CN201704359U - 立式退火炉炉压控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及炉压控制技术。本实用新型解决了现有的炉压调节系统没有考虑冷却风机启动带来的炉压波动的问题，提供了一种立式退火炉炉压控制装置，其技术方案为：立式退火炉炉压控制装置，包括立式退火炉本体、至少一台冷却风机、补压管路、控制阀、控制器及炉压检测装置，所述立式退火炉本体与至少一台冷却风机连接，补压管路通过控制阀与立式退火炉本体连接，所述控制阀与控制器连接，控制器与炉压检测装置连接，炉压检测装置设置在立式退火炉本体里，其特征在于，所述冷却风机与控制器连接。本实用新型的有益效果是，稳定可靠，适用于立式退火炉。

Description

立式退火炉炉压控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种炉压控制技术，尤其是一种立式退火炉炉压控制装置。

背景技术

连续热镀锌/铝机组立式退火炉按工艺可分为预热段、加热段、均热段、喷冷段、均衡段和出口段，炉膛内部整体连通，并充满保护气体(氮氢混合气体)，正常生产时炉压通常控制在10～15mmH₂O。氢气起着保护带钢表面不被氧化并还原带钢表面残留的少量氧化物和未清洗干净的油脂的作用，在整个生产过程中会持续地消耗。由于整个退火炉不可能做到完全密封，加上在带钢进入退火炉处通常采用密封辊+氮气吹扫密封的方式，炉内的保护气体也会从入口密封辊处溢出。因此，通常退火炉的保护气体是通过保护气体混合站、保护气体管路不停的送入退火炉内，保证炉压的同时也保证有足够的氢气量工消耗所需。当炉压高时，在保证炉内氢气消耗量所需的最低保护气体量的基础上，尽可能减小通入的保护气体流量；此外，还可以通过炉顶的超压放散阀对炉压超高进行调节。当炉压低时，通过减小炉顶放散阀的开度、加大通入的保护气体流量和打开补压管路的补压阀等方式进行调节。因此，常规的退火炉炉压控制系统主要包括进退火炉保护气体流量调节阀、炉顶超压放散调节阀及切断阀、退火炉相应工艺段炉压检测装置、补压管路及补压电磁阀(部分系统配备)等。冷却风机是喷冷段的设备，而不是炉压调节系统的组成部分，它是造成炉压波动的一个源头。炉压的波动主要是由带钢品种规格变化、炉内温度变化及冷却风机启停等引起的。对于冷却风机启停之外的其他情况造成的炉压波动，通过调节进入退火炉保护气体流量和炉顶超压放散阀即可进行有效调节，但是对于冷却风机启停造成的炉压波动，由于以前的炉压控制系统并不包括冷却风机，上述调节方式效果不佳。现有的立式退火炉一股包括立式退火炉本体、至少一台冷却风机、补压管路、控制阀、控制器及炉压检测装置，其中，立式退火炉本体与至少一台冷却风机连接，补压管路通过控制阀与立式退火炉本体连接，所述控制阀与控制器连接，控制器与炉压检测装置连接，炉压检测装置设置在立式退火炉本体里。其中，在退火炉的喷冷段，主要是将该段炉膛保护气氛抽出，经气-水换热器换热后喷射至带钢表面进行冷却，由若干台变频风机(即冷却风机)按控制系统给定的冷却需求分程进行带钢温度控制。在冷却风机启动时，炉压由于冷气体的进入及热气体的抽出，会形成瞬间低压甚至负压的情况，严重影响退火炉安全运行。冷却风机启动前，位于冷却风机与退火炉之间的通道挡板处于关闭位置，此时换热器附近空间的保护气体温度低，当风机启动后，通道挡板打开，这部分冷保护气体进入炉内，同时，炉内热保护气体进入循环风道，与换热器进行热交换。根据理想气体状态方程：

$P_2=\frac{T_2}{T_1}{P}_1$

由于冷、热保护气体温差大，炉压迅速降低。常规炉压调节系统是在退火炉的各组成段设置有相应的压力开关、压力变送器等炉压检测装置，这些装置的炉压检测信号反馈到控制器，由控制器发出相应的指令，调节进入炉膛的保护气体流量；也有部分炉压调节系统设置有炉压补压管路，当检测到炉压下降超过程序设定的变化率或压力开关动作值时，打开与退火炉连接的补压管路上的控制阀，对炉膛补压。由于常规的炉压调节系统依赖于炉压检测装置的检测信号，是一种典型的反馈控制，相对于风机启动造成的炉压迅速变化，反应不够快捷，存在一定的滞后时间，炉压调节效果不理想，而炉压骤降引起的均衡段、出口段等炉膛保护气氛的变化，会导致带钢经镀锌/铝后出现漏钢缺陷。此外，相比热镀锌生产而言，在镀铝锌生产时，最终退火温度(720～850℃)与带钢出炉温度(约590℃)温差较小，喷冷段冷却需求量较低，不易控制，造成冷却风机启停频繁，进一步加剧了炉压的波动，漏钢缺陷更加明显。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是为了克服现有的炉压调节系统没有考虑冷却风机启动带来的炉压波动的缺点，提供一种能够在冷却风机启动时及时补偿炉压变化的立式退火炉炉压控制装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：立式退火炉炉压控制装置，包括立式退火炉本体、至少一台冷却风机、补压管路、控制阀、控制器及炉压检测装置，所述立式退火炉本体与至少一台冷却风机连接，补压管路通过控制阀与立式退火炉本体连接，所述控制阀与控制器连接，控制器与炉压检测装置连接，炉压检测装置设置在立式退火炉本体里，其特征在于，所述冷却风机与控制器连接。

