陕钢集团龙钢公司与西安盛世优联经过多年的研究开发，实现了冷床辐射余热稳定回收，建成了国内首条轧钢棒材冷床余热回收工业化示范线。该系统运行稳定；不影响棒材质量和性能；不影响冷床正常生产和检修。轧钢棒材冷床余热回收工业化示范线的成功研发，突破了钢铁行业低品位辐射余热难回收的技术难题，且该技术不局限于棒材产线，可规模化推广至钢管、圆钢、型钢、板材等各类自然冷却轧钢冷床，同时还可复制移植到炼铁高炉出铁出渣通道、炼钢连铸冷床等高温工序。

一、轧钢棒材冷床余热回收主要内容

轧钢棒材冷床余热回收利用系统（RCBHR）主要依托辐射传热原理，在冷床上方布置取热装置捕获钢材辐射热能，通过汽水循环产出饱和蒸汽并入厂区蒸汽管网，实现余热回收利用。

1.1 工艺流程

如图1所示，首先软水经除氧器去除水中溶解氧，除氧水进入蒸汽包，蒸汽包中的高温高压水经强制循环后输送至各台取热器。取热器悬挂于冷床上方，全面覆盖冷床高温区域。取热器吸收冷床上棒材的辐射热，使高温高压热水转化成高温高压汽水混合物，由蒸汽包进行汽水分离，分离出的蒸汽被输送至蒸汽管网使用。

图1 轧钢冷床余热回收技术流程图

1.2 技术原理

轧钢冷床余热回收系统是将取热器设置于冷床上方吸收棒材辐射热，辐射的热量将高温高压水转化为高温高压蒸汽。该技术的理论支撑基于斯蒂芬-玻尔兹曼定律：E=εσT4，式中：E为物体的辐射力，单位W/m2；ε为物体的辐射系数；σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，σ=5.67032×10-8 W/(m2·K4)；T为物体的绝对温度，单位K。

研究表明，当温度高于600 ℃时，物质间的传热以热辐射为主，而任何单一物体的发射率均小于绝对黑体发射率，即均小于1。由斯蒂芬-玻尔兹曼定律可知，棒材的辐射力和绝对温度的四次方成正比。棒材绝对温度每增加1倍，棒材的辐射力将增加16倍。可见，温度是辐射传热的重要因素。其次，提高物体的发射率，可强化辐射传热能力。如物体表面发射率为0.7，采用高辐射覆层节能技术后，表面发射率可提高至0.9以上，理论上可提高传热量20%以上。

因此，提高取热器表面接收率，可提高传热量，最终实现蒸汽回收率的提高，这也将是该技术后期重点改进的方向。

二、轧钢棒材冷床余热回收系统特点

轧钢冷床余热回收系统的创新点主要体现在扁平式快速吸收棒材冷床热量的特殊取热器以及基于起重机研发的悬臂吊专用设备。

（1）所开发的快速取热器的耐高温、吸热快，可快速吸收冷床上棒材的辐射热，经系统强制循环后产生稳定连续的饱和蒸汽。取热器内部管道多层布置，最大限度地增加换热面积，提高热回收率。

（2）吊挂取热器悬臂吊耐高温，可实现单动、联动，切换方便。灵活稳定的机械结构在冷床出现飞钢等突发情况时可以快速移动或升降取热器，方便冷床检修，并增设了取热器意外防跌落装置。

（3）采取先进智能控制技术，辐射传热产蒸汽余热回收系统实现全程无人值守自动运行，不增加工作岗位。

（4）改造无需改动原有轧钢工艺、冷床基础与成品转运流程，不影响棒材产品质量、冷床正常生产与设备检修。

三、技术应用情况

陕钢集团旗下龙钢公司于2023年6月建成了国内首条轧钢棒材冷床余热回收工业化示范线—棒材冷床余热回收利用系统（Rolling Cooling Bed Hot Recovery简称：RCBHR系统）。应用表明回收的饱和蒸汽额定回收流量超过10 t/h，最高瞬时流量可达14.965 t/h，日回收蒸汽量202 t/d，饱和蒸汽压力达0.9 MPa，所回收蒸汽送入发电用蒸汽管网。年回收蒸汽量约6.72万吨，年减少CO2排放量约2.04万吨，吨钢回收蒸汽44.8公斤/吨。该系统运行稳定；不影响棒材质量和性能；不影响冷床正常生产和检修。该技术曾于2022年12月，列入中国钢铁工业协会发布的《钢铁行业极致能效工程之技术清单（BAT)》，荣获中国冶金报社2024年“钢铁行业绿色好技术”。 龙钢集团拥有轧钢棒材冷床余热回收技术的全部知识产权，愿与全国钢铁行业兄弟企业双赢合作大力推广应用，继续创新拓展研究并大力推广应用，为冶金行业绿色低碳转型赋能和贡献力量。

来源：陕西龙门钢铁（集团）有限责任公司