CN116463490A - 带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉。该立式连续退火炉包括预热段（1）、加热段（3）、带钢转向室（2）、带钢出口段（4）、循环风机（21）和气体冷却器（22）；预热段和加热段并排竖立，带钢转向室位于预热段和加热段的上方，预热段的上端通过一段炉喉与带钢转向室连通，加热段的上端通过一段炉喉与带钢转向室连通，在预热段的上部与加热段的上部之间连通有烟气通道（13）；循环风机的进气口和出气口均与带钢转向室连通，气体冷却器串接在循环风机出气口处的管路中。本发明的立式连续退火炉能够在保证带钢转向室内的气氛温度处于合理范围内的基础上，有效避免带钢（10）与密封辊触碰后产生的辊印和划痕。

Description

带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉

技术领域

本发明涉及一种立式连续退火炉，尤其涉及一种带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉。

背景技术

在冷轧镀锌板的生产线上，在进行热镀锌之前，冷轧带钢须进入退火炉中进行退火处理。目前常用的退火炉为立式连续退火炉。

参见图1，所述立式连续退火炉主要由两个竖立的炉段构成，两个炉段分别为预热段1和加热段3，在两个炉段的上方有一个带钢转向室2，所述两个炉段的上端均通过一段炉喉与带钢转向室2连通，如图1中箭头A、B所指处，所述炉喉的宽度为350~400毫米。在带钢转向室2中设置有两个带钢转向辊，两个带钢转向辊分别为第二带钢转向辊82和第三带钢转向辊83，其中，第二带钢转向辊82位于预热段1的上方，第三带钢转向辊83位于带钢转向室2的上方，这两个带钢转向辊的作用是使经过的带钢10转向，整个带钢转向室2的作用就是使由预热段1进入的带钢10转向至加热段3中。在预热段1与带钢转向室2之间的炉喉中设置有第一密封辊91（箭头A所指处），在加热段3与带钢转向室2之间的炉喉中设置有第二密封辊92（箭头B所指处），设置第一密封辊91和第二密封辊92的目的是为了将带钢转向室2与预热段1和加热段3隔绝开，以防预热段1和加热段3中的高温烟气进入到带钢转向室2中。在加热段3中设置有加热烧嘴31，在预热段1的上部与加热段3的上部之间连通有烟气通道13，通过该烟气通道13，加热段3中的加热烧嘴31燃烧产生的烟气能够进入到预热段1中对带钢10进行预热。在预热段1的下端设置有带钢入口6，在带钢入口6的下方设置有第一带钢转向辊81，经过轧制的带钢10通过第一带钢转向辊81转向后经由带钢入口6进入到退火炉中。在预热段1的下部连通有排烟管道5，该排烟管道5与外部的烟囱连通，预热段1中的烟气可通过该排烟管道5至外部烟囱排放。在加热段3的下方还设置有带钢出口段4，加热段3的下端通过一段炉喉与带钢出口段4连通，在带钢出口段4中设置有第四带钢转向辊84。在加热段3与带钢出口段4之间的炉喉中设置有第三密封辊93，设置第三密封辊93的目的是为了将加热段3与带钢出口段4隔绝开，以防加热段3中的高温烟气经由带钢出口段4泄露出去。

当冷轧生产线上的带钢10进入退火炉中退火时，在带钢入口6处，带钢10通过第一带钢转向辊81转向后由带钢入口6进入到预热段1中并向上移动，然后经由第一密封辊91进入到带钢转向室2中，带钢10在带钢转向室2中通过第二带钢转向辊82和第三带钢转向辊83转向后掉头向下，再经由第二密封辊92进入到加热段3中，最后经由第三密封辊93进入到带钢出口段4中，带钢10通过带钢出口段4中的第四带钢转向辊84转向后离开退火炉，至此，带钢10完成退火过程。当退火炉对其中的带钢10加热时，在加热段3中，加热烧嘴31对带钢10直接喷火加热，加热烧嘴31喷火产生的烟气则通过加热段3与预热段1之间的烟气通道13进入到预热段1中，从而利用高温烟气对刚刚进入的带钢10进行预热，预热段1中的烟气最后通过排烟管道5至外部烟囱排放。

