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烘炉方法、辐射管作业、炉子作业完整步骤及注意事项全讲解

烘炉方法、辐射管作业、炉子作业完整步骤及注意事项全讲解 

基于降温除湿的烘炉方法

1. 现有技术介绍

退火炉烘干的主要目的就是将炉壁隔热材料内部空间内所含的水分和氧气排出,取而代之的是干燥的起保护作用的惰性气体—氮气,和还原性质的气体—氢气。现有对新建退火炉或对长期停炉暴露在空气中的退火炉进行烘干的方法,采取的都是升温除湿的方法。

具体讲是将退火炉进行“加热—保温—升温—保温—升温—保温……”直至工艺需要的温度,辐射管加热炉一般为1000左右,无氧化加热炉一般为1200左右,试图通过将炉壁隔热材料加热升温,使得隔热材料内部空间内所含的水分和氧气,由靠近炉壳的一侧,向炉膛内迁移,排到炉膛里,被置换排出炉外。从而使得隔热材料内部干燥无水汽、氧气,保证在正常生产时,不出现水分和氧气迁移,影响炉膛内的保护气体露点,影响产品质量的现象。

2. 现有技术的局限性

由于退火炉的隔热材料传热很慢,在加热时隔热材料内部的温度梯度很大,比如,即使炉膛内部的气体被加热到400℃,隔热材料内侧的温度也为400℃,但靠近炉壳外侧的温度也不会超过60℃。

换而言之,接近内侧的隔热材料中的水已经大量蒸发,水蒸气的压力很高,而外侧的隔热材料中的水还没有开始蒸发,水蒸气压力很低,这样就会造成隔热材料内侧的水向外侧迁移的现象,但由于退火炉钢板炉壳的作用,无法挥发出去,只能留在耐火材料与钢板之间,这是与我们烘干隔热材料所希望的水分由外侧向内侧迁移的方向正好相反。

正因为如此,采用这种烘干方法,往往不能将隔热材料彻底烘干,造成隔热材料内侧已经烘干,但外侧还含有大量水分的现象,尽管炉内气体的露点已经降到了规定的温度,但这是假象,在随后的生产过程中,外侧隔热材料中的水分聚集到了一定程度后,就会向炉膛内迁移,造成局部炉气中水分含量不能满足工艺要求的现象,影响产品质量。

3. 改进的目的与方法

鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种基于降温除湿的退火炉烘干方法,用于解决现有技术中烘炉方法无法烘干设备外侧耐材,进而无法达到降温除湿的目的等问题。

为实现上述目的及其他相关目的,改进方法提供一种基于降温除湿的退火炉烘干方法,包括如下步骤:
A)向退火炉中通入保护气体,然后依次进行加热升温、保温;
B) 保温结束后,继续通入保护气体,使退火炉降温冷却;
重复步骤A)和B)至退火炉内露点保持稳定,且达到设计规定的露点范围时,烘炉结束。

上述各步骤采用加热—保温—冷却工艺循环,在冷却降温过程中实现退火炉隔热材料中的水汽、氧气排出,置换成干燥的保护气体。
根据实际需要,循环的次数可以是2次、3次、4次、5次或者更多。

如上所述,改进的一种基于降温除湿的退火炉烘干方法,至少具有以下有益效果:采用降温除湿原理对新建退火炉或对长期停炉暴露在空气中的退火炉烘干的方法,能够使得退火炉的隔热材料烘透、烘干,在随后的生产过程中,炉膛内的气体中的水蒸气含量稳定处于工艺规定的范围内,确保产品质量的稳定。

4. 具体实施方式

在一个实施例中,改进烘炉方法包括如下步骤:
步骤一、在通入露点低于-40℃的氮气的情况下,将退火炉加热到900℃并保温10小时以后,检测到炉外壳钢板温度稳定在64℃不再升高,于是停止保温,继续通入露点低于-40℃的氮气,将炉内温度下降到接近环境温度,保持8小时,检测到炉内气体露点为-19℃,不再上升;

步骤二、在通入露点低于-50℃的氮气的情况下,再次将退火炉加热到900℃并保温9小时以后,检测到炉外壳钢板温度稳定在62℃不再升高,于是停止保温,继续通入露点低于-50℃的氮气,将炉内温度下降到接近环境温度,保持10小时,检测到炉内气体露点为-33℃,不再上升;

步骤三、在通入露点低于-60℃的氮气的情况下,再次将退火炉加热到900℃并保温9小时以后,检测到炉外壳钢板温度稳定在61℃不再升高,于是停止保温,继续通入露点低于-60℃的氮气,将炉内温度下降到接近环境温度,保持10小时,检测到炉内气体露点为-41℃,不再上升;达到了设计规定的露点低于-38℃的要求,烘炉成功,开始生产。

