罩式退火炉的设备与工艺

全氢罩式退火炉培训教材20111112第一章全氢罩式退火炉的工艺与设备一、概述全氢型保护气体单垛式紧卷罩式炉，实际上不单纯只是采用全氢而与氢氮保护气体相区别，而同时这种全氢型罩式炉在设备和工艺上还采取了相应的技术措施，以适应于全氢保护气体新技术的发展，从而建成了以提高退火产量和质量为目的的新一代全氢型保护气体单垛式紧卷罩式炉。

全氢作为保护气体，早在70年代初期，国外某工业炉公司就开发了这项新技术，当时应用于铜基金属工业，70年代末推广到钢铁工业，80年代中期进行普遍推广应用。

据有关资料记载至1993年这家工业炉公司制造并投产的全氢罩式炉共有500多座，分布在世界20个国家和地区。

随着冷轧带钢生产的迅速发展，世界各国面临着兴建和改造老式罩式炉的新形势。

目前世界上具备全氢单垛式紧卷罩式炉新技术和提供全套设备的能力的厂家还不太多，据了解首先是欧洲一家工业炉公司，其次是欧洲另一家工业炉公司。

前者生产的罩式炉称作“强对流全氢罩式炉”（奥地利EBNER工业炉公司），主要特点是采用全封闭退火炉台、全封闭炉台循环风机、横波形内罩以及气－水组合式冷却罩。

后者生产的罩式炉称作“高效能全氢罩式炉”（德国LOI工业炉公司），主要特点是采用敞开炉台、将炉台循环风机与电动机分开的弹性连轴器、平面形内罩以及外部分流快速冷却设备和空气冷却罩等。

上述两家公司采取的设备手段虽然有所不同，但其技术实质均遵循着强对流和全氢技术这个基本出发点，适应全氢退火的严密性和安全性，从而达到提高退火产量和质量的目的。

二、强对流全氢罩式炉技术1.强对流冷轧带钢卷罩式炉退火采用间歇式生产方式，以高炉和焦炉混合煤气作为燃料，通过内罩对带钢卷进行间接加热。

罩式炉退火是以流体力学传导理论为基础。

炉料得到热量多少取决于内罩壁的辐射传热和气体对流传热的能力。

由于轧制后的带钢横向存在着中间厚、两个边部薄的横向偏差，所以即使在较大轧制张力下卷曲钢卷，仍会出现带钢中间部位层间压力大、两个边部层间压力小的情况，因此带钢层间存在间隙；其次，为了减少退火工序中由于带钢层间压力过大而产生的粘结缺陷，在保证卷齐钢卷的条件下，应尽量降低轧制张力，这样更增大了间隙。

全氢罩式退火炉新设备和新技术在唐钢冷轧厂的成功运用杨建伟吴静（唐钢冷轧薄板厂）摘要：对唐钢冷轧厂全氢式单垛罩式退火生产线基本概况、新设备、新技术、生产工艺进行了论述，以详实的数据对新设备、新技术的良好性能做出的论证，并对现行的退火工艺和工艺制度的优化情况进行了介绍，总结了唐钢冷轧厂罩式退火生产线的现状，提出了未来的发展方向。

关键词：全氢罩式退火炉新设备新技术生产工艺1、前言全氢式保护气体单垛罩式炉采用间歇式生产方式，以焦炉煤气或混合煤气（高炉和焦炉）作为燃料，通过对内罩加热近而间接对带钢卷加热的方式，利用内罩内100％氢气作为保护气体，对带钢卷进行再结晶光亮退火。

退火产品可广泛应用于建材、家电、汽车等领域。

2、基本概况唐钢冷轧厂全氢式单垛罩式退火生产线全部关键设备部件和技术均引进于奥地利艾伯纳炉子公司，拥有该公司目前在中国大陆地区最先进的关键设备部件和技术。

设计能力为年产80万吨退火产品，包括40座炉台及配套的阀站、40个内罩、21个加热罩、19个冷却罩、30座终冷台、2套减压系统、2套液压系统和一套自动控制系统，其中炉台、阀站、减压站、液压站和程序控制系统元件等设备由艾伯纳奥地利总公司提供，加热罩、冷却罩、内罩和终冷台等设备由艾伯纳中国太仓分公司提供，确保了设备的最佳品质。

