軋鋼加熱爐發展方向：大型高效低汙染
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在國家節能、鋼鐵產業結構調整、淘汰落後產能的政策引導下，近年來我國軋鋼技術發展很快，新建或在建的軋鋼生產線不斷增加。鋼鐵生產能耗結構中，軋鋼工序僅佔總能耗的10%～15%，軋鋼加熱爐是軋鋼系統的主要耗能裝置，佔軋鋼工序能耗的60%～70%。因此，軋鋼工序的節能重點是軋鋼加熱爐節能。
隨著軋鋼產能的提高，軋鋼加熱爐數量增長迅速，而且向大型、高效、低汙染等方向發展。據統計，2023年，我國熱軋能力約1.15億噸；2023年熱軋能力達3.
8億噸，軋鋼加熱爐數量逾千座。
新技術、新工藝日益推廣應用
首鋼近年來處於搬遷改造和結構調整的關鍵期，軋鋼加熱爐的發展呈現以下特點。
向大型化發展。隨著加熱爐數量的迅速增加，首鋼熱軋能力接近4000t/h（不含冷軋）。其大型化發展分為兩階段，第一階段為2023年以前，首鋼重點完成北京廠區軋機和加熱爐技術改造，投產或改造的加熱爐小時產量一般低於200t/h，如2023年首鋼中板廠3500mm軋機改造，加熱爐最大生產能力為120t/h，2023年首鋼一線材完成高速軋機改造，高線三區完成高速軋機改造，加熱爐生產能力分別為120t/h和140t/h。
第二階段為2023年至今，首鋼建成首秦公司、遷鋼公司和京唐公司新熱軋生產線，加熱爐小時產量高於250t/h，如首秦2023年4300mm軋機工程和2023年3300mm軋機工程配套的雙蓄熱式步進爐，遷鋼2023年投產2160mm軋機工程配套步進爐，京唐2023年投產2250mm軋機工程配套的蓄熱式步進爐。
步進爐、蓄熱爐替代推鋼爐。首鋼歷年來不同型別加熱爐數量變化如圖1所示，由圖可知，推鋼爐數量逐年減少，步進爐和蓄熱爐數量在不斷增加，特別是步進爐增加最快。由於步進爐具有受熱面積大、加熱時間短、氧化燒損和鋼坯黑印少、操作靈活等優點，在近年首鋼新建的熱軋生產線中已完全替代推鋼爐，是加熱爐節能的發展方向。
首鋼北京廠區熱軋加熱爐主要為推鋼爐，步進爐很少。以熱軋為例，2023年以前僅有高線1臺步進爐，其餘均為推鋼爐；2023年～2023年，儘管北京廠區進行了一些節能技術改造，步進爐僅增加2臺（2023年一線完成120t/h步進爐改造，高線完成140t/h步進爐改造），這主要是由於首鋼搬遷調整的原因，北京廠區技術改造大幅減少，高線型材和中板等廠礦還是維持原有的推鋼爐。儘管首鋼中板廠進行過3500mm軋機改造，但由於改造費用等問題而沒有採用步進爐替代推鋼爐。
可見，步進爐在新建軋鋼加熱爐上容易實現，特別是隨著鋼坯品種質量的提高，步進爐的優勢更加突出。
蓄熱式加熱爐具有高效餘熱**、高溫預熱空氣及低nox排放等優點，近年在我國推廣、應用迅速，是國內目前普遍推廣的環保節能新技術。首鋼北京廠區加熱爐主要為改造專案，故蓄熱爐增長緩慢，數量不多，僅為3臺，如2023年完成的首鋼型材三車間蓄熱式加熱爐改造，2023年、2023年完成的首鋼中
板1號、2號蓄熱式加熱爐改造。此後，在首鋼新建熱軋生產線上，蓄熱式加熱爐數量穩步增加，集中體現在首秦4300mm和京唐2250mm熱軋線上加熱爐數量的較大幅度增加。
汽化冷卻替代水冷技術。汽化冷卻與水冷技術比較，具有節水、節能和富產蒸汽等優勢，在近年來加熱爐上逐步得到推廣、應用。有關人士對首鋼北京廠區加熱爐調研時發現，北京廠區加熱爐多數保持水冷方式，汽化冷卻技術僅在少數加熱爐上實施，但是在首鋼近年非北京廠區新建熱軋加熱爐上，全部採用此技術，如首秦4300mm、遷鋼2160mm、京唐2250mm等熱軋工程新建加熱爐均整合採用了汽化冷卻技術。
