CN219430044U - 退火炉内水浴增湿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热处理设备领域，具体为一种退火炉内水浴增湿装置。一种退火炉内水浴增湿装置，包括增湿水罐(12)和退火炉(22)，其特征是：还包括补水手阀(1)、补水控制阀(2)、排水手阀(3)、排水控制阀(4)、液位传感器(5)、加热器(6)、温度传感器(7)、压力传感器(8)、压力检测手阀(9)、安全排放阀(10)、监测窗(11)、进气手阀(13)、进气控制阀(14)、湿路调节阀(15)、湿路流量计(16)、干路流量计(17)、干路调节阀(18)、单向阀(19)、保温装置(20)和湿度传感器(21)，本实用新型控制精度高，带钢质量高。本实用新型结构简单，增湿控制精准。

Description

退火炉内水浴增湿装置

技术领域

本实用新型涉及热处理设备领域，具体为一种退火炉内水浴增湿装置。

背景技术

由于冷轧板优异的机械性能和表面质量，可以大批量生产出高强度、高表面质量的钢板，因此得到了广泛的应用。现代冷轧已大部分采用连续退火工艺，如连退机组、热镀锌机组都是连续退火工艺。越来越多的用户开始生产高强汽车板，以达到减重的目的。而高强钢的生产是在普通材料里面通过添加硅、锰等合金元素并结合相应的快速冷却等退火工艺改进进行生产。而在该生产工艺下，硅、锰等合金元素由于其亲氧的特性，会在退火炉内向钢板表面会在退火炉内向钢板表面析出，这些析出的元素会在钢板表面结晶成核，会给后续的生产带来很多缺陷，如造成辊印划伤，或造成热镀锌钢板的漏度等缺陷，造成性能无法满足生产要求。

针对高强钢淬火，合金元素的析出问题，目前的措施是使带钢在退火炉加热段表面预氧化，阻止合金元素析出。主要有两种解决方案：一是向炉内通压缩空气，来使带钢表面氧化，这种方案由于带来的氧气难以控制，因此还不成熟。另外一种方法是采用增湿装置，向炉子内注入微量的湿氮气，通过在炉内水蒸气高温分解成生成氢气和氧气来完成带钢微氧化的目的。由于炉膛内腔体积大，一般加湿装置加湿量远远无法满足炉内露点控制要求，控制起来难度相当大。

这些困难造成绝大多数的退火炉控制效果不理想，产品缺陷经常性地发生，成为连续退火机组最主要的缺陷来源。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种控制精度高、带钢质量高的热处理设备，本实用新型公开了一种退火炉内水浴增湿装置。

本实用新型通过如下技术方案达到发明目的：

一种退火炉内水浴增湿装置，包括增湿水罐和退火炉，增湿水罐设于退火炉的一侧，增湿水罐内灌注水，其特征是：还包括补水手阀、补水控制阀、排水手阀、排水控制阀、液位传感器、加热器、温度传感器、压力传感器、压力检测手阀、安全排放阀、监测窗、进气手阀、进气控制阀、湿路调节阀、湿路流量计、干路流量计、干路调节阀、单向阀、保温装置和湿度传感器，

水源通过第一输水管连接增湿水罐的进水口，第一输水管上依次串联补水手阀和补水控制阀；

增湿水罐的出水口通过第二输水管连接第三输水管，第二输水管上依次串联排水控制阀和排水手阀；

增湿水罐的侧壁上通过第四输水管设有液位传感器，第四输水管的两端分别和增湿水罐的内腔贯通，且第四输水管的两端分别设于增湿水罐水面的上方和下方；

增湿水罐内设有加热器，加热器完全没于增湿水罐的水中；

增湿水罐的下方设有温度传感器，温度传感器的测温端设于增湿水罐的水中；

增湿水罐的上方通过压力检测手阀设有压力传感器，压力传感器的测压端设于增湿水罐水面的上方；

增湿水罐上部的第一出气口通过第一输气管连接第三输水管，第一输气管上串联安全排放阀；

增湿水罐的上方设有监测窗，监测窗的内端设于增湿水罐水面的上方；

气源通过第二输气管连接三通接头的一个进气口，第二输气管上依次串联进气手阀和进气控制阀；三通接头的一个出气口通过第三输气管连接增湿水罐底部的进气口，第三输气管上依次串联湿路流量计和湿路调节阀；三通接头的另一个出气口通过第四输气管连接第五输气管，第四输气管上依次串联干路流量计和干路调节阀；增湿水罐顶部的第二出气口通过第六输气管连接第五输气管；

