全氢罩式炉介绍

全氢罩式退火炉安全控制(一)1概述强对流全氢罩式退火炉（以下简称全氢罩式炉）是在原低氢罩式炉的基础上于70年代发展起来的，具有低能耗、高效率、退火产品品质优良等众多特点。

国外在1984年开始大量应用于宽带钢卷的退火，至今已有近千座全氢罩式炉在世界各地建成。

在奥地利的奥钢联、德国的克勒克纳冷轧厂和蒂森冷轧厂、美国的l－TV钢厂和USX钢厂等钢铁企业中，都可以见到正在工作的全氢罩式炉。

直到80年代末、90年代初，全氢罩式炉这项先进的生产工艺才随着国外生产工艺、控制技术的成熟逐步引进到国内，并迅速得到推广。

国内已有鞍钢、武钢、本钢、上海益昌冷轧薄板厂、海南鹏达冷轧薄板厂等单位先后引进、建成了全氢罩式炉，生产、使用情况良好。

近年建设或改造的冷轧薄板厂正在大量采用全氢罩式炉，原有的低氢罩式炉正面临被全氢罩式炉替代的局面。

全氢罩式炉的安全性是至关重要的，这主要是由干在退火过程中采用了易燃、易爆的氢气充当退火产品的保护气体和热传导体，稍有不慎即有可能发生着火或爆炸事故。

如果没有可靠的安全保障措施，即控制系统没有完善的控制策略，不仅全氢罩式炉的生产不能进行，而且还有破坏整个生产设施的可能。

本文针对全氢罩式炉保护气体应用的安全性，介绍全氢保护气体控制过程的安全控制策略，以增强对这－问题的认识。

2全氢罩式炉设备及工艺过程简介全氢罩式炉是用来消除由冷轧变形而使带钢产生的内应力的一种处理装置。

通过使带钢升温、保温、降温的过程进行带钢的再结晶退火。

一座全氢罩式炉的基本设备包括：（1）一个带有底部循环风机的炉台及其附属介质供给管路。

（2）一个底部敞开、其余封闭焊接成整体的保护罩（以下简称内罩）。

将它扣在炉台上即与炉台构成一个封闭的小空问（以下简称退火空间），退火带钢就置于退火空间之中。

在退火过程中，退火空间即充满纯氢气以保护带钢在高温下不至干氧化。

（3）一个制成罩形的加热装置（以下简称加热罩）。

加热罩扣在内罩之上，两罩之间形成一个燃烧室，燃料在此燃烧，热量通过内罩传递到退火空间内。

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。

全氢罩式退火炉安全控制引言全氢罩式退火炉是一种常用的化学气相沉积设备，主要用于制备各种材料的薄膜。

在使用过程中，需要加入氢气等特殊气体，因此需要考虑设备的安全性。

为了确保全氢罩式退火炉使用过程中的可靠性和安全性，需要灵活使用各种手段进行控制和管理。

本文将介绍如何对全氢罩式退火炉进行安全控制。

安全控制措施在全氢罩式退火炉的操作过程中，应根据以下措施进行安全控制：设备安全在使用全氢罩式退火炉之前，应确保设备的安全性。

首先应检查所有的管道和阀门是否已经紧闭并且安装正确，电缆是否接好。

其次，需要检查设备中的氢气、氮气等气体储罐的安全性，以避免设备出现爆炸等事故。

火灾安全全氢罩式退火炉使用过程中容易发生爆炸、火灾等事故，因此需要进行火灾安全控制。

在使用全氢罩式退火炉之前，应排除设备中的氢气、氢气出口的管道以及各个部位松散的螺栓等设备隐患。

在炉内进气之前，应先充入气体和气体冷却水，以保证炉内有气流、炉外有冷却。

此外在全氢罩式退火炉的使用过程中，过程变化、异常情况自动诊断功能也要设定完善。

氧含量控制在全氢罩式退火炉的使用过程中，氧含量也需要进行控制。

高氧含量可能导致材料的腐蚀。