在正常情况下，当带钢10经过第一密封辊91和第二密封辊92时不与其接触，带钢10从密封辊中间的间隙处无接触地穿过。然而，由于预热段1和加热段3中的气氛温度很高（900~1300℃），在高温气氛的影响下，第一密封辊91和第二密封辊92容易发生弯曲变形，弯曲变形的密封辊则会周期性地触碰到带钢10，从而在带钢10表面造成周期性的辊印或划痕，由此严重影响了冷轧镀锌板成品的表面质量。

为了避免上述的不良影响，目前通常的做法是：当带钢10表面出现周期性的辊印或划痕时，就临时性地打开第一密封辊91和第二密封辊92。但是这样临时的处理方式导致带钢转向室2与预热段1和加热段3之间不再封闭隔绝，预热段1和加热段3中的大量高温烟气就会进入到带钢转向室2中，从而对带钢转向室2中的第二带钢转向辊82和第三带钢转向辊83产生不利影响，第二带钢转向辊82和第三带钢转向辊83在高温烟气的烘烤下也会发生变形，带钢转向辊的热态凸度会发生变化，带钢10在变形的带钢转向辊上运行时会发生跑偏，从而影响带钢10的稳定运行。

中国专利（CN109299824A）公开了一种炉辊热凸度分布预测方法及装置，在该专利的技术方案中，根据炉辊与带钢的接触程度，沿所述炉辊的宽度方向将所述炉辊划分为N个传热模块，N为正整数；沿所述炉辊的宽度方向将每个传热模块划分为一个以上的炉辊单元；根据每个炉辊单元所属传热模块的温度参数，获得每个炉辊单元的热流密度；根据每个所述炉辊单元的热流密度和所述炉辊的热膨胀系数，获得所述炉辊的热凸度分布。该专利的技术方案可对炉内炉辊的热凸度分布进行预测，解决了现有预测方式难以适应炉内复杂多变的热交换环境的问题，但却没有涉及炉辊凸度变形的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉，该立式连续退火炉能够在保证带钢转向室内的气氛温度处于合理范围内的基础上，有效避免带钢与密封辊触碰后产生的辊印和划痕。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉，包括预热段、加热段、带钢转向室和带钢出口段；所述预热段和加热段并排竖立，所述带钢转向室位于预热段和加热段的上方，预热段的上端通过一段炉喉与带钢转向室连通，加热段的上端通过一段炉喉与带钢转向室连通，在加热段中设置有加热烧嘴，在预热段的上部与加热段的上部之间连通有烟气通道，在预热段的下端设置有带钢入口，所述带钢出口段位于加热段的下方，加热段的下端与带钢出口段连通；所述立式连续退火炉还包括循环风机和气体冷却器；所述循环风机的进气口和出气口均与带钢转向室连通，所述气体冷却器串接在循环风机出气口处的管路中。

进一步地，所述立式连续退火炉还包括第一喷气嘴和第二喷气嘴；所述第一喷气嘴设置在预热段与带钢转向室之间的炉喉处，所述第二喷气嘴设置在加热段与带钢转向室之间的炉喉处，所述第一喷气嘴和第二喷气嘴的喷出口均横向地朝向所在炉喉的中部；所述循环风机的出气口通过三通管路同时连通第一喷气嘴和第二喷气嘴，则循环风机的出气口经由第一喷气嘴和第二喷气嘴所在的炉喉与带钢转向室连通。

