《罩退讲课资料》PPT课件.ppt
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1、迁安市思文科德薄板科技有限公司80 万吨精品冷轧项目 BAF/BH200-560 全氢罩式退火炉,制作人:李 鹏 时 间:,一、退火工艺的定义及意义二、生产工艺描述三、机械设备概述四、全氢罩式退火炉退火过程描述,一、退火工艺的定义及意义 1、退火工艺的定义带钢的再结晶退火是将经冷塑性变形的带钢加热到再结晶温度以上、Ac1相变温度以下,经保温后冷却的热处理工艺。2、退火工艺的目的意义热轧带钢在不经加热的常温状态下,经轧制后便产生了不能自行恢复原形状和尺寸的变化,使带钢发生了塑性变形,这一变形过程叫做带钢的冷塑性变形。带钢在冷塑性变形后所产生的强度和硬度升高、塑性下降的现象称之为加工硬化。,带钢经
2、过冷轧变形后,金属内部组织产生晶粒拉长、晶粒破碎和晶体缺陷现象,导致金属内部自由能升高,处于不稳定状态,具有自发地恢复到比较完整、规则和自由能低的稳定平衡状态的趋势。然而在室温下,金属的原子动能小,扩散能力差,扩散速度小,这种自发倾向无法实现,必须将带钢加热到一定温度,使原子获得足够的扩散动能,才能消除晶格畸变,使组织和性能发生变化。带钢冷轧后热处理是冷轧生产中的重要工序,冷轧板多为低碳钢,其轧后热处理通常为再结晶退火,冷轧板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。,二、生产工艺描述 一个退火周期开始时,L3(或操作人员)将退火的钢卷参数输入到
3、L2 过程计算机系统,退火模型计算出退火过程,经操作人员确认后下载到PLC。车间操作人员将需要退火的钢卷按堆垛要求堆放在炉台上。完成炉台装料后(对流板放在钢卷之间),设置内罩,并使用液压锁紧装置与炉台法兰密封,法兰密封的冷却水管连接到冷却水供给系统中,冷却水的流量由一个流量开关来监视。氮气吹扫前必须进行氢气阀和内罩系统的密封试验。如果氢气阀和内罩系统是密闭不泄漏的,内罩内的空气就被氮气置换。这个系统被置换需要 140 m/h 的 N2 大约需要持续25 分钟。,如果密封试验失败,控制系统给出相应报警,人工进行报警确认后,控制系统自动重新进行密封试验。用二氧化锆氧量仪连续测量内罩内氧含量。当满足
4、以下条件后,炉台和内罩系统的吹扫就可以停止:1)吹扫的总氮气量至少必须超过内罩的体积;2)连续吹扫的时间必须至少大于25 分钟;3)内罩内部环境的氧含量必须小于1%。加热罩在氮气吹扫内罩时就可以吊装上去,当内罩内的氧含量检测结果小于1%时,加热罩上的烧嘴就会自动点火;烧嘴点火之前,加热罩助燃空气高温蝶阀全部打开,风机以最大流量吹扫加热罩与内罩间的炉膛,吹扫时间大约 5 分钟,保证炉膛内无可燃气体,然后烧嘴点火。加热罩点火是从上,到下各个烧嘴分别自动进行,火焰检测装置检测烧嘴的燃烧状况。退火升温时用氢气来置换出内罩内的氮气,氢/氮混合物将通过排放管排放出厂房,接着用大约30m/h 的氢气来置换氮
5、气后,关闭氮气排放阀,氢气通过循环风机在炉内循环。对于排放的氢/氮混合物蒸汽,通过废气调节阀来控制炉内压力。在初始运行阶段,炉台高温循环风机的转速为520rpm,内罩内需用氮气置换成氢气,该过程持续约1 个小时左右,当该过程结束后,其转速根据炉内温度会连续不断地增加到2100rpm,风机将会以5202100 rpm 的速度连续高速运转,直到冷却阶段结束为止。,当内罩内为氢气时,内罩内氢气压力将用压力传感器和压力开关连续进行监测。高效的循环风机使得炉内保护气体高速循环,保证钢卷得到均匀的加热。在适当温度下由加热升温转为均热,确保钢卷的机械性能和晶粒尺寸均匀。均热时间由数学模型计算给出。均热结束前
6、,自动进行炉台热态密封试验。热态密封试验完成后,系统进入冷却阶段,移开加热罩,并盖上冷却罩,冷却风机就会自动接通打开。冷却阶段分为带加热罩冷却、空冷、冷却罩抽风冷却和喷射冷却。冷却罩设置后,首先进行强对流风冷,当炉内温度降低到设定值(例如350)后,停止风冷。,当退火后钢卷温度下降到预设定的出料温度时,炉台高温循环风机的速度会降到520 rpm 并打开氮气进口阀门,氮气以 140 m/h 的流量进行吹扫,持续时间大约25 分钟,当满足下列条件时吹扫就会被终止:1)内罩里面必须吹入上述氮气量;2)整个吹扫过程必须达到最短的吹扫时间。当满足了上述二个条件时,高温循环风机则停止运转。吹扫完成后,就可
