CN105018714B - 连续退火炉内气氛增湿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续退火炉内气氛增湿方法，其包括步骤：将连续退火炉的直火加热段的燃烧废气抽取到连续退火炉的辐射管加热段和均热段以调节辐射管加热段和均热段的气氛露点。本发明所述的连续退火炉内气氛增湿方法能够增加连续退火炉内的湿度，以调节连续退火炉内的气氛露点，并有效地避免了炉膛内衬和带钢表面的氧化。

Description

连续退火炉内气氛增湿方法

技术领域

本发明涉及一种带钢的热处理控制方法，尤其涉及一种连续退火炉的控制方法。

背景技术

在连续退火炉中，冷轧后的带钢经过加热和冷却等热处理工艺后，才能达到用户所需要的机械性能。在连续退火炉内，带钢和炉内气氛的接触会使带钢表面状态发生变化，因此，需要根据产品表面质量的不同需求来调节和控制退火炉内的保护气氛。现有的连续退火炉（立式或卧式）如图1所示，在连续退火炉1沿着带钢的行进方向Q的两端分别设置有一活套小车2，3，连续退火炉内具有三个区域，其沿着带钢的行进方向分别为加热区4，均热区5和冷却区6，在连续退火炉外设有增湿器7以向连续退火炉的加热区4和均热区5通入混合气体(包括水蒸气、氮气+氢气)。如图1所示的连续退火炉可以通过调节炉膛进气中的氢气浓度来调整炉内的氢气含量，也可以通过调节保护气体进气量和流动方向来调整炉内气氛的氧气浓度，但是这样的连续退火炉对炉内的露点缺乏有效的调控手段，很难满足日趋严格的带钢表面质量的控制需求。因此，钢材领域的企业希望获得一种新型的连续退火炉，使得连续退火炉能够具有炉内气氛露点的调节控制功能。

现有的连退退火炉增湿装置的结构存在以下缺点：

1）低温高露点的增湿气体具有较强的氧化性，尤其会造成进气孔附近炉膛内衬的氧化。

2）在低温季节，低温增湿气体在进入炉膛之前容易在管道中结露从而生成水，水进入炉膛进一步加剧了炉膛内衬板的氧化程度，甚至会造成炉内进水，造成带钢的严重氧化。

3）增湿气体进入炉膛内再扩散，容易造成炉膛内增湿不均匀，造成局部增湿过度或增湿不足的现象。

4）增湿装置的结构和露点调节控制都比较复杂，日常维护难度大，设备初期投入成本高。

带钢在连续退火炉内通过加热和冷却等热处理工艺段，在整个退火过程中都会和炉内的保护气氛充分接触，并且带钢表面和炉内气氛发生相关的化学反应，从而会改变带钢的表面形态和表面特征。调整炉内气氛的露点实际上就是调整炉内气氛的氧化/还原性，露点越高则炉内气氛氧化性越强，反之亦然。不同钢种在退火过程中有可能对炉内气氛露点的要求是不同的，因而，需要采用有效的调整手段对于炉内气氛露点进行充分调节。

公告号为CN202595220U，公告日为2012年12月12日，名称为“一种连续退火炉气氛露点控制装置”的中国专利文献涉及了一种连续退火炉气氛露点控制装置。该露点控制装置通过一个PID控制器控制加湿槽内的加热元件或者控制冷、热水槽向加湿槽注入一定体积、一定流量的超纯水来调整气氛露点。

公告号为CN201605295U，公告日为2010年10月13日，名称为“高精度连续退火炉用加湿装置”的中国专利文献公开了一种高精度连续退火炉用加湿装置，其包括供气端的加湿器主体和中间储罐，加湿器主体包括密封槽,密封槽上连接有三套供给管路，分别为保护气体供给管路、饱和水蒸汽供给管路和纯水供给管路，中间储罐的进气端通过中间湿气管路与密封槽相连,中间储罐的送气端通过湿气管路与退火炉相连，中间储罐上装有露点仪，中间湿气管路的初始段装有温度传感器，温度传感器和露点仪将信号反馈给露点控制器，露点控制器控制饱和水蒸汽供给管路上的流量调节阀。