为满足将来生产发展的需要，另外预留8座炉台，6座终冷台，全部建成投产后，每年可生产退火产品95万吨。

3、设备描述3.1全封闭炉台全封闭炉台由炉台钢结构本体、扩散器以及全封闭炉台循环风机组成。

全封闭炉台结构采用新技术设计制造，由钢板和钢结构焊接而成，承载支撑环应用了同心环状结构的新技术，使支撑环的热膨胀与扩散器总成部件保持一致，比原来采用支柱来支撑炉料的系统优越了很多，因此实现了最大112.5吨的净装炉量和五卷装炉最大6500 mm的堆垛高度，是国内为数不多的采用五卷装炉的机组之一。

扩散器组件采用了重载承重板，能够预防100％的表面接触，使最底层的带钢卷不会出现边缘损伤。

罩式退火炉技术参数概述及解释说明1. 引言1.1 概述罩式退火炉是一种常见的热处理设备，主要用于金属材料的退火和热处理过程。

它通过控制温度、加热速率和保持时间等技术参数，实现对金属材料性能的调整和改善。

本文将详细介绍罩式退火炉的技术参数及其解释说明，以便读者对该设备有更深入的了解。

1.2 文章结构本文共分为四个部分：引言、罩式退火炉的技术参数、罩式退火炉的解释说明以及结论。

引言部分将概述文章的内容和目标，并介绍文章结构；技术参数部分将详细介绍罩式退火炉常用的三个技术参数，即温度范围、加热速率和保持时间；解释说明部分将解释罩式退火炉的工作原理、设备组成部分以及应用领域；最后在结论部分对主要技术参数进行总结，并展望罩式退火炉技术的发展方向。

1.3 目的本文旨在为读者提供对罩式退火炉技术参数有全面了解并能正确解释其含义的知识。

通过详细介绍和解释，读者可以更好地理解罩式退火炉的工作原理、性能特点以及应用范围，在实际应用中能够选择适合自己需求的技术参数，并为进一步研究和发展罩式退火炉技术提供参考。

以上是对“1. 引言”部分内容的详细描述，希望对你的撰写工作有所帮助。

2. 罩式退火炉的技术参数2.1 温度范围罩式退火炉的温度范围通常根据不同的应用需求而变化。

一般来说，罩式退火炉可以提供从几百摄氏度到数千摄氏度的温度控制范围。

这种宽广的温度范围使得罩式退火炉能够适用于各种材料和工艺的退火处理。

2.2 加热速率加热速率是指罩式退火炉在加热过程中提供给待处理材料的能量转移速率。

加热速率直接影响着材料内部结构的改变以及整个退火过程所需的时间。

高加热速率可以缩短退火时间，但也可能对材料产生不利影响。

在选择合适的加热速率时，需要考虑具体应用要求、材料特性以及保证产物质量等因素。

2.3 保持时间保持时间是指将待处理材料在设定温度下保持稳定状态所需的时间长度。

不同材料和工艺需要不同的保持时间来达到期望的效果。

在冷却过程开始之前的保持时间可以影响材料的晶粒尺寸、相变和应力消除等。

罩式炉概述罩式退火是钢丝卷新生的退火方式，比传统的退火方式质量更优，效率更高；钢丝通过再结晶球化退火处理，达到降低钢的硬度、消除冷加工硬化、恢复钢丝的塑性变形能力之目的。

退火时,将各钢丝卷放置炉台上,扣上保护罩(即内罩) ,保护罩内通保护气体,再扣上加热罩(即外罩) ,加热到一定温度保温后再冷却。

退火时采用保护气氛，防止钢丝氧化和脱碳，使其表面的润滑剂能更容易蒸发，同时又能获得更好的机械性能。

罩式退火炉机组主要有加热罩、冷却罩、内罩、炉台、炉台阀站、及自动化控制系统组成。

自动化控制部分：主要由操作站，西门子S7-300PLC组成工业控制网络。

主要功能：自动化控制系统的主要功能就是指罩式炉能按：液压锁紧内罩→冷态密封检查→冲氮吹扫→点火升温→进保护气保护→保温→冷却→最终冲氮吹扫等工作程序进行自动操作，并出具生产报表，与上级管理机通讯，预存和调用工艺曲线，控制整个炉台生产的全过程。

