阅读说明：本技术 一种连续退火炉炉膛气氛波动加压置换方法 (Furnace chamber atmosphere fluctuation pressurization replacement method for continuous annealing furnace ) 是由 王智增 李耀强 周恒龙 王志磊 郑璐 江高 张�成 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种连续退火炉炉膛气氛波动加压置换方法,属于冶金行业冷轧薄板连续退火生产技术领域。技术方案是：①使炉膛内部气氛压力和保温棉内气氛压力均在200~300Pa状态下进行炉膛内部气氛置换；②当炉膛内部气氛的氧气含量m1降至7000~8000ppm时,炉膛内部气氛压力提高至600~800Pa,③直到炉膛内部气氛和保温棉内部气氛压力差小于10Pa,④逐步减少氮气注入量,直至炉膛内部气氛的氧气含量小于200ppm时,即完成连续退火炉炉膛气氛波动加压置换。本发明的有益效果是：通过炉膛气氛压力与保温棉气氛内部压力的波动压力差,加速置换保温棉内部氧气,从而可以有效的缩短炉膛氮气置换时间,减少氮气消耗量。(The invention relates to a furnace hearth atmosphere fluctuation pressurization replacement method of a continuous annealing furnace, belonging to the technical field of cold-rolled sheet continuous annealing production in the metallurgical industry, which adopts the technical scheme that the furnace hearth atmosphere pressure and the heat-preservation cotton atmosphere pressure are both replaced in the state of 200 ~ 300Pa, when the oxygen content m1 of the furnace hearth atmosphere is reduced to 7000 ~ 8000ppm, the furnace hearth atmosphere pressure is increased to 600 ~ 800Pa, until the pressure difference between the furnace hearth atmosphere and the heat-preservation cotton atmosphere is less than 10Pa, the nitrogen injection amount is gradually reduced until the oxygen content of the furnace hearth atmosphere is less than 200ppm, the continuous furnace hearth atmosphere fluctuation pressurization replacement is completed.)

一种连续退火炉炉膛气氛波动加压置换方法

技术领域

本发明涉及一种连续退火炉炉膛气氛波动加压置换方法，属于冶金行业冷轧薄板连续退火生产技术领域。

背景技术

连续退火生产线是以生产冷轧薄板为主的生产机组，其中连续退火炉是对冷轧薄板进行再退火工艺处理的关键设备。连续退火炉采用全辐射管加热，炉内氛围以氮气为主的保护性气体，保护气体用于隔绝空气，从而保持炉内始终处于无氧还原性气氛，确保板带在连退炉内不会出现板带氧化情况。

退火炉的内壁上采用保温棉和不锈钢衬板作为耐火材料隔绝热量。由于冷轧薄板生产过程中时常会因炉内带钢断带、炉辊结瘤等生产事故或者炉内设备维护，需要进行开炉作业。开炉作业时，需要将退火炉进行降温，然后停止氮气和氢气供应。待空气进入炉膛置换残存的氮气后，检修人员才能进入退火炉内处理事故。当开炉工作结束再次恢复正常生产前，需要先对连退炉炉膛进行气氛置换作业，即将炉膛内部的有氧化性的空气全部置换为惰性气体氮气,避免在升温阶段发生设备或带钢氧化反应造成设备或产品的损坏。退火炉的气氛置换作业是恢复生产过程中重要的一环。

目前，退火炉炉膛气氛置换的方法就是通过向炉膛内注入大量氮气，同时打开放散阀门，通过长时间的气体的流动和扩散进行气氛置换工作。由于连退炉炉内是一个密闭的空间，炉内氮气置换是通过炉底注入管道注入炉内，然后由炉顶自动放散阀排出。炉内通过氮气不断的吹扫、稀释，将炉膛内部的氧气减少至所需要的氧气含量值。由于退火炉炉内拥有大量的保温棉，在连退炉长时间开炉之后，大量的空气通过扩散进入保温棉中，而炉膛氮气置换过程中，只能将保温棉外部炉膛里的氧气吹散掉。而保温棉内部的氧气，则需要气体分子靠自身的扩散运动逐渐的扩散到炉膛后被稀释置换。在整个炉膛氮气吹扫过程中，吸附到保温棉内部中的空气，由于耐火衬板和保温棉则无法快速通过吹扫消除，只能通过气体扩散降低，从而造成炉膛吹扫时间过长，消耗能源介质过多，需要恢复生产时间长，严重影响生产节奏和生产产量。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续退火炉炉膛气氛波动加压置换方法，能够快速的消除吸附到保温棉内部中的空气，从而减少炉膛吹扫时间和炉膛吹扫氮气消耗量，解决背景技术中存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种连续退火炉炉膛气氛波动加压置换方法，保温棉和不锈钢衬板安装在连续退火炉的内壁上，用来对炉膛进行保温和隔热；连续退火炉配备有氮气置换管路，氮气置换管路上安装有氮气流量调节阀，用来调节吹扫氮气流量；炉顶放散调节阀安装在炉顶放散管道上，用来调节氮气置换吹扫开度，连续退火炉炉膛气氛波动加压置换方法，包含以下步骤：

