烘爐方法、輻射管作業、爐子作業完整步驟及注意事項全講解
1. 現有技術介紹
退火爐烘干的主要目的就是將爐壁隔熱材料內部空間內所含的水分和氧氣排出,取而代之的是干燥的起保護作用的惰性氣體—氮氣,和還原性質的氣體—氫氣。現有對新建退火爐或對長期停爐暴露在空氣中的退火爐進行烘干的方法,采取的都是升溫除濕的方法。具體講是將退火爐進行“加熱—保溫—升溫—保溫—升溫—保溫……”直至工藝需要的溫度,輻射管加熱爐一般為1000左右,無氧化加熱爐一般為1200左右,試圖通過將爐壁隔熱材料加熱升溫,使得隔熱材料內部空間內所含的水分和氧氣,由靠近爐殼的一側,向爐膛內遷移,排到爐膛里,被置換排出爐外。從而使得隔熱材料內部干燥無水汽、氧氣,保證在正常生產時,不出現水分和氧氣遷移,影響爐膛內的保護氣體露點,影響產品質量的現象。
2. 現有技術的局限性
由于退火爐的隔熱材料傳熱很慢,在加熱時隔熱材料內部的溫度梯度很大,比如,即使爐膛內部的氣體被加熱到400℃,隔熱材料內側的溫度也為400℃,但靠近爐殼外側的溫度也不會超過60℃。換而言之,接近內側的隔熱材料中的水已經大量蒸發,水蒸氣的壓力很高,而外側的隔熱材料中的水還沒有開始蒸發,水蒸氣壓力很低,這樣就會造成隔熱材料內側的水向外側遷移的現象,但由于退火爐鋼板爐殼的作用,無法揮發出去,只能留在耐火材料與鋼板之間,這是與我們烘干隔熱材料所希望的水分由外側向內側遷移的方向正好相反。正因為如此,采用這種烘干方法,往往不能將隔熱材料徹底烘干,造成隔熱材料內側已經烘干,但外側還含有大量水分的現象,盡管爐內氣體的露點已經降到了規定的溫度,但這是假象,在隨后的生產過程中,外側隔熱材料中的水分聚集到了一定程度后,就會向爐膛內遷移,造成局部爐氣中水分含量不能滿足工藝要求的現象,影響產品質量。
3. 改進的目的與方法
鑒于以上所述現有技術的缺點,本發明的目的在于提供一種基于降溫除濕的退火爐烘干方法,用于解決現有技術中烘爐方法無法烘干設備外側耐材,進而無法達到降溫除濕的目的等問題。為實現上述目的及其他相關目的,改進方法提供一種基于降溫除濕的退火爐烘干方法,包括如下步驟:A)向退火爐中通入保護氣體,然后依次進行加熱升溫、保溫;B) 保溫結束后,繼續通入保護氣體,使退火爐降溫冷卻;重復步驟A)和B)至退火爐內露點保持穩定,且達到設計規定的露點范圍時,烘爐結束。上述各步驟采用加熱—保溫—冷卻工藝循環,在冷卻降溫過程中實現退火爐隔熱材料中的水汽、氧氣排出,置換成干燥的保護氣體。根據實際需要,循環的次數可以是2次、3次、4次、5次或者更多。如上所述,改進的一種基于降溫除濕的退火爐烘干方法,至少具有以下有益效果:采用降溫除濕原理對新建退火爐或對長期停爐暴露在空氣中的退火爐烘干的方法,能夠使得退火爐的隔熱材料烘透、烘干,在隨后的生產過程中,爐膛內的氣體中的水蒸氣含量穩定處于工藝規定的范圍內,確保產品質量的穩定。
4. 具體實施方式
步驟一、在通入露點低于-40℃的氮氣的情況下,將退火爐加熱到900℃并保溫10小時以后,檢測到爐外殼鋼板溫度穩定在64℃不再升高,于是停止保溫,繼續通入露點低于-40℃的氮氣,將爐內溫度下降到接近環境溫度,保持8小時,檢測到爐內氣體露點為-19℃,不再上升;步驟二、在通入露點低于-50℃的氮氣的情況下,再次將退火爐加熱到900℃并保溫9小時以后,檢測到爐外殼鋼板溫度穩定在62℃不再升高,于是停止保溫,繼續通入露點低于-50℃的氮氣,將爐內溫度下降到接近環境溫度,保持10小時,檢測到爐內氣體露點為-33℃,不再上升;步驟三、在通入露點低于-60℃的氮氣的情況下,再次將退火爐加熱到900℃并保溫9小時以后,檢測到爐外殼鋼板溫度穩定在61℃不再升高,于是停止保溫,繼續通入露點低于-60℃的氮氣,將爐內溫度下降到接近環境溫度,保持10小時,檢測到爐內氣體露點為-41℃,不再上升;達到了設計規定的露點低于-38℃的要求,烘爐成功,開始生產。