CN111910070B - 带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统，通过在每个炉塔内设置进气管道和排气管道，并在高度方向上对应连接多根分支的进气支管和排气支管，将进气管道和排气管道择一炉塔的正面，择一设置在炉塔的背面。能够根据工艺需求更精准的控制各炉塔的炉内压力，提高成品质量。本发明还公开了一种带钢立式退火炉的炉膛压力控制方法，该方法通过控制高度方向上的进气流量，使单个炉膛内各处压力更均匀，也有利于提高成品质量。

Description

带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及钢铁制造领域，具体涉及一种带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统及控制方法。

背景技术

带钢连续退火线和镀锌线利用的连续退火炉进行退火工序时，带钢从入口进入炉内后，连续经过一个个具备各种功能的炉塔，然后从出口出来。各个炉塔内对带钢所进行的处理工艺不同，温度和炉气成分也各不相同。各个炉塔之间由炉喉相连，炉喉根据需要可能在上方，也可能在下方。整个退火炉与外界密封的，内部冲入保护性气体，保持炉内处于正压状态。

现有带钢立式退火炉中，每个炉塔共用一个公用进气管道，在每个炉塔的下方有一个进气点进气，并采用一个阀门调整进气量；在炉塔的上方有一个排气点排出废气，并采用一个阀门调整排气量，最后各个炉塔的排气管汇集在一起，排出室外；采用这种方法，保持炉内气体的成分和压力满足工艺需要。但是，由于相邻两个炉塔的炉喉处是相连的，气体是相通的，各炉膛的压力总是趋于一致，很难使各炉塔内压力根据需求保持各不相同。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统及控制方法，以根据工艺需求更精准的控制各炉膛内的压力，提高成品质量。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明技术方案如下：

一种带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统，包括：

进气管道，每个炉塔对应设置有至少一根所述进气管道，所述进气管道铅垂设置，且所述进气管道从底端进气，所述进气管道的顶端封闭，所述进气管道与相应炉塔之间设置有至少两处进气支管，同一炉塔对应的各进气支管沿高度方向排布，每条所述进气支管上均设置有用于调整进气流量的进气阀门；

排气管道，每个炉塔对应设置有至少一根所述排气管道，所述排气管道铅垂设置，且所述排气管道从顶端排气，所述排气管道的底端封闭，所述排气管道与相应炉塔之间设置有至少两处排气支管，同一炉塔对应的各排气支管沿高度方向排布，每条所述排气支管上均设置有用于调整进气流量的排气阀门；

其中，各所述进气管道设置在相应炉塔的前面，各所述排气管道设置在相应炉塔的背面；或各所述进气管道设置在相应炉塔的背面，各所述排气辊道设置在相应炉塔的前面。

可选的，在同一炉塔的炉膛中，所述进气管道和所述排气管道错开。

可选的，在各炉塔的炉膛中均设置有上换向辊和下换向辊，沿钢带进给方向，单个炉塔内的上换向辊和下换向辊依次交错排布，在各炉塔的炉膛中，钢带均将相应炉膛的空间分为上部空间和下部空间，

其中，各所述进气支管均位于相应的所述下部空间中，各所述排气支管均位于相应的所述上部空间中。

可选的，炉喉处于相应两炉塔的底部之间，若将相邻的任两个炉塔定义为第一炉塔和第二炉塔，第一炉塔和炉喉的交汇处设置有第一下换向辊，第二炉塔和炉喉的交汇处设置有第二下换向辊，第一炉塔中最临近炉喉侧对应炉侧壁的上换向辊定义为第一上换向辊，第二炉塔中最临近炉喉侧对应炉侧壁的下换向辊定义为第二上换向辊，钢带依次从第一上换向辊的上方绕过、从第一下换向辊的下方绕过、从第二下换向辊的下方绕过，再从第二上换向辊的上方绕过。

可选的，钢带与各炉侧壁之间无换向辊，且钢带与炉喉的底部之间无换向辊，炉喉处对应钢带距离炉喉底面的距离为L₁，炉侧壁处对应钢带与炉侧壁之间的距离为L₂，所述第一上换向辊、第二上换向辊、第一下换向辊和第二下换向辊的直径均为D，第一下换向辊和第二下换向辊的安装高度一致，则L₁≤D/5，L₂≤D/5，L₁≤L₂。

可选的，第一炉塔内的预设炉膛压力大于第二炉塔内的预设炉膛压力，则第一下换向辊比第一上换向辊距离相应炉侧壁的距离更近，使第一上换向辊至第一下换向辊之间的钢带距相应炉侧壁的距离沿由上至下逐渐变小。