本实施例没有出现因为炉气露点高而产生的缺陷。前后共用5.5天,比一般需要的8~15天大为减少。
在本实施例后续的生产过程中,炉内露点一直稳定在-39℃以下,并且有下降的趋势,生产的产品没有任何由于炉气氧化性造成的缺陷。

5.改进的有益效果

采用改进方法进行烘炉的时间通常为5~7天。事实证明,不但使得烘炉时间减少,而且效果更好,实用性更高。

综上所述,改进方法在通入干燥的保护气氛的情况下,按照设计规定的升温速度,将退火炉加热到设计的最高温度并保温一段时间,并同时检测炉表钢板温度,在炉表钢板温度稳定不再上升以后,停止保温,继续通入干燥的保护气体,将炉内温度下降到接近环境温度。如此循环进行加热保温和冷却,直至在冷却到接近环境温度时,炉内露点达到所规定的数值为止。

由于本发明不是连续加热和保温,而是有几个温度下降的过程,正是在温度下降的过程中,会出现隔热材料外侧的温度高于内侧温度的情况,就使得外侧的水分能够顺利向内侧迁移,而进入炉膛,排出炉外,也就能够使外侧的隔热材料被有效烘干。


辐射管检漏和燃烧调整作业

1.辐射管检漏作业

1)概述

a) 为保证辐射管正常工作,防止辐射管破裂对燃烧及炉内气氛造成影响,要定期对辐射管进行检漏作业,并对不合格的辐射管进行处理或更换;
b) 当发现炉内气体露点和含氧量发生超标时,或每次定期大修前可以重点进行捡漏;
c)  辐射管检漏作业必须在炉子处于工作状态下,且炉内氢气含量在控制标准范围内(≥5%)的条件下进行。

2)辐射管检漏标准

a) 采用氢气分析方法时,辐射管内氢气含量在3000ppm以下为合格;
b) 采用氧气分析方法是,辐射管内氧气含量在19%以上为合格。

3)氢气分析检漏操作步骤

a) 关闭主烧嘴的主煤气手动阀;
b)关闭点火烧嘴的点火煤气阀;
c) 用软管将一段不锈钢细管与氢气分析仪联接,将不锈钢细管插入辐射管下部的取样孔;
d)打开氢气分析仪,开始取样分析,待氢气分析仪的读数稳定后,读取测量数据;
e) 根据检漏标准判断该辐射管是否泄漏,如果氧气含量在19%以上,则说明由辐射管泄漏到炉内的氢气很少,判断辐射管没有泄漏。

4)氧气分析检漏操作步骤

a) 关闭主烧嘴的主煤气手动阀;
b) 关闭点火烧嘴的点火煤气阀;
c) 用软管将一段不锈钢细管与氢气分析仪联接,将不锈钢细管插入辐射管下部的取样孔;
d) 打开氢气分析仪,开始取样分析,待氢气分析仪的读数稳定后,读取测量数据;
e) 根据检漏标准判断该辐射管是否泄漏,如果氢气含量在3000ppm以下,则说明炉内泄漏到辐射管内的氢气很少,判断辐射管没有泄漏。

2. 燃烧调整作业

1)概述

a) 辐射管的燃气和助燃空气是分区控制的,控制系统保证每一个区总体上的燃气和助燃空气的流量和比例处于一定范围内,但在每一区内部,各个辐射管的燃气和助燃空气的流量和比例是否处于合理范围,就必须靠手动进行调整;

b) 为保证辐射管的燃烧状况处于良好状态,应定期进行燃烧调整作业;每次定期大修后也须进行检测、调整;

c) 燃烧调整作业必须在炉子处于相对较高的负荷状态下,所以应安排生产一些厚规格的带钢,一般应在1.0mm以上。

2)燃烧调整标准

a) 每个烧嘴的额定流量按照设计标准调整;
b) 每个烧嘴的主煤气压力差调节的目标值按照设计标准,偏差小于100Pa;
c) 每个烧嘴主助燃空气的压力调节的目标值按照设计标准,偏差小于200Pa;
d)  每个烧嘴废气氧含量调节目标值是7%,偏差小于1%;
e)  烧嘴燃烧调整的最终的要求是以氧含量为准。