本實施例沒有出現因為爐氣露點高而產生的缺陷。前后共用5.5天,比一般需要的8～15天大為減少。在本實施例后續的生產過程中,爐內露點一直穩定在-39℃以下,并且有下降的趨勢,生產的產品沒有任何由于爐氣氧化性造成的缺陷。
5.改進的有益效果
采用改進方法進行烘爐的時間通常為5～7天。事實證明,不但使得烘爐時間減少,而且效果更好,實用性更高。綜上所述,改進方法在通入干燥的保護氣氛的情況下,按照設計規定的升溫速度,將退火爐加熱到設計的最高溫度并保溫一段時間,并同時檢測爐表鋼板溫度,在爐表鋼板溫度穩定不再上升以后,停止保溫,繼續通入干燥的保護氣體,將爐內溫度下降到接近環境溫度。如此循環進行加熱保溫和冷卻,直至在冷卻到接近環境溫度時,爐內露點達到所規定的數值為止。由于本發明不是連續加熱和保溫,而是有幾個溫度下降的過程,正是在溫度下降的過程中,會出現隔熱材料外側的溫度高于內側溫度的情況,就使得外側的水分能夠順利向內側遷移,而進入爐膛,排出爐外,也就能夠使外側的隔熱材料被有效烘干。
輻射管檢漏和燃燒調整作業
1.輻射管檢漏作業
1)概述
a) 為保證輻射管正常工作,防止輻射管破裂對燃燒及爐內氣氛造成影響,要定期對輻射管進行檢漏作業,并對不合格的輻射管進行處理或更換;b) 當發現爐內氣體露點和含氧量發生超標時,或每次定期大修前可以重點進行撿漏;c) 輻射管檢漏作業必須在爐子處于工作狀態下,且爐內氫氣含量在控制標準范圍內(≥5%)的條件下進行。
2)輻射管檢漏標準
a) 采用氫氣分析方法時,輻射管內氫氣含量在3000ppm以下為合格;b) 采用氧氣分析方法是,輻射管內氧氣含量在19%以上為合格。
3)氫氣分析檢漏操作步驟
c) 用軟管將一段不銹鋼細管與氫氣分析儀聯接,將不銹鋼細管插入輻射管下部的取樣孔;d)打開氫氣分析儀,開始取樣分析,待氫氣分析儀的讀數穩定后,讀取測量數據;e) 根據檢漏標準判斷該輻射管是否泄漏,如果氧氣含量在19%以上,則說明由輻射管泄漏到爐內的氫氣很少,判斷輻射管沒有泄漏。
4)氧氣分析檢漏操作步驟
c) 用軟管將一段不銹鋼細管與氫氣分析儀聯接,將不銹鋼細管插入輻射管下部的取樣孔;d) 打開氫氣分析儀,開始取樣分析,待氫氣分析儀的讀數穩定后,讀取測量數據;e) 根據檢漏標準判斷該輻射管是否泄漏,如果氫氣含量在3000ppm以下,則說明爐內泄漏到輻射管內的氫氣很少,判斷輻射管沒有泄漏。
2. 燃燒調整作業
1)概述
a) 輻射管的燃氣和助燃空氣是分區控制的,控制系統保證每一個區總體上的燃氣和助燃空氣的流量和比例處于一定范圍內,但在每一區內部,各個輻射管的燃氣和助燃空氣的流量和比例是否處于合理范圍,就必須靠手動進行調整;b) 為保證輻射管的燃燒狀況處于良好狀態,應定期進行燃燒調整作業;每次定期大修后也須進行檢測、調整;c) 燃燒調整作業必須在爐子處于相對較高的負荷狀態下,所以應安排生產一些厚規格的帶鋼,一般應在1.0mm以上。
2)燃燒調整標準
b) 每個燒嘴的主煤氣壓力差調節的目標值按照設計標準,偏差小于100Pa;c) 每個燒嘴主助燃空氣的壓力調節的目標值按照設計標準,偏差小于200Pa;d) 每個燒嘴廢氣氧含量調節目標值是7%,偏差小于1%;
3)操作步驟
