CN107217132A - 清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法，是在退火炉空炉状态下，关闭退火炉的RX气体进气阀门和两侧炉门，然后加热退火炉，控制炉膛内温度达到650±10℃保持恒温，检测退火炉尾气，当尾气中CO₂含量值不再变化，停止加热，打开两侧炉门，待空气进入退火炉并充满炉膛后重新关闭两侧炉门，重复加热处理过程，待尾气中CO₂含量值降至0.3％‑0.5％，停止操作，完成对退火炉积碳的清除。获得的清除方法，不仅能高效、彻底地清除辊底式连续球化退火炉的积碳，使退火炉恢复到初期使用效果，而且清除操作周期短、清除维护成本低，定期实施能在保证退火材料不脱碳的情况下有效防止增碳，保证精线产品的退火质量，降低对环境的污染，提高生产效率。

Description

清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法

技术领域

本发明涉及连续退火炉积碳清除的技术领域，尤其涉及清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法。

背景技术

轴承锻坯钢和合金工具钢的球化退火是极为重要的热处理工序，球状珠光体的碳化物应实现均匀、细小、弥散、圆整分布，退火零件表面应无氧化和脱贫碳，才能保证实施冷轧、冷拔、冷挤压、冷碾扩等工艺的高质节材，因此优质球化退火是稳定控制和确保理想显微组织，为后续热处理创造条件的关键处理工序，以保证零件淬火时获得隐晶和细小结晶马氏体、均匀分布的细小残留碳化物和少量残余奥氏体的理想组织，从而具备理想的强韧性、耐磨性等综合力学性能和高效长期的使用寿命等优势。

辊底式连续球化退火炉，在炉体设计方面满足了快速等温球化退火工艺的要求，球化退火时间短，且退火质量好，能耗低，但连续球化退火炉在保护气氛RX气体环境下长期工作，内壁和管道不免产生碳粉(碳结晶)，积累到一定程度，会影响RX气体保护气氛的成分，引起退火材料增碳，造成球化退火后钢材质量的显著降低和安全隐患。

为了处理退火炉的积碳问题，目前通常采用更换炉衬和清洗管道的方法，需要专业化处理队伍进行炉衬拆安和管道清洗，施工周期一般需要7至15天，而且施工专业化程度高，周期长，维护成本高，清洗后产生的固体废弃物还容易造成环境污染。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法，通过该方法能够彻底清除炉膛内积碳，缩短清理时间，降低清理费用，减少对环境的污染。

为实现上述目的，本发明的清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法，是在退火炉空炉状态下，关闭退火炉的RX气体进气阀门和两侧炉门，然后加热退火炉，控制炉膛内温度达到650±10℃保持恒温，检测退火炉尾气，当尾气中CO₂含量值不再变化，停止加热，打开两侧炉门，待空气进入退火炉并充满炉膛后重新关闭两侧炉门，重复加热处理过程，待尾气中CO₂含量值降至0.3％-0.5％，停止操作，完成对退火炉积碳的清除。

本发明采取在保持退火炉空炉，并关闭退火炉RX气体进气阀门和两侧炉门的状态下，通过加热退火炉使炉膛内空气达到高温，与积碳发生反应的方法，来消除炉膛内沉积的碳粉；整个清除操作，需重复进行多次加热处理，每次加热处理过程，需严格控制炉膛内温度保持650±10℃恒温，并以退化炉尾气中CO₂含量不再变化作为停止加热的判定标准，以保证积碳燃烧完全生成CO₂，避免生成其它气体，不造成对大气的污染；在相邻加热处理的间隔，需打开炉门向炉膛内补入新的空气，重新形成富氧反应环境，实现下次的积碳燃烧，保证燃烧产物为CO₂而非CO，直至某次加热处理过程检测退火炉尾气中CO₂含量值降至0.3％-0.5％，停止操作，完成对辊底式连续球化退火炉内积碳的彻底清除。本发明的清除积碳的方法，从辊底式连续球化退火炉的炉膛结构特性，及积碳问题产生的原因入手，提出具有针对性的解决方案，不仅能高效、彻底地清除辊底式连续球化退火炉的积碳，使退火炉恢复到初期使用效果，而且清除操作周期短、清除维护成本低，操作过程稳定、安全，能避免产生固体废弃物，减少废弃物排放，显著降低对环境的污染，并提高生产效率。

