钢铁工业的节能与环保.doc

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1、钢铁工业的节能与环保摘要：木文介绍了钢铁工业中钢铁材料典型工件制造过程屮的能源消耗、C02的排放,通过轧辘的制造过程，分析、计算其制造全过稈中涉及到的能源消耗，并阐帑了减少能源消耗的措施，并指出了未来我国钢铁行业的发展方向。关键词：轧辐，热处理，能源，节能减排，环保。1•引言钢铁丁•业是国民经济的重要基础产业,是国家经济水平和综合国力的重要标志。我国钢铁产业取得了长足的进步，特别是近十年来发展迅猛，钢铁年产量El1996年起连续蝉联世界第一，消费呈也-名列世界之首。但随着我国经济的快速增长，资源能源消费约束明显显现，能源供求矛盾II益突出，高污染、高能耗的特点也使钢铁工业在防污减排、节能

2、降耗等方面承受着一定的压力。因此钢铁工业发展必然而临资源不足、环境污染的严重制约。发展资源节约型环境友好型钢铁工业已迫在眉睫。其屮轧辘是使（轧材）金属产生劇性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。轧辘是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一纟R轧辘滚动时产生的压力来轧碾钢材。它主要承受轧制时的动静载荷，磨损和温度变化的影响。2•轧辘选取，确定制造流程2.1轧辘选取要求（1）板坯厚度大，轧辘必须具有较好的咬入性。（2）板坯温度高，轧制速度较慢，轧件和轧辘接触时间较长。轧辘必须具有较好的抗热裂性、抗热疲劳性。（3）工作辘貞径大（01210/lllOmm）.辘身长度大（5050m

3、m）,承受的轧制力高,主电机带动工作辐传动。要求轧辘有较高的抗断裂性，轧辘辘身和辘颈必须有较高的强度。（4）高的轧制温度也要求轧辘具有高温耐磨性。（5）由于粗轧和精轧在同一机架完成，所以既要考虑到粗轧时轧件厚度大，宽度小，轧辘所受冲击大，轧辘使用而积少，轧件与轧辘间易出现打滑等。也要考虑精轧时，轧件宽而长,轧辘使用而积大。同时，单机架四辘轧机，在轧制低合金专用钢和高强度品种钢时，要采用控制轧制和控制冷却技术，通常进行交叉轧制，轧制温度低，轧制力大。要求轧辘具有耐磨性好、抗热裂性好、耐表面粗糙能力好、强度高、对热的敏感低等性能。木文以大型支承辘为分析对象。图2是支承辐简图，各部尺寸如图所示

4、。支承轻所用材料为70Cr3Mo钢。表1和表2为其常用参数。假设其制造全流程从冶炼开始。现场所采用的锻示热处理工艺如图3所不，最终热处理工艺如图4所示。奥氏体化结束示，将匸件淬入汕屮，55min后出汕转入温度为3000C的冋火炉屮保温30h,然后出炉空冷至室温。要求辘身淬火示硬度达到75HS,有效淬硬深度为45mm（硬度为67HS处距表面距离），辘颈便度为40〜45HS。硬深度为45mm（硬度为67HS处距表面距离），辘颈硬度为40〜45HS。c.Si,MmP,S、SNi、Mo,0.68-0.750.50-0.700.45-0.65<0.017.<0.012、2.82*3.30<0.60

5、,0.25-0.55表270Cr3Mo洞的有关羞数卩Acl始.，Acl终,Ari始Ari终、Msi锻苣加热入炉温度、始锻温度,78尸C、825cC,705C665&C,195°C><450eC,1220"C,工艺流程：配料f冶炼一LF/VD-铸锭一电渣重熔一加热一锻造一锻后处理一粗加工一调质一半精加工-*感应淬火一冷处理f冋火-*精加工f包装。730*i1480丄WL730所选工艺屮从冶炼开始，到I叫火结束是主要耗能阶段，其屮主要计算冶炼、锻后处理、以及工件最终奥氏体化和冋火消耗的能量和C02排放量。S270Cr3Mo钢轧辗锻后热处理工艺卩囹3最终热处理的奥氏体化工艺心3•计算能耗和C0

6、2排放量标准煤的热值约7000Kcal/kg；1Kcal约等于4182焦耳。火电的发电热效率在35〜37%；岚接用天然气加热，热效率为35〜45%；每度电木身的热功当量860大卡；即0・1229T克标准煤。根据生命周期评估解结果，中国电网电力(各种电力混合后的平均值)1度电的CO2排放是960g左右。(屮国生命周期基础数据库CLCD)有效热量：工件由初始温度升到所要求的最高加热温度所需要的热量：Qwork=-如0)式屮：q一一工件的质量，(kg);to和tl一一工件的初始温度和最高加热温度，(°C);c0和cl—王件在t0和tl温度时的平均比热，(kJ/kg/C)计算：工件质最：3・14

7、*(650/2)2*730*2+3.14*(1065/2)2*1480+2*{3・14*(650/2)2+3・14*(1065/2)2+[3・14*(650/2)2+3・14*(1065/2)2]1/2}*230/3=2・05*109mm32.05*109mm3*10-3*7.81=16*106g=16t冶炼：杏每吨铸铁消耗电能550〜700度，该工件用电8800〜11200度，CO2排放量为960*(8800-11200)=8.4