CN105648205A - 立式退火炉及炉内氢气含量控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种立式退火炉炉内氢气含量控制方法，该方法为：将炉内所需氢气流量调整范围划分为多个流量区间，根据各流量区间一一对应配置相应调节范围的氢气供应支路；选择实时炉内所需氢气流量值所在的流量区间所对应的氢气供应支路供应氢气。另外还涉及一种立式退火炉炉内氢气含量控制装置及配置有该控制装置的退火炉，该控制装置包括多条氢气供应支路，各氢气供应支路均与退火炉连通，各氢气供应支路上均设有流量调节机构，各流量调节机构的调节区间依次衔接，各调节区间拼凑成的调节范围与退火炉炉内所需氢气流量调整范围相匹配。本发明可有效提高氢气流量调节的精度，准确控制退火炉内氢气含量，达到节能和提高退火炉工作稳定性的目的。

Description

立式退火炉及炉内氢气含量控制方法和装置
技术领域
本发明属于退火炉技术领域，具体涉及一种立式退火炉炉内氢气含量控制方法和装置及配置有该装置的立式退火炉。
背景技术
在大型立式退火炉中，在炉内充满氮气与氢气混合物，由于工艺需要炉内氢气的含量可能宽范围调整，例如为氮气量的1%~20%，上述含量范围为体积百分比范围；向炉内充氮气是为了稳定炉压，其需要氮气量有一个波动范围，例如800~1000m3/h，则相应的氢气波动范围约在8~200m3/h，其最大流量是最小流量的25倍。这极大的考验流量计与调节阀门的性能，进而影响控制精度。当在低氢气流量时，使用单一流量计与调节阀门配合，既不能保证氢气流量计量的准确性又不能保证调节阀门的最佳工作状态，原因是流量计有一个准确计量范围，调节阀门有一个最佳工作范围，如果计量范围太宽会影响其计量精度，不能使流量计与调节阀门都工作在最佳工作范围之内，进而不能保证退火炉内氢气含量的准确性。如果氢气含量不能准确控制，会导致的后果为：氢气含量低，不能保证带钢表面的质量，氢气含量高则不节能。
发明内容
本发明实施例提供一种立式退火炉炉内氢气含量控制方法和装置及配置有该装置的立式退火炉，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明实施例涉及一种立式退火炉炉内氢气含量控制方法，包括如下步骤：
确定炉内所需氢气流量调整范围；
将炉内所需氢气流量调整范围划分为多个流量区间，根据各流量区间一一对应配置相应调节范围的氢气供应支路；
确定实时炉内所需氢气流量值，选择该实时炉内所需氢气流量值所在的流量区间所对应的氢气供应支路供应氢气。
作为实施例之一，根据炉内氮气流量波动范围和所需氢气浓度比例调整范围确定炉内所需氢气流量调整范围；根据炉内氮气流量值和所需氢气浓度比例值计算实时炉内所需氢气流量值。
作为实施例之一，所述氢气供应支路通过相应量程的氢气流量计和相应口径的调节阀门调节流量。
作为实施例之一，在各氢气供应支路上均设置切断阀，其中一条氢气供应支路工作时，该氢气供应支路上的切断阀开启，其它切断阀断开。
本实施例涉及一种立式退火炉炉内氢气含量控制装置，包括多条氢气供应支路，各所述氢气供应支路均与退火炉连通，各所述氢气供应支路上均设有流量调节机构，各流量调节机构的调节区间依次衔接，各调节区间拼凑成的调节范围与退火炉炉内所需氢气流量调整范围相匹配。
作为实施例之一，所述流量调节机构包括流量计和调节阀，所述流量计的量程及所述调节阀的口径与对应流量调节机构的调节区间相匹配。
作为实施例之一，各所述氢气供应支路上均设有切断阀，各所述切断阀根据炉内所需氢气流量值择一开启。
本实施例涉及一种立式退火炉，所述退火炉配置有如上所述的立式退火炉炉内氢气含量控制装置。
本发明实施例至少实现了如下有益效果：通过将炉内所需氢气流量调整范围划分为多个流量区间，根据各流量区间一一对应配置相应调节范围的氢气供应支路，可有效提高氢气流量调节的精度，准确控制退火炉内氢气含量，达到节能和提高退火炉工作稳定性的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的立式退火炉炉内氢气含量控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
在大型立式退火炉1内，一般充满氮气和氢气的混合气体，其中氢气作为保护气体，氮气则主要用于稳定炉内压力；退火炉1工作过程中，持续向炉内充入氮气，氮气流量随炉内压力变化而变化。针对炉内氢气含量可能宽范围调整的情况，本发明实施例提供一种立式退火炉炉内氢气含量控制方法，可保证氢气流量调节的精度，准确控制炉内氢气含量。
上述控制方法包括如下步骤：
（1）确定炉内所需氢气流量调整范围；
（2）将炉内所需氢气流量调整范围划分为多个流量区间，根据各流量区间一一对应配置相应调节范围的氢气供应支路；
（3）确定实时炉内所需氢气流量值，选择该实时炉内所需氢气流量值所在的流量区间所对应的氢气供应支路供应氢气。
上述方法中，步骤（1）中，一般根据炉内氮气流量波动范围和所需氢气浓度比例调整范围确定炉内所需氢气流量调整范围。步骤（3）中，一般根据炉内氮气流量值和所需氢气浓度比例值计算实时炉内所需氢气流量值。
上述方法中，所述氢气供应支路通过相应量程的氢气流量计和相应口径的调节阀门调节流量，氢气流量计用于检测对应的氢气供应支路的实时氢气流量，并与对应的调节阀门联锁控制以调节该调节阀门的开度，从而与实时炉内所需氢气流量值匹配。
