CN104962709A - 一种新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置及连续退火脱碳方法 - Google Patents

一种新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置及连续退火脱碳方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置及连续退火脱碳方法，其目的在于提供一种系统安全性更高，且可避免在切换炉区是否加湿的状态时炉压的较大波动，同时能精确控制干、湿保护气流量和氢气比例的加湿装置以及提供一种连续退火脱碳工艺，对将碳含量为30-50ppm的无取向硅钢脱碳具有极强的参考价值，本发明所述加湿装置包括系统高压氮气供入TOP点、系统高压氢气供入TOP点、湿保护气预混罐、干保护气预混罐和加湿罐，通过在湿保护气预混罐和干保护气预混罐分别通过氮气和氢气经合适混合后分别经加湿罐及不经加湿罐通向退火炉供炉用于湿、干保护气体通入，通过调整氢气流量及连续退火脱碳工艺降低硅钢成品碳含量。

Description

一种新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置及连续退火脱碳方法
技术领域
本发明涉及硅钢生产技术领域，特别涉及一种新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置及连续退火脱碳方法。
背景技术
在当前国内冷轧无取向硅钢市场竞争激烈的大背景下，低成本、高品质硅钢是各大生产企业竞相追求的目标。
但在实际生产过程中，冷轧无取向硅钢往往因吹炼不到位、连铸过程增碳等因素，导致碳含量高达30-50ppm。碳含量过高会增加硅钢的矫顽力从而增加硅钢铁损、降低磁极化强度，因此针对碳含量为30-50ppm的硅钢原料卷，需要在连续退火过程中进行脱碳处理，以改善硅钢产品性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置及连续退火脱碳工艺，在实际生产过程中，通过连续退火脱碳工艺能将硅钢碳含量从30-50ppm降至30ppm以下，从而降低硅钢铁损、提高磁极化强度使产品性能达到客户要求。
为达上述目的，本发明一种新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置，所述加湿装置包括系统高压氮气供入TOP点、系统高压氢气供入TOP点、湿保护气预混罐、干保护气预混罐和加湿罐；
所述系统高压氮气供入TOP点分别通向事故高压氮气入炉管道、炉用低压氮气入炉管道、所述湿保护气预混罐和所述干保护气预混罐；
所述系统高压氢气供入TOP点分别通向所述湿保护气预混罐和所述干保护气预混罐；
所述系统高压氮气供入TOP点与所述湿保护气预混罐及所述干保护气预混罐之间设有氮气减压阀，所述系统高压氢气供入TOP点与所述湿保护气预混罐及所述干保护气预混罐之间设有氢气减压阀；所述氢气减压阀与所述湿保护气预混罐及所述干保护气预混罐之间分别设有湿保护气氢气流量控制单元和干保护气氢气流量控制单元；
所述湿保护气预混罐经湿保护气混合气流量比例控制单元及湿保护气流通阀连接所述加湿罐，所述加湿罐经湿保护气入炉管道通向退火炉供炉用加湿气体通入；所述干保护气预混罐经干保护气混合气流量比例控制单元并通过干保护气入炉管道通向退火炉供炉用干保护气体通入。
其中所述湿保护气混合气流量比例控制单元与所述加湿罐之间设有湿保护气旁通阀。
一种使用所述新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置进行连续退火脱碳的方法，包括以下步骤：
将干保护气预混罐和湿保护气预混罐前氢气流量分别调整为20-45Nm3/h和30-80Nm3/h，混合气总流量分别调整为100-300Nm3/h和200-400Nm3/h，混合气中氢气比例均调整为15-20％，保证退火炉内氢含量为10-14％。
其中所述加湿罐内温度为30-60℃，可保证退火炉内露点为15-35℃。
本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：
1、本发明通过在氢气入炉前就与氮气进行混合的方式使炉区周边无纯氢管道布置，从而保证了现场更高的安全系数和炉内气氛中氢气比例更高的均匀性，另外根据原料碳含量情况可通过快速开闭湿保护气旁通阀来快速更改炉内是否需要加湿的状态，能避免普通切换过程中炉压波动较大的问题，从而为生产高品质硅钢提供保证；
1、本发明通过精确调整干、湿保护气的预混罐前氢气流量、混合气总流量及混合气氮氢比例使入炉的干、湿保护气流量及氢气比例更为精确，从而避免了因氢气比例过高、保护气流量过大造成的浪费，为生产低成本硅钢提供了保证。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置结构示意图；
