CN104342535B - 一种多气氛段连退炉的降温方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多气氛段连退炉的降温方法及其装置，其具体步骤为：氮气置换氢气作业将各炉段的气氛中氢气含量均置换到1％以下后，将所有炉段的靠近退火炉入口侧的隔离段的第一密封帘完全压下，第二密封帘完全打开，并将排气烟道的挡板开度值均设定为100％，确保后续吹扫降温过程中气氛的流动性；步骤六：各炉段分段吹扫降温，温度降低至300℃时，打开各段炉门进行空冷自然降温。本发明在干湿气氛炉段的降温吹扫过程中，通过设定各隔离段两个密封帘的开闭方式和烟道挡板开度，使各炉段均完全独立的进行吹扫降温，避免了卧式退火炉炉身长℃过长造成的换气降温不畅的问题，充分保证了吹扫气氛的流动性，提高了降温作业效率。

Description

一种多气氛段连退炉的降温方法及其装置
【技术领域】
本发明涉及热处理技术领域，具体地说，是一种多气氛段连退炉的降温方法及其装置。
【背景技术】
在钢铁生产中，某些高附加值冷轧板材产品在冷轧后采用大型卧式连续退火炉进行热处理，由于退火工艺的需要，用于退火的连续退火炉通常都由若干炉段拼接而成，不同炉段的温度，保护气氛组分均不相同，为了实现例如脱碳，渗氮等功能，某些炉段内还具有较高露点和较高氢气含量的湿还原性气氛。为了防止不同炉段间气氛互相干扰、渗透，相邻各炉段间还设计有气氛隔离段，隔离段包括起密封作用的两道耐火棉材质的隔离帘和两道帘之间的排气烟道，烟道上设计有挡板，用于控制排放燃烧多余的保护气体。
卧式退火炉有它明显的优势，比如：退火能力强、产量大、板型矫直功能、产品质量好等。但是它有自身的缺点，比如：设备投资大，发生炉内断带恢复时间长等。现代大型卧式连续退火炉，在发生炉内断带或停炉检修时，需要按照一定的降温速度把炉温降下，但是，在设计上很难解决这个问题。生产厂家由于生产安排或检修安排的需要，在炉膛进行通入氮气吹扫置换氢气，待炉膛内的氢气含量达标后，停止加热元件的工作，直至温度降低到350℃左右时，打开炉门进行空冷自然降温。在降温过程中，还必须在炉内通入冷带钢连续运行以带走高温气体。
现有技术存在问题：
对于某些高露点保护气氛的退火炉炉段，直接停氢，降温，会造成石墨碳套材质的炉底辊暴露在高露点的氧化性气氛下，发生氧化疏松，设备寿命缩短。但先降低炉内气氛露点，再停送氢气降温又需要耗费大量的时间和能源，导致整个降温过程的延长。
多气氛段的连退炉都具有较长的炉身长度，在氮气置换氢气作业及降温作业过程中，吹扫氮气的流动性会受到炉体长度的影响，造成换气不充分，降温速度较慢，对于炉内温度在800℃以上的退火炉，完成整个降温过程需要2-3天的时间。
低的降温速度既延长了检修作业周期，也不利于事故状态下的停炉检修，很大程度上制约了机组产能，并造成能源浪费。
关于退火炉降温的相关专利均专注于单体炉的加速降温装置或是通过炉体结构优化来加速空气对炉体的自然冷却，未发现与本发明的超长卧式连退炉的降温方法相关或类似的专利。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多气氛段连退炉的降温方法及其装置。本发明根据超长卧式连退炉的结构特性和各炉段的气氛特点，采用分段式降温方法，提高了停机作业效率，降低了停机过程中的能源消耗。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种多气氛段连退炉的降温方法，其具体步骤为：
步骤一：对于退火炉内保护气氛为湿气氛的炉段，湿气氛的露点高于0℃；停止对各炉段保护气氛的加湿作业，降低气氛露点；
步骤二：停止对保护气氛为干气氛的各炉段内氢气的投入，干气氛的露点低于0℃；并将干气氛炉段前后的隔离段烟道挡板开度设定为90-100％，优选为100％，之后进行干气氛炉段的氮气置换氢气作业；