进一步地，所述立式连续退火炉还包括氮气流量阀，所述第一喷气嘴和第二喷气嘴均通过氮气流量阀与氮气供气源连通。

进一步地，所述氮气流量阀的数量两个，所述第一喷气嘴和第二喷气嘴分别通过两个氮气流量阀与氮气供气源连通。

进一步地，预热段与带钢转向室之间的炉喉，其宽度为150~200毫米；加热段与带钢转向室之间的炉喉，其宽度为150~200毫米。

进一步地，所述加热段的下端通过一段炉喉与带钢出口段连通，所述炉喉中设置有密封辊。

进一步地，所述气体冷却器的数量为两个，两个气体冷却器分别串接在第一喷气嘴和第二喷气嘴所连通的管路中。

采用本发明的立式连续退火炉对带钢进行退火处理时，当带钢经过预热段、加热段与带钢转向室之间的炉喉时，由于炉喉中不再设置密封辊，从而避免了带钢被密封辊触碰后产生辊印和划痕的可能性。当立式连续退火炉对带钢进行退火处理时，须开启循环风机，使其处于运转状态，运转的循环风机从带钢转向室中抽出气体，循环风机再将抽出气体吹送至气体冷却器处，气体经由气体冷却器降温冷却后再回到带钢转向室中，从而形成气体冷却循环回路，从而能够保证带钢转向室内的气氛温度处于合理的范围内，进而保障带钢转向室内的带钢转向辊不会因为高温而变形，经过带钢转向辊的带钢则不会跑偏，退火炉中的带钢则能够稳定运行。在预热段和加热段与带钢转向室之间的炉喉处设置喷气嘴，且喷气嘴的喷出口均横向地朝向所在炉喉的中部，喷气嘴喷吹出的气体则能起到气封的作用，从而将带钢转向室与预热段和加热段隔绝开来，以防预热段和加热段中的高温气体进入到带钢转向室中。喷气嘴通过氮气流量阀与外部氮气供气源连通，在氮气流量阀的控制调节下，氮气供气源可对喷气嘴补充新鲜的氮气，补充的氮气可置换掉带钢转向室中的部分高温气体，从而进一步保障带钢转向室内的气氛温度处于合理的范围内。

本发明的立式连续退火炉相对现有技术，其有益效果在于：预热段、加热段与带钢转向室之间的炉喉中不再设置密封辊，从而避免了带钢被密封辊触碰后产生辊印和划痕的可能性，并且在带钢转向室上设置有气体冷却循环回路，从而保证带钢转向室内的气氛温度处于合理的范围内，带钢转向室内的带钢转向辊也不会因为高温而变形，经过带钢转向辊的带钢则不会跑偏。

附图说明

图1为现有技术的退火炉的结构示意图；

图2为本发明带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉的结构示意图。

图中：1-预热段、2-带钢转向室、21-循环风机、22-气体冷却器、3-加热段、4-带钢出口段、5-排烟管道、6-带钢入口、71-第一氮气流量阀、72-第二氮气流量阀、81-第一带钢转向辊、82-第二带钢转向辊、83-第三带钢转向辊、84-第四带钢转向辊、91-第一密封辊、92-第二密封辊、93-第三密封辊、95-第一喷气嘴、96-第二喷气嘴、10-带钢、31-加热烧嘴、13-烟气通道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

本实施方式提供了一种带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉，该立式连续退火炉能够在保证带钢转向室2内的气氛温度处于合理范围内的基础上，有效避免带钢10与密封辊触碰后产生的辊印和划痕。

参见图2，本实施方式的立式连续退火炉包括预热段1、加热段3、带钢转向室2和带钢出口段4。

所述预热段1和加热段3为两个并排竖立的炉段，所述带钢转向室2位于预热段1和加热段3的上方，预热段1和加热段3的上端分别通过一段炉喉与带钢转向室2连通。在所述炉喉中不再设置密封辊，带钢10经过炉喉时则不会与密封辊触碰。

由于炉喉中不再设置密封辊，炉喉的宽度则可以缩小。在本实施方式中，预热段1和加热段3与带钢转向室2之间的炉喉，其宽度为150~200毫米，相对于现有技术的350~400毫米宽度的炉喉，本实施方式中预热段1和加热段3与带钢转向室2之间的炉喉，其宽度整体缩小了200毫米，这样有利于抑制预热段1和加热段3中的高温气体通过炉喉进入到带钢转向室2中。

在预热段1的下端设置有带钢入口6，在带钢入口6的下方设置有第一带钢转向辊81，经过轧制的带钢10通过第一带钢转向辊81转向后经由带钢入口6进入到退火炉中。在预热段1的下部连通有排烟管道5，该排烟管道5与外部的烟囱连通，预热段1中的烟气可通过该排烟管道5至外部烟囱排放。在加热段3中设置有加热烧嘴31，在预热段1的上部与加热段3的上部之间连通有烟气通道13，通过该烟气通道13，加热段3中的加热烧嘴31燃烧产生的烟气能够进入到预热段1中对带钢10进行预热。所述带钢出口段4位于加热段3的下方，加热段3的下端通过一段炉喉与带钢出口段4连通，在该炉喉中设置有第三密封辊93，设置第三密封辊93的目的是为了将加热段3与带钢出口段4隔绝开，以防加热段3中的高温烟气经由带钢出口段4泄露出去。在带钢出口段4中设置有第四带钢转向辊84，以便于带钢10通过该第四带钢转向辊84转向后离开退火炉。

