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連續熱鍍鋅線的退火爐工藝以及節能技術
來源: | 作者:bq1168 | 發布時間: 2014-09-20 | 4090 次瀏覽 | 分享到:

       熱鍍鋅前的退火工藝,對熱鍍鋅板的質量及性能起至關重要的作用。本文介紹了連續鍍鋅線退火爐工藝控製技術及節能技術的應用。

  l 緒論
  在帶鋼連續熱鍍鋅機組中,連續退火爐是帶鋼連續熱鍍鋅工藝段主要工序之一,也是機組的心髒。它將完成帶鋼熱鍍鋅前的退火工藝,對熱鍍鋅板的質量及性能起至關重要的作用。其技術水平的高低直接影響到熱鍍鋅產品的質與性能。冷軋鋼帶通過退火完成以下功能:①使帶鋼在退火爐內消除軋製應力,改善力學性能。並逐步保溫,冷卻到鍍鋅溫度。②清潔帶鋼表麵。將鋼帶表麵上的軋製油等汙物通過加熱過程中的扡發,燃燒而去除。③在完成退火過程的同時,鋼帶表麵的一層為氧化膜被爐內氫氣還原成純鐵層,為熱鍍鋅準備好具有良好附著力的表麵。④保持和改善鍍鋅鋼帶板形。目前,熱鍍鋅退火技術的發展豐要表現在:① 退火爐工藝控製技術(包括溫度、張力、均衡冷卻控製技術)。②爐內帶鋼防瓢曲、跑偏及自動糾偏技術。③節能技術等。
  2 退火爐工藝控製技術
  (I)溫度控製技術。退火爐溫度控製包括兩方麵:一是板溫控製,二是爐溫控製,板溫控製是鍍鋅.1:藝的關鍵,對於連續臥式爐來講,爐溫控製也足重要的一環。實踐證明,由於不同的加工成形性是帶鋼具有小同的再結晶溫度。因此,對於某一種產品應該結合使用情況確定出最佳的再結晶溫度。那麽對於不同的鋼鐵企業,要根據本身原材料的材質,加工成形方式及其最終用途確定熱鍍鋅連續退火溫度,這關係到鍍鋅產品的性能和表麵質量問題,是鍍鋅工藝的基礎。圖1表示的是不同產品的理論退火溫度,僅供參考。另外,爐膛溫度也對鍍鋅產品表麵質量起到很火作用。對於改良森吉米爾法熱鍍鋅線,在NOF段爐膛溫度愈高,越有利於板麵上油汙及雜質的清除。而且實
踐證明高爐溫能保證NOF段的無氧化氣氛,盡可能避免帶鋼的二次氧化,有利於RTH段還原作用的進行。但是溫度控製要遵循高爐溫、低板溫原則。具體來說,出直燃加熱段最後的加熱區爐溫要達到1200℃左右,但板溫要控製在650"C左右,對於熱軋板鍍鋅控製在550"C左右,這樣既能避免鋼帶高溫變形,又保證無氧化加熱氣氛。
  (2)爐內張力控製技術。帶鋼在高溫區強度低,容易變形,承受的張力不能太高,需防止熱瓢曲;在低溫區,由於帶鋼的強度相對較高,能以較高的張力防止跑偏。熱鍍鋅工藝段分為退火爐區和鍍層區。在鍍層區,帶鋼出鋅鍋到冷卻塔頂的高度一般為40m以上,由於高度高,並且有氣刀和冷卻風機的作用,帶鋼容易抖動,為了保證鍍層厚度的精確和均勻,要求帶鋼抖動小,所以鍍層區帶鋼的張力要求較高。而在退火爐區,尤其是加熱段和均熱段,帶鍘溫度很高,則要求帶鍘以低張力運行,以防 帶鋼變形和斷帶。在退火爐的爐鼻子入口設熱張力輥,將退火段和鍍層段的張力斷丌,使帶鋼在爐內以低張力運行,在鍍層段以高張力運行。
  (3)均衡冷卻技術。帶鋼經過加熱段, 均熱還原段溫度要達到700~850℃,而經過冷卻段要降到入鋅鍋溫度,一般在46O~480℃ 。若帶鋼較厚,帶鍘核心溫度一般要高出表麵溫度50"C左右或者更高,這種現象稱作核心熱。這會直接影響冷卻段測溫的準確性, 若其一直維持到出鋅鍋,會使合金層加厚,導致鋅層韌性下降,脆性增加。對於臥式爐來講,快速冷卻要求在第一區或第二區進行強製冷卻到鍍鋅溫度460~480℃ ,在以後的各區段保
溫,維持這個溫度進入鋅鍋,這樣可以促使鋼帶橫斷麵的溫度均勻,增強鋅層的粘附性。

