罩式退火爐工作原理

罩式退火屬于光亮退火工藝,退貨前將罐中的空氣抽出,在灌入氮氣或者惰性氣體,然后通電加熱,燒到多少度、在多少度保持多長時間、然后再逐步自然降溫,有一整套退火溫度控制曲線。
稀有氣體或惰性氣體是指元素周期表上的18族元素(IUPAC新規定,即原來的0族)。在常溫常壓下,它們都是無色無味的單原子氣體,很難進行化學反應。天然存在的稀有氣體有六種,即氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和具放射性的氡(Rn)。而Uuo是以人工合成的稀有氣體,原子核非常不穩定,半衰期很短。根據元素周期律,估計Uuo比氡更活潑。不過,理論計算顯示,它可能會非?；顫?并不一定能稱為惰性氣體。然而,碳族元素鈇(Fl,原臨時命名為Uuq)表現出與稀有氣體相似的性質[1] 。

罩式退火爐一般采用氫氣或氫氮混合氣體作為保護氣,但是氫氣比氫氮的熱傳導性更好,并且百分百的氫氣比氫氮的脫碳能力更強,使用氫氣作為保護氣體的罩式退火爐所處理的帶鋼表面的碳渣含量更少,機械特性更均勻,所以,用全氫氣作為保護氣在一些冶金行業得到了普通的應用。那么這樣的罩式退火爐退火工藝的過程是什么呢?它是如何完成對工件的退火處理的呢?

全氫罩式退火爐的主要工藝設備有帶供應管道和排放管道的退火爐臺、內罩、加熱罩、冷卻罩以及閥站等等。在退火開始的時候 ,要先把需要退火的鋼卷堆垛在退火爐臺上面,吊裝上內罩,對爐臺和內罩系統以及氫氣入口閥進行冷態密封測試,在測試成功之后還需要進行氮氣吹掃,同時吊裝加熱罩,隨后加熱罩點火。當氮氣吹掃滿足條件之后就要用氫氣吹掃置換內罩里面的氮氣。加熱開始并且根據不同的材質選擇加熱曲線來進行溫度控制,直到鋼卷卷心的溫度達到工藝的要求。

在全氫罩式退火爐工藝過程中,冷卻要從還在爐臺上面的加熱罩開始,首先要往加熱罩里面吹入空氣,然后移走加熱罩。接著吊裝冷卻罩,通過冷卻罩上面的風機抽吸周圍環境的空氣冷卻內罩。當內罩里面的循環氣氛達到設定的溫度的時候,冷卻罩風機要停止運行,過一段時間之后,噴淋冷卻開始。當鋼卷卷心的溫度達到設定值之后,冷卻結束,移走冷卻罩。然后進行氮氣吹掃,置換內罩里面的氫氣,移走內罩,較后吊走鋼卷,這樣一個工藝過程就完成了。

圖解全氫罩式退火爐

1.帶鋼退火的常用爐型

1.1 連續退火爐

a 立式爐             b 臥式爐

1.2 罩式退火爐(間歇式退火)

a 單垛式                b 多垛式

選擇全氫作為保護氣體,主要有以下幾點:

a) 氫氣的密度僅是氮氣的1/14,氫氣的導熱系數是氮氣的7倍。氫氣重量輕,滲透能力強,可以滲入鋼卷層間,充分發揮導熱系數大的特點,顯著提高傳熱效率;并可提高內罩內保護氣體的循環量。

b)氫氣作為還原性氣體,在高溫下能使FeO還原為鐵,并能大幅度降低由冷軋機帶來的軋制油(殘碳)。

c) 以純氫氣作為保護氣氛,可以是在結晶更加均勻化,退火產品的機械性能更加均勻。

2.2 全氫罩式退火爐直觀結構圖

結構示意圖

爐臺實物圖

爐臺結構示意圖

燃燒示意圖

廢氫、軋制油燃燒示意圖

噴淋冷卻示意圖