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强对流全氢罩式退火炉
沈阳东大工业炉有限公司 [文章发布于:2009-10-23]

    强对流钟罩式光亮退火炉是采用密封金罩使退火材料与空气隔绝,罩内充安全气或保护气氛(金属罩内可以进行抽真空)。退火材料在整个加热冷却过程中始终处于低露点,低含氧量的氮氢混合气体保护之中,确保退火材料在热处理后表面光亮洁净、无氧化。该炉由于在炉底装有强循环风机,使保护气氛形成强对流循环,迫使炉内温度均匀,各点温差在±5℃之间,确保退火材料获得一致的机械物理性能。

退火质量和效率:
(1)退火准确:
     当在PLC可编程器上输入退火工艺要求的升温速度、退火温度和保温时间等参数后,由内罩中的热电偶不断地反馈炉内升温情况,控制器则不断地对加热罩的升温进行修正。在升温过程中,内罩的实际温度完全符合工艺要求,,避免了热贯性,保证了精密控温
(2)退火的均匀性:
     强对流循环系统使退火空间的保护气氛在风扇的鼓动下进行激烈的上下对流循环,在加热和冷却时保持炉温的均匀性,炉内温差不超过±5℃,从而保证材料机械性能的均匀性。
(3)光亮退火
     低含氧量、低露点的保护气氛是保证退火产品光亮表面的重要因素。为达到高纯度的气氛,我们在气体发生设备上配备了醇化装置,用来除去气氛中微量的氧气、颗粒和氨裂解气中还带有微量残余氨。醇化以后,我们的保护气氛能达到如下指标:
含氧量:  ≤1PPM
露点(含水量)  ≤-60℃--70℃
由于工作负载空间四周全是金属外壳,在内罩和炉座上的机械加工法兰之间采用O型水冷橡皮圈密封,炉座的绝热材料完全罩在金属外壳内,而且炉座风扇电机周围的密封罩上没有任何运动部件,因此在整个退火过程中,这种结构使保护气氛的露点可维持在-60℃以下。
(4)提高生产效率
     ①本系统采用风水联合冷却方式,大大缩短了内罩的冷却时间,我们采用的全流式风水冷却系统的操作程序是:a在前2-3小时将冷却罩风扇打开只用空气对内罩进行风冷;b在之后约2小时采用冷却罩的水喷淋装置对内罩进行水冷,强循环系统内的水冷相配合,可使冷却时间大为缩短,提高了炉子的生产率,从而使2:1的台(炉台)/罩比在正常情况下即已足够。
     ②由于氢气的热传导能力比氮气大1.5倍,故在高氢气和强循环的作用下,使带卷内部升温加快,能有效地缩短加热和冷却时间,提高产量。 
结构特点:
   1、风扇风机的耐高温保护
      炉底风机所在的空间为一水冷套,水冷套与炉底之间,采用橡胶密封圈,即风扇轴没有任何机械密封件,故使用时间长而勿需维修,风扇轴没有复杂的水冷结构,而是在风扇轴上装有阻热盘,即在风扇叶片与电机之间的的某一高度上同轴地装有一组叶片,可将通过风扇轴由内罩传导下来的热量甩向电机周围的水冷套。电机轴的这种冷却方式,结构简单,使用可靠。
   2、加热罩的加热方式有电加热和燃气加热两种形式,整个炉衬采用耐火纤维预制块为材料,电加热炉体下半部分有电热丝的部分采用耐火纤维砖,其外周与炉壳之间以及炉顶和炉体上半部分均采用多层耐火纤维毯,现代耐火纤维材料可大大降低罩式炉的能耗和加热罩的重量,加热罩保温性能好,加热时外壁温升不大于40℃,热量损失小,升温效率高,轻巧的设计使 加热罩便于频繁装卸,而且避免了工业炉中常见的炉衬易碎等问题。
   3、内罩采用优质耐热不锈钢制造,我们设计的波纹结构,其表面积比直筒结构增加了18%,有效地提高了加热、冷却效率、缩短退火时间,在使用过程中,内罩频繁地经受高温、水冷、充高氢气体,密封要求非常严格。我们严格按压力容器规范进行制造,密封用的橡胶圈选耐温耐油橡胶制成o型整体。
全氢罩式炉离线预测平台的构建及应用:
      在全氢罩式炉退火生产过程中,由于钢卷内部没有温度测点,因此无法直接获知钢卷的退火温度是否已经达到工艺要求温度。目前国内热处理车间执行的退火标准曲线,是在退火试验和现场经验的基础上制定的,通用性不强,只能满足静态状态条件下一些特殊材料、规定钢卷尺寸的堆垛的工艺要求,不能满足现在冷轧生产中多品种、多规格、高质量的要求,在生产过程中存在退火时间过长,产品性能波动较大等问题。另外在现今生产条件下,加热结束时间是按照标准退火曲线由主控工人人工计算来确定,冷却结束要求是车间按照经验确定的一个固定的出炉温度,从而导致出现钢卷未完全再结晶退火或出炉高温氧化等情况。
      为解决生产中面临的实际问题,本公司针对上述问题,建立全氢罩式退火炉退火热过程的模型化体系,并根据实际生产的现状、设备运行情况,本文开发了全氢罩式退火炉退火热过程的离线测评平台。
全氢罩式炉离线预测平台展示:
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