公开号为CN101287854A，公开日为2008年10月25日，名称为“含SI钢板的连续退火热浸镀方法以及连续退火热浸镀装置”的中国专利文献涉及了一种连续退火热浸镀方法及其装置，该方法用于对含SI钢板进行热浸镀的退火炉的热浸镀装置，不会使钢中的SI发生表面氧化，而是发生内部氧化，以避免钢板的镀覆性能的下降和合金化的延迟。在使用依次具有加热带前段、加热带后段、保温带以及冷却带的退火炉、以及热浸镀槽的连续退火热浸镀方法中，将钢板温度至少在300℃以上的温度区的钢板的加热或保温设定为间接加热，将各带段的炉内气氛设定为氢H:1～10VOL%、余量为氮以及不可避免的杂质的气氛，在加热带前段，将加热中的钢板到达温度设定为550℃～750℃、将露点设定为不足-25℃、接着将加热带后段以及保温带的露点设定为-30℃～0℃、将冷却带的露点设定为不足-25℃，并在这样的条件下进行退火。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续退火炉内气氛增湿方法，其能够增加连续退火炉内的湿度，以调节连续退火炉内的气氛露点，并有效地避免了炉膛内衬和带钢表面的氧化。

为了达到上述发明的目的，本发明提供了一种连续退火炉内气氛增湿方法，其包括步骤：

将连续退火炉的直火加热段的燃烧废气抽取到连续退火炉的辐射管加热段和均热段以调节辐射管加热段和均热段的气氛露点。

为解决现有方法对连续退火炉内的气氛增湿不均匀，并容易造成炉膛内衬和带钢表面氧化的问题，本发明提供了上述连续退火炉内气氛增湿方法。该连续退火炉内气氛增湿方法利用直火加热段燃烧所产生的高温、高湿废气，将其加入到辐射管的加热段和均热段内。由于废气温度通常高达500-800℃，一方面降低了炉内气体结露的可能性，另一方面由于高温状态下的增湿气体的氧化性较弱避免了炉膛内衬和带钢表面的氧化。又由于是直火加热段燃烧所产生的废气，其气体的混合均匀性好，有利于提高连续退火炉内气氛增湿的效率和增湿的均匀性。

为了更有效、更精确地控制调节炉内的气氛露点，进一步地，在本发明所述的连续退火炉内气氛增湿方法中，根据所述辐射管加热段和均热段的露点检测值和目标值，反馈控制自直火加热段流入辐射管加热段和均热段的燃烧废气量。

上述控制方法对于提高带钢表面质量有着良好的作用和效果，尤其是能够很好地改善带钢在热镀锌制造工艺中的带钢表面锌层结合力。

更进一步地，在本发明所述的连续退火炉内气氛增湿方法中，将抽取自直火加热段的燃烧废气通过直火加热段和辐射管加热段之间的炉喉在连续退火炉内直接依次输送到辐射管加热段和均热段，以一并调节辐射管加热段和均热段的气氛露点。

通过设于直火加热段和辐射管加热段之间的炉喉的燃烧废气可以均匀地扩散进入辐射管加热段和均热段，不仅增湿均匀性好，而且增湿效率高。同时能够实现该控制方法的装置设备结构简单，实施步骤便于操作。

更进一步地，在本发明所述的连续退火炉内气氛增湿方法中，将燃烧废气从直火加热段抽取到连续退火炉外，并再次分别输送到连续退火炉内的辐射管加热段和均热段，以分别调节辐射管加热段和均热段的气氛露点。

通过控制分别进入辐射管加热段和均热段的直火加热段的燃烧废气，来实现不同热处理加工段的气氛露点的差异化控制，这样更有利于有效地控制连续退火炉内的气氛露点。

与现有的炉内气氛露点的控制方法相比较，本发明所述的连续退火炉内气氛增湿方法能够有效地防止增湿气体容易结露，避免炉膛内衬和带钢表面容易氧化，具有增湿效率高，均匀性好的特点。

此外，本发明的连续退火炉内气氛增湿方法在利用辐射管加热段和均热段的露点检测值和目标值，采用反馈控制自直火加热段流入辐射管加热段和均热段的燃烧废气量的情况下，能够提高带钢表面质量和改善带钢加工工艺效果。

附图说明

图1为现有的连续退火炉的结构示意图。

图2为实现本发明所述的连续退火炉内气氛增湿方法的一种实施方式的连续退火炉的示意图。

图3为实现本发明所述的连续退火炉内气氛增湿方法的另一种实施方式的连续退火炉的示意图。

具体实施方式

下面将根据具体实施例及说明书附图对本发明所述的连续退火炉内气氛增湿方法做进一步说明，但是该说明并不构成对本发明技术方案的不当限定。

图2示出了实现本发明所述的连续退火炉内气氛增湿方法的一种实施方式。

如图2所示，在连续退火炉10沿带钢的行进方向P的两端分别设置有入***套11和出***套12，整个连续退火炉内沿其长度方向依次设置有直火加热段13，辐射管加热段14，辐射管均热段15以及冷却段16，直火加热段13和辐射管加热段14之间设有炉喉17，在辐射管均热段15的出口处设置有排风设备18。

