CN220012725U - 一种卧式张力退火炉露点控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及精密不锈钢生产领域，尤其涉及一种卧式张力退火炉露点控制装置。本实用新型对张力退火炉炉内气氛分区控制，通过调整氢气放散阀门开度、氢气供气阀门开度等手段，实现炉内两个区域的露点在设定范围内的有效控制，从而有效解决精密不锈钢在张力退火后产生的表面氧化问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及精密不锈钢生产领域，尤其涉及一种卧式张力退火炉露点控制装置。
背景技术
在精密不锈钢生产领域，使用张力退火炉将不锈钢带材进行大张力退火处理，以消除材料内部因冷轧形成的内应力。退火过程使用氢气作为保护气氛，因氢气具有较好的还原性，可以保护不锈钢在高温退火时不被氧化。
在氢气保护气氛下，氢气的质量对退火效果有着至关重要的作用，尤其是氢气的露点高低，直接影响不锈钢带材在高温退火时氧化与否。一般情况下，精密不锈钢在700℃以上温度进行去应力退火时，应保证氢气的露点低于-65℃。然而无限制的降低氢气的露点会使能源成本呈指数上升。因此开发一种适用于卧式张力退火炉的露点控制系统，实现露点在合理范围的自动控制就显得尤为必要。
本实用新型的目的在于解决精密不锈钢带材在卧式张力退火炉进行张力退火中的瓶颈问题——因炉内加热段或冷却段氢气气氛露点不良造成的表面氧化缺陷。为克服现有技术中的不足，本实用新型对张力退火炉炉内气氛分区控制，通过调整放散阀门开度和氢气供气阀门开度，实现炉内两个区域的露点在合理范围内的有效控制，从而有效解决精密不锈钢在张力退火后产生的表面氧化问题。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对上述问题，提供一种卧式张力退火炉露点控制装置。
本实用新型的目的是这样实现的：一种卧式张力退火炉露点控制装置，包括冷却段露点检测仪、加热段露点检测仪、中央控制器、氢气供气调节装置、出口放散调节阀、入口放散调节阀，卧式张力退火炉由入口至出口的机列布置为入口密封、加热段、冷却段、出口密封；氢气供气调节装置包括氢气供气调节阀和氢气供气管道，氢气供气调节装置设置在加热段和冷却段之间，氢气供气管道伸入卧式张力退火炉内，氢气供气管道入口位置设置有氢气供气调节阀，在此供应的氢气分别向两端流动，并分别在退火炉入口密封和出口密封处放散，加热段露点检测仪布置在放散之前的入口密封处，冷却段露点检测仪布置在放散之前的出口密封处，入口密封上设置有第一放散管道，第一放散管道出口位置布置入口放散调节阀，出口密封上设置有第二放散管道，第二放散管道出口位置布置出口放散调节阀，通过调节如口放散调节阀和出口放散调节阀开度来调节放散的氢气流量；氢气供气调节阀、冷却段露点检测仪、加热段露点检测仪、出口放散调节阀和入口放散调节阀均电连接至中央控制器。
中央控制器为可编程逻辑控制器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过分区对露点进行控制，调节氢气流量来实现露点的闭环控制，以严格控制炉内保护气氛的露点，从而实现精密不锈钢的张力退火，解决了带钢在退火时经常出现的表面氧化缺陷，满足了精密不锈钢极薄带的高品质要求。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
图1是本实用新型的结构示意图。
其中：1-入口密封、2-加热段、3-冷却段、4-出口密封、5-出口放散调节阀、6-冷却段露点仪、7-氢气供气调节阀、8-中央控制器、9-加热段露点仪、10-入口放散调节阀，箭头方向为气体流动方向。
实施方式
本实用新型的目的是提供一种能够自动调整卧式张力退火炉炉内各区域露点的装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种卧式张力退火炉露点控制装置，用于自动调整炉内露点，本装置包含炉内露点检测仪表、中央控制器、氢气供应装置、放散调节装置等。
卧式张力退火炉由入口至出口的机列布置为入口密封、加热段、冷却段、出口密封。氢气供应位置设置在加热段和冷却段之间，在此供应的氢气分别向两端流动，并分别在退火炉入口密封和出口密封处放散。露点检测仪表分别布置在放散之前的入口密封和出口密封位置。氢气供气管道入口位置布置流量调节阀，可根据中央控制器调节阀门开度，以控制氢气流量。放散管道出口位置布置同样的流量调节阀，通过调节阀门开度来调节放散的氢气流量。
退火炉在进行生产过程中，带钢持续在炉内运行，带钢表面附着残留物和微量氧气会使炉内露点升高。为保证炉内露点恒定，需要氢气供气管线持续向炉内输送新鲜氢气，并保证新鲜氢气在炉内持续流通。通常情况下，新鲜氢气的露点为-90℃~-110℃，而加热段露点应保持在-65℃~-75℃，冷却段露点应保持在-60℃~-70℃。露点检测仪将实时监控到的露点数据传送至中央控制器，中央控制器根据检测值和设定值的对比，向放散管道调节阀发出指令。
本实用新型的使用方法为：加热段露点仪检测到露点实际值偏高时，说明炉内露点不良，则增加入口密封放散管道阀门开度，以增加炉内新鲜氢气的供气量，从而改善炉内露点。
