換熱器，可將煙氣中余熱的60至70%進(jìn)行回收利用，縮短加熱時間，節(jié)約燃料消耗20至30%，提高爐子產(chǎn)量15至30%。換熱器種類很多，除已淘汰的老式陶土換熱器外，就近十年來發(fā)展起來的新型金屬換熱器而言，有片狀管式換熱器、管狀插入件式換熱器、噴流換熱器等。
換熱器的合理選擇
燃燒器作為加熱裝置，越來越得到人們的重視，燃燒器的技術(shù)進(jìn)步也飛速發(fā)展，應(yīng)用比較廣泛，加熱質(zhì)量和節(jié)能效果比較好的燃燒器主要有以下幾種：
?。?）燃煤器高速燒嘴。高速燒嘴具有使?fàn)t內(nèi)溫度均勻，快速提高爐溫及坯料加熱速度等優(yōu)點。同時，由于該燒嘴具有很高的燃燒調(diào)節(jié)比，可使噴出的氣流溫度在200至1,700攝氏度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，故其應(yīng)用范圍廣泛。缺點是噪音大、爐襯壽命短。
?。?）煤氣亞高速燒嘴。煤氣亞高速燒嘴是為了適應(yīng)現(xiàn)代化連續(xù)加熱對大能量、寬爐型、高豐文、長火焰的要求，于上世紀(jì)80年代初研制出的一種節(jié)能低NOx新型燒嘴，它特別適合與平焰燒嘴配套使用，用于下加熱。其主要特點是適應(yīng)高豐文、全熱風(fēng)的要求，風(fēng)溫可達(dá)800攝氏度；燒嘴能量大，使用范圍廣；結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)檢修方便；調(diào)節(jié)范圍大，其調(diào)節(jié)比可達(dá)1:10，火焰噴出速度高，噪音低，爐氣攪拌作用強，爐溫均勻。
?。?）平焰燒嘴。平焰燒嘴具有爐子升溫快、加熱均勻，降低爐膛高度、減少氧化燒損、降低燃料消耗等優(yōu)點。同時它還能改善爐壓分不，減少出料口吸冷風(fēng)，消除裝料口冒火現(xiàn)象。
（4）輻射管燒嘴和蓄熱式燒嘴。輻射管燒嘴具有加熱均勻，不污染鋼坯等優(yōu)點，但是一般加熱溫度低、多用于熱處理爐。蓄熱式燒嘴是近年來興起的一種節(jié)能型燒嘴，它利用一對燃燒器之間的相互蓄熱達(dá)到提高空氣溫度、降低排煙溫度、低氧高效燃燒的目的，但是蓄熱式燒嘴的控制比較復(fù)雜，價格昂貴。