作为对上述技术方案的限定，对退火炉的加热方式采用燃烧天然气产生高温辐射进行加热的方式。

以天然气在辐射管内燃烧产生高温辐射的方式为最佳加热方式，引起退火炉内空气与积碳反应生成CO₂，消除积碳，不产生固体废弃物，降低大气污染，提高该消除方法的优势。

作为对上述技术方案的限定，所述加热处理过程，恒温时间维持4-5小时。

作为对上述技术方案的限定，所述加热处理过程需重复8-10次。

作为对上述技术方案的限定，该方法的操作时间为2-3天。

进一步限定清除方法中恒温时间、重复加热处理次数、整个方法的操作时间等参数，使获得的对辊底式连续球化退火炉内积碳的清除方法更方便操作，清除效果更佳。

综上所述，采用本发明的技术方案，获得的清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法，是在保持退火炉空炉，并关闭退火炉RX气体进气阀门和两侧炉门的状态下，通过对退化炉重复进行多次加热处理，完成对炉内积碳的彻底清除。方法中，每次加热过程需严格控制退化炉温度使炉膛内空气与积碳发生燃烧反应，并以退化炉尾气中CO₂含量不再变化作为停止加热的判定标准；在相邻加热处理的间隔，需打开炉门向炉膛内补入新的空气，实现下次的积碳燃烧；以退火炉尾气中CO₂含量值降至0.3％-0.5％作为整个清除操作完成的判定标准；从而保证炉膛内积碳被彻底、完全燃烧生成CO₂，即解决积碳问题又不造成对环境的污染。本发明的清除积碳的方法，不仅能高效、彻底地清除连续退火炉的积碳，使退火炉恢复到初期使用效果，而且清除操作周期短、清除维护成本低，定期实施能在保证退火材不脱碳的情况下有效防止增碳，保证精线产品的退火质量，还能降低对环境的污染，提高生产效率。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本实施例涉及一种清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法。

实施例1

按如下操作流程清除辊底式连续球化退火炉内的积碳：

a、保持辊底式连续球化退火炉为空炉状态，关闭退火炉的RX气体进气阀门、关闭退火炉两侧炉门；RX气体为保护气体，是为防止高温下退火炉炉体钢构、炉底辊和退火材料产生氧化而提供保护气体，主要成分是一氧化碳和二氧化碳；

b、以天然气在辐射管内燃烧产生高温辐射的方式加热退火炉，控制炉膛内温度达到650℃并保持恒温4-5小时，检测退火炉尾气，尾气中CO₂含量值不断上升，当CO₂含量值达到恒定值不再变化(保持30分钟不变化)，此时停止加热，打开两侧炉门；

c、待空气进入退火炉并充满炉膛后(不需控制温度，开炉门30分钟后即可)重新关闭两侧炉门，再次以天然气在辐射管内燃烧产生高温辐射的方式加热退火炉，控制炉膛内温度达到650℃并保持恒温4-5小时，检测退火炉尾气，当CO₂含量值不再变化，此时停止加热，打开两侧炉门；重复加热处理过程，共计8次，待检测的尾气中CO₂含量值降至0.5％时，停止操作，完成对退火炉积碳的清除。

加热处理过程，每次燃烧是在富氧环境下反应，碳和氧的质量比达到5:77的极限(碳和氧质量比在3:4和3:8之间时，反应生成CO和CO₂混合物)，不生成CO或者CO的量极其微量可以忽略不计；整个清理操作用时2-3天，相较于由专业化处理队伍进行炉衬拆安和管道清洗需要7-15天的时间，显著缩短了清理操作周期；经上述方法处理后，辊底式连续球化退火炉的积碳由处理前5％降低为0.5％，恢复到退火炉的初期使用效果。退火炉炉膛内的积碳经该方法处理后，完全转变成CO₂，直接排放，不造成环境污染，不产生固体废弃物污染。

