CN201024187Y - 一种退火炉中间隔离段气氛隔离装置 - Google Patents

Abstract

一种退火炉中间隔离段气氛隔离装置，其特征在于包括：中心隔离墙3，固定于中间隔离段的腔体壁上，将中间隔离段分成左右二个腔室；保护气体管道1，埋设在退火炉的墙体内，其一端口位于炉外，另一端口连接一保护气体喷头4，该喷头4固定于中心隔离墙3下面，喷头4上设置有若干喷嘴5，喷嘴方向分别朝向二个腔室。使用该装置能能防止残余氨气向其它炉段的渗漏；能防止残余氨气进入废气造成环境污染和操作人员氨中毒。

Description

一种退火炉中间隔离段气氛隔离装置

技术领域

本实用新型涉及一种多气氛退火炉设备，尤其涉及一种用于退火炉中间隔离段的气氛隔离装置。

背景技术

某些特殊钢种的退火工艺要求：炉内连续实现脱碳(湿气氛)、渗氮(含氨气气氛)和保护气氛冷却(还原性干气氛)。气氛除湿气氛外均为还原气氛，所有气氛中氢气含量均大于20％。在整个工艺流程中，不仅要求退火炉内各段的气氛严格隔离，而且渗氮段的参数(温度、流量及氨浓度)更需严格控制。如果残余氨气进入渗氮段以外的两个炉段，就会在高温冷轧板表面发生不可控的渗氮，使产品质量下降。如果残余氨气排入大气中，会对自然环境和人员健康带来危害。这就给退火炉带来了含氨气氛控制和隔离的问题。

以目前的多段多种气氛退火炉为例，通常可分为带马弗内衬炉和不带马弗内衬炉两种。马弗材料为Inconel(镍铬铁耐热耐蚀合金)或不锈钢。尽管马弗材料对氨分解有一定的催化作用，并且氨气会在高温下部分或全部分解，但由于炉内持续供气等动力学因素的影响，仍有部分氨气渗漏至其它炉段。此外，对于无马弗的多段或连续炉型，残余氨气含量会更大些。

在现有的多气氛退火炉中，含氨气氛或干湿气氛的隔离技术主要是在网带炉和辊底炉中使用中间段。

以现有三段式的辊底炉为例(如图1所示)：A～C为炉段；a～b为中间段；1’为陶瓷辊道；2’为烧嘴或辉光器；3’为入口段及烟道；4’为中间隔离段密封腔体；5’为烧嘴或辉光器；6’为吸气排烟烟道；7’为出口段及烟道。

每炉段和中间段的辊道速度可调，即样品在工艺段和冷却段速度可调。每炉段气氛独立(有单独的气氛供应系统)，炉段间是中间隔离段(如图1所示)，中间段由密闭腔体、通气烟道、烧嘴和排气烟囱组成。在一定的炉压下，前后两炉段的炉气排入中间段后，通过中间段顶部的烧嘴(或辉光器)与吸气排烟烟道底部的吸气口吸入的空气燃烧后排放，以达到两段气氛隔离的目的。尽管中间段为隔离段，这种炉型同样存在残余氨气排放和在中间段发生渗氮的问题。如果炉压波动较大，甚至在前一炉段中也会有少量氨气。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种退火炉中间隔离段气氛隔离装置，将各炉段气氛有效隔离，能防止残余氨气向其它炉段的渗漏而造成不可控渗氮；能防止残余氨气进入废气造成环境污染和操作人员氨中毒。

本实用新型的构思如下：

在中间隔离段中部装上中心隔离墙，分离前后炉段的废气，减少接触面积；同时，保护气体在前或后炉段内近炉壁侧管道中预加热后，通过中心隔离墙底部焊接或铆接或螺纹连接的喷吹装置，进入中心隔离段内，隔断前后两炉段废气。同时，加热后的保护气体也可防止试样通过中间段时出现较大的温降。这种隔离技术从空间上对前后气氛进行物理隔离，可用于干湿气氛、前后段不同成分气氛的隔离。

此外，由于氨分解的产物为氮和氢，而氮气和氢气是大多数保护气体的主要成分，且氮气和氢气对环境无害，所以，针对含氨气氛，本专利提出了在现有技术的基础上添加氨气氛隔离网板来完全分解氨的解决方案，以减少残余氨气量，达到气氛隔离的目的。

由于通常渗氮炉段温度大于680℃，且废气温度较高，炉段前后的温度不小于675℃，因此，Ni对氨分解的催化效果能充分发挥。通常，催化剂采用网状结构能增大催化面积，提高催化效能。基于此，综合催化效果、可制造性、可操作性及经济性等因素，Ni网是最佳的选择。

在喷吹装置中，保护气体出口可使用孔或喷嘴。孔或喷嘴垂直于试样传输方向成排均匀分布在喷头两侧和底部，设计的排数和每排孔或喷嘴数量可根据炉体尺寸调节。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种退火炉中间隔离段气氛隔离装置，其特征在于包括：中心隔离墙，固定于中间隔离段的腔体壁上，将中间隔离段分成左右二个腔室；保护气体管道，埋设在退火炉的墙体内，其一端口位于炉外，另一端口连接一保护气体喷头，该喷头固定于中心隔离墙下面，喷头上设置有若干排喷嘴，喷嘴方向分别朝向二个腔室和中心段底部。