3)操作步骤

a)  燃烧调整应从1区到最末区分别进行调整。

b) 首先测量某区所有主空气的压力,算出平均值,然后以平均值为目标值,调节各烧嘴的主空气流量控制阀,调节到偏差要求范围内即可,调节完成后将该区的每个烧嘴流量控制阀固定。

c) 将该区温控系统流量控制阀的PI调节器的设定值模式打到INT模式,设定该区的流量为该区烧嘴的额定流量乘以烧嘴的数量;

d) 将压差测量表的两个橡皮管套到某烧嘴的主煤气流量孔板的两个测压小管上,注意两个橡皮管的正负不要接反。读取测量表上的数据,然后调节烧嘴的主煤气流量控制阀直到测量值达到标准。逐个测量并调节该区的各个烧嘴,直到该区所有烧嘴调节完毕;

e) 将氧含量分析仪和一根1m左右不锈钢细管用硅胶软管连接,将不锈钢细管插入某烧嘴下部的测量孔,插入深度在60cm左右,待氧含量分析仪的测量结果稳定后读取测量数据,然后调节烧嘴的主空气流量调节阀,直到氧含量测量结果达到标准。逐个测量调节该区的烧嘴,直到该区所有烧嘴调节完毕;

f) 以上调节完成后,将该区温控系统的流量控制阀的PI调节器的设定值模式打到EXT模式,使该区恢复到正常的自动控制状态;

g) 按照以上方法逐个调节其它各区辐射管烧嘴。


炉子的正常启动和停止

1 炉子段张力控制

1) 机组停机时,取消炉内张力,将炉前S辊点动送料至补偿辊1~2米;

2)  最佳做法是采用渐次停车法。镀锌退火炉按照由出口到入口的顺序,连退炉分别按照由快冷到入口和由出口到快冷的顺序,依次停止炉辊,各段炉辊停止时间相差一定的角度,保持炉内带钢松弛一定长度,用于补偿冷却收缩;

3)  在开机建张前,手动适当降低炉内和炉子出口的张力,然后建张,以免因张力太大拉断炉内受热带钢;

4) 在爬行速度稳定后,逐步提高炉内和炉子出口的张力设定值,直到和工艺规定设定值一致,并随时观察炉内张力是否稳定。

2启动作业条件确认

1)  广播通知全线人员炉子即将启动、全体注意安全,确认炉子上没有检修或其它无关人员;

2)  炉子段操作画面正常、无警报,全线带钢穿带完毕,现场确认正常、无警报;
3) 所有人孔、炉底盖、炉顶盖及穿带孔均关闭完好,螺栓已紧固;

4) 确认电源、压缩空气、氮气、氢气、燃气、蒸汽、冷却水供应正常,事故水箱已经注满;

5) 确认淬水槽液位正常,循环正常;

6)  确认炉顶放散阀处于打开状态。

3 启动作业步骤

1)  启动排废气风机、点火空气风机和主空气风机;

2)  将入口密封辊、喷冷段导向辊打开、转动,并切换到自动模式;

3)   进行点火煤气的供应及点火作业,进行主煤气的供应及点火作业;

4)  进行混合气站的准备作业,启动氮气模式,然后切换到氮气吹扫模式;

5) 相继启动喷冷段的各台风机;

6) 观察炉内氧含量,当氧含量小于1000ppm时,停止氮气吹扫,切换到氮气模式;

7) 关闭炉顶的各放散阀,开始控制炉压;

8) 启动炉子各段的电加热,设定炉子温度,投入炉温控制,开始升温;

9) 当炉子温度上升到600℃时,将氮气模式切换到保护气体模式;

10) 当炉温升高到生产所需温度时,即可准备开机作业。

4 炉子停止作业

1) 入口投入降温停机料,将炉子切换到最小火模式;

2) 当炉温降低到600℃时,机组可停止运行;

3) 关闭主烧嘴及点火烧嘴,关闭电加热;

4)  现场关闭燃气手动切断总阀,并进行管道的氮气吹扫;

5) 当炉温降低到500℃时,将保护气体模式切换到氮气模式,现场关闭氢气手动切断总阀;

6)  当炉温降低到300℃、且氢气浓度低于0.5%时,停止氮气吹扫,现场关闭氮气手动切断总阀;

7)  在停止氮气吹扫之前,必须将炉子气体分析仪关闭;

8)  在进行停机确认后,停止所有的风机,必要时可以打开炉底盖。

5 安全注意事项

1)  必须由专人负责确认现场燃气、氢气、氮气手动总阀关闭情况;

2)   确保防护装备能正常使用,轴流风机要定点吹扫,人员站在上风口;

3)  进行能源介质操作时,严格按标准执行置换作业,氮气置换煤气、空气置换氮气后必须测氧含量,氧含量低于19.5%方可以动火作业;

4)  所有动过的人孔、炉底盖、炉顶盖及穿带孔螺栓,在炉子加热以后48小时左右须再次紧固一次。



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