因此，在全氢罩式退火炉的使用过程中，应加入足够的氢气，控制气氛所含氧的浓度。

温度控制在全氢罩式退火炉操作过程中，温度控制非常关键。

需要根据所需退火温度，逐步升温或降温，并保持一定的升温或降温速率，以避免温度变化太过剧烈，形成热应力，从而导致材料变形、开裂等问题。

气压控制在全氢罩式退火炉操作过程中，气压控制也非常重要。

全氢罩式退火炉的气压一般设定在 100 Pa 左右，以保持非常干净的炉内环境。

需要注意的是，气压过低会导致退火过程不稳定，温度控制不当。

结论全氢罩式退火炉是一种非常重要的化学气相沉积设备，但在使用过程中也存在安全隐患。

为了确保全氢罩式退火炉使用过程中的可靠性和安全性，应根据设备安全、火灾安全、氧含量控制、温度控制以及气压控制等措施进行控制和管理，确保全氢罩式退火炉操作过程的安全，保障设备和操作人员的安全。

全氢罩式退火炉工艺设备及工程化特点摘要：本文介绍了全氢罩式退火炉工艺及设备主要特点，并依托某钢厂的冷轧退火线，从工程的角度介绍了随着市场的需求，对退火钢卷的需求不断增大，热处理配置需要进行相应提升改造，本文针对其产品方案重点介绍了产线的工艺流程及主体设备的相关参数及工程化特点。

关键词：全氢罩式退火炉；工艺及设备；工程化特点1 前言全氢罩式退火炉，是冷轧钢卷常用的热处理炉型之一，此方式因为其组织生产灵活、设备投资低而被众多用户所采纳。

罩式退火炉采用100%全氢气保护气体，整个退火周期采用耐高温风机使保护气体高速循环，以加强传热效果，提高产品质量和产量。

[1]某钢厂冷轧厂设计年产冷轧卷100 万吨，目前配套的罩式退火炉生产能力68.5 万t/年。

不能满足现有生产要求，因此需要再建设罩式退火炉增加钢卷退火能力。

2 工艺流程及主要设备特点2.1 工艺流程（1）选择退火程序。

在正常生产过程中，退火程序从COS 传送到炉台PLC，并储存PLC 中，直到接收新的退火程序。

（2）放置内罩。

炉台上料后，将内罩放在炉台上，然后用液压夹紧机构夹紧到水冷炉台法兰的圆形密封件上，这样可以达到很好的密封。

（3）冷泄漏测试。

泄漏测试可以在室温度下自动完成。

将内罩内的压力自动地调节到约5000Pa，并关闭所有入口和出口阀门。

（4）初始吹扫。

如果工作空间无漏气，那么将用氮气动吹扫工作空气。

吹扫结束后，炉台准备退火。

（5）压力控制。

为了使内罩内的压力高出外界压力一定范围，可以自动控制工作区压力。

（6）加热。

加热罩燃烧系统由几个位于加热罩周围的高速烧嘴组成。

（7）温度控制。

对于连续控制，将提供两个单独的温度控制器（分别用于加热罩和炉台）；对于开/关控制，将提供两个其它控制器（分别用于加热罩和炉台）。

（8）连续控制。

当加热罩（或炉台）控制器发出打开信号时，机动阀将打开；当控制器发出“关闭”信号时，它将逐渐关闭。

在加热罩控制站配备有手动调节的手动/自动方式开关。

罩式退火和连续退火优缺点1）生产工艺全氢罩式退火炉是冷轧钢卷以带有少量残余乳化液的状态，未作脱脂便送入罩式退火炉进行退火处理，在氢气气氛中冷却，然后通过平整机中间库直接送往平整机，再检查等，设备布置空间大，生产周期长，但产品规格和产量变化灵活性强。

连续退火线上冷轧带卷在进口段进行脱脂，在连续退火的第一段进行退火，随后采用气体或水等进行冷却，在退火第二段进行时效处理，然后进行在线平整，检查等，设备布置紧凑，占地面积小，生产周期短，但产品规格范围覆盖面不宜太宽，产量不宜太低。