b) 首先測量某區所有主空氣的壓力,算出平均值,然后以平均值為目標值,調節各燒嘴的主空氣流量控制閥,調節到偏差要求范圍內即可,調節完成后將該區的每個燒嘴流量控制閥固定。c) 將該區溫控系統流量控制閥的PI調節器的設定值模式打到INT模式,設定該區的流量為該區燒嘴的額定流量乘以燒嘴的數量;d) 將壓差測量表的兩個橡皮管套到某燒嘴的主煤氣流量孔板的兩個測壓小管上,注意兩個橡皮管的正負不要接反。讀取測量表上的數據,然后調節燒嘴的主煤氣流量控制閥直到測量值達到標準。逐個測量并調節該區的各個燒嘴,直到該區所有燒嘴調節完畢;e) 將氧含量分析儀和一根1m左右不銹鋼細管用硅膠軟管連接,將不銹鋼細管插入某燒嘴下部的測量孔,插入深度在60cm左右,待氧含量分析儀的測量結果穩定后讀取測量數據,然后調節燒嘴的主空氣流量調節閥,直到氧含量測量結果達到標準。逐個測量調節該區的燒嘴,直到該區所有燒嘴調節完畢;f) 以上調節完成后,將該區溫控系統的流量控制閥的PI調節器的設定值模式打到EXT模式,使該區恢復到正常的自動控制狀態;
爐子的正常啟動和停止
1 爐子段張力控制
1) 機組停機時,取消爐內張力,將爐前S輥點動送料至補償輥1～2米;2) 最佳做法是采用漸次停車法。鍍鋅退火爐按照由出口到入口的順序,連退爐分別按照由快冷到入口和由出口到快冷的順序,依次停止爐輥,各段爐輥停止時間相差一定的角度,保持爐內帶鋼松弛一定長度,用于補償冷卻收縮;3) 在開機建張前,手動適當降低爐內和爐子出口的張力,然后建張,以免因張力太大拉斷爐內受熱帶鋼;4) 在爬行速度穩定后,逐步提高爐內和爐子出口的張力設定值,直到和工藝規定設定值一致,并隨時觀察爐內張力是否穩定。
2啟動作業條件確認
1) 廣播通知全線人員爐子即將啟動、全體注意安全,確認爐子上沒有檢修或其它無關人員;2) 爐子段操作畫面正常、無警報,全線帶鋼穿帶完畢,現場確認正常、無警報;3) 所有人孔、爐底蓋、爐頂蓋及穿帶孔均關閉完好,螺栓已緊固;4) 確認電源、壓縮空氣、氮氣、氫氣、燃氣、蒸汽、冷卻水供應正常,事故水箱已經注滿;
3 啟動作業步驟
2) 將入口密封輥、噴冷段導向輥打開、轉動,并切換到自動模式;3) 進行點火煤氣的供應及點火作業,進行主煤氣的供應及點火作業;4) 進行混合氣站的準備作業,啟動氮氣模式,然后切換到氮氣吹掃模式;6) 觀察爐內氧含量,當氧含量小于1000ppm時,停止氮氣吹掃,切換到氮氣模式;8) 啟動爐子各段的電加熱,設定爐子溫度,投入爐溫控制,開始升溫;9) 當爐子溫度上升到600℃時,將氮氣模式切換到保護氣體模式;10) 當爐溫升高到生產所需溫度時,即可準備開機作業。
4 爐子停止作業
1) 入口投入降溫停機料,將爐子切換到最小火模式;4) 現場關閉燃氣手動切斷總閥,并進行管道的氮氣吹掃;5) 當爐溫降低到500℃時,將保護氣體模式切換到氮氣模式,現場關閉氫氣手動切斷總閥;6) 當爐溫降低到300℃、且氫氣濃度低于0.5%時,停止氮氣吹掃,現場關閉氮氣手動切斷總閥;7) 在停止氮氣吹掃之前,必須將爐子氣體分析儀關閉;8) 在進行停機確認后,停止所有的風機,必要時可以打開爐底蓋。
5 安全注意事項
1) 必須由專人負責確認現場燃氣、氫氣、氮氣手動總閥關閉情況;2) 確保防護裝備能正常使用,軸流風機要定點吹掃,人員站在上風口;3) 進行能源介質操作時,嚴格按標準執行置換作業,氮氣置換煤氣、空氣置換氮氣后必須測氧含量,氧含量低于19.5%方可以動火作業;4) 所有動過的人孔、爐底蓋、爐頂蓋及穿帶孔螺栓,在爐子加熱以后48小時左右須再次緊固一次。
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