在带钢转向室2中设置有第二带钢转向辊82和第三带钢转向辊83，其中，第二带钢转向辊82位于预热段1的上方，第三带钢转向辊83位于带钢转向室2的上方，这两个带钢转向辊的作用是使经过的带钢10转向，整个带钢转向室2的作用就是使由预热段1进入的带钢10转向至加热段3中。

为了防止预热段1和加热段3中的高温气氛对带钢转向室2产生影响，本实施方式的立式连续退火炉还包括循环风机21、气体冷却器22、第一喷气嘴95和第二喷气嘴96。所述第一喷气嘴95设置在预热段1与带钢转向室2之间的炉喉处，所述第二喷气嘴96设置在加热段3与带钢转向室2之间的炉喉处，所述第一喷气嘴95和第二喷气嘴96，其喷出口均横向地朝向所在炉喉的中部。所述循环风机21的进气口通过管路与带钢转向室2连通，循环风机21的出气口通过三通管路同时连通第一喷气嘴95和第二喷气嘴96，当循环风机21运转时，能够将带钢转向室2中的气体抽吸出来，再将抽吸出的气体同时吹送至第一喷气嘴95和第二喷气嘴96喷出。所述气体冷却器22串接在循环风机21出气口处的管路中，以起到对循环风机21吹出气体降温的目的。在本实施方式中，所述气体冷却器22采用的是工业用冷却水换热的翅片式换热器。

采用本实施方式的立式连续退火炉对带钢10进行退火处理时，退火炉中带钢10的运行过程与现有技术的退火炉是基本一致的（参见背景技术部分），不同点在于，当带钢10经过预热段1、加热段3与带钢转向室2之间的炉喉时，由于炉喉中不再设置密封辊，从而避免了带钢10被密封辊触碰后产生辊印和划痕的可能性。然而，由于所述炉喉中取消了密封辊，预热段1和加热段3中的高温气体则会经由炉喉进入到带钢转向室2中，为此，当立式连续退火炉对带钢10进行退火处理时，须开启循环风机21，使其处于运转状态。运转的循环风机21从带钢转向室2中抽出气体，循环风机21再将抽出气体吹送至气体冷却器22处，气体经由气体冷却器22冷却后再经三通管路同时吹送至第一喷气嘴95和第二喷气嘴96，气体由第一喷气嘴95和第二喷气嘴96喷吹在所在的炉喉中，在循环风机21的抽吸作用下，带钢转向室2内气氛的静压会小于预热段1和加热段3内气氛的静压，因此，由第一喷气嘴95和第二喷气嘴96喷出的气体最终还是会回到带钢转向室2中，从而形成气体循环回路。在气体循环过程中，气体冷却器22会对经由的气体进行降温冷却，从而能够保证带钢转向室2内的气氛温度处于合理的范围内，进而保障带钢转向室2内的第二带钢转向辊82和第三带钢转向辊83不会因为高温而变形，经过第二带钢转向辊82和第三带钢转向辊83的带钢10则不会跑偏，退火炉中的带钢10则能够稳定运行。

此外，由于第一喷气嘴95和第二喷气嘴96的喷出口均横向地朝向所在炉喉的中部，由第一喷气嘴95和第二喷气嘴96喷吹出的气体则能起到气封的作用，从而将带钢转向室2与预热段1和加热段3隔绝开来，防止预热段1和加热段3中的高温气体进入到带钢转向室2中。