2）总成本所谓总成本包含工艺设备新建的投资费用再加上生产运行费用。

对于全氢罩式退火工艺途径来说，其投资、消耗与维修费用与连续退火线相比都要低，只有人员较多和材料损失比较高。

此外，对于连续退火线而言，还应累加冶炼深冲钢种所需的附加费用(用于真空脱气、微合金化等)以及较昂贵的酸洗费用(用于清除热轧卷取温度较高而形成的红色氧化铁皮)。

所以，从有关的资料评价估计全氢罩式退火炉的总成本比连续退火机组低。

3）品种性能品种方面，全氢罩式退火通常生产的品种有CQ、DQ和DDQ，生产EDDQ、S―EDDQ、HSLA等品种难度很大，适合小批量、多品种生产。

连续退火品种有CQ、DQ、DDQ、EDDQ、S―EDDQ、HSLA、HSS等，生产厚规格(大于2．5mm)产品有困难，规格范围太宽将增加控制难度，适合大批量、少品种生产。

表面洁净度方面，全氢罩式退火通过建立正确退火制度，加上在热轧、冷轧的预防措施(严格控制板形、新型轧制技术、一定程度的均匀粗糙度、精确的卷取张力等)，减少粘结、折边、碳黑等缺陷。

而连续退火后的钢板表面十分光洁，不会出现粘结、折边、碳黑等缺陷，适合生产表面质量要求高的钢板。

深冲性方面，对于铝镇静钢而言，一般用全氢罩式退火比用连续退火质量要优，其机械性能均匀，塑性应变比r 值、加工硬化指数n值一般都能高于连续退火的产品。

近年发展起来的微合金化超深冲(IF)钢，又称无间隙原子钢，该钢具有极优良的成形性，即高r值(r>2．0)、高n值(n>0．25)、高伸长率(8>50％)和非时效性(AI=0)。

全氢罩式退火炉氢气用量对退火时间的影响分析摘要：采用全氢罩式退火时，影响退火时间因素比较多，主要有氢气用量、循环风量等各个因素。

本文构建出全氢罩式炉内传热数学模型，再通过实测验证之后，分析氢气用量和退火时间之间关系。

增加氢气用量和退火时间长短间并不属于简单比例关系，因此在选择氢气用量之时就要适当选择。

关键词：退火时间；氢气用量；全氢罩式退火炉1 前言影响退火炉钢卷传热主要参数就是对流换热系数，一些专家通过研究发现，对流换热系数和氢气用量之间存在密切关系。

氢气用量过小必然会影响到炉内的传热效果，氢气用量过大也会提升设备投资。

所以合理采用氢气用量是确定退火时间的关键因素之一。

因此，探究氢气用量影响退火时间具有实际意义。

2 全氢罩式退火炉传热研究2.1 该退火炉的性能介绍罩式退火是冷轧钢卷传统的退火工艺。

冷轧带钢通过再结晶退火达到降低钢的硬度、消除冷加工硬化、改善钢的性能、恢复钢的塑性变形能力之目的。

退火时，各钢卷之间放置对流板，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），将带钢加热到一定温度保温后再冷却。

全氢罩式炉采用100%的H2作为退火介质，使钢卷的径向导热系数较大，提高钢卷内部的传热速度，减少升温过程中钢卷的内外温差，能获得更好的机械性能；采用全氢退火，不脱碳、不增碳，带钢表面的润滑剂能更容易蒸发，能确保带钢表面的光亮程度；由于氢气的比重较小，采用相同流量的炉台循环风机时电耗就较小，节约能源。

外罩加热采用天然气，有效控制成本。

全氢罩式炉自动化系统的控制范围是从内罩上炉台开始，直到钢卷退火结束，内罩吊离炉台为止的全过程。

即全过程包括：内罩上炉台、夹紧油缸将内罩夹紧、加热罩上炉台、冷泄漏检查、氮气吹扫、自动点火、氢气吹扫氮气、升温、保温、热密封检查、加热罩吊离炉台、冷却罩上炉台、风冷、水冷、出炉温度达到、冷却罩吊离炉台、内罩松开并吊离炉台等全退火过程。

2.2数学模型及验证该炉内的退火钢卷导热方式为：（1）该式子中的ρ表示钢的密度，为kg/m3；Cp 表示钢热容量，单位为J/（kg.0c）；λδ表示钢导热系数，单位为W/（m.0C）；λγ表示钢卷径向等效的导热系数，其单位为W/（m.0C；Ti表示第i卷钢温度，单位为0C。