所述退火炉中间隔离段气氛隔离装置的腔室都水平设置至少一层镍网板，这样有利于催化分解渗氮后废气中的残余氨气，防止残余氨气的不可控渗氮，有利于实现所规定的实验条件，并防止残余氨气及其不完全燃烧(NOx)造成的环境污染和对人员健康的危害。

所述退火炉中间隔离段气氛隔离装置的保护气体管道设置于左侧或右侧炉段。

所述退火炉中间隔离段气氛隔离装置的保护气体管道两根设置于左和右侧炉段，喷头内由一隔板分隔为左右两部分。

所述退火炉中间隔离段气氛隔离装置的保护气体喷头呈长条形，其长度与中心隔离墙相当，截面呈倒梯形，所述喷嘴设置于梯形的侧面和底面上。

本发明的有益效果是确保了炉段间不同保护气氛有效地隔离，特别是渗氮段与其它炉段间气氛隔离，防止在渗氮段以外的炉段发生残余氨气的不可控渗氮；此外，通过调节前炉段加热后的保护气体流量还可稳定中心段炉温，防止板温下降过快。与现有多段炉相比，不仅能有效地物理隔离炉段间不同的保护气氛，还可选用Ni网催化的手段分解有害气体并确保中心段炉温，保证废气排放满足环保和对操作人员无害的要求。

附图说明

图1为现有三段辊底炉结构示意图。

图2为本实用新型退火炉中间隔离段气氛隔离装置示意图。

图3为图2沿A-A线剖面图。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的实施例。

如图2，3所示，在辊底炉中间隔离段腔体壁上安装有中心隔离墙3，其内部为实心耐火材料，外部为耐热钢板焊接而成。隔离墙通过焊接固定在中间隔离段两侧，把中间隔离段分成左、右二个腔室，以避免炉气互混。通常辊底炉中间隔离段温度大于680℃，且废气温度较高，炉段前后的温度不小于675℃，因此，Ni对氨分解的催化效果能充分发挥。并且当催化剂采用网状结构时，能增大催化面积，提高催化效能。基于此，综合催化效果、可制造性、可操作性及经济性等因素，Ni网是最佳的选择。根据炉压、流量和氨浓度，可选择合适的Ni网孔径(10～1000目)和层数(1～5)，达到残余氨基本分解，并保证炉压适中和废气顺利排放。在本实施例中，左右腔室内各装有4层Ni网板2，放置于焊接在中心隔离墙两侧和中间隔离段前后炉墙上的角钢支架6上，便于更换维修。左侧炉壁内埋设有保护气体管道1，在实际生产中，左侧或右侧炉壁均可埋设保护气体管道。如前后炉段保护气体种类完全不同或差别过大，也可采用前后均设保护气体管道，在喷头两侧分别通入，喷头内部加挡板左右分隔，底部不设喷嘴，使左侧管道保护气体由左侧喷嘴喷入左半侧隔离段，右半侧管道由左侧喷嘴喷入右半侧隔离段的方式。管道1一端伸出炉壁，另一端口连接一个通过中心隔离墙3底部焊接或铆接或螺纹连接的保护气体喷头4，该喷头4呈长条形，其长度与中心隔离墙3相当。截面呈倒梯形，喷嘴5设置于梯形的侧面和底面上。保护气体在管道1中预加热后，进入中心隔离段内，隔断前后两炉段废气。并且通过调节保护气体的喷吹流量，能确保辊底炉中间隔离段与其它炉段间气氛有效隔离。同时加热后的保护气体也可防止试样在中间段出现较大的温降。在工作中，辊底炉中间隔离段温度为680度，氨气浓度≤30％，总流量为3Nm³/hr时，保护气体喷吹流量为0.2Nm³/hr，采用4层半圆形200目Ni网，并放在中间隔离段内钢结构上。氨气分解效率达到100％。

Claims (8)

1.一种退火炉中间隔离段气氛隔离装置，其特征在于包括：中心隔离墙(3)，固定于中间隔离段的腔体壁上，将中间隔离段分成左右二个腔室；

保护气体管道(1)，埋设在退火炉的墙体内，其一端口位于炉外，另一端口连接一保护气体喷头(4)，该喷头(4)固定于中心隔离墙(3)下面，喷头(4)上设置有若干喷嘴(5)，喷嘴(5)方向分别朝向二个腔室。

2.如权利要求1所述的退火炉中间隔离段气氛隔离装置，其特征在于：所述各腔室都水平设置至少一层镍网板(2)。

3.如权利要求2所述的退火炉中间隔离段气氛隔离装置，其特征在于：所述镍网板(2)为四层。

4.如权利要求1或2所述的退火炉中间隔离段气氛隔离装置，其特征在于：所述保护气体管道(1)设置于左侧炉段。

5.如权利要求1或2所述的退火炉中间隔离段气氛隔离装置，其特征在于：所述保护气体管道(1)设置于右侧炉段。

6.如权利要求1或2所述的退火炉中间隔离段气氛隔离装置，其特征在于：所述保护气体管道(1)为两根，分别设置于左和右侧炉段，喷头内由一隔板分隔为左右两个腔室。

7.如权利要求1或2所述的退火炉中间隔离段气氛隔离装置，其特征在于：所述保护气体喷头(4)呈长条形，其长度与中心隔离墙(3)相当，截面呈倒梯形，所述喷嘴(5)设置于梯形的侧面和底面上。

8.如权利要求6所述的退火炉中间隔离段气氛隔离装置，其特征在于：所述保护气体喷头(4)呈长条形，其长度与中心隔离墙(3)相当，截面呈倒梯形，所述喷嘴(5)设置于梯形的侧面上。

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