齐强。3110702014，金属1101，材料科学与工程学院。
摘要：本文主要介绍钢铁工业生产过程中所消耗的能量和排放的二氧化碳气体等，同时介绍了节能减排的主要措施以及我国将来钢铁工业的发展方向。
关键词：轧辊，热处理，能源消耗，co2排放，节能减排措施。
引言。钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现工业化的支柱产业，同时也是能源消耗和大气污染物排放大户，钢铁工业是国民经济重要的基础原材料工业，属于能源、水资源、矿石资源消耗大的资源密集型产业；在钢铁制造体系中大量的物质、产品流、大量能量转换过程、多种形式的排放过程和大量的废弃物都对环境造成不同层次和不同程度上的影响，因此钢铁工业发展必然面临资源不足、环境污染的严重制约。
其中轧辊是使（轧材）金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要消耗部件。轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件，利用一对或一组轧辊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。
一、 轧辊选取，确定制造流程。
1.轧辊选取要求。
1）板坯厚度大，轧辊必须具有较好的咬入性。
2）板坯温度高，轧制速度较慢，轧件和轧辊接触时间较长。轧辊必须具有较好的抗热裂性、抗热疲劳性。
3）工作辊直径大（φ1210/1110mm）、辊身长度大（5050mm），承受的轧制力高，主电机带动工作辊传动。要求轧辊有较高的抗断裂性，轧辊辊身和辊颈必须有较高的强度。
4）高的轧制温度也要求轧辊具有高温耐磨性。
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，轧辊所受冲击大，轧辊使用面积少，轧件与轧辊间易出现打滑等。也要考虑精轧时，轧件宽而长，轧辊使用面积大。同时，单机架四辊轧机，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。
要求轧辊具有耐磨性好、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。
本练习以大型支承辊为分析对象。图2是支承辊简图，各部尺寸如图所示。支承辊所用材料为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。现场所采用的锻后热处理工艺如图3所示，最终热处理工艺如图4所示。
奥氏体化结束后，将工件淬入油中，55min后出油转入温度为3000c的回火炉中保温30h，然后出炉空冷至室温。要求辊身淬火后硬度达到75hs，有效淬硬深度为45mm(硬度为67hs处距表面距离)，辊颈硬度为40～45hs。
表1 70cr3mo钢的化学成分（wt%）
表2 70cr3mo钢的有关参数。
图1 支承辊简图。
工艺流程：配料→冶炼→lf/vd→铸锭→电渣重熔→加热→锻造→锻后处理→粗加工→调质→半精加工→感应淬火→冷处理→回火→精加工→包装。
所选工艺中从冶炼开始，到回火结束是主要耗能阶段，其中主要计算冶炼、锻后处理、以及工件最终奥氏体化和回火消耗的能量和co2排放量。
图2 70cr3mo钢轧辊锻后热处理工艺。
图3 最终热处理的奥氏体化工艺。
二．计算能耗和co2排放量。
标准煤的热值约7000 kcal/kg；1 kcal约等于4182焦耳。
火电的发电热效率在35～37%；直接用天然气加热，热效率为35～45%；
每度电本身的热功当量860大卡；即0.1229千克标准煤。
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。（中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：
式中： q ——工件的质量， （kg）;
t0 和t1——工件的初始温度和最高加热温度，（℃
c0 和c1——工件在t0和t1温度时的平均比热， （kj/kg.℃)
计算：工件质量：
3.14*(650/2)2*730*2+3.14*(1065/2)2*1480+2**230/3=2.05*109mm3
2.05*109mm3*10-3*7.81=16*106 g=16t
冶炼：查每吨铸铁消耗电能550～700度，该工件用电8800～11200度，co2排放量为960*（8800～11200）=8.448～10.