可选的，炉喉内还设置有第一炉喉换向辊和第二炉喉换向辊，所述第一下换向辊、第一炉喉换向辊、第二炉喉换向辊及所述第二下换向辊沿钢带路径依次设置，第一炉塔内的预设炉膛压力大于第二炉塔内的预设炉膛压力，则第二炉喉换向辊的高度低于所述第一炉喉换向辊的高度，

其中，所述第一炉喉换向辊位于所述第一炉喉换向辊的正上方；或在水平方向上，第一炉喉换向辊比所述第二炉喉换向辊更靠近所述第二下换向辊。

可选的，在同一炉塔中，各所述进气支管与各所述排气支管在高度方向上错开。

可选的，带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统还包括进气总管和排气总管，各所述进气管道均与所述进气总管连接，各所述排气管道均与所述排气总管连接，所述进气总管设置在退火炉的底部，所述排气总管设置在所述退火炉的顶部。

本发明还提供一种带钢立式退火炉的炉膛压力控制方法，控制炉膛压力时采用上述任一种所述的炉膛压力控制系统，且炉喉处于相应两炉塔的底部之间，所述炉膛压力控制方法包括：通过所述进气阀门调整各所述进气支管的流量，使各进气支管的流量由下至上依次递减。

本发明的带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统，能够根据工艺需求更精准的控制各炉塔的炉内压力，提高成品质量。本发明的带钢立式退火炉的炉膛压力控制方法有利于单个炉膛内各处压力更均匀，也有利于提高成品质量。

附图说明

图1显示为本发明的带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统在退火炉上的一示例性的布置示意图；

图2显示为图1的简化左视图；

图3显示为本发明的带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统在退火炉上的又一示例性的布置示意图。

进气总管1、进气管道10、进气支管101、进气阀门102；

排气总管2、排气管道20、排气支管201、排气阀门202；

第一上换向辊3、第一下换向辊4、第二下换向辊5、第二上换向辊6、第一炉喉换向辊7、第二炉喉换向辊8；

第一炉塔A、炉喉B、第二炉塔C、上部空间A1、下部空间A2。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

结合参见图1至图3，本发明的带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统，包括：

进气管道10，每个炉塔对应设置有至少一根所述进气管道10，所述进气管道10铅垂设置，且所述进气管道10从底端进气，所述进气管道10的顶端封闭，所述进气管道10与相应炉塔之间设置有至少两处进气支管101，同一炉塔对应的各进气支管101沿高度方向排布，每条所述进气支管101上均设置有用于调整进气流量的进气阀门102；

排气管道20，每个炉塔对应设置有至少一根所述排气管道20，所述排气管道20铅垂设置，且所述排气管道20从顶端排气，所述排气管道20的底端封闭，所述排气管道20与相应炉塔之间设置有至少两处排气支管201，同一炉塔对应的各排气支管201沿高度方向排布，每条所述排气支管201上均设置有用于调整进气流量的排气阀门202；

其中，各所述进气管道10设置在相应炉塔的前面，各所述排气管道20设置在相应炉塔的背面；或各所述进气管道10设置在相应炉塔的背面，各所述排气辊道设置在相应炉塔的前面。

利用该炉膛压力控制系统控制各炉塔中的压力时，由于每个炉塔均对应设置有多根进气管道10和多根排气管道20，可以利用进气阀门102和排气阀门202调整进气流量和排气流量，使得炉塔的炉膛内的气压可以单独控制，且更易于将单个炉膛内各高度位置的压力调整得更均匀，有利于提高成品质量。

在一些实施例中，在同一炉塔的炉膛中，所述进气管道10和所述排气管道20错开，也就使得各进气支管101和排气支管201错开，有利于气体经进气支管101进入炉膛后经过更多路径再从排气支管201排出，也就有利于避免气体在进气支管101和排气支管201发生对流，有利于使单个炉膛内各处的压力更均匀。

在一些实施例中，在各炉塔的炉膛中均设置有上换向辊和下换向辊，沿钢带进给方向，单个炉塔内的上换向辊和下换向辊依次交错排布，在各炉塔的炉膛中，钢带均将相应炉膛的空间分为上部空间A1和下部空间A2，各所述进气支管101均位于相应的所述下部空间A2中，各所述排气支管201均位于相应的所述上部空间A1中。也就是说以钢带为界面，炉膛被划分为两个区域，由于进气管道10设置在下部空间，排气管道20设置在上部空间，气流经进气支管101进入下部空间后，从下部空间沿钢带与炉壁之间的间隙组件向上部空间流动，最后经排气支管201排出，相当于钢带挡在进气口和出气口之间，有利于减少对流情况的发生，有利于使炉内各处压力更均匀。