7、以移开冷却罩,同时必须断开内罩的冷却水管,松开液压锁紧装置后才可以移开内罩,炉台卸料后准备下次退火。计算机监控系统将退火数据保存并送给上位管理机。生产报表的打印可自动打印也可人工干预打印,一个退火循环周期结束。,三、机械设备概述我公司新建的全氢罩式退火炉机组由上海宝信软件股份有限公司提供设计、设备成套供货、调试及相关技术服务,机组型号为 BAF/BH200-560。退火机组原料产品为酸轧联合机组所生产冷硬卷,主要生产钢种为:CQ、DQ、DDQ、HSS;镀锡基板 T2.5、T3、T4、T5。一期工程设备包括:48 个炉台、48 个内罩、26 个加热罩、22 个冷却罩、48 个阀站、40 座终冷台
8、及相应的液压站、能介(燃气/氢气/氮气)调压站、排烟风机系统、电气和自动控制系统等等。二期工程预留设备包括:8 个炉台、8个内罩、6个加热罩、2 个冷却罩、8个阀站、6 座终冷台等等。56个炉,台分布置在两跨厂房内,每跨厂房内布置28 个炉台,一期布置 24 个炉台,二期预留 4个炉台,新建的罩式炉区域布置炉台及相关的设备,机组按 56个炉台一次性规划设计公辅介质、土建设施、行车、电气控制室及排烟风机等设备。,1、宝钢宝信全氢罩式退火炉特点:宝钢自主知识产权的炉台高温变频循环风机,电机功率:25kw;叶轮动平衡1g,低震动、大风量,风机的转速最高可达到2300r/min,更重要的是能耗低,工作
9、稳定性好,故障少;宝钢自主知识产权的加热罩烧嘴,热损失少,燃烧效率高、备件更换方便等特点;宝钢自主知识产权的加热罩预热器,外置式。预热器设计在加热罩罩顶,美观、检修方便;宝钢自主知识产权的加热罩助燃恒压风机,燃烧稳定,基本消除喘振现象,单机运行噪音可以从85dB 下降到65dB,此风机在国内首创。加热罩燃烧采用脉冲控制燃烧,烧嘴采用脉冲(开/关)的,控制方法,使烧嘴或者100%运行或者关闭,加热罩内的温度分布均匀,从而保证被加热钢材的温度更均匀。宝钢宝信罩式炉在钢卷退火状态中,使用氧含量在线监测,十分安全地保障全氢罩式炉生产运行。,2、主要机械设备有:炉台,阀站,液压站,终冷台,加热罩、冷却罩
10、,内罩,其他辅助设备炉台:炉台用型钢加强钢板制成底板,承重扩散器由耐热钢管支撑,炉内配有循环气体导流板及钢卷承重板。保护气体强对流风机由一套高温耐热钢叶轮和25kW 转速2100rpm 的变频电机组成。炉台装有1 根双支热电偶,一支用于炉温控制,满足加热工艺要求,另一支用来监控设备运行情况。炉台另装有1 根炉底弹性热电偶,在设备运行时,能检测炉台与钢卷底部接触的温度,作为钢卷实际加热温度的参考值。另在侧面配置加热罩/冷却罩接近开关、内罩接近开关。另外还配有一套液压自动压紧装置用于夹紧/放松内罩。初始运行阶段,循环风机转速520rpm,在氮气预吹扫完成后,其转速,会根据炉内温度连续不断地增加到2
11、100rpm,风机将会以5202100rpm 的速度连续运转直到冷却结束,后期氮气吹扫时风机速度520rpm,吹扫完成后,风机停止。主要检测及控制功能包括:循环风机运行控制、检测、显示、报警;炉内温度、压力及氧含量的在线控制、检测、显示、报警。阀站:每个炉台配备一个阀站。阀站由氢气系统、氮气系统、液压系统、废气管道系统等组成。配有氧含量在线监测的ZrO2 探头,监测退火过程中炉内的氧气含量变化。配有气体压力和压差控制回路;配有相关安全监测仪表设备等。通过控制系统对系统正常运行进行适时监测及控制,当控制系统发现有氢气泄漏时,系统会立即自动切断氢气,并将氮气自动送入炉内进行紧急吹扫。主要检测及控制