752t，对应热功当量为7568000～9632000大卡。
锻后热处理：
所选设备：1000 0c标准台车式电阻炉。
额定功率：320 kw l*w*h:3500*1500*1000
1） 有效热量：
16000*[(900*0.687-25*0.46)+(780*0.667-300*0.511)]*273=4.2315*109 kj
即为4.2315*109 kj /4.182/1000=1.01*106大卡。
所以消耗1.01*106大卡/860*0.1229/0.35=412.23千克标准煤。
消耗1174度电，co2排放是1.12t
2）320*（10+10+30）=16000 kw*h
即耗电16000度，co2排放是16000*960=1.536*107 g=15.36t
锻后热处理排放15.36 t+1.12t =16.48t的co2，消耗17174度电。
最终热处理：
所选设备：1000 0c标准台车式电阻炉。
额定功率：320 kw l*w*h:3500*1500*1000
1） 有效热量：16000*（950*0.687-25*0.46）*273=2.8*109 kj
即为2.8*109 kj /4.182/1000=6.69*105大卡。
所以消耗6.69*105大卡/860*0.1229/0.35=273.16千克标准煤，消耗778度电，co2排放是0.746t
2）320*（7+8+2.5+1.5）=6080 kw*h
即耗电6080度，co2排放是6080*960= =5.8368t
锻后热处理排放5.8368t+0.746t =6.5828t的co2，消耗6854度电。
回火：回火设备：6500c井式回火炉。
额定功率：400kw最高工作温度：6500c
料筐尺寸：2200*3500(φ*h)
回火温度：3000c，30h
1）有效热量：16000*（300*0.511-25*0.46）*273=6.19*108kj
即为6.19*108kj/4.182/1000=1.48*105大卡。
所以消耗1.48*105大卡/860*0.1229/0.35=60.33千克标准煤。
消耗172度电，co2排放是0.165t
2）400*30=12000 kw*h
即耗电12000度，co2排放是12000*960=11.52*106 g=11.52 t
回火阶段排放11.52 t+0.165t =11.685t的co2，消耗12172度电。
所以最终一共消耗电45000～47400度， co2排放量为43.1958～45.4998t
三。总结。1.我国钢铁工业的能耗及降低能耗措施。
1）是重点钢铁企业吨钢可比能耗比国际先进水平相差9.81％。2004 年，我国重点钢铁企业平均吨钢综合能耗为705kgce／t；而2000年，工业发达国家吨钢可比能耗平均值为642 kgce／t。
2）是钢铁工业能耗增幅低于钢产量增幅约5％。由于钢铁工业积极采用先进节能工艺技术和装备，在钢产量高速增长的同时，消耗能源的增幅低于钢产量的增幅。
3）是钢铁工业主要工序能耗呈下降趋势。据统计，我国重点钢铁企业主要工序能耗在不断下降，而炼铁工序能耗呈上升趋势则是因为高炉炼铁原燃料**紧张，价位攀升，成分不稳定，质量下降所造成的。通过加强管理，大力开展各项节能技术，2004年的能耗指标好于2003年。
4）是钢铁企业之间工序能耗差距大，节能潜力大。由于中国钢铁工业产业集中度低、技术装备水平差距大、企业数量多、企业规模和装备容量差距大，造成中国钢铁工业是各种类型、多层共同发展的状态。这种情况也就造成了企业之间各工序能耗水平差距大，也可以说节能潜力非常大。
具体节能措施：
1）钢铁工业能源有效利用。
德国钢铁工业主要采用标准的高炉炼铁工艺。因此，铁水是生产大约2500种不同钢的最重要产品，但炼铁需要的能耗高。而炼铁前的高温工艺以及下游工序热加工、转炉冶炼和钢材精轧工艺，需要的能耗少。
设备技术的结构变化、工艺过程的创新、能源市场的**和**波动对钢铁生产过程的能耗和能量载体构成的影响很大。这与能源效率的改善和综合能源管理的进步密切相关，这些进步旨在实现将过程副产物作为能量载体（高炉、焦炉和转炉煤气）或生产工艺蒸汽以及更加有效的**利用废热。
2）一次能耗、还原剂和能量载体组成的变化。
1960年-2008年德国钢铁工业已成功将一次能源单位消耗量降低40%，达到约18gj/t铁水，从技术-经济角度看这是个平衡值。在这一时期，钢铁产量显著增加，这一结果的获得并不简单。在现有设备的情况下，除非以不成比例的高投入为代价，否则不可能实现能耗的进一步降低与能效的进一步提高，只有工艺创新才能带来钢铁能源需求的进一步减少。
工艺改进如薄板坯连铸连轧的开发与应用减少从钢水到精轧热带钢过程中的工序。采用这一技术，从连铸机出来的凝固热铸坯，在输送到多机架精轧机组直接热轧成钢带前，仅需在连续加热炉中稍稍加热，即可使铸坯温度均匀。对特定钢种采用这类新技术，可降低能耗1.