具体的，还包括挡板，所述挡板设置在冷却风机与立式退火炉本体之间，挡板与控制器连接。

本实用新型的有益效果是：由于将冷却风机与控制器连接，则当冷却风机启动时，可以利用冷却风机的启动信号同时控制保护气体补压管道上的控制阀，对炉膛进行自动补压，以补偿冷却风机启动带来的炉压骤降，另外，将挡板与控制器连接，可以更可靠的检测炉膛内是否开始换气，从而控制控制阀是否打开来对炉膛进行自动补压，通过及时补压，有效地解决了常规炉压控制系统调节滞后带来的炉压波动问题，使炉压更加稳定，其应用于冷轧厂镀锌机组、镀铝机组的立式退火炉炉压控制时，可有效减少炉压波动导致的炉内气氛变化带来的漏钢缺陷，也可广泛应用于其他立式退火炉的炉压控制。

附图说明

图1为本实施例的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本实用新型的立式退火炉炉压控制装置将控制器与冷却风机连接，控制器可以利用冷却风机的启动信号对控制阀进行控制，进而判断是否给炉膛进行补压。

实施例

本例的立式退火炉炉压控制装置还包括挡板，挡板设置在冷却风机与立式退火炉本体之间，挡板与控制器连接，其系统框图如图1。

首先将立式退火炉本体与至少一台冷却风机连接，本例以四台冷却风机为例，补压管路通过控制阀与立式退火炉本体连接，控制阀与控制器连接，控制器与炉压检测装置连接，炉压检测装置设置在立式退火炉本体里，并将每一台冷却风机都与控制器连接，其中，控制阀由控制器控制开闭，每一台冷却风机的启动控制信号能够输入到控制器，当至少有一台冷却风机启动时，控制器发出指令，打开控制阀，经过设定时间t后，控制器发出指令，关闭控制阀，增加了随冷却风机启动自动补压的联锁控制系统，将冷却风机与补压控制阀通过控制器联锁，实现随冷却风机的启动自动补压：当冷却风机启动时，控制器利用冷却风机的启动信号同时控制补压管路上的控制阀，对炉膛进行时长为t的自动补压，以补偿冷却风机启动带来的炉压骤降，从而减少了炉压波动和相应的产品缺陷，其中设定时间t一股为5～10秒，设定时间与补压管路的通径有关，与冷却风机启动过程即风机速度由0加速到系统设定的速度的过程长短有关，也与立式退火炉本身的炉压情况有关，可由本领域技术人员在相应的具体工况下经过调试后得出。

另外，在将挡板与控制器连接后，考虑到挡板的关闭状态是冷却风机启动的一个初始条件，也就是说，冷却风机启动前先判断当前挡板是否处于关闭状态，然后冷却风机的启动指令送至冷却风机的控制变频器，当冷却风机速度达到设定的最低速度/启动状态判断速度时，冷却风机的变频器反馈回一个状态信号，其控制系统收到该状态信号后，就将当前所需的冷却风机运行速度输送给冷却风机的控制变频器，同时发出挡板“开”指令，冷却风机启动指令的发出到挡板动作指令的发出时间间隔极短，约1～2秒，因此控制器也可以利用用挡板的“开”指令来控制控制阀的开合，但是，考虑到补压管路的通径相对于炉膛的容量来讲非常小，在此需要一个提前量，其次，挡板本身并不能完全起到密封的作用，在风机由0加速到启动最低速度的过程中，换热通道中的保护气体会有小部分流动。因此优选以冷却风机的启动信号而不是挡板的动作信号作为控制阀的动作条件。

未工作时，挡板是关闭的，当任意一台冷却风机启动时，其前方挡板打开，同时控制器发出信号，打开控制阀，经补压管路对退火炉进行补压，经过设定时间t后，控制器发出信号关闭控制阀，停止补压。控制器可以是该常规炉压调节系统的控制器改编指令而得，补压持续过程及其前后的生产期间，常规炉压调节系统是照常工作的。

所述控制器一股采用可编程控制器。一股地，退火炉使用的保护气体主要成分为氮气，则补压管路与氮气源连接。

Claims (2)

1.立式退火炉炉压控制装置，包括立式退火炉本体、至少一台冷却风机、补压管路、控制阀、控制器及炉压检测装置，所述立式退火炉本体与至少一台冷却风机连接，补压管路通过控制阀与立式退火炉本体连接，所述控制阀与控制器连接，控制器与炉压检测装置连接，炉压检测装置设置在立式退火炉本体里，其特征在于，所述冷却风机与控制器连接。

2.根据权利要求1所述立式退火炉炉压控制装置，其特征在于，还包括挡板，所述挡板设置在冷却风机与立式退火炉本体之间，挡板与控制器连接。

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