全氢炉内的传热情况整个退火过程
〄可分为加热和冷却两大过程加热过程又可 细分为加热和均热两个阶段〃 〄加热阶段: 从吊盖加热罩，燃烧器点火开始，到循环 气体温度达到规定的退火工艺温度结束
均热阶段从加热阶段结束开始，在规定的退 火工艺温度下进行保温，直到同时满足以下 两个条件时结束〆 〄钢卷达到工艺所需的温度(如780℃)々 〄钢卷内外部温差满足要求(一般要求小于 30℃，随不同钢种有小范围波动)
全氢罩式退火炉(简称全氢炉)
优点: 生产的产品具有深冲性良好、 表面光洁、生产率高等
氫氣與氮氣的一般特性
全氫退火爐的特點和效果
全氫罩式退火爐優點: 生產的產品具有深沖性良好、 表面光潔、生產率高等
退火爐的結構概況
罩式退火炉结构示意图
1一内罩々 2一加热罩々 3一密封圈冷却水槽々 4一进气阀々 5一水冷气管阀々 6一水冷却器々 7一水冷气管々 8一循环风机々 9一卷芯热电偶々 l0一超压排气阀々 1l一密封圈々 l2一气氛热电偶々 l3一分流板々 14一钢卷
鋼捲重量
30ton(max)
Product Mix
Width 1000 mm 56,000 % 1250 mm 232,000 % 1550 mm 112,000 % Total % MT/Y 14 58 28 400,000 100
加熱罩
冷卻罩
爐座
罩式退火炉的特點
〄为了得到光亮的表面质量，带钢退火应在保护气 氛中进行。罩式退火炉一般采用氮气、氮氢混合 气(由5％ 的氢气和95％的氮气组成)或全氢气作 保护气。 〄保护气体作为传热介质通过对流和辐射将热量传 给钢卷，使钢卷得以均匀加热。由于氢气的导热 系数是氮气的7倍，因而相同流速下的纯氢气或氮 氢混合气体的传热效果优于纯氮气。同时，氢气 使气氛具有一定的还原性，能够降低氧化现象的 发生几率。 〄但是，氢气含量的提高对炉台的密封性、安全性 的要求也越高
带冷却罩冷却
扣上冷却罩后，开始带冷却罩冷却〃此阶段 中，由大流量、高流速的冷风对内罩进行冷 却
快速冷却
当炉内控制热电偶的温度达到一定值(根据不 同的快冷方式，此温度为300~450oC不等) 时，启动快速冷却装置，进行快速冷却

快速冷却方式
通常有两种快速冷却方式: 氢气旁路冷却 (将内罩内的循环氢气按比例抽取通过气／水 换热器冷却后，再输入炉内，以快速降低循环氢气的温度)在退火过程的 快冷过程中，旁路冷却风机对不同介质和不同温度情况下也有不同要 求。针对这种情况，旁路冷却风机和旁路冷却阀的动作需按行程控制。 经过现场使用，行程控制的方式满足快冷过程的工艺要求。 水喷淋冷 却(JA冷却罩顶部直接向内罩喷水进行冷却) 当钢卷达到规定的出炉温度时，结束此过程，也即结束整个退火过程
罩式退火爐工藝流程
退火過程傳熱分析
在整个退火过程中，内罩内的传热(见图(a))主要包括〆内罩与钢卷的辐射换热，氢气与 钢卷及内罩的对流换热，钢卷内部传热〃加热过程中，加热罩内的传热(见图(a))包括〆 高温烟气与内外罩的对流与辐射换热，内外罩表面的辐射换热，加热罩外表面散热，加热 罩壁的导热〃冷却过程中，冷却罩内的传热(见图l(b))包括〆空气与内外罩的对流换热， 内外罩表面间的辐射换热，冷却罩外表面散热〃
二期用地
POSCO E&C
795M
公用區域 120M 原料庫 8,100M2 熱軋成品庫 11,700M2 出貨 準備線 熱線重捲線 橫切機組 BAF(400系列) 廠房11.5Lx28W米 7萬公噸/年 爐座:5st Hog200/520 修磨機組 BAF HAPL 525M
罩式退火爐
〄 〄 〄 〄 1、生產規模〆年生產規模為40萬公噸。 2、年額定工作時間〆8000小時。 3、產品品種〆400系不銹鋼帶鋼。 4、罩式退火爐規格〆
冷却过程可细分为四个阶段:
带加热罩冷却 辐射冷却 带冷却罩冷却 快速冷却
带加热罩冷却:
從均热阶段后的热态密封试验结束开始，这 时停止燃气供应，由烧嘴中喷射常温空气直 接冷却内罩，达到冷却钢卷的目的
辐射冷却阶段
当炉内控制热电偶温度达到600℃时，结束带 加热罩冷却，移走加热罩〃从移走加热罩到 吊盖冷却罩一般约有12min的等待时间〃在这 一时间段内，内罩的散热方式为对环境的辐 射和自然对流，称为辐射冷却阶段
