冷床余热回收利用现状与发展

摘要：冷床余热回收是节约能源和提高能源利用率的重要途径。本文分析了冷床余热利用的潜力，详细介绍了目前冷床余热回收利用的几种方式。针对当前冷床余热利用情况，指出了冷床余热回收利用技术的研发前景。

关键词：冷床;余热利用;节能

引言

冷床是冶金工业生产中重要的冷却设备，在冷床上，随着轧件温度的降低，大量的热能逐渐散失掉，明显造成大量的能源浪费。轧钢冷床余热回收是节约能源和提高能源利用率的重要途径。采用一定的余热回收技术对轧钢冷床余热进行回收和利用，不但可以创造可观的经济效益，同时可以减少环境污染，具有一定的节能意义。

1冷床余热分析

在生产棒材、型材等钢铁产品时，经过轧制工序后要进入冷却工序。冷却工序是将轧制后的半成品经过辊道等传输装置，送至冷床上进行自然冷却或喷水冷却，使轧件由冷却前的800～950℃降低到下冷床时的80～100℃以下[1]。这个过程中损失了大量的热量，既造成了能源的浪费，又对环境造成了污染。尤其在夏天，恶化了工作环境。

由于轧件在冷床上逐步进行冷却，所以冷床上各段温度也不同，高温段温度可达600-800℃，低温段温度为80-100℃，造成热源不稳定，加之冷床上方常常进行轧件的吊装工作，冷床余热回收存在很大的困难,国内外有关研究人员对此进行了一些研究。

2冷床余热回收技术的现状

2.1封闭式冷床余热回收

瑞典阿维斯特钢厂建立起在板坯散热冷床上利用板坯热能的能源回收系统，并于1980年9月中旬投产。阿维斯特钢厂的设计和布置方法是：从连铸机输出辊道到板坯贮存库之间，使板坯通过一个由管道系统做内衬的封闭式冷床。板坯由步进梁移送通过冷床。锅炉供给的循环水通过冷床内衬管道被板坯热辐射加热至约85℃[2]。这种类型的热回收系统，可以获得低温蒸汽。只要空间允许，能方便地安装在现有连铸机上。根据阿维斯特钢厂这套装置投产日期能源价格计算，其投资成本可在3至4年内全部收回。缺点是如果发生跳钢现象，则会破坏封闭式冷床上方的管道系统。

刘仲尧，薛如升[3]根据车间生产情况的要求，为了充分吸收利用钢坯的高温辐射热，在距冷床上面钢坯上300-350mm处，采用安装排装无缝钢管将钢坯全部覆盖，用此排装钢管下方作为受热面，在每根无缝钢管两旁，各焊接一根扁钢，使整个受热面组成一个密封平面，整个排管上表面均用石棉泥进行保温绝热包扎，受热面与安装在近旁的汽包组成一个闭合循环回路，排管前联箱上部，后联箱下部各有一根上升管和下降管，汽包中的水经下降管流入受热面后，水受热变成蒸汽，在一定的压力下，汽水混合物经上升管进入汽包，分离后的蒸汽经主气管导出供有关部门使用。此方案采用强制循环汽化冷却方式。这种冷床余热利用技术存在以下问题：强制循环系统的阻力较大，自然循环受热面安装距离稍高、绝热挡板形式欠妥等问题。有时还会有跳钢现象发生。所以此技术尚未成熟，需不断改进结构。此余热利用方案示意图如图1所示。

2.2采用换热装置回收冷床余热

换热器是一种能实现不同温度的物料之间热量传递的节能设备，能使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到规定的指标，也是提高能源利用率的主要设备之一。有关研发人员根据冷床热源特点而将换热装置应用到冷床的余热回收过程中。

2.2.1列管式换热器回收冷床余热

蔡玉强，王杰[4]自制了一套结构简单的列管式换热器，该换热器以一定的高度悬在冷床上，可以充分吸收冷床上钢坯的辐射热量进行换热，产生热水。该换热器结构如图2所示，由钢管，两个相同尺寸的水箱和四个支撑脚焊接而成。四个支撑脚搁置在冷床左右两侧的走台上，每5根钢管为一组，上下交错排列。水箱由钢板焊成，其内部由钢板分成上下两层，每一层又由一块块钢板隔成一个个小封闭腔，每一个封闭腔与一组或两组并排的钢管相接，。该换热器结构简单、制作方便，而且因为有多个封闭腔，致使水流行程很长，水吸热充分。，使得冷水经过水管时，能充分吸收热钢坯释放的热量。