第五输气管上依次串联单向阀和湿度传感器，第五输气管外包覆保温装置，第五输气管的出气口连接退火炉；

补水控制阀、排水控制阀、液位传感器、加热器、温度传感器、压力传感器、安全排放阀、进气控制阀、湿路调节阀、湿路流量计、干路流量计、干路调节阀、单向阀和湿度传感器都通过信号线连接控制器。

所述的退火炉内水浴增湿装置，其特征是：加热器选用电加热的流体加热器，控制器选用微机或可编程控制器。

本实用新型使用时，按如下步骤依次实施：

① 补水：水源处的水经第一输水管输入增湿水罐，加热器对水实施加热，气源处的氮气经第二输气管和第三输气管输入增湿水罐；

② 补气：从气源输出的氮气的一部分从三通接头的一个出气口输入增湿水罐，氮气从增湿水罐的水中逸出，增湿水罐内的水受热后蒸发，氮气和水汽混合后从第六输气管输至第五输气管，从气源输出的氮气的另一部分从三通接头的另一个出气口经第四输气管输至第五输气管，第五输气管将经过水浴调节了温度和湿度的氮气输入退火炉实施增湿；

③ 监测：液位传感器实时监测增湿水罐的水位，温度传感器实时监测增湿水罐的水温，压力传感器实时监测增湿水罐水面上方的气压，湿路流量计实时监测从气源输入增湿水罐的氮气的湿度，干路流量计实时监测从气源输入退火炉的氮气在第四输气管内的湿度，湿度传感器实时监测从气源输入退火炉的氮气在第五输气管内的湿度；

④ 控制：

④.1 温度控制：通过加热器、温度传感器和控制器控制输入退火炉的氮气的温度的恒定以满足增湿要求，当温度传感器测得的水温低于设定值下限时，控制器控制加热器启动加热，当温度传感器测得的水温高于设定值上限时，控制器控制加热器停止加热；

通过液位传感器、补水控制阀、排水控制阀和控制器闭环控制增湿水罐的水位，使增湿水罐自动补水和自动排水，当液位传感器测得的水位低于设定值下限时，控制器控制补水控制阀开启从水源向增湿水罐补水，当液位传感器测得的水位高于设定值上限时，控制器控制排水控制开启从增湿水罐向外排水；

④.2 压力控制：通过压力传感器、安全排放阀和控制器控制增湿水罐输出氮气的气压，避免向退火炉输入水导致安全事故，当压力传感器测得的气压高于设定值上限时，控制器控制安全排放阀开启从增湿水罐向外排水；

④.3 流量控制：

通过湿路调节阀、湿路流量计和控制器闭环控制氮气的湿路流量，当湿路流量计测得的氮气的流量低于设定值下限时，控制器控制湿路调节阀增加打开度加大从气源向增湿水罐补气，当湿路流量计测得的氮气的流量高于设定值上限时，控制器控制湿路调节阀减小打开度减小从气源向增湿水罐补气；

通过干路调节阀、干路流量计和控制器闭环控制氮气的干路流量，当干路流量计测得的氮气的流量低于设定值下限时，控制器控制干路调节阀增加打开度加大从气源向退火炉输气，当干路流量计测得的氮气的流量高于设定值上限时，控制器控制干路调节阀减小打开度减小从气源向退火炉输气；

④.4 露点控制：通过湿度传感器和控制器实时监测输入退火炉的氮气的露点，从而监测增湿效果。

本实用新型简化了增湿装置的结构，使用氮气的水浴法代替水泵雾化，提高水浴温度，使增湿效果明显；同时引进了湿度传感器，使增湿效果数字化，为生产工艺提供更为可靠的数据，使设备操作更为简便，从而解决了退火炉炉内增湿露点控制精度低的问题。

本实用新型采用一体化控制模式，一套多参（温度、液位、流量、压力、水含量、露点）PID控制模式，控制精度高，响应速度快。

本实用新型可使退火炉炉鼻子露点控制精度达到±2℃，对退火炉内加湿氮气后露点会从-50℃左右提到-35℃～-20℃，从而满足带钢预氧化工艺要求。

本实用新型具有如下有益效果：结构简单，使用方便，控制精度高，响应速度快，带钢质量高。

附图说明

图1是本实用新型的流程示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本实用新型。

实施例

一种退火炉内水浴增湿装置，包括补水手阀1、补水控制阀2、排水手阀3、排水控制阀4、液位传感器5、加热器6、温度传感器7、压力传感器8、压力检测手阀9、安全排放阀10、监测窗11、增湿水罐12、进气手阀13、进气控制阀14；湿路调节阀15、湿路流量计16、干路流量计17、干路调节阀18、单向阀19、保温装置20、湿度传感器21和退火炉22，如图1所示，具体结构是：

