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连续退火炉炉内气氛分析的意义

2023.06.06
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退火炉在冶金行业中作为一种热处理工艺有着广泛的应用,如冷轧线、镀锌线、硅钢线等,其目的是降低硬度,改善切削加工性,消除组织缺陷等。炉内通保护气,主要目的是防止外界空气进入炉内导致材料氧化,同时保持炉内温度均匀。

在带钢连续热镀锌机组中,连续退火炉是带钢连续热镀锌工艺段主要工序之一,也是机组的心脏。它将完成带钢热镀锌前的退火工艺,对热镀锌板的质量及性能起至关重要的作用。其技术水平的高低直接影响到热镀锌产品的质量与性能。

退火炉采用的气体燃料一般为焦炉,高炉、转炉的副产品煤气,煤气中的主要可燃成分有CO,H2,CH4,与空气混合在炉内进行正常全部燃烧时,空气量略高于理论配比,产生的烟气成分含有CO2,H2O,N2及少量富余的自由O2. 其中N2为惰性气体,不会对钢造成氧化;自由O2有强的氧化性,只要存在就会使钢氧化;CO2、H2O也为氧化性气体,也会使钢在高温下氧化,但该氧化反应是可逆的,如果炉内烟气中含有足够浓度的还原性气体CO、H2可阻止钢的氧化反应,化学反应式如下:

Fe+CO2=FeO+CO

Fe+H2O=FeO+H2

因此,使燃料炉内形成无氧化气氛的目的就是消除烟气中的自由氧,使烟气中氧化性气体与还原性气体的比例即PCO2/PCO、PH2O/PH2的比值在合理范围值内。对于无氧化炉内带钢温度在700℃以下时,只有控制PCO2/PCO<0.7,PH2O/PH2<0.45,带钢方能够处于还原区范围。

另外在炉子密封性不好的情况下,氧气的渗入,氢气与氧气发生反应生成水蒸气。这些原因都会导致露点值高的情况出现。

使用氧气分析仪测量氧气目的

氧气造成产品的氧化,质量不合格。实际上炉内要求氧含量几乎为零,但是原料气的生产氮氢会自带氧气;同时由于施工的细节性,难免会导致炉外21%含量的氧气扩散到炉内。

连续退火炉炉内气氛是由氮气和氢气组成的还原性保护气体,为了防止外界空气进入炉内,连续退火炉正常生产时采用微正压操作。为了保 证一定的炉压需要持续注入一定比例的保护气体和还原性气体氢气。炉内气氛对冷轧板退火后的表面质量有显著影响,气氛成分波动影响烧嘴空气系统的变化,空气系数增大会降低镀锌板的附着性能。

使用氢气分析仪测量氢气的目的

在高温的化境下,H2和 CO可以做还原剂,还原氧化物。带钢表面在外界或加热区域中产生的氧化物, 需要通过氢气的还原能力来实现Fe铁分子的释放;此外氢气的作用还有去除氢氮保护气中所含微量氧气的作用;

使用露点仪测量露点的目的

1、氢气的还原反应中会产生一定的水汽,

2、保护气注入环节也会带到炉内极少不分的水汽,

若炉内气氛中氢气含量超过一定的范围的话,就会发生氧化铁的还原反应;若炉内气氛中水蒸气的含量超过一定范围的话,发生氧化铁的氧化反应,这一系列的反应都是可逆反应。从上面分析我们在生产的过程中,露点控制在于避免氧化反应的发生,合理利用氢气的还原反应。所以要增加氢气再炉子中的浓度,尽量降低水蒸气的浓度,这就是合理的控制露点的要求。

连续退火炉如果因为种种原因打开炉顶盖和底盖的话,就会导致空气的进入,露点值就会升高所以安装完毕炉盖以后还需要经过8小时甚至更长的时间才能使露点恢复到正常的数值,在长时间的大修后,露点的数值可能会大大的超出范围,但会缓慢降下来的。



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