作为优化，在入口密封处设置压力检测仪，当放散管道阀门开大时，压力会随之减小，此时通过中央控制器发出指令，放大氢气供气管线阀门开度，以保证压力恒定，同时保证加热段流量的增加不会影响冷却段的氢气流量，从而最终实现加热段和冷却段氢气露点的分区域、互不干涉的控制方式。
冷却段的露点控制方法同加热段，不同的是加热段为带钢性能主要形成区域，对露点要求更高，而此区域又是带钢先进入炉内的部位，露点升高较冷却段快，因此使用的氢气流量和主动控制的频率较冷却段高。
图1为卧式张力退火炉露点控制装置简图，带钢入口密封1进入炉内，经过加热段2、冷却段4进行工艺处理后，由出口密封4出退火炉。加热段2和冷却段4内填充工艺介质氢气，氢气经供气调节阀7调节流量后进入炉体，进入后分别向两侧输送，然后分别在入口密封和出口密封处经放散管道进行排放。放散管道上设置流量调节阀，分别于入口和出口密封位置的压力检测装置连锁，实现此处压力的闭环控制，以保证炉内压力恒定。
本实用新型所描述的露点控制方法主要是对图中所示的加热段2和冷却段3进行控制，为实时监测露点实际值，分别在图中加热段与入口密封的连接段、冷却段与出口密封的连接两个位置设置露点检测仪9和6，露点检测仪的检测值反馈至中央控制器。
若加热段2露点高于设定值，露点仪9将检测到的实际值反馈至中央控制器8，中央控制器8根据检测出的差值向入口放散调节出发出指令，增加阀门开度。阀门开度增加后，入口密封处的压力随之降低，为保证炉内气体压力恒定，中央控制器向氢气供气调节阀7发出指令，增加阀门开度，此时氢气流量增加，加热段的流量也随之增加。流量增加后，加热段的露点逐步降低，直至实测值接近设定值。此过程中因出口放散调节未动作，因此此处流量不发生变化，从而实现加热段和冷却段的分区控制。
若冷却段3露点高于设定值，控制方法同加热段2。
定义1：本文中，术语“SUS304”系指GB牌号为06Cr19Ni10的不锈钢。
定义2：本文中，术语“精密不锈钢带材”系指厚度0.05mm以下（含0.05mm）不锈钢带材。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
实施例
参见附图所示。
张力退火炉自左向右的机列布置为入口密封—加热段—冷却段1—冷却段2—出口密封，精密不锈钢带材自入口密封处进入炉内，经过加热段加热和冷区段冷却后，自出口密封处出退火炉，完成张力退火。退火过程以氢气为保护气氛，在入口密封和出口密封内分别通入氮气作为保护气氛，防止氢气外溢。
氢气经供气调节阀调节流量后进入炉体，进入后分别向两侧输送，然后分别在入口密封和出口密封处经放散管道进行排放。放散管道上设置流量调节阀，分别于入口和出口密封位置的压力检测装置连锁，实现此处压力的闭环控制，以保证炉内压力恒定。
本实例中选择牌号为SUS304的精密不锈钢带材原料卷，厚度0.05mm，宽度600mm。经张力退火后成品钢带要求表面无氧化和色差。
本实例中要求加热段露点-75℃，冷却段露点-70℃。露点检测仪设置在加热段与入口密封的连接段、冷却段与出口密封的连接两个位置设置，露点检测仪的检测值反馈至中央控制器。
若加热段露点高于设定值-75℃，露点仪将检测到的实际值反馈至中央控制器，中央控制器向入口放散调节出发出指令，增加阀门开度。阀门开度增加后，入口密封处的压力随之降低，中央控制器随即向氢气供气调节阀发出指令，增加阀门开度，增加氢气流量，流量增加后，加热段的露点逐步降低，直至实测值接近设定值。
若冷却段露点高于设定值-70℃，同样进行此控制流程。
中央控制器负责整个系统的逻辑控制，一般使用s7-1200系列PLC作为核心组件。
通过本方法实现加热段和冷却段露点恒定，在此露点状况的工艺气氛保护下，SUS304精密不锈钢带材经张力退火后表明无氧化、无色差。
以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型所保护范围的结构特征并不限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围内。
Claims (2)
1.一种卧式张力退火炉露点控制装置，其特征在于：包括冷却段露点检测仪、加热段露点检测仪、中央控制器、氢气供气调节装置、出口放散调节阀、入口放散调节阀，卧式张力退火炉由入口至出口的机列布置为入口密封、加热段、冷却段、出口密封；氢气供气调节装置包括氢气供气调节阀和氢气供气管道，氢气供气调节装置设置在加热段和冷却段之间，氢气供气管道伸入卧式张力退火炉内，氢气供气管道入口位置设置有氢气供气调节阀，在此供应的氢气分别向两端流动，并分别在退火炉入口密封和出口密封处放散，加热段露点检测仪布置在放散之前的入口密封处，冷却段露点检测仪布置在放散之前的出口密封处，入口密封上设置有第一放散管道，第一放散管道出口位置布置入口放散调节阀，出口密封上设置有第二放散管道，第二放散管道出口位置布置出口放散调节阀，通过调节如口放散调节阀和出口放散调节阀开度来调节放散的氢气流量；氢气供气调节阀、冷却段露点检测仪、加热段露点检测仪、出口放散调节阀和入口放散调节阀均电连接至中央控制器。
2.根据权利要求1所述的一种卧式张力退火炉露点控制装置，其特征在于：中央控制器为可编程逻辑控制器。
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