水源23通过第一输水管31连接增湿水罐12的进水口，第一输水管31上依次串联补水手阀1和补水控制阀2；

增湿水罐12的出水口通过第二输水管32连接第三输水管33，第二输水管32上依次串联排水控制阀4和排水手阀3；

增湿水罐12的侧壁上通过第四输水管34设有液位传感器5，第四输水管34的两端分别和增湿水罐12的内腔贯通，且第四输水管33的两端分别设于增湿水罐12水面的上方和下方；

增湿水罐12内设有加热器6，加热器6完全没于增湿水罐12的水中；

增湿水罐12的下方设有温度传感器7，温度传感器7的测温端设于增湿水罐12的水中；

增湿水罐12的上方通过压力检测手阀9设有压力传感器8，压力传感器8的测压端设于增湿水罐12水面的上方；

增湿水罐12上部的第一出气口通过第一输气管41连接第三输水管33，第一输气管41上串联安全排放阀10；

增湿水罐12的上方设有监测窗11，监测窗11的内端设于增湿水罐12水面的上方；

气源24通过第二输气管42连接三通接头25的一个进气口，第二输气管42上依次串联进气手阀13和进气控制阀14；三通接头25的一个出气口通过第三输气管43连接增湿水罐12底部的进气口，第三输气管43上依次串联湿路流量计16和湿路调节阀15；三通接头25的另一个出气口通过第四输气管44连接第五输气管45，第四输气管44上依次串联干路流量计17和干路调节阀18；增湿水罐12顶部的第二出气口通过第六输气管46连接第五输气管45；

第五输气管45上依次串联单向阀19和湿度传感器21，第五输气管45外包覆保温装置20，第五输气管45的出气口连接退火炉22；

补水控制阀2、排水控制阀4、液位传感器5、加热器6、温度传感器7、压力传感器8、安全排放阀10、进气控制阀14、湿路调节阀15、湿路流量计16、干路流量计17、干路调节阀18、单向阀19和湿度传感器21都通过信号线连接控制器26。

本实施例中：加热器6选用电加热的流体加热器，控制器26选用微机或可编程控制器。

本实施例使用时，按如下步骤依次实施：

① 补水：水源23处的水经第一输水管31输入增湿水罐12，加热器6对水实施加热，气源24处的氮气经第二输气管42和第三输气管43输入增湿水罐12；

② 补气：从气源24输出的氮气的一部分从三通接头25的一个出气口输入增湿水罐12，氮气从增湿水罐12的水中逸出，增湿水罐12内的水受热后蒸发，氮气和水汽混合后从第六输气管46输至第五输气管45，从气源24输出的氮气的另一部分从三通接头25的另一个出气口经第四输气管44输至第五输气管45，第五输气管45将经过水浴调节了温度和湿度的氮气输入退火炉22实施增湿；

③ 监测：液位传感器5实时监测增湿水罐12的水位，温度传感器7实时监测增湿水罐12的水温，压力传感器8实时监测增湿水罐12水面上方的气压，湿路流量计16实时监测从气源24输入增湿水罐12的氮气的湿度，干路流量计17实时监测从气源24输入退火炉22的氮气在第四输气管44内的湿度，湿度传感器21实时监测从气源24输入退火炉22的氮气在第五输气管45内的湿度；

④ 控制：

④.1 温度控制：通过加热器6、温度传感器7和控制器26控制输入退火炉22的氮气的温度的恒定以满足增湿要求，当温度传感器7测得的水温低于设定值下限时，控制器26控制加热器6启动加热，当温度传感器7测得的水温高于设定值上限时，控制器26控制加热器6停止加热；

通过液位传感器5、补水控制阀2、排水控制阀4和控制器26闭环控制增湿水罐12的水位，使增湿水罐12自动补水和自动排水，当液位传感器5测得的水位低于设定值下限时，控制器26控制补水控制阀2开启从水源23向增湿水罐12补水，当液位传感器5测得的水位高于设定值上限时，控制器26控制排水控制4开启从增湿水罐12向外排水；