主要特点：我公司设计制造的罩式退火炉设备充分吸收了国外同等产品的先进技术，并在我国拥有十多项专利技术，主要特点如下：①由耐热钢构成高保温层炉台座，绝热性能好。

②最新结构的半敞开式炉台，插片式导流扩散器，不仅导风性能好，且无变形，抗开裂。

③炉座法兰、内罩法兰均经消除焊接应力后再进行机加工，确保在使用过程中无变形。

④炉台法兰面，内罩法兰面均设有水冷却槽，增强了密封圈的冷却效果。

⑤全密封水冷却变频电机，具有超温、超电流保护。

⑥长叶片、耐高温的叶轮，结合高效能的导流扩散器，风量大，风压高。

⑦分两层布置的高速燃烧烧嘴，高性能的自动空气、燃气比例调节阀，能迅速捕捉火焰中的烟尘，提高燃烧效果，节约能源。

⑧实行集中空气预热，既降低了烟气排放温度，又提高火焰燃烧强度，降低了燃气消耗。

空气预热温度能达到420℃，烟气排放温度能降低到200℃。

⑨炉衬采用陶纤模块与陶纤毯的组合型成，陶纤模块密度能达到240㎏/m3，散热损失小，保温性能好。

⑩圆滑流畅型的波纹内罩，既增加了刚度，又增大了传热和散热面积，且无死角，无积炭。

退火工艺流程、参数及产品工艺流程罩式光亮退火炉为周期式热处理炉，用于带钢卷保护气氛条件下的再结晶光亮退火处理。

通过控制钢卷在罩式炉内加热、保温和冷却过程来完成金属组织和性能的变化，既将经冷轧变形的金属加热到再结晶温度以上、Ac1以下，经保温后冷却，同时通入还原性保护气氛，在完成金属组织恢复、再结晶、晶粒长大的同时达到光亮的目的。

通过再结晶退火可以消除冷轧加工硬化，消除内应力，降低硬度，恢复塑性，提高延伸率，使钢板达到要求的力学性能、工艺性能和显微组织结构。

一个完整的退火工艺流程包括：炉台清理→炉台装料（钢卷+对流板）→输入退火参数→扣上内罩→锁紧内罩→冷态密封检查→氮气吹扫→启动循环风机→扣放加热罩→充氨分解气（H2+N2）保护→加热罩点火→按设定速率升温→风机按控制方式变换为高速运行→保温→热态密封检查（保温结束前）→吊走加热罩扣上冷却罩→风机冷却至设定温度→喷淋水冷至出炉温度→氮气吹扫→吊走冷却罩→松开内罩锁紧→吊走内罩→卸料→退火数据保存。

产品大纲1、退火料规格材质：冷轧钢卷：普通碳素钢、优质碳素钢、低合金结构钢。

代表钢号：Q195、Q235、08AL、20、45、SPCC、SPCD、SPCE。

热卷来源：宝钢、武钢、鞍本钢、唐山建龙等热卷和中宽带。

厚度：0.2-1.8 mm宽度： 650-1250 mm卷内径：φ510 mm卷外径：φ900 –φ1900 mmφ900 –φ1650 mm 两种卷重： Max 26t（1250mm板宽）屈服强度： max. 910MPa拉伸强度：max. 1280MPa2、成品尺寸：厚度：同来料宽度：同来料卷内径：同来料卷外径：同来料卷重：同来料屈服强度： max. 360MPa拉伸强度： max. 700MPa15万吨热处理产品大纲如下：4、罩式退火炉机组主要条件和要求：1）机组型式：强对流循环罩式退火炉机组2）炉子数量：炉台数16台3）热处理形式：冷轧带钢的再结晶（软化）退火。