步骤三：在步骤二的进行的同时对保护气氛为湿气氛的炉段，对炉内保护气氛中氢气组分的设定值根据气氛露点值下降幅度进行分时设定，具体设定方式为，露点每下降15℃，氢气组分设定值下降10％。
步骤四：保护气氛为湿气氛的炉段气氛露点下降至20℃后，停止对湿气氛炉段内氢气的投入并进行氮气置换氢气作业。
步骤五：在上述步骤二和步骤四的氮气置换氢气作业将各炉段的气氛中氢气含量均置换到1％以下后，将所有炉段的靠近退火炉入口侧的隔离段的第一密封帘完全压下，第二密封帘完全打开，并将排气烟道的挡板开度值均设定为100％，确保后续吹扫降温过程中气氛的流动性。
所述隔离段的第一密封帘和第二密封帘中靠近入口的为第一密封帘，另一个为第二密封帘；
步骤六：各炉段分段吹扫降温，温度降低至300℃时，打开各段炉门进行空冷自然降温。
一种多气氛段连退炉的降温装置，其包含加热段，第一均热段，第二均热段，第三均热段，冷却段，其特征在于，退火炉入口与加热段的一端相连，加热段的另外一端与第一均热段的一端相连，第一均热段的另外一端通过第一隔离段与第二均热段的一端相连，第二均热段的另外一端通过第二隔离段与第三均热段的一端相连，第三均热段的另外一端通过第三隔离段与冷却段的一端相连，冷却段的另外一端与退火炉出口相连。
所述的加热段设置排气烟道，排气烟道通过排气烟道挡板固定在加热段上。
所述的第一隔离段设置排气烟道，排气烟道通过排气烟道挡板固定在第一隔离段上。
所述的第二隔离段设置排气烟道，排气烟道通过排气烟道挡板固定在第二隔离段上。
所述的第三隔离段设置排气烟道，排气烟道通过排气烟道挡板固定在第三隔离段上。
所述的第一隔离段，第二隔离段，第三隔离段均设置密封帘，其中，靠近退火炉入口的为第一密封帘，另外为第二密封帘。
所述的加热段，第一均热段，第一隔离段，第二均热段，第二隔离段，第三均热段，第三隔离段的中间位置设置炉底辊。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
(1)保护气氛为干气氛的炉段独立进行停氢作业，降低了该炉段在降温过程的电能和氢气消耗量，有利于降低机组能耗。
(2)保护气氛为湿气氛炉段的氢气含量根据露点的下降幅度同步下调，进一步降低了能耗，并缩短了整个降温过程的时间。
(3)在干湿气氛炉段的降温吹扫过程中，通过设定各隔离段两个密封帘的开闭方式和烟道挡板开度，使各炉段均完全独立的进行吹扫降温，避免了卧式退火炉炉身长℃过长造成的换气降温不畅的问题，充分保证了吹扫气氛的流动性，提高了降温作业效率。
【具体实施方式】
图1本发明的工艺流程图；
图2本发明的结构示意图；
附图标记为：1：加热段；2：第一均热段；3：第二均热段；4：第三均热段；5：冷却段；6：排气烟道；7：排气烟道挡板；8：第一密封帘；9：第二密封帘；10：第一隔离段；11：第二隔离段；12：第三隔离段；13：退火炉入口；14：退火炉出口；15：炉底辊。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种多气氛段连退炉的降温方法及其装置的具体实施方式。
实施例1
以宝钢某连续退火机组的卧式连续退火炉为例，退火炉的结构和各炉段内的气氛特点如图1和图2和表1所示：
表1退火炉各炉段气氛
按照本技术方案的步骤对其进行的降温方法为：
步骤一：停止对加热段，第一均热段，第二均热段炉内保护气氛的加湿作业，降低炉内气氛露点；
步骤二：停止对第三均热段的氢气投入，并将第二和第三隔离段的排气烟道的挡板开度值均设定为100％，并进行第三均热段的氮气置换氢气作业；
步骤三：在步骤二进行的同时，对加热段，第一均热段，第二均热段内保护气氛中氢气组分的设定值根据气氛露点值的变化进行分段设定，露点每下降15℃，氢气组分设定值下降10％。具体设定方式为：
加热段和第一均热段：露点下降至50℃时，氢气组分设定值调整为65％，露点下降至35℃时，氢气组分设定值调整为55％；