④.2 压力控制：通过压力传感器8、安全排放阀10和控制器26控制增湿水罐12输出氮气的气压，避免向退火炉22输入水导致安全事故，当压力传感器8测得的气压高于设定值上限时，控制器26控制安全排放阀10开启从增湿水罐12向外排水；

④.3 流量控制：

通过湿路调节阀15、湿路流量计16和控制器26闭环控制氮气的湿路流量，当湿路流量计16测得的氮气的流量低于设定值下限时，控制器26控制湿路调节阀15增加打开度加大从气源24向增湿水罐12补气，当湿路流量计16测得的氮气的流量高于设定值上限时，控制器26控制湿路调节阀15减小打开度减小从气源24向增湿水罐12补气；

通过干路调节阀18、干路流量计17和控制器26闭环控制氮气的干路流量，当干路流量计17测得的氮气的流量低于设定值下限时，控制器26控制干路调节阀18增加打开度加大从气源24向退火炉22输气，当干路流量计17测得的氮气的流量高于设定值上限时，控制器26控制干路调节阀18减小打开度减小从气源24向退火炉22输气；

④.4 露点控制：通过湿度传感器21和控制器26实时监测输入退火炉22的氮气的露点，从而监测增湿效果。

Claims (2)

1.一种退火炉内水浴增湿装置，包括增湿水罐(12)和退火炉(22)，增湿水罐(12)设于退火炉(22)的一侧，增湿水罐(12)内灌注水，其特征是：还包括补水手阀(1)、补水控制阀(2)、排水手阀(3)、排水控制阀(4)、液位传感器(5)、加热器(6)、温度传感器(7)、压力传感器(8)、压力检测手阀(9)、安全排放阀(10)、监测窗(11)、进气手阀(13)、进气控制阀(14)、湿路调节阀(15)、湿路流量计(16)、干路流量计(17)、干路调节阀(18)、单向阀(19)、保温装置(20)和湿度传感器(21)，

水源(23)通过第一输水管(31)连接增湿水罐(12)的进水口，第一输水管(31)上依次串联补水手阀(1)和补水控制阀(2)；

增湿水罐(12)的出水口通过第二输水管(32)连接第三输水管(33)，第二输水管(32)上依次串联排水控制阀(4)和排水手阀(3)；

增湿水罐(12)的侧壁上通过第四输水管(34)设有液位传感器(5)，第四输水管(34)的两端分别和增湿水罐(12)的内腔贯通，且第四输水管(33)的两端分别设于增湿水罐(12)水面的上方和下方；

增湿水罐(12)内设有加热器(6)，加热器(6)完全没于增湿水罐(12)的水中；

增湿水罐(12)的下方设有温度传感器(7)，温度传感器(7)的测温端设于增湿水罐(12)的水中；

增湿水罐(12)的上方通过压力检测手阀(9)设有压力传感器(8)，压力传感器(8)的测压端设于增湿水罐(12)水面的上方；

增湿水罐(12)上部的第一出气口通过第一输气管(41)连接第三输水管(33)，第一输气管(41)上串联安全排放阀(10)；

增湿水罐(12)的上方设有监测窗(11)，监测窗(11)的内端设于增湿水罐(12)水面的上方；

气源(24)通过第二输气管(42)连接三通接头(25)的一个进气口，第二输气管(42)上依次串联进气手阀(13)和进气控制阀(14)；三通接头(25)的一个出气口通过第三输气管(43)连接增湿水罐(12)底部的进气口，第三输气管(43)上依次串联湿路流量计(16)和湿路调节阀(15)；三通接头(25)的另一个出气口通过第四输气管(44)连接第五输气管(45)，第四输气管(44)上依次串联干路流量计(17)和干路调节阀(18)；增湿水罐(12)顶部的第二出气口通过第六输气管(46)连接第五输气管(45)；

第五输气管(45)上依次串联单向阀(19)和湿度传感器(21)，第五输气管(45)外包覆保温装置(20)，第五输气管(45)的出气口连接退火炉(22)；

补水控制阀(2)、排水控制阀(4)、液位传感器(5)、加热器(6)、温度传感器(7)、压力传感器(8)、安全排放阀(10)、进气控制阀(14)、湿路调节阀(15)、湿路流量计(16)、干路流量计(17)、干路调节阀(18)、单向阀(19)和湿度传感器(21)都通过信号线连接控制器(26)。

2.如权利要求1所述的退火炉内水浴增湿装置，其特征是：加热器(6)选用电加热的流体加热器，控制器(26)选用微机或可编程控制器。