2gj/t钢带。
3）工艺和设备技术创新。
车间和设备改造及创新是保证能效稳定提升不可缺少的条件。钢厂集中在少数几个地点，每个厂家都在提高产能。因此，在过去50年，德国高炉数量减少到15座，约为以前的1/10。
这与应用如高炉负压操作、增大炉缸直径、采用精料冶炼、氧气喷吹以及提高热风温度等新工艺和设备技术不无关系。
节能与环保
建筑部分。1.本节能执行 西安市居住建筑节能设计标准 2.外墙采用外保温，外贴40厚xps保温板。3.住宅屋面采用60厚xps保温板。4.楼梯 电梯间 走道等隔墙在不采暖一侧粉20厚聚苯颗粒保温浆料。5.住宅外门窗采用塑钢中空玻璃门窗。6.住宅户门采用保温防盗门。给排水部分。1.给排水管材均优先选用...
环保节能案例节能
环保节能案例 节能？幼儿园能做些什么？新源幼儿园。大1班。姚轶群。实录 镜头一 早上喝完牛奶，杯子里都是牛奶的味道，小朋友们都去盥洗室里洗小茶杯，然后再去漱口。只看见阳阳喝完牛奶就径直走到了水桶前倒了点水，然后走进盥洗室，把水杯拿在手里轻轻的晃了晃，然后喝了点水漱口。我开玩笑的说 阳阳，还舍不得牛奶...
节能环保标语 节能环保标语经典用语大全
绿行中国，事关你我他。所谓的绿色行动，无非就是在吃穿住行上采取行动，需要每个人的动心起念并付诸积极行动。生活中是否呈现亮眼的 绿色 抑或是高碳的 黑色 需要每个人的动心起念并付诸积极行动。无需纠结于这些举手之劳的事情如何琐碎，更不要对这些看似 芝麻 的小事满不在乎。从我做起 从小事做起吧，让大家一起...
环保节能措施
酒店店节能是一项经常性的工作，潜力较大。节能主要靠加强管理来达到，节能绝不可影响对客服务的质量，不能降低客人的舒适度。由此工程部的经理 主管们常常深入分析各区域能源消耗状况，找准薄弱环节，制定了切实可行的工作措施，对各区域各阶段的电 气，水用量经过检测做出对比，不分时间段进行巡检，观察各区域的空调运...
节能环保教育
周日，我们班为了积极响应学校确定的的班会主题 节能环保教育 活动，开展了一系列班级活动。班会过后，感想颇多。首先是主持人阐述主题 节能环保教育 详细的描述了身边小事以提高自身环保意识。紧接着，第二位同学，发言主题 我身边的节能的好榜样 列举了身边做得好的例子，起到模范作用。第三位发言人 副班长欧石平...
环保节能锅炉
环保节能锅炉性能特点。环保节能锅炉性能先进，结构合理，体积小，占地面积小，热效高，耗煤省，用途广，操作方便，安全可靠。普遍适用于家庭取暖，做饭，洗澡，供开水及广大城乡地区的酒厂 造纸厂 皮革厂 化工厂 养殖厂 服装厂 食品厂 浴池 饮食行业 中小型旅馆和机关团体 部队 学校等企业事业单位的烘干 取暖...
节能环保系统
节能环保系统对整个交通枢纽的资源利用 能源消耗进行监控。使整个枢纽系统在符合国家和地区性 要求的前提下做到社会效益与经济效益良性契合的目的。节能环保系统将对建筑物内所有能源消耗状况进行监测分析，包括照明 插座 空调 电梯等用电以及煤气 用水，暖通热能等。系统依托分析对所有能源消耗的用量进行管理，从而...
节能环保标准
节水管理措施q kygj 60304 2002 a 0 1 3 1 0 目的。减少水量消耗，降低公司成本，节约资源，保护环境。2 0 范围。开元国际物业管理 的所有单位及全体员工。3 0 内容。3 1 生活用水。1 设计管理用房时，用水量 卫生器具配置应按公司有关 管理用房规定 设计。2 及时维修卫...