3 爐內帶鋼防瓢曲.跑偏及自動糾偏技術
  在工藝速度不大於120m/min的帶鋼連續退火線、連續鍍鋅線機組中,勉強可以不設置立式連續退火爐的爐內糾偏係統,但要求爐內轉向輥位置精度高,鋼帶板形較好,而這一點有時較難保證。隨著現代化的帶鋼連續退火線、連續鍍鋅線機組工藝速度越來越高(150~450m/min),連續退火爐中的爐內糾偏係統不但已必不可少,而且有
時需多套係統組合才能保證機組的高速運行。爐內糾偏係統有其鮮明特點,自動糾偏技術是鋼帶連續退火爐的關鍵技術。爐內糾偏係統主要由3部分組成:糾偏執行機構、鋼帶位置偏移檢測裝置和糾偏爐輥機構,糾偏輥應設置在最易跑偏的位置上。圖2是一套 輥和雙輥混合糾偏係統示意圖。在立式爐內,在加熱段的前幾個行程, 由於鋼帶溫度變化較大,爐頂輥易產生凸度,負凸度將引起鋼帶跑偏。因此,在加熱段第3或第4個爐頂輥上設一套糾偏裝置效果較好,在均熱段和均衡段設置一套糾偏裝置也是必要的。相對來說,雙輥糾偏效果要好於單輥糾偏。
  4 節能技術
  能源是國民經濟最重要的物質資源之一,也是人類社會發展的基礎,節能已成為我國經濟建的重要國策。而退火爐又是連續熱鍍鋅生產線的重要耗能設備,其能耗占整條生產線的70%~80%左右, 因此退火爐的節能顯得非常重要, 是企業降低成本、節約能源、增加經濟效益的重要途徑。下麵,ag亚游官网著重研究一下退火爐的節能技術。
(  1)餘熱同收技術。退火爐的排出的廢氣溫度達到900 1050℃,在現代化鍍鋅線中,不論是改良森吉米爾法還是美鋼聯法,其節能的主要方向都是如何回收排出廢氣中的熱量。在現代化鍍鋅線中,主要采用的回收方式有:①在加熱段設置廢氣回收裝置,改良森吉米爾法是直接利用高溫煙氣預熱帶俐,美鋼聯法則需先用高溫煙氣加熱保護氣體,再用保護氣體預熱帶鋼。
  ② 利用高溫煙氣通過空氣預熱器加熱助燃空氣,這樣可以提高燃燒效率,降低能源消耗。
  ③ 設置二次燃燒設備。鍍鋅生產過程中退火爐內氣氛為15~20%氫氣和8O~85%氮氣,且退火爐的NOF(無氧化)段的燃燒是欠氧燃燒(空燃比為0。98以下),氣體燃燒不充分,因而有剩餘的可燃氣體。二次燃燒的實現,主要是製二次燃燒空氣流量,一般燃燒係統的最佳燃燒段在m=1.02~1.10(空氣過剩率)左右,空氣過剩率如果增大,多餘的空氣將帶走一部分熱量,反而降低煙氣溫度。反之,則燃料不完全燃燒,造成能源浪費。目前大部分的鍍鋅
線都設有上述節能方式,要想提高節能效率,可以更換高效空氣預熱器,並加強爐壁絕熱性能。但是,最後經過上述換熱後的煙氣仍有4o0~500~C的溫度,還可以進一步回收利用。例如某一鍍鋅線在煙氣管道上設置了一套翅片管式對流換熱器,利用脫鹽水產生蒸汽,用於加熱鍍鋅線脫脂槽、幹燥器等用途,這樣可以節省一部分介質成本,從而降低了噸鋼成本。
  (2)輻射管蓄熱式燃燒技術。在現代化鍍鋅線上,越
  來越多地使用了輻射管蓄熱式燒嘴。與普通燒嘴相比,蓄熱式燒嘴能大幅度降低能耗。這是因為蓄熱式燃燒係統能將高溫煙氣的物理熱量最大限度地回收,並同時將助燃空氣預熱~8oo~c以上,煙氣排放溫度降~U200℃ 以下。同時煙氣中的N0X和C0。的排放濃度大幅下降,減少環境汙染。此外,蓄熱式燒嘴的使用壽命也比普通燒嘴長。
  (3)完善控製係統功能。在生產線調試過程中,完善自動控製係統,增強爐溫控製,燃燒控製和爐壓控製的快速性、準確性,與先進設備相配合,提高燃料利用率。控製係統應實現以下功能:①根據現場儀表檢測調節執行係以獲得爐子工作參數設定值的閉環控製。② 風機啟動、停止及退火爐內氣氛吹掃程序的邏輯控製,燒嘴點火邏輯控製,煤氣、氫氣係統和水冷係統的安全監測。③ 操作參數、介質消耗及生產統計的顯示和記錄。④ 事故、生產報告的邏輯控製。⑤ 完善熱工製度,能夠根據帶鋼實際情況和數據庫存儲自動確定退火爐參數的設定值。實現了以上控製功能可以發揮爐子的最大功效,降低爐子單耗。

5 結束語
  現在世界上已投入運行的帶鋼連續熱鍍鋅生產線正向著高速(超過200 m/min)、高產(超過40萬噸/y)、處理寬(超過2lOOm)、帶鋼厚(超過6mm)的現代大型帶鋼連續式熱鍍鋅生產線發展。在產品上主要是朝著汽車用鍍鋅板、無鋁熱鍍鋅板的方向開拓。熱鍍鋅板的市場將不斷擴大,前景將更為廣闊。而退火爐作為連續鍍鋅線的關鍵,不論是從工藝控製, 還是節能環保等方麵, 都是今後關注的重點。
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