①退火炉密封后，通过氮气流量调节阀调节氮气注入量和调节炉顶放散调节阀的开度，使炉膛内部气氛压力和保温棉内气氛压力均在200~300Pa状态下进行炉膛内部气氛置换；

②当炉膛内部气氛的氧气含量降至7000~8000ppm时，逐步增大氮气注入量，并且逐渐减少炉顶放散调节阀的开度，直到炉膛内部气氛压力提高至600~800Pa，且保温棉内部气氛压力提高至450~550Pa为止；

③保持步骤中的氮气注入量和炉顶放散调节阀的开度，继续进行炉膛内部气氛置换，直到炉膛内部气氛和保温棉内部气氛压力差小于10Pa，并在该状态下继续进行炉膛内部气氛置换10~15min；

④逐步减少氮气注入量，同时逐渐增大炉顶放散调节阀的开度，直到炉膛内部气氛压力降低至320~400Pa，且保温棉内气氛压力为450~550Pa为止；

⑤保持步骤④中的氮气注入量和炉顶放散调节阀的开度，继续进行炉膛内部气氛置换，直到炉膛内部气氛和保温棉内部气氛压力差小于10Pa，并在该状态下继续进行炉膛内部气氛置换3~5min；

⑥重复进行步骤③-步骤⑤，直至炉膛内部气氛的氧气含量降至300~500ppm时，开始对连续退火炉点火升温；

⑦在对连续退火炉点火升温过程中，同时重复进行步骤③-步骤⑤，直至炉膛内部气氛的氧气含量小于200ppm时，即完成连续退火炉炉膛气氛波动加压置换。

所述步骤①中的氮气注入量为4000~5000Nm³/H，炉顶放散调节阀的开度为50%；

所述步骤②中氮气的注入量由4000~5000Nm³/H逐步增大到5500~6500Nm³/H，炉顶放散调节阀的开度由50%逐渐减小到10%；

所述步骤③中的氮气注入量为5500~6500Nm³/H，炉顶放散调节阀的开度为10%；

所述步骤④中氮气的注入量由5500~6500Nm³/H逐步减少到2800~3500 Nm³/H，炉顶放散调节阀的开度由10%逐渐增大到50%；

所述步骤⑤中氮气的注入量为2800~3500 Nm³/H，炉顶放散调节阀的开度为50%。

本发明主要是通过调节退火炉氮气的注入量和炉顶放散阀的开度，使得炉膛内部气氛压力与保温棉内部气氛压力存在压力差，通过高压差，增大退火炉膛内部氧气和氮气的扩散效率，从而使保温棉内部氧气快速扩散到炉膛内部，并通过高压差气流，经过炉顶放散阀将含有氧气的气氛迅速排出炉膛，从而实现缩短退火炉炉膛气氛置换的时间。

本发明的有益效果是：通过炉膛气氛压力与保温棉气氛内部压力的波动压力差，加速置换保温棉内部氧气，从而可以有效的缩短炉膛氮气置换时间，减少氮气消耗量，缩短恢复生产时耗，极大的满足生产节奏和节能的需求。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图中：1、连续退火炉，2、保温棉，3、不锈钢衬板，4、氮气置换管路，5、炉顶放散管道，6、氮气流量调节阀，7、炉顶放散调节阀，8、炉膛压力变送器，9、保温棉内部压力变送器，10、气氛分析仪。

具体实施方式

以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。

参照附图1，一种连续退火炉炉膛气氛波动加压置换方法，保温棉2和不锈钢衬板3安装在连续退火炉1的内壁上，用来对炉膛进行保温和隔热；连续退火炉1配备有氮气置换管路4，氮气置换管路4上安装有氮气流量调节阀6，用来调节吹扫氮气流量；炉顶放散调节阀7安装在炉顶放散管道5上，用来调节氮气置换吹扫开度，连续退火炉炉膛气氛波动加压置换方法，包含以下步骤：

①退火炉密封后，通过氮气流量调节阀6调节氮气注入量和调节炉顶放散调节阀7的开度，使炉膛内部气氛压力和保温棉内气氛压力均在200~300Pa状态下进行炉膛内部气氛置换；