附图标记说明：1-系统高压氮气供入TOP点；2-系统高压氢气供入TOP点；3-湿保护气入炉管道；4-氮气减压阀；5-氢气减压阀；6-湿保护气流通阀；7-湿保护气旁通阀；8-湿保护气混合气流量比例控制单元；9-加湿罐；10-湿保护气氢气流量控制单元；11-湿保护气预混罐；12-干保护气氢气流量控制单元；13-干保护气混合气流量比例控制单元；14-干保护气预混罐；15-事故高压氮气入炉管道；16-炉用低压氮气入炉管道；17-干保护气入炉管道。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
如图1所示，0.5-0.6MPa的氮气经系统高压氮气供入TOP点1进入本系统后分4路，第1路经事故高压氮气入炉管道15供炉压异常波动时快速补充氮气维持炉压，其他的经氮气减压阀4将压力减至40-50KPa后，第2路通过炉用低压氮气入炉管道16进入退火炉，供退火炉冷却段用，第3路进入湿保护气预混罐11与氢气混合，第4路进入干保护气预混罐14与氢气混合。1.0-1.6MPa的氢气经系统高压氢气供入TOP点2进入本系统，经氢气减压阀5将压力减至45-55KPa后分两路，一路通过湿保护气氢气流量控制单元10将流量精确控制到30-80Nm3/h范围内某一流量值后进入湿保护气预混罐11与第3路氮气混合，另一路通过干保护气氢气流量控制单元12将流量精确控制到20-45Nm3/h范围内某一流量值后进入干保护气预混罐14与第4路氮气混合。
混合后的湿保护气经湿保护气混合气流量比例控制单元8后不仅将混合气中氢气比例精确控制到0-30％范围内某一比例值，还将混合气流量精确控制到200-400Nm3/h范围内某一流量值，之后混合气通过加湿罐9后经过湿保护气入炉管道3进入退火炉供炉用加湿气体通入。混合后的干保护气经干保护气混合气流量比例控制单元13后不仅将混合气中氢气比例精确控制到0-30％范围内某一比例值，还将混合气流量精确控制到100-300Nm3/h范围内某一流量值，之后混合气经过干保护气入炉管道17进入退火炉供炉用干保护气体通入。
过程中为了精确控制炉内湿保护气的露点，可以通过将加湿罐9内水温调整至30-60℃来实现，另外当炉内因工艺需要无需加湿时，可快速关闭湿保护气流通阀6并打开湿保护气旁通阀7来实现，以避免炉压较大范围波动带来的硅钢品质下降。
实施例1：
采用新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置的典型硅钢板带脱碳工艺如表1所示：
表1典型硅钢板带脱碳工艺
序号 工艺控制点 单位 典型工艺值1 典型工艺值2
1 高压氮气压力 MPa 0.5 0.6
2 减压后氮气压力 KPa 40 50
3 高压氢气压力 MPa 1.0 1.6
4 减压后氢气压力 KPa 45 55
5 湿保护气氢气流量 Nm3/h 30 80
6 干保护气氢气流量 Nm3/h 45 20
7 湿保护气氢气比例 ％ 15 20
8 干保护气氢气比例 ％ 15 20
9 湿保护气混合气流量 Nm3/h 200 400
10 干保护气混合气流量 Nm3/h 300 100
11 炉内氢气比例 ％ 10 14
12 加湿罐水温 ℃ 30 60
13 炉内露点 ℃ 15 35
14 炉压 Pa 30 90
15 原料碳含量 ppm 30 50
16 脱碳后碳含量 ppm 26-29 26-29
依据以上实施例，当硅钢原料碳含量为30-50ppm时，通过连续退火脱碳工艺能将硅钢成品碳含量降至27ppm，从而降低硅钢铁损、提高磁极化强度来满足客户需求。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置，其特征在于：所述加湿装置包括系统高压氮气供入TOP点、系统高压氢气供入TOP点、湿保护气预混罐、干保护气预混罐和加湿罐；
所述系统高压氮气供入TOP点分别通向事故高压氮气入炉管道、炉用低压氮气入炉管道、所述湿保护气预混罐和所述干保护气预混罐；
所述系统高压氢气供入TOP点分别通向所述湿保护气预混罐和所述干保护气预混罐；
所述系统高压氮气供入TOP点与所述湿保护气预混罐及所述干保护气预混罐之间设有氮气减压阀，所述系统高压氢气供入TOP点与所述湿保护气预混罐及所述干保护气预混罐之间设有氢气减压阀；所述氢气减压阀与所述湿保护气预混罐及所述干保护气预混罐之间分别设有湿保护气氢气流量控制单元和干保护气氢气流量控制单元；
所述湿保护气预混罐经湿保护气混合气流量比例控制单元及湿保护气流通阀连接所述加湿罐，所述加湿罐经湿保护气入炉管道通向退火炉供炉用加湿气体通入；所述干保护气预混罐经干保护气混合气流量比例控制单元并通过干保护气入炉管道通向退火炉供炉用干保护气体通入。
2.根据权利要求1所述的新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置，其特征在于：所述湿保护气混合气流量比例控制单元与所述加湿罐之间设有湿保护气旁通阀。
3.一种使用如权利要求1或2所述新型硅钢连续退火炉氮氢配比加湿装置进行连续退火脱碳的方法，其特征在于包括以下步骤：
将干保护气预混罐和湿保护气预混罐前氢气流量分别调整为20-45Nm3/h和30-80Nm3/h，混合气总流量分别调整为100-300Nm3/h和200-400Nm3/h，保证退火炉内氢含量为10-14％。
4.根据权利要求3所述的连续退火脱碳的方法，其特征在于：所述加湿罐内温度为30-60℃。
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