在国家节能、钢铁产业结构调整、淘汰落后产能的政策引导下，近年来我国轧钢技术发展很快，新建或在建的轧钢生产线不断增加。钢铁生产能耗结构中，轧钢工序仅占总能耗的10%～15%，轧钢加热炉是轧钢系统的主要耗能设备，占轧钢工序能耗的60%～70%。因此，轧钢工序的节能重点是轧钢加热炉节能。随着轧钢产能的提高，轧钢加热炉数量增长迅速，而且向大型、高效、低污染等方向发展。据统计，2006年，我国热轧能力约1.15亿吨；2010年热轧能力达3.8亿吨，轧钢加热炉数量逾千座。

　　新技术、新工艺日益推广应用

　　首钢近年来处于搬迁改造和结构调整的关键期，轧钢加热炉的发展呈现以下特点。

　　向大型化发展。随着加热炉数量的迅速增加，首钢热轧能力接近4000t/h（不含冷轧）。其大型化发展分为两阶段，第一阶段为2006年以前，首钢重点完成北京厂区轧机和加热炉技术改造，投产或改造的加热炉小时产量一般低于200t/h，如2003年首钢中板厂3500mm轧机改造，加热炉最大生产能力为120t/h，2005年首钢一线材完成高速轧机改造，高线三区完成高速轧机改造，加热炉生产能力分别为120t/h和140t/h。第二阶段为2006年至今，首钢建成首秦公司、迁钢公司和京唐公司新热轧生产线，加热炉小时产量高于250t/h，如首秦2006年4300mm轧机工程和2007年3300mm轧机工程配套的双蓄热式步进炉，迁钢2006年投产2160mm轧机工程配套步进炉，京唐2009年投产2250mm轧机工程配套的蓄热式步进炉。

　　步进炉、蓄热炉替代推钢炉。首钢历年来不同类型加热炉数量变化如原创图1所示，由图可知，推钢炉数量逐年减少，步进炉和蓄热炉数量在不断增加，特别是步进炉增加最快。由于步进炉具有受热面积大、加热时间短、氧化烧损和钢坯黑印少、操作灵活等优点，在近年首钢新建的热轧生产线中已完全替代推钢炉，是加热炉节能的发展方向。

　　首钢北京厂区热轧加热炉主要为推钢炉，步进炉很少。以热轧为例，2000年以前仅有高线1台步进炉，其余均为推钢炉；2001年～2006年，尽管北京厂区进行了一些节能技术改造，步进炉仅增加2台（2005年一线完成120t/h步进炉改造，高线完成140t/h步进炉改造），这主要是由于首钢搬迁调整的原因，北京厂区技术改造大幅减少，高线型材和中板等厂矿还是维持原有的推钢炉。尽管首钢中板厂进行过3500mm轧机改造，但由于改造费用等问题而没有采用步进炉替代推钢炉。可见，步进炉在新建轧钢加热炉上容易实现，特别是随着钢坯品种质量的提高，步进炉的优势更加突出。

　　蓄热式加热炉具有高效余热回收、高温预热空气及低NOX排放等优点，近年在我国推广、应用迅速，是国内目前普遍推广的环保节能新技术。首钢北京厂区加热炉主要为改造项目，故蓄热炉增长缓慢，数量不多，仅为3台，如2002年完成的首钢型材三车间蓄热式加热炉改造，2003年、2005年完成的首钢中板1号、2号蓄热式加热炉改造。此后，在首钢新建热轧生产线上，蓄热式加热炉数量稳步增加，集中体现在首秦4300mm和京唐2250mm热轧线上加热炉数量的较大幅度增加。

　　汽化冷却替代水冷技术。汽化冷却与水冷技术比较，具有节水、节能和富产蒸汽等优势，在近年来加热炉上逐步得到推广、应用。有关人士对首钢北京厂区加热炉调研时发现，北京厂区加热炉多数保持水冷方式，汽化冷却技术仅在少数加热炉上实施，但是在首钢近年非北京厂区新建热轧加热炉上，全部采用此技术，如首秦4300mm、迁钢2160mm、京唐2250mm等热轧工程新建加热炉均集成采用了汽化冷却技术。