在一些实施例中，炉喉B处于相应两炉塔的底部之间，若将相邻的任两个炉塔定义为第一炉塔A和第二炉塔C，第一炉塔A和炉喉B的交汇处设置有第一下换向辊4，第二炉塔C和炉喉B的交汇处设置有第二下换向辊5，第一炉塔A中最临近炉喉B侧对应炉侧壁的上换向辊定义为第一上换向辊3，第二炉塔C中最临近炉喉B侧对应炉侧壁的下换向辊定义为第二上换向辊6，钢带依次从第一上换向辊3的上方绕过、从第一下换向辊4的下方绕过、从第二下换向辊5的下方绕过，再从第二上换向辊6的上方绕过。

具体的，在一些实施例中，参见图1，钢带与各炉侧壁之间无换向辊，且钢带与炉喉B的底部之间无换向辊，炉喉B处对应钢带距离炉喉B底面的距离为L₁，炉侧壁处对应钢带与炉侧壁之间的距离为L₂，所述第一上换向辊3、第二上换向辊6、第一下换向辊4和第二下换向辊5的直径均为D，第一下换向辊4和第二下换向辊5的安装高度一致，则L₁≤D/5，L₂≤D/5，L₁≤L2。实际实施过程中，只要满足安装和使用需求，实质上，L₁和L₂的取值均越小越好，有利于减少相邻两炉膛之间的压力交换，使各炉膛内的压力更趋近于相应的预设炉膛压力；而由于立式退火炉的高度较高，炉侧壁对应的钢带长度通常比炉喉B内钢带的长度长得多，也就使得气压经两个相邻的炉膛之间进行交换时，气体在钢带与炉侧壁之间经过的路径比在炉喉B内的路径长得多，此处，L₁≤L₂，有利于使得钢带的上下两侧的压力交换程度更趋近于一致，实质上压力的交换是压差引起的，交换过程就是气体从高压向低压流动的过程，流动过程中会发生热交换，当钢带的上下两侧的压力交换程度更趋于一致时，温度交换也更趋于一致，更有利于钢带正反面温度的更为接近，有利于保证钢带成品质量。

在一些实施例中，参见图3，第一炉塔A内的预设炉膛压力大于第二炉塔C内的预设炉膛压力，则第一下换向辊4比第一上换向辊3距离相应炉侧壁的距离更近，使第一上换向辊3至第一下换向辊4之间的钢带距相应炉侧壁的距离沿由上至下逐渐变小，有利于减少相邻两炉膛之间的在单位时间内的压力交换和热交换。

在一些实施例中，参见图3，炉喉B内还设置有第一炉喉换向辊7和第二炉喉换向辊8，所述第一下换向辊4、第一炉喉换向辊7、第二炉喉换向辊8及所述第二下换向辊5沿钢带路径依次设置，第一炉塔A内的预设炉膛压力大于第二炉塔C内的预设炉膛压力，则第二炉喉换向辊8的高度低于所述第一炉喉换向辊7的高度，所述第一炉喉换向辊7位于所述第一炉喉换向辊7的正上方；在实际实施过程中，第一炉喉换向辊7比所述第二炉喉换向辊8在水平方向上更靠近所述第二下换向辊5。均能够使炉喉B底部的钢带局部形成引导气流向第一炉塔A回流的阻流槽，也有利于减少相邻两炉膛之间的在单位时间内的压力交换和热交换。

在一些实施例中，在同一炉塔中，各所述进气支管101与各所述排气支管201在高度方向上错开。

在一些实施例中，带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统还包括进气总管1和排气总管2，各所述进气管道10均与所述进气总管1连接，各所述排气管道20均与所述排气总管2连接，所述进气总管1设置在退火炉的底部，所述排气总管2设置在所述退火炉的顶部。

本发明还提供一种带钢立式退火炉的炉膛压力控制方法，控制炉膛压力时采用上述任一种所述的炉膛压力控制系统，且炉喉B处于相应两炉塔的底部之间，所述炉膛压力控制方法包括：通过所述进气阀门102调整各所述进气支管101的流量，使各进气支管101的流量由下至上依次递减。此时，由于炉喉B设置在两炉塔的底部之间，越靠近底部的地方，与相邻炉膛发生压力交换造成的压力损失越大，越靠近底部的进气支管101的流量越大，越有利于单个炉膛内各处压力更均匀。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统，其特征在于，包括：