冷却系统〆
氮氢罩式炉配有冷却罩，冷却罩内有冷却风 机々还装备有位于炉台下的旁路冷却系统， 旁路冷却系统采用水冷对炉内气氛进行循环 冷却。炉台橡胶密封圈的下面还有专门的流 动水冷却槽，用以对密封圈进行冷却
退火工艺过程简述
全氢罩式炉设备包括炉台、内罩、加热罩和冷却罩。其工艺 过程如下〆 炉台装料，放置内罩并利用液压装置压紧内罩々 检验氢气人口阀和炉台内罩密封性，确保系统安全々 用氮气吹扫内罩内空气，使炉内氧含量减少到1％ 以下，为 通入氢气做好准备(在内罩外放置加热罩，内罩和加热罩之 间为燃烧区间)々 用氮气置换空气完成后，氧含量低于1％时，开始加热点 火，并用氢气置换氮气实现全氢气氛退火过程々 退火过程的加热段、均热段，氢气定流量吹扫々 带加热罩冷却、辐射冷却々 带冷却罩冷却、分流冷却々 用氮气吹扫炉内氢气々 料卷出炉。
内罩〆
〄内罩也称保护罩，由耐热合金製造。 〄生產時保護罩位於鋼捲與加熱罩之間,罩式 爐通過保護罩對鋼捲進行間接加熱或冷卻。
加热罩〆
加热罩内采用燃气加热，火焰烧嘴可以自动点火， 并配有火焰监控系统。烧嘴分两层均匀分布在炉子 下半部，火焰沿内罩切线方向喷入炉内。每个烧嘴 附近有一个独立耐热铸钢管状换热器，装在炉壁隔 热层内，废气在排出过程中将热量传给同时进入炉 内的燃气々在炉外，每个换热器都与公用排气管相 通。
Process Flow
真空精煉爐 VOD 原料 Raw Material 電爐 EAF 氬-氧精煉爐 AOD 鋼包精煉爐 LF 板胚連鑄機 CCM 扁鋼胚 Slab
BAF
400 series 重捲線 Re-coiling Line 加熱爐與熱軋 Reheating & Hot Rolling
鐘罩式退火爐 Batch Annealing Furnace 重捲線 Re-coiling Line
爐型 鋼種
罩式退火爐 保護氣體強制對流 400系列肥粒及麻田散鐵
退火溫度
裝爐高度 裝爐量 保護氣體
850℃(max.)
5,000mm(max.) 85ton(max) H2(100%)或HNX
厚度範圍
寬度範圍 鋼捲內徑 鋼捲外徑
2.0mm~8.0mm
800mm~1600mm φ762mm φ1950mm
罩式退火爐退火流程
資料來源:LOI
Annealing base
Heating hood
資料來源:LOI
Water Spray Cooling
BYPASS Cooling
The cooling system
Final Cooling
控制系統配置
氫氣/氮氣閥站
結語
• 在退火過程中，爐內氣氛隨工藝過程不同而不同， 這對迴圈風機要求較高，在不同介質和不同溫度 情況下的風機轉速需進行變速控制，經過反復試 驗，得出退火過程不同氣氛和不同溫度下對應的 迴圈風機的變頻控制過程。 • 氮氫罩式爐的鋼卷氧化問題較為嚴重。但是，造 成鋼卷氧化的原因和機理是多方面的，比較複雜， 因此有必要進行深入的研究。
黑皮鋼捲 Black Coil
熱軋退火酸洗線 Hot Rolled Annealing & Pickling Line
NO.1成品 No.1 Coil
Phase I Extend
焊接機 Welding Machine
冷軋機 Cold Rolled
退火爐 Annealing Furnace
酸洗 Picking Section
調質機 Skin Pass
張力整平機 Tension Leveler Section
2B/2D冷軋成品 Cold Rolled Coils
重捲線 Re-coiling Line
中冶京誠規劃全廠LAYOUT
BAF(400系列) 廠房162Lx27W米 40萬公噸/年 爐座:32st
冷軋區
含HAPL及BAF
爐台詳細結構
其主要机械设备包括〆
〄1)炉台 〄2)内罩〆 〄3)加热罩〆 〄4)冷却系统〆
炉台〆
炉台也称底盘，包括法兰盘、循环风机、 驱动电机、扩散装置、分流板和密封系统。 炉台密封采用耐热橡胶圈密封，流动水冷 却，内罩与炉台边缘由自动液压压紧系统 配以软件控制，保证密封良好。炉台中心 有热风机轴通道，便于循环风机对保护气 进行循环。