进一步地，在各氢气供应支路上均设置切断阀，其中一条氢气供应支路工作时，该氢气供应支路上的切断阀开启，其它切断阀断开。
另外，步骤（2）中，对于流量区间的划分，优选为采用如下方式：随流量值增大，流量区间范围宽度逐渐增大，可进一步提高流量调节的精度。
实施例二
以下列举一具体实施例对上述方法进行进一步说明：
本实施例中，将炉内所需氢气流量调整范围划分为两个流量区间：流量值较小的流量区间F1和流量值较大的流量区间F2。对于流量区间F1，取理论最小炉内所需氢气流量值FLL为其下限值，并取FLL的6倍流量值FLH为其上限值；对于流量区间F2，取FLH为其下限值，取理论最大炉内所需氢气流量值FHH。如图1，对应配置有两条氢气供应支路，其中一条支路上设置有第一氢气流量计2（FET-1），该第一流量计2的测量范围为FLL~FLH，为该第一流量计配置DN32的第一调节阀门3（FCV-1），并在该支路上设置第一切断阀门4（XV-1）；另一条支路上设置有第二氢气流量计5（FET-2），该第二流量计5的测量范围为FLH~FHH，为该第二流量计5配置DN60的第二调节阀门6（FCV-2），并在该支路上设置第二切断阀门7（XV-2）。
当退火炉1内压力变化时，产生不同的氮气流量V1，根据需要的氢气含量A%（占氮气含量的体积百分比），计算出氢气流量FH2=V1*A%。如果FH2处于流量区间F1范围内，则关闭第二切断阀门7，开启第一切断阀门4，使用第一氢气流量计2测量实时的氢气流量，反馈流量信息以控制第一调节阀门3的开度，使第一氢气流量计2测量的氢气流量值与FH2相同。如果FH2处于流量区间F2范围内，则关闭第一切断阀门4，开启第二切断阀门7，使用第二氢气流量计5测量实时的氢气流量，反馈流量信息以控制第二调节阀门6的开度，使第二氢气流量计5测量的氢气流量值与FH2相同。使用这种分段测量和调节退火炉1内氢气含量的方法，能够准确测量和控制氢气的流量。
实施例三
如图1，本实施例涉及一种立式退火炉炉内氢气含量控制装置，包括多条氢气供应支路，各所述氢气供应支路均与退火炉1连通，各所述氢气供应支路上均设有流量调节机构，各流量调节机构的调节区间依次衔接，各调节区间拼凑成的调节范围与退火炉1炉内所需氢气流量调整范围相匹配。其中，所述流量调节机构包括流量计和调节阀，所述流量计的量程及所述调节阀的口径与对应流量调节机构的调节区间相匹配。通过各流量调节机构将退火炉1炉内所需氢气流量调整范围划分成多个流量区间对退火炉1供应氢气，针对不同的流量区间采用不同量程的流量计及不同口径的调节阀，可提高流量计的测量准确度和调节阀的调节精度，从而准确控制退火炉1内氢气含量。
上述控制装置中，于各氢气供应支路上均设有切断阀，各切断阀根据炉内所需氢气流量值择一开启。即其中一条氢气供应支路工作时，该氢气供应支路上的切断阀开启，其它切断阀断开。
本实施例还涉及一种立式退火炉，所述退火炉1配置有如上所述的立式退火炉炉内氢气含量控制装置。上述氢气含量控制装置作为退火炉1的氢气供应机构，各氢气供应支路入口端与氢气气源连通，各氢气供应支路与氮气供应管路形成并联管路，并联管路出口端与混合气管连接，混合气管连接至退火炉1，氢气与氮气在混合气管内混合后进入退火炉1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种立式退火炉炉内氢气含量控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定炉内所需氢气流量调整范围；
将炉内所需氢气流量调整范围划分为多个流量区间，根据各流量区间一一对应配置相应调节范围的氢气供应支路；
确定实时炉内所需氢气流量值，选择该实时炉内所需氢气流量值所在的流量区间所对应的氢气供应支路供应氢气。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据炉内氮气流量波动范围和所需氢气浓度比例调整范围确定炉内所需氢气流量调整范围；根据炉内氮气流量值和所需氢气浓度比例值计算实时炉内所需氢气流量值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述氢气供应支路通过相应量程的氢气流量计和相应口径的调节阀门调节流量。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在各氢气供应支路上均设置切断阀，其中一条氢气供应支路工作时，该氢气供应支路上的切断阀开启，其它切断阀断开。
5.一种立式退火炉炉内氢气含量控制装置，其特征在于：包括多条氢气供应支路，各所述氢气供应支路均与退火炉连通，各所述氢气供应支路上均设有流量调节机构，各流量调节机构的调节区间依次衔接，各调节区间拼凑成的调节范围与退火炉炉内所需氢气流量调整范围相匹配。
6.根据权利要求5所述的立式退火炉炉内氢气含量控制装置，其特征在于：所述流量调节机构包括流量计和调节阀，所述流量计的量程及所述调节阀的口径与对应流量调节机构的调节区间相匹配。
7.根据权利要求5或6所述的立式退火炉炉内氢气含量控制装置，其特征在于：各所述氢气供应支路上均设有切断阀，各所述切断阀根据炉内所需氢气流量值择一开启。
8.一种立式退火炉，其特征在于：所述退火炉配置有如权利要求5至7中任一项所述的立式退火炉炉内氢气含量控制装置。
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