熱裝熱送技術應用普遍。熱裝熱送是軋鋼系統最應推廣的節能技術，每提高入爐鋼坯溫度100℃，可以降低加熱爐燃耗約6.7×104kj/t，降低軋鋼工序能耗2kgce/t。
衡量熱裝熱送技術的節能效果主要有兩個重要引數：熱裝熱送率和熱裝溫度。採用一般熱送熱裝工藝時可節能35%，採用直接熱送熱裝工藝可節能65%，再採用直接軋制工藝時可節能70%～80%。
採用熱送熱裝可提高加熱爐產量，縮短加熱時間，減少鋼坯氧化燒損，降低建設投資和生產成本，同時可提高產品質量和成材率。首鋼無論是北京廠區還是首秦、遷鋼等地，熱裝熱送技術普遍得到了推廣應用。但是由於受到生產排程和品種鋼加熱要求的限制，熱裝率還有待提高。
新技術、材料得到應用。北京廠區除近年改造的幾台加熱爐自動化程度有所提高外，部分加熱爐沒有進行自動化公升級改造，首秦、遷鋼和京唐等地加熱爐在新建過程中自動化水平大大提高，但是加熱爐的二級控制，如直接數字控制還有待進一步推廣應用。節能塗料在首鋼（如一線材、遷鋼等地）加熱爐上應用實施，也取得一些節能效果，由於塗料隨時間延長節能效果呈下降趨勢，故該技術須定期重複使用。
品種鋼加熱爐節能問題須引起重視
儘管首鋼加熱爐節能工作取得很大進步，由於近年來首鋼產品結構調整、高附加值產品比例不斷提高，加熱爐節能工作出現了一些新問題，如部分軋鋼加熱爐能耗不降反公升、氧化燒損增加等問題。近年來首鋼板帶材加熱爐數量不斷增加，而線型材加熱爐數量不斷減少，說明首鋼加熱爐向高附加值產品加熱方向發展。近年來首鋼加熱爐能耗不降反公升。
由於鋼材品種的變化，首鋼加熱爐節能工作須注重以下幾方面問題。品種鋼的加熱節能。由於品種的不同，要求鋼坯緩加熱或出鋼溫度公升高，則鋼坯在爐時間延長會導致加熱爐能耗提高。
型材出鋼溫度為1100℃即可，而板材出鋼溫度一般高於1200℃，通過簡單計算，板材加熱爐能耗至少比型材高5kgce/t以上。另外，有些品種不適合熱裝熱送，導致熱裝熱送率低，這也是目前軋鋼工序能耗提高的主要因素。為此，要研究哪些品種適合熱裝，哪些品種不合適熱裝，可熱裝熱送的合適溫度（鋼坯入爐溫度）為多少。
鋼坯加熱均勻性。以往多採用紅外熱成像技術對不同規格的鋼坯加熱均勻性進行研究，鋼坯溫差小於50℃，基本可滿足軋制要求。近年來由於某些品種的特殊要求，鋼坯內外加熱溫度均勻性不斷提高。
如遷鋼2160mm加熱爐鋼坯加熱溫度應小於35℃，首秦4300mm加熱爐鋼坯加熱內外溫差應小於20℃，板坯不同部位溫差過大會導致鋼坯軋彎、軋制規格達不到預期精度等。故須進行
不同品種鋼坯規格加熱溫度的研究，掌握鋼坯加熱的基本規律，為制定科學的加熱制度奠定基礎。
加熱制度。加熱爐的加熱制度是決定鋼坯加熱質量的關鍵，首先加熱爐採取兩段式還是三段式加熱，下加熱還是上下加熱等方式是加熱爐加熱的基礎，加熱爐出鋼溫度、各段加熱溫度和加熱時間等引數是加熱制度的關鍵引數，為此須進行不同品種加熱時間和加熱制度的研究，確定經驗公式，實現品種鋼加熱制度的優化。
氧化燒損。首鋼中板和遷鋼等軋鋼加熱爐氧化燒損問題相對突出，如產品中鑲嵌氧化鐵皮嚴重影響產品質量。影響氧化燒損的主要因素有鋼坯加熱時間、出鋼溫度和爐內氧氣氛。
通過調整鋼坯加熱制度和控制爐內氧氣氛等手段，加熱爐的氧化燒損問題有所緩解。今後須進一步研究各因素與氧化燒損量的關係，通過優化操作技術將氧化燒損降至最低。
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