退火炉操作规程一、目的和适用范围目的：为了保证公司退火工艺的正确地执行，并同时保证设备的正确操作和使用，特制定本规程。

适用范围：适用于脱退平车间使用全氢罩式退火炉机组对进行退火作业的全过程。

二、设备的主要技术参数1、整体参数设备名称：全氢罩式退火炉型号：HOg 200/580 St-H2-B最高工作温度：760℃最大钢卷外径：1950 mm最大堆垛高度：5800 mm (包括对流板)设计年产量：211000 t生产钢种：CQ、DQ、DDQ钢2、能源介质①天然气天然气发热值………………………………………………9.77kWh / m3压力（在T.O.P接点）…………………………………….0.3～0.4MPa②氮气（N2）微量氧含量…………………………………………………….≦10 ppm露点 (60)压力（吹扫）…………………………………..….……0.6MPa±10% (控制)…………………………………………….…0.6~0.8MPa 应急N2储量…………………………………………………..1000 Nm3③氢气（H2）微量氧含量…………………………………………………………5 ppm露点…………………………………………………..……..……...-60 ℃供气压力………………………………………………..…0.2MPa±10%④冷却水悬浮物…………………………………………………..….….≤10 mg/L PH值…………………………….…………………………………＜7.43 总硬度…………………………………………………...………310mg/L 最高入口温度………………………………………………….. ≤33 ℃供水压力…………………………………………………….0.2~0.4 Mpa 炉台冷却用水量………………………………………………….20 m3/h 冷却罩冷却用水量（最大）……………………….…….…….110 m3/h ⑤电供电电压…………………………………..3相380v±10% 50±1 Hz 消耗………………………………………………………..平均760 kV A 3、炉台（10座）每座炉台：炉台最大负荷：………………………………………….……..……….114 t 电机功率：……………………………………………….……………22 kW 风机转速：……………………………………………...590/1475/2500 rpm 风量：…………………………………………….……..最大100000 Nm3/h 风扇直径：………………………………………………….…….Φ950 mm 冷却水消耗：………………………………………………….………2 m3/h 4、加热罩（5个）每个加热罩：设计温度：………………………………….…………………………850℃极限温度：……………………………………….…..880℃（870℃报警）主烧嘴功率：……………………………………….…….1400 kW（8个）主烧嘴数量：…………….…8个（分两排切向均布，带自动点火装置）废氢烧嘴：……………………………….………1个（带自动点火装置）重量：…………………………………………….…………………约11.5t空气预热温度：…………………………………….…………..380～420℃排烟温度：…………………………………………………………….500℃助燃空气风机：…………………………………………电机功率：15 kW 电机转速：…………………………………………………………3000 rpm 5、冷却罩（5个）每个冷却罩：冷却水用量：………………………………………………….…….22 m3/h 风机功率：……………………………………………...7.5 kW/台（2台）风机转速：…………………………………………………………1000 rpm 6、内罩（10个）每个内罩：重量： (4)适合垛高：………………………………….………………….….5800 mm 壁厚：…………………………..……..6 mm （≤4mm必须进行更换）最高许用压力：…………………….………………10000 Pa（100mbar）最高工作温度：………………………………………………………760℃7、液压站（1台）油箱容积：…………………………………………..………….…….250 L 最大压力：………………………………………………..…….…130 bar 流量：…………………………………………………….……...11.5 L/min 电机功率：……………………………………………….…………4.0 kW 转速：…………………………………………………….………1500 rpm 8、阀站（10台）每台阀站包括：气路、水路控制元件，压力、流量检测元件；冷凝物自动排放装置9、最终冷却台（8座）每座冷却炉台：风机转速：……………………………………………….…………1475rpm风压：…………………………………………………….…………..1156Pa 风量：……………………………………………………….…….16920m3/h 电机功率：……………………………………………………...……7.5 kW 10、中间对流板板卷最大外径：……………………………………….…….…Φ2020 mm 板卷内径：………………………………………….…….….….Φ508 mm 重量：……………………………………………….……..….约750 kg/块11、立卷夹钳（2个）夹钳质量：……………………………………….………….……..5212kg 起重量：……………………………………….………….…………….30t 外径：………………………………………….….…Φ1050～Φ1950mm 内径：…………………………………………….……….…..…Φ508mm 三爪夹钳（2个）吊具质量：……………………………………………..….……..…1274kg 起重量：……………………………………………….…..….….………5t 开度范围：……………………………………………..…1812～2265mm 12、排烟风机（2台)每台排烟风机：转速：…………………………………………………….……….980 rpm 风量：………………………………………………….…….31834 Nm3/h 风压：………………………………………………………………815 Pa 电机功率：………………………………………………….………11 kW 13、烟囱（1座）高度：……………………………………………………….………..30 m 直径：……………………………………………………….….Φ900 mm 14、天车（2台）大钩最大负荷：…………………………………………….………….32t 小钩最大负荷：……………………………………………….………10 t大钩最大提升高度：……………………………………….…..16700mm小钩最大提升高度：……………………………………….…..17200mm大钩升降速度：…………………………………………..最大7.5 m/min小钩升降速度：……………………………….………….最大8.4 m/min大车运行速度：………………………………….………最大88.7 m/min副小车运行速度：……………………………….….….最大19.85m/min主小车运行速度：………………………………….……最大42.8m/min 三、退火准备退火准备工作由主操完成。