实施例2

按如下操作流程清除辊底式连续球化退火炉内的积碳：

a、保持辊底式连续球化退火炉为空炉状态，关闭退火炉的RX气体进气阀门、关闭退火炉两侧炉门；

b、以天然气在辐射管内燃烧产生高温辐射的方式加热退火炉，控制炉膛内温度达到650±10℃并保持恒温4-5小时，检测退火炉尾气，尾气中CO₂含量值不断上升，当CO₂含量值达到恒定值不再变化(保持30分钟不变化)，此时停止加热，打开两侧炉门；

c、待空气进入退火炉并充满炉膛后(不需控制温度，开炉门30分钟后即可)重新关闭两侧炉门，再次以天然气在辐射管内燃烧产生高温辐射的方式加热退火炉，控制炉膛内温度达到650±10℃并保持恒温4-5小时，检测退火炉尾气，当CO₂含量值不再变化，此时停止加热，打开两侧炉门；重复加热处理过程，共计10次，待检测的尾气中CO₂含量值降至0.3％时，停止操作，完成对退火炉积碳的清除。

整个清理操作用时2-3天，相较于由专业化处理队伍进行炉衬拆安和管道清洗需要7-15天的时间，显著缩短了清理操作周期，经上述方法处理后，辊底式连续球化退火炉的积碳由处理前5％降低为0.3％，恢复到退火炉的初期使用效果。退火炉炉膛内的积碳经该方法处理后，完全转变成CO₂，直接排放，不造成环境污染，不产生固体废弃物污染。

将本发明的清除积碳方法与传统清除积碳方法进行对比，比较结果如下表所示：

由上表可见，本发明的用于清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法，较传统积碳清除方法具有显著优势。

对比例

对比例涉及本发明的清除积碳方法中加热处理过程炉膛温度控制对积碳处理结果的影响。

对比例1

本对比例采用与实施例相似的清除方法，不同之处在于每次加热处理过程控制炉膛内温度低于640℃并保持恒温，由于采用热辐射的加热方式促进碳和氧气反应，反应效率低，不利于积碳的彻底清除。

对比例2

本对比例采用与实施例相似的清除方法，不同之处在于每次加热处理过程控制炉膛内温度高于660℃并保持恒温，温度超过660℃需要输入保护气氛RX气体，否则会对炉体钢构和炉底辊产生氧化，但在输入RX气氛下烧碳不能有效进行。

将实施例与对比例的结果进行比较可见，本发明的积碳清除方法，采用重复多次的加热处理过程，并控制每次加热处理的温度，是保证积碳彻底清除、燃烧完全的关键，是一种经济有效的清除方法。

综上所述，本发明的清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法，不仅能高效、彻底地清除辊底式连续球化退火炉的积碳，使退火炉恢复到初期使用效果，而且清除操作周期短、清除维护成本低，定期实施能在保证退火材不脱碳的情况下有效防止增碳，保证精线产品的退火质量，还能降低对环境的污染，并提高生产效率。

Claims (5)

1.一种清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法，其特征在于：该方法在退火炉空炉状态下，关闭退火炉的RX气体进气阀门和两侧炉门，然后加热退火炉，控制炉膛内温度达到650±10℃保持恒温，检测退火炉尾气，当尾气中CO₂含量值不再变化，停止加热，打开两侧炉门，待空气进入退火炉并充满炉膛后重新关闭两侧炉门，重复加热处理过程，待尾气中CO₂含量值降至0.3％-0.5％，停止操作，完成对退火炉积碳的清除。

2.根据权利要求1所述的清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法，其特征在于：对退火炉的加热方式采用燃烧天然气产生高温辐射进行加热的方式。

3.根据权利要求1所述的清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法，其特征在于：所述加热处理过程，恒温时间维持4-5小时。

4.根据权利要求1所述的清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法，其特征在于：所述加热处理过程需重复8-10次。

5.根据权利要求1所述的清除辊底式连续球化退火炉内积碳的方法，其特征在于：该方法的操作时间为2-3天。