12、功,能为氢气、氮气的压力检测、控制、显示、报警以及氢气、氮气的流量检测、控制、显示和累计。液压站:利用现有液压站,增加相应管线。在需要夹紧或放松内罩时启动液压泵。主要检测及控制功能为液压泵的运行控制;液压压力的检测、控制、报警;油压及油温显示。终冷台:每个终冷台配有冷却风机1 台。控制功能主要是冷却风机的运行控制。加热罩:加热罩上安装有燃烧器、点火电极、火焰监测器、多头螺旋肋片预热器、燃气管线、助燃空气管线、起重梁、导向臂和电控箱等。每个燃烧器配置有高压点火变压器、点火电极、火焰监测器、燃烧控制器、电磁阀等,燃气管和助燃空气管与燃烧器。燃气管线系统配置总电动切断阀、调压阀、,电磁阀、压力开关、
13、压力表、快速接头。助燃空气系统配置助燃风机、多头螺旋肋片预热器、总管压力开关、压力表、不锈钢膨胀节、电磁蝶阀、手动蝶阀等。烧嘴数量12 个,采用脉冲燃烧方式。检测及控制功能包括:助燃风机运行控制;助燃空气压力检测、显示、报警、控制;燃气压力检测、显示、报警、控制;燃烧器自动点火、火焰监测、断电自动关闭燃气电磁阀等控制。冷却罩:冷却罩顶部装有2 台大流量风机,高温冷却时,启动风机冷却和喷淋冷却。主要控制功能:冷却风机运行控制;喷雾冷却及喷射冷却控制。内罩:内罩为筒体结构,通过液压夹紧在炉台上。在吊装过程中,2 个导向臂能正确将内罩快速就位。,3、机组主要技术参数主要技术参数如下:年退火量:一期约
14、 565,000 t/y 二期预留约 71,000 t/y 退火热处理钢种及方式:碳钢冷轧卷,再结晶光亮退火钢卷原料规格:抗拉强度b max.850N/mm2钢卷内径 508mm钢卷外径 max.2,000mm带钢厚度 0.181.80mm带钢宽度 7301,330mm钢卷重量 max.28.0t钢卷单重 max.23kg/mm,vg.16kg/mm,最高退火温度:750加热罩最高加热温度:850吊车能力:40t(主钩)+10t(付钩)起升高度:(离车间地坪)17,500mm(主钩)/17,000mm(付钩)年处理有效作业时间:7,600 h/y装炉方式:单垛多卷最大堆垛高度:(包括对流板)5
15、,600mm 1,03057045,430mm 1,15047034,810mm 1,33047035,530mm堆垛净重量:(包括对流板)最大约 105t,平均 85t,4、公用介质条件(1)燃料 燃气:天然气成分:甲烷CH4含量98%,其余2%热值:33.5MJ/Nm3(8,000kcal/Nm3)交接点压力:0.30.4MPa加热罩操作压力:510kPa1 个加热罩用量:193.5Nm3/h每个区域28个炉台16个加热罩用量:max.2,470 Nm3/h,avg.1,885Nm3/h罩式炉车间总用量:max.4,940 Nm3/h,avg.3,770Nm3/h(2)保护气体 全氢罩式退
16、火炉需用氢气(H2)作保护气体,用氮气作安全及事故吹扫用气体。,氢气质量要求如下:纯度:99.999%氧含量:5ppm露点:-60接点压力:0.40.6MPa炉内操作压力:4.5kPa单个炉台用量:max.30Nm3/h每个区域 28个炉台用量:max.300Nm3/h罩式炉车间 56个炉台总用量:max.600Nm3/h氮气质量要求如下:纯度:99.995%氧含量:10ppm露点:-50交接点压力:0.40.8MPa,炉内操作压力:4.05.0kPa 单个炉台用量:max.140Nm3/h 每个区域 28个炉台用量:max.1,300Nm3/h 罩式炉车间 56个炉台总用量:max.2,60
17、0Nm3/h 事故用氮气纯度:99.995%氧含量:10ppm 露点:-50 交接点压力:0.40.8MPa 吹扫时间:约 30min 罩式炉车间 56个炉台总用量:1,575m3(3)冷却水:冷却水(含补充水)水质 交接点供水压力:0.40.6 MPa 回水压力:0.3Mpa 最高入口温度:33.5,最高出口温度:41.5最大过滤孔:0.3 mm罩式炉循环冷却采用上表所述水质 的冷却水,用户需采取特殊的水质处理措施以达到延缓冷却水结垢的目的。1)炉台冷却水 水质:过滤的循环水 单个炉台的流量:2.5 m3/h 每个区域 28个炉台用量:67.5m3/h 罩式炉车间 56个炉台总用量:130.
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