虽然气封作用能够起到很好的隔绝效果，但是，仍然会有一部分高温气体会透过气封，从预热段1和加热段3进入到带钢转向室2中。为了进一步避免预热段1和加热段3中的高温气体影响带钢转向室2中的气氛温度，本实施方式的立式连续退火炉还包括两个氮气流量阀，所述两个氮气流量阀分别为第一氮气流量阀71和第二氮气流量阀72，所述第一喷气嘴95和第二喷气嘴96在连通循环风机21出气口的同时还分别通过第一氮气流量阀71和第二氮气流量阀72与作业现场提供的外部氮气供气源连通。在第一氮气流量阀71和第二氮气流量阀72的控制调节下，氮气供气源可对第一喷气嘴95和第二喷气嘴96补充新鲜的氮气，第一喷气嘴95和第二喷气嘴96吹出的气体则是循环风机21吹出气体与氮气供气源补充氮气混合的气体。由氮气供气源补充的冷态氮气可置换掉带钢转向室2中的部分高温气体，从而进一步保障带钢转向室2内的气氛温度处于合理的范围内。

由于第一喷气嘴95和第二喷气嘴96将循环风机21喷吹出的气体喷吹到炉喉中，并且喷吹到炉喉中的气体最终还是回到带钢转向室2中，据此可以作出如下概述：循环风机21的出气口经由第一喷气嘴95和第二喷气嘴96所在的炉喉与带钢转向室2连通，则循环风机21的进气口和出气口均与带钢转向室2连通，从而构成了一个气体循环回路。

优选地，在其它实施方式中，也可设置两个气体冷却器，两个气体冷却器可分别串接在第一喷气嘴95和第二喷气嘴96所连通的管路中。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，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 (7)

1.一种带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉，包括预热段（1）、加热段（3）、带钢转向室（2）和带钢出口段（4）；所述预热段（1）和加热段（3）并排竖立，所述带钢转向室（2）位于预热段（1）和加热段（3）的上方，预热段（1）的上端通过一段炉喉与带钢转向室（2）连通，加热段（3）的上端通过一段炉喉与带钢转向室（2）连通，在加热段（3）中设置有加热烧嘴（31），在预热段（1）的上部与加热段（3）的上部之间连通有烟气通道（13），在预热段（1）的下端设置有带钢入口（6），所述带钢出口段（4）位于加热段（3）的下方，加热段（3）的下端与带钢出口段（4）连通；

其特征在于：所述立式连续退火炉还包括循环风机（21）和气体冷却器（22）；所述循环风机（21）的进气口和出气口均与带钢转向室（2）连通，所述气体冷却器（22）串接在循环风机（21）出气口处的管路中。

2.根据权利要求1所述带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉，其特征在于：所述立式连续退火炉还包括第一喷气嘴（95）和第二喷气嘴（96）；

所述第一喷气嘴（95）设置在预热段（1）与带钢转向室（2）之间的炉喉处，所述第二喷气嘴（96）设置在加热段（3）与带钢转向室（2）之间的炉喉处，所述第一喷气嘴（95）和第二喷气嘴（96）的喷出口均横向地朝向所在炉喉的中部；

所述循环风机（21）的出气口通过三通管路同时连通第一喷气嘴（95）和第二喷气嘴（96），则循环风机（21）的出气口经由第一喷气嘴（95）和第二喷气嘴（96）所在的炉喉与带钢转向室（2）连通。

3.根据权利要求2所述带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉，其特征在于：所述立式连续退火炉还包括氮气流量阀，所述第一喷气嘴（95）和第二喷气嘴（96）均通过氮气流量阀与氮气供气源连通。

4.根据权利要求3所述带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉，其特征在于：所述氮气流量阀的数量两个，所述第一喷气嘴（95）和第二喷气嘴（96）分别通过两个氮气流量阀与氮气供气源连通。

5.根据权利要求1所述带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉，其特征在于：预热段（1）与带钢转向室（2）之间的炉喉，其宽度为150~200毫米；加热段（3）与带钢转向室（2）之间的炉喉，其宽度为150~200毫米。

6.根据权利要求1所述带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉，其特征在于：所述加热段（3）的下端通过一段炉喉与带钢出口段（4）连通，所述炉喉中设置有密封辊。

7.根据权利要求1所述带钢转向室设置冷却循环回路的立式连续退火炉，其特征在于：所述气体冷却器的数量为两个，两个气体冷却器分别串接在第一喷气嘴（95）和第二喷气嘴（96）所连通的管路中。