请继续参阅图2，通过图2所示的连续退火炉实现炉内气氛增湿的步骤为：

1）通过排风设备18对连续退火炉10内的气体进行适当排放，以改变连续退火炉内的气体流向，使得直火加热段13内所产生的高温、高湿废气（包括H₂O和CO₂）通过设置于直火加热段13和辐射管加热段14之间的炉喉17被抽取走；

2）被抽取的高温、高湿废气则依次进入辐射管加热段14和辐射管均热段15中；

3）实时检测辐射管加热段14和辐射管均热段15内的气氛露点，将测得的露点检测值和设定的露点目标值进行比较；

4）通过比较后的差值来反馈控制排风设备18的气体排放量，以控制从直火加热段13进入到辐射管加热段14和辐射管均热段15内的燃烧废气的流量，从而达到一并调整和控制辐射管加热段和辐射管均热段的气氛露点的目的。

另外，由于炉喉17的体积较大，废气的扩散性好，由此，高温、高湿废气能够均匀地进入到辐射管加热段14和辐射管均热段15中，因而，其对于连续退火炉内的气氛露点的增湿均匀性好，增湿效率高。另外，废气的温度高达500-800℃，一方面降低了增湿气体结露的风险，另一方面避免了炉膛内衬和带钢表面的氧化。

图3则示出了实现本发明所述的连续退火炉内气氛增湿方法的另一种实施方式。

如图3所示，在连续退火炉20沿带钢的行进方向P的两端分别设置有入***套21和出***套22，整个连续退火炉内沿其长度方向依次设置直火加热段23，辐射管加热段24，辐射管均热段25以及冷却段26，在直火加热段23的出口处设有管道，其与排风设备28连接，以将直火加热段23中的废气排出至连续退火炉20外，在辐射管加热段24和辐射管均热段25的出口处分别设置管道，该管道分别通过控制阀27和控制阀29与排风设备28连接，以将从直火加热段23排出的废气分别引入到辐射管加热段24和辐射管均热段25中。

从图3可以看出，由于在直火加热段23的出口处设有排风设备28，且该排风设备2分别通过管道与控制阀27和控制阀29连接，这样，如图3所示的连续退火炉可以通过控制阀27和控制阀29来单独地控制输送到辐射管加热段24和辐射管均热段25的废气流量，从而实现辐射管加热段和辐射管均热段的气氛露点的差异化控制。

请继续参阅图3，通过图3所示的连续退火炉实现炉内气氛增湿的步骤为：

1）通过排风设备28将直火加热段23内所产生的高温、高湿废气（包括H₂O和CO₂）排出连续退火炉20外；

2）被排出的高温、高湿废气通过排风设备28，分别经由控制阀27和控制阀29依次进入辐射管加热段24和辐射管均热段25中；

3）实时检测辐射管加热段24和辐射管均热段25内的气氛露点，将测得的露点检测值和设定的露点目标值进行比较；

4）通过比较后的差值来反馈控制排风设备28的气体排放量，同时，通过控制阀27和控制阀29来分别控制进入到辐射管加热段14和辐射管均热段15内的燃烧废气的流量，从而可以实现单独调节辐射管加热段和辐射管均热段的气氛露点的功能。

需要说明的是，不同钢种对于连续退火炉内的气氛露点需求是不同的，因此，辐射管加热段和辐射管均热段中所设定的露点目标值也是各不相同的。

本发明的连续退火炉内气氛增湿方法可以实现连续退火炉炉内气氛露点的控制调节，克服了现有技术中连续退火炉的露点气氛调节易造成炉膛内衬和带钢表面的氧化，以及增湿气体容易结露的缺陷，对改善带钢表面质量和其加工性能有着良好的技术效果。

需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种连续退火炉内气氛增湿方法，其特征在于，包括步骤：

将连续退火炉的直火加热段的燃烧废气抽取到连续退火炉的辐射管加热段和均热段以调节辐射管加热段和均热段的气氛露点。

2.如权利要求1所述的连续退火炉内气氛增湿方法，其特征在于，根据所述辐射管加热段和均热段的露点检测值和目标值，反馈控制自直火加热段流入辐射管加热段和均热段的燃烧废气量。

3.如权利要求1或2所述的连续退火炉内气氛增湿方法，其特征在于，将抽取自直火加热段的燃烧废气通过直火加热段和辐射管加热段之间的炉喉在连续退火炉内直接依次输送到辐射管加热段和均热段，以一并调节辐射管加热段和均热段的气氛露点。

4.如权利要求1或2所述的连续退火炉内气氛增湿方法，其特征在于，将燃烧废气从直火加热段抽取到连续退火炉外，并分别输送到连续退火炉内的辐射管加热段和均热段，以分别调节辐射管加热段和均热段的气氛露点。