②当炉膛内部气氛的氧气含量降至7000~8000ppm时，逐步增大氮气注入量，并且逐渐减少炉顶放散调节阀7的开度，直到炉膛内部气氛压力提高至600~800Pa，且保温棉内部气氛压力提高至450~550Pa为止；

③保持步骤②中的氮气注入量和炉顶放散调节阀7的开度，继续进行炉膛内部气氛置换，直到炉膛内部气氛和保温棉内部气氛压力差小于10Pa，并在该状态下继续进行炉膛内部气氛置换10~15min；

④逐步减少氮气注入量，同时逐渐增大炉顶放散调节阀7的开度，直到炉膛内部气氛压力降低至320~400Pa，且保温棉内气氛压力为450~550Pa为止；

⑤保持步骤④中的氮气注入量和炉顶放散调节阀7的开度，继续进行炉膛内部气氛置换，直到炉膛内部气氛和保温棉内部气氛压力差小于10Pa，并在该状态下继续进行炉膛内部气氛置换3~5min；

⑥重复进行步骤③-步骤⑤，直至炉膛内部气氛的氧气含量降至300~500ppm时，开始对连续退火炉点火升温；

⑦在对连续退火炉点火升温过程中，同时重复进行步骤③-步骤⑤，直至炉膛内部气氛的氧气含量小于200ppm时，即完成连续退火炉炉膛气氛波动加压置换。

具体实施例：

在本实施例中，参照附图1，一种连续退火炉炉膛气氛波动加压置换方法，该系统主要由连续退火炉1、保温棉2、不锈钢衬板3、氮气置换管路4、炉顶放散管道5、氮气流量调节阀6、炉顶放散调节阀7、炉膛压力变送器8、保温棉内部压力变送器9和气氛分析仪10组成。

图1所示的保温棉2和不锈钢衬板3安装在连续退火炉1的内壁上，用来对炉膛进行保温和隔热；

图1所示的氮气流量调节阀6安装在氮气置换管路4上，用来调节吹扫氮气流量；炉顶放散调节阀7安装在炉顶放散管道5上，用来调节氮气置换吹扫开度。

图1所示的炉膛压力变送器8安装在连续退火炉1上，用来测量炉膛内部气体压力；保温棉内部压力变送器9安装在保温棉2内部，用来调节保温棉2内部的气体压力；气氛分析仪10用于检测炉内气氛的氧气含量。

连续退火炉炉膛气氛波动加压置换方法，具体包含以下步骤：

①退火炉密封完成后，先进行恒压炉膛氮气置换1小时，即炉膛氮气置换期间，通过调节氮气的注入量，使得炉膛内部气氛压力保持恒定不变，同时打开炉顶放散阀，使得炉膛内部空气得以快速置换，其中氮气的注入量为4000~5000Nm³/H，炉膛内部气氛压力为200~300Pa，且保温棉内部气氛压力为200~300Pa，炉膛内部气氛压力与保温棉内部气氛压力差为ΔP=0，炉顶放散调节阀7的开度为50%；

②待炉膛内部气氛的氧气含量降至7000~8000ppm之后，启动炉区炉膛气氛波动加压置换模式；

③逐步增大氮气注入量至5500~6500Nm³/H，并逐渐减少炉顶放散调节阀7开度至10%，时间为3~5min，待炉膛内部气氛压力提高至600~800Pa，且保温棉内部气氛压力为450~550Pa时，保持当前氮气的注入量和炉顶放散调节阀7的开度，此时炉膛内部气氛压力与保温棉内部气氛压力差ΔP＞0；

④待炉膛气氛压力与保温棉内部气氛压力差ΔP=0时，保持该状态下各项参数，保持时间为10~15min；

⑤逐步减少氮气注入量至2800~3500 Nm³/H，同时逐渐增大炉顶放散调节阀7的开度至50%，时间为2~3min，待炉膛内部气氛压力降低至320~400Pa，且保温棉内气氛压力为450~550Pa时，保持当前氮气注入量和炉顶放散调节阀开度，此时炉膛内部气氛压力与保温棉内部气氛压力差ΔP＜0；

⑥待炉膛内部气氛压力与保温棉内部气氛压力差ΔP=0时，保持该状态下各项参数，保持时间为3~5min；

⑦重复进行步骤③-步骤⑥，直至炉膛内部气氛氧气含量降至 300~500ppm时，开始对连续退火炉点火升温；

⑧在对连续退火炉点火升温的同时，重复进行步骤③-步骤⑥，直至炉膛内部气氛氧气含量降至200ppm以下，即完成炉膛气氛波动加压置换模式，恢复正常氮气使用；

⑨退火炉继续升温至工艺要求温度，生产线恢复正常生产。