罩式退火爐爐臺排氣管路及控制方式優(yōu)化改造

代永貴，彭仕軍，李 謙

（廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司，廣西 柳州 545002）

全氫罩式退火爐依靠氫氣作為還原介質(zhì)，對鋼卷進(jìn)行光亮退火。目前國產(chǎn)寶信退火座爐臺，原有的氫氣吹掃排氣管路取氣點(diǎn)為在爐臺冷卻放散器之后接管連接至二次除油裝置，而后再經(jīng)過閥門與限流孔板排放至排氣主管道，吹掃排放的廢氣在進(jìn)入二次除油裝置之前已經(jīng)得到冷卻，在冬季氣溫相對較低的外界環(huán)境溫度下，管道會出現(xiàn)在進(jìn)入二次除油裝置前端硬管部位沉積油污造成堵塞的情況發(fā)生，導(dǎo)致爐內(nèi)氫氣不流動，爐內(nèi)氣體氛圍得不到有效循環(huán)置換，退火后的帶鋼表層附著較多黑色碳粉，表面光亮度相對要差。本文研究產(chǎn)生此缺陷的原因，并提出了相應(yīng)的解決措施。

1 退火爐臺工藝吹掃當(dāng)前現(xiàn)狀和改造背景

1.1 爐臺現(xiàn)場管道布置

爐臺內(nèi)壓力正常值為2500Pa～7500Pa，氫氣吹掃排放的氣氛中含有軋制油等混合介質(zhì)，經(jīng)過約0.9m 的爐臺排氣總管先進(jìn)入旋風(fēng)分離器，而后到達(dá)冷卻放散器冷卻，冷廢氣再通過一根DN25 的管道排放至總管引出廠房頂。吹掃排氣經(jīng)過爐臺放散冷卻器冷卻之后的溫度約為35°～40°，廢氣中的油污開始分離，沉積在DN25 排氣小管道內(nèi)部以及控制閥門閥體、限流孔板處，最終導(dǎo)致管道被阻塞，造成爐臺氫氣吹掃不流暢，流量難以維持在相對穩(wěn)定的數(shù)值范圍之內(nèi)，波動起伏較大，最終致使鋼卷板面發(fā)黑不夠光亮。

圖1 管路中的油污及限流孔板

1.2 氫氣吹掃時間不夠

從CQ 級吹掃制度，厚度>1.1,吹掃時間為8.5 小時，LOI吹掃11 小時，國產(chǎn)爐臺吹掃時間較短；通過不同鋼種爐臺氫氣吹掃工藝列表與LOI 爐臺比較，總體吹掃時間偏短；罩式退火機(jī)組現(xiàn)場也做過實(shí)驗(yàn)，拿部分爐臺延長吹掃時間之后鋼卷變得光亮。

1.3 來料鋼卷表面油污多

從每天酸軋出口質(zhì)檢反饋的鋼卷反射率與同行比較，反射率較低。

1.4 薄規(guī)格品種鋼卷多

退火機(jī)組爐臺主要生產(chǎn)的鋼卷為厚度0.9mm 以下薄料，鋼卷層數(shù)較多，表面積大，致使退火過程中吹掃排氣中油氣較重且油多。

通過以上4 點(diǎn)原因分析，在來料鋼卷表面殘油和殘鐵量及制氫產(chǎn)能有限不能延長吹掃時間的情況下，為了提高氫氣吹掃順暢性以及流量穩(wěn)定性，提高鋼卷表面質(zhì)量，避免吹掃工藝管路堵塞，需要將退火爐臺氫氣吹掃排氣方式由原來的“冷吹冷排”，調(diào)整改為“熱吹冷排”，同時將吹掃限流孔板調(diào)整移至管路控制閥門前端，確保整段吹掃排氣管路保持一定溫度，避免油污凝結(jié)堵塞吹掃排氣管道。