1、生产前的准备工作和设备检查.1与气保站联系保护气体，保证生产后能持续供应。

.2检查将投入使用的保护罩、加热罩、炉台、各密封圈、抽烟风机等是否完备。

不能使用的应修好或更换。

.3开启厂房外水冷却塔，打开循环水泵，打开炉台及循环风机冷却水。

检查冷却水是否已通，流量是否足够。

.4试运行炉台的循环风机，试运行前先用手盘动叶轮，确认转动正常无异物后人员远离风机，才能低速启动运行，运行方向是否逆时针，如果不是，叫电工处理。

如果是，再试高速运行，试好后关闭。

.5装炉的钢卷是否已经备好，对号认定。

并排出要装炉的卷号的顺序。

.6必须有足够的瓶装氮气或者液体汽化氮储备（安全生产的必要条件）。

.7自来水应保证供应（安全生产的必要条件）。

.8只要有炉台生产（或烘炉），任何情况下必须有人巡检冷却水、炉压、炉温、烟道积水程度（此项包括不生产时）等关键项目和部位，发现问题，及时处理。

2、装炉2.1 同一炉退火的钢卷，要尽量安排钢种、宽度、厚度、卷径相似的钢卷。

（以上四个项目，以重要程度为序）2.2 装炉时装吊一定要平稳，吊卷和吊空钩都应将夹具落到下死点，才能起吊，炉台钢卷座、钢卷和对流板应在一个同心轴上。

2.3 最下一层的钢卷，如果没有十字支撑架，应打径向捆带，或者点焊。

所有厚钢板则一定要点焊内、外径，气焊割除溢出边，方可装炉。

使用十字支撑架，如果发现水平变形，应翻面后再使用。

2.4 钢卷的宽度、厚度相同，外径不同时，应把外径大的放在下面，小的放在上面。

2.5 当钢卷厚度相同或不相同，外径相同，宽度不同时，宽的放在下面，窄的放在上面。

2.6 当外径和宽度相同，应把厚的放在下面，薄的放在上面。

2.7 严重的塔形卷、溢出边卷不能进罩式炉退火。

2.8 装炉和吊罩应有两人完成，不允许多人参与，以免造成混乱。

2.9 装炉完后，应将热点偶插入钢卷内，并固定好。

3、吊装保护罩3.1 吊装保护罩之前，炉台和保护罩要进行清扫，特别是密封圈结合处,然后在吊装保护罩。

退火工艺流程、参数及产品工艺流程罩式光亮退火炉为周期式热处理炉，用于带钢卷保护气氛条件下的再结晶光亮退火处理。

通过控制钢卷在罩式炉内加热、保温和冷却过程来完成金属组织和性能的变化，既将经冷轧变形的金属加热到再结晶温度以上、Aci以下，经保温后冷却，同时通入还原性保护气氛，在完成金属组织恢复、再结晶、晶粒长大的同时达到光亮的目的。

通过再结晶退火可以消除冷轧加工硬化，消除内应力，降低硬度，恢复塑性，提高延伸率，使钢板达到要求的力学性能、工艺性能和显微组织结构。

一个完整的退火工艺流程包括：炉台清理f炉台装料（钢卷+对流板输入退火参数—扣上内罩—锁紧内罩—冷态密封检查—氮气吹扫—启动循环风机一扣放加热罩一充氨分解气（H2+N2）保护一加热罩点火一按设定速率升温一风机按控制方式变换为高速运行—保温—热态密封检查（保温结束前）—吊走加热罩扣上冷却罩—风机冷却至设定温度—喷淋水冷至出炉温度—氮气吹扫—吊走冷却罩—松开内罩锁紧—吊走内罩—卸料—退火数据保存。

产品大纲1、退火料规格材质：冷轧钢卷：普通碳素钢、优质碳素钢、低合金结构钢。

代表钢号：Q195、Q235、08AL、20、45、SPCC、SPCD、SPCE。

热卷来源：宝钢、武钢、鞍本钢、唐山建龙等热卷和中宽带。

厚度：0.2-1.8 mm宽度：650-1250 mm卷内径：© 510 mi m卷外径：© 900 -© 1900 mm© 900 -© 1650 mm 两种卷重：Max 26t （1250mn板宽）屈服强度：max. 910MPa 拉伸强度： max. 1280MPa 2、成品尺寸：厚度：同来料宽度：同来料卷内径：同来料卷外径：同来料卷重：同来料屈服强度：max. 360MPa拉伸强度：max. 700MPa15万吨热处理产品大纲如下:4、罩式退火炉机组主要条件和要求：1）机组型式：强对流循环罩式退火炉机组2）炉子数量：炉台数16台3）热处理形式：冷轧带钢的再结晶（软化）退火。