　　热装热送技术应用普遍。热装热送是轧钢系统最应推广的节能技术，每提高入炉钢坯温度100℃，可以降低加热炉燃耗约6.7×104kJ/t，降低轧钢工序能耗2kgce/t。衡量热装热送技术的节能效果主要有两个重要参数：热装热送率和热装温度。采用一般热送热装工艺时可节能35%，采用直接热送热装工艺可节能65%，再采用直接轧制工艺时可节能70%～80%。采用热送热装可提高加热炉产量，缩短加热时间，减少钢坯氧化烧损，降低建设投资和生产成本，同时可提高产品质量和成材率。首钢无论是北京厂区还是首秦、迁钢等地，热装热送技术普遍得到了推广应用。但是由于受到生产调度和品种钢加热要求的限制，热装率还有待提高。

　　新技术、材料得到应用。北京厂区除近年改造的几台加热炉自动化程度有所提高外，部分加热炉没有进行自动化升级改造，首秦、迁钢和京唐等地加热炉在新建过程中自动化水平大大提高，但是加热炉的二级控制，如直接数字控制还有待进一步推广应用。节能涂料在首钢（如一线材、迁钢等地）加热炉上应用实施，也取得一些节能效果，由于涂料随时间延长节能效果呈下降趋势，故该技术须定期重复使用。

　　品种钢加热炉节能问题须引起重视

　　尽管首钢加热炉节能工作取得很大进步，由于近年来首钢产品结构调整、高附加值产品比例不断提高，加热炉节能工作出现了一些新问题，如部分轧钢加热炉能耗不降反升、氧化烧损增加等问题。近年来首钢板带材加热炉数量不断增加，而线型材加热炉数量不断减少，说明首钢加热炉向高附加值产品加热方向发展。近年来首钢加热炉能耗不降反升。

　　由于钢材品种的变化，首钢加热炉节能工作须注重以下几方面问题。

　　品种钢的加热节能。由于品种的不同，要求钢坯缓加热或出钢温度升高，则钢坯在炉时间延长会导致加热炉能耗提高。型材出钢温度为1100℃即可，而板材出钢温度一般高于1200℃，通过简单计算，板材加热炉能耗至少比型材高5kgce/t以上。另外，有些品种不适合热装热送，导致热装热送率低，这也是目前轧钢工序能耗提高的主要因素。为此，要研究哪些品种适合热装，哪些品种不合适热装，可热装热送的合适温度（钢坯入炉温度）为多少。

　　钢坯加热均匀性。以往多采用红外热成像技术对不同规格的钢坯加热均匀性进行研究，钢坯温差小于50℃，基本可满足轧制要求。近年来由于某些品种的特殊要求，钢坯内外加热温度均匀性不断提高。如迁钢2160mm加热炉钢坯加热温度应小于35℃，首秦4300mm加热炉钢坯加热内外温差应小于20℃，板坯不同部位温差过大会导致钢坯轧弯、轧制规格达不到预期精度等。故须进行不同品种钢坯规格加热温度的研究，掌握钢坯加热的基本规律，为制定科学的加热制度奠定基础。

　　加热制度。加热炉的加热制度是决定钢坯加热质量的关键，首先加热炉采取两段式还是三段式加热，下加热还是上下加热等方式是加热炉加热的基础，加热炉出钢温度、各段加热温度和加热时间等参数是加热制度的关键参数，为此须进行不同品种加热时间和加热制度的研究，确定经验公式，实现品种钢加热制度的优化。

　　氧化烧损。首钢中板和迁钢等轧钢加热炉氧化烧损问题相对突出，如产品中镶嵌氧化铁皮严重影响产品质量。影响氧化烧损的主要因素有钢坯加热时间、出钢温度和炉内氧气氛。通过调整钢坯加热制度和控制炉内氧气氛等手段，加热炉的氧化烧损问题有所缓解。今后须进一步研究各因素与氧化烧损量的关系，通过优化操作技术将氧化烧损降至最低。