进气管道，每个炉塔对应设置有至少一根所述进气管道，所述进气管道铅垂设置，且所述进气管道从底端进气，所述进气管道的顶端封闭，所述进气管道与相应炉塔之间设置有至少两处进气支管，同一炉塔对应的各进气支管沿高度方向排布，每条所述进气支管上均设置有用于调整进气流量的进气阀门；

排气管道，每个炉塔对应设置有至少一根所述排气管道，所述排气管道铅垂设置，且所述排气管道从顶端排气，所述排气管道的底端封闭，所述排气管道与相应炉塔之间设置有至少两处排气支管，同一炉塔对应的各排气支管沿高度方向排布，每条所述排气支管上均设置有用于调整排气流量的排气阀门；

其中，各所述进气管道设置在相应炉塔的前面，各所述排气管道设置在相应炉塔的背面；或各所述进气管道设置在相应炉塔的背面，各所述排气辊道设置在相应炉塔的前面；

在各炉塔的炉膛中均设置有上换向辊和下换向辊，沿钢带进给方向，单个炉塔内的上换向辊和下换向辊依次交错排布；

炉喉处于相应两炉塔的底部之间，若将相邻的任两个炉塔定义为第一炉塔和第二炉塔，第一炉塔和炉喉的交汇处设置有第一下换向辊，第二炉塔和炉喉的交汇处设置有第二下换向辊，第一炉塔中最临近炉喉的上换向辊定义为第一上换向辊，第二炉塔中最临近炉喉的下换向辊定义为第二上换向辊，钢带依次从第一上换向辊的上方绕过、从第一下换向辊的下方绕过、从第二下换向辊的下方绕过，再从第二上换向辊的上方绕过；

钢带与各炉侧壁之间无换向辊，且钢带与炉喉的底部之间无换向辊，炉喉处对应钢带距离炉喉底面的距离为L₁，炉侧壁处对应钢带与炉侧壁之间的距离为L₂，所述第一上换向辊、第二上换向辊、第一下换向辊和第二下换向辊的直径均为D，第一下换向辊和第二下换向辊的安装高度一致，则L₁≤D/5，L₂≤D/5，L₁≤L₂。

2.根据权利要求1所述的带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统，其特征在于：在同一炉塔的炉膛中，所述进气管道和所述排气管道错开。

3.根据权利要求2所述的带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统，其特征在于：在各炉塔的炉膛中，钢带均将相应炉膛的空间分为上部空间和下部空间，

其中，各所述进气支管均位于相应的所述下部空间中，各所述排气支管均位于相应的所述上部空间中。

4.根据权利要求3所述的带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统，其特征在于：

第一炉塔内的预设炉膛压力大于第二炉塔内的预设炉膛压力，则第一下换向辊比第一上换向辊距离相应炉侧壁的距离更近，使第一上换向辊至第一下换向辊之间的钢带距相应炉侧壁的距离沿由上至下逐渐变小。

5.根据权利要求3所述的带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统，其特征在于：

炉喉内还设置有第一炉喉换向辊和第二炉喉换向辊，所述第一下换向辊、第一炉喉换向辊、第二炉喉换向辊及所述第二下换向辊沿钢带路径依次设置，第一炉塔内的预设炉膛压力大于第二炉塔内的预设炉膛压力，则第二炉喉换向辊的高度低于所述第一炉喉换向辊的高度，

其中，所述第一炉喉换向辊位于所述第二炉喉换向辊的正上方；或在水平方向上，第一炉喉换向辊比所述第二炉喉换向辊更靠近所述第二下换向辊。

6.根据权利要求1所述的带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统，其特征在于：在同一炉塔中，各所述进气支管与各所述排气支管在高度方向上错开。

7.根据权利要求1所述的带钢立式退火炉的炉膛压力控制系统，其特征在于：还包括进气总管和排气总管，各所述进气管道均与所述进气总管连接，各所述排气管道均与所述排气总管连接，所述进气总管设置在退火炉的底部，所述排气总管设置在所述退火炉的顶部。

8.一种带钢立式退火炉的炉膛压力控制方法，其特征在于，控制炉膛压力时采用权利要求1～7中任一项所述的炉膛压力控制系统，且炉喉处于相应两炉塔的底部之间，所述炉膛压力控制方法包括：通过所述进气阀门调整各所述进气支管的流量，使各进气支管的流量由下至上依次递减。

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