第二均热段：露点下降至25℃时，氢气组分设定值调整为40％；
步骤四：加热段，第一均热段，第二均热段内气氛露点下降至20℃后，停止炉内氢气的投入并进行加热段，第一均热段，第二均热段的氮气置换氢气作业；
步骤五：加热段，第一均热段，第二均热段，第三均热段氢气含量均低于1％后，将所有隔离段的第一密封帘完全压下，第二密封帘完全打开，并将排气烟道的挡板开度值均设定为100％；
步骤六：加热段，第一均热段，第二均热段，第三均热段和第一冷却段分段稳定吹扫降温，温度降低至300℃时，打开各段炉门进行空冷自然降温。
一种多气氛段连退炉的降温装置，其包含加热段，第一均热段，第二均热段，第三均热段，冷却段，其特征在于，退火炉入口13与加热段1的一端相连，加热段的另外一端与第一均热段2的一端相连，第一均热段的另外一端通过第一隔离段10与第二均热段3的一端相连，第二均热段的另外一端通过第二隔离段11与第三均热段4的一端相连，第三均热段的另外一端通过第三隔离段12与冷却段5的一端相连，冷却段的另外一端与退火炉出口14相连。
所述的加热段设置排气烟道6，排气烟道通过排气烟道挡板7固定在加热段上。
所述的第一隔离段设置排气烟道，排气烟道通过排气烟道挡板固定在加热段上。
所述的第一隔离段设置密封帘，靠近入口的为第一密封帘8，另外为第二密封帘9。
所述的第二隔离段设置排气烟道，排气烟道通过排气烟道挡板固定在第二隔离段上。
所述的第三隔离段设置排气烟道，排气烟道通过排气烟道挡板固定在第三隔离段上。
所述的第一隔离段，第二隔离段，第三隔离段均设置密封帘，其中，靠近退火炉入口的为第一密封帘，另外为第二密封帘。
所述的加热段，第一均热段，第一隔离段，第二均热段，第二隔离段，第三均热段，第三隔离段的中间位置设置炉底辊15。
该发明可有效降低超长卧式连续退火炉检修停机或故障停机降温过程中的能源消耗，大大提高停机作业效率，降温过程安全稳定，并使整个检修或故障处理过程的时间缩短，本发明可广泛运用于冷轧带钢产品的卧式连续退火炉上，尤其适用于分段式连续退火机组。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种多气氛段连退炉的降温方法，其特征在于，其具体步骤为：
步骤一：对于退火炉内保护气氛为湿气氛的炉段，湿气氛的露点高于0℃，停止对各炉段保护气氛的加湿作业，降低气氛露点；
步骤二：停止对保护气氛为干气氛的各炉段内氢气的投入，干气氛的露点低于0℃，并将干气氛炉段前后的隔离段烟道挡板开度设定为90－100％，之后进行干气氛炉段的氮气置换氢气作业；
步骤三：在步骤二的进行的同时对保护气氛为湿气氛的炉段，对炉内保护气氛中氢气组分的设定值根据气氛露点值下降幅度进行分时设定；
步骤四：保护气氛为湿气氛的炉段气氛露点下降至20℃后，停止对湿气氛炉段内氢气的投入并进行氮气置换氢气作业；
步骤五：在上述步骤二和步骤四的氮气置换氢气作业将各炉段的气氛中氢气含量均置换到1％以下后，将所有炉段的靠近退火炉入口侧的隔离段的第一密封帘完全压下，第二密封帘完全打开，并将排气烟道的挡板开度值均设定为100％，确保后续吹扫降温过程中气氛的流动性；
步骤六：各炉段分段吹扫降温，温度降低至300℃时，打开各段炉门进行空冷自然降温。
2.如权利要求1所述的一种多气氛段连退炉的降温方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述的挡板开度设定为100％。
3.如权利要求1所述的一种多气氛段连退炉的降温方法，其特征在于，在所述步骤三中，设定的具体方式为，露点每下降15℃，氢气组分设定值下降10％。
4.如权利要求1所述的一种多气氛段连退炉的降温方法，其特征在于，在所述步骤五中，所述隔离段的第一密封帘和第二密封帘中靠近入口的为第一密封帘，另一个为第二密封帘。
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