2 爐臺管路優(yōu)化改造后的目標(biāo)值

通過上述四點(diǎn)原因分析，在來料鋼卷表面殘油和殘鐵量及制氫產(chǎn)能有限不能延長吹掃時間的情況下，為了提高氫氣吹掃順暢性以及流量穩(wěn)定性，提高鋼卷表面質(zhì)量，避免吹掃工藝管路堵塞，需要將退火爐臺氫氣吹掃排氣方式由原來的“冷吹冷排”，調(diào)整改為“熱吹冷排”，同時將吹掃限流孔板調(diào)整移至管路控制閥門前端，確保整段吹掃排氣管路保持一定溫度，避免油污凝結(jié)堵塞吹掃排氣管道，將管路拆洗維護(hù)周期延長8 個月以上，每年拆洗次數(shù)低于1 次。

3 具體改造措施

（1）取消原氫氣吹掃排氣管至二次油氣分離器前端位置這節(jié)管路，同時取消原控制閥門后端位置處的限流孔板。

（2）在爐臺排氣總管出口位置上的旋風(fēng)分離器裝置下部側(cè)壁位置處開孔，作為取氣點(diǎn)，焊接一根通徑為DN25 的無縫管，該管與二次除油器對接，在該段管路上設(shè)置一個可耐500℃、材質(zhì)為珞鉬鋼的高溫球閥，同時將限流孔板安裝在高溫球閥后端。（改造前后管路分圖如下所示）。

圖2 改造前的管路分布圖

圖3 改造后的管路分布圖

圖4 改造前的管路分布三維圖

圖5 改造后的管路分布三維圖

4 改造后的優(yōu)勢

（1）吹掃排氣取未經(jīng)過冷凝器冷卻的氣體，同時將調(diào)節(jié)限制流量的孔板前移至高溫段管路上，排氣經(jīng)過限流孔板再進(jìn)入到二次除油冷卻裝置，即可將吹掃排氣方式由原來的“冷吹冷排”變?yōu)椤盁岽道渑拧埃@樣可大大減少油污在吹掃管凝結(jié)堵塞。

（2）孔板前移，高溫下油污無法附著堵孔板，可保證管路始終可以在限流孔板正常的調(diào)節(jié)流量下維持正常吹掃狀態(tài)。

（3）吹掃排氣管路中設(shè)置安裝有一個二次除油冷卻裝置，可將排放到總管位置的氣體進(jìn)行冷卻并除油，避免油污被帶入到總管位置。

5 生產(chǎn)使用情況

（1）改造的爐臺生產(chǎn)時，氫氣吹掃流量能維持在一個比較穩(wěn)定的數(shù)值，無大的波動，使用至今，氫氣吹掃流量均較為穩(wěn)定，孔板處未有油污堵塞。未改造前，管道暢通性周期一般為3-5 爐次，之后管道內(nèi)部便被油污堵塞，造成氫氣吹掃排氣不暢，氫氣吹掃流量波動較大。

圖6 改造前后，氫氣吹掃流量穩(wěn)定性曲線對比圖

（2）爐溫加熱至700°時，吹掃排放的廢氣先進(jìn)入爐臺旋風(fēng)分離器，在該處前端管壁溫度約288°，而后到達(dá)二次除油冷卻裝置前端溫度降為129°，經(jīng)過二次除油冷卻裝置冷卻后，溫度大幅度降低至65°，最后氣體通過控制閥門排放匯集至排氣總管道引至廠房頂部。

6 結(jié)語

（1）改造時將排氣管道內(nèi)壁附著油污清理干凈，高溫氣體流經(jīng)重新改造的管路，整段氫氣吹掃管內(nèi)部氣體溫度均較高，所以管道內(nèi)部油氣無法形成凝結(jié)油脂，管道能保持一直暢通，氫氣吹掃流量整個生產(chǎn)周期都能維持在一個相對穩(wěn)定的數(shù)值內(nèi)。

（2）優(yōu)化改造之后的管路中，設(shè)置有一個耐高溫球閥，同時便于后期的管路及吹掃控制閥門拆洗維護(hù)，生產(chǎn)中閥門出現(xiàn)故障，關(guān)閉耐高溫球閥，即可對閥門進(jìn)行更換處理。

（3）高溫氣體流經(jīng)限流孔板之后再進(jìn)入二次除油冷卻裝置，可通過該冷卻裝置對氣體進(jìn)行降溫，保護(hù)后端的吹掃控制電磁閥免受高溫?fù)p壞。

（4）通過該優(yōu)化之后的管路進(jìn)行生產(chǎn)，維護(hù)周期可大大延長8 個月以上。