專利名稱：一種連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種冶金熱處理輔助裝置，尤其涉及一種爐氣露點控制裝置。
背景技術(shù)：
為了得到高附加值的帶鋼，先進(jìn)的連續(xù)退火爐需要對爐內(nèi)氣氛進(jìn)行精確穩(wěn)定地控制，要求不同的爐段具有不同的爐溫、爐壓以及不同比例的爐內(nèi)保護氣氛；如果エ藝要求苛亥IJ，還必須對露點的控制范圍等參數(shù)做出嚴(yán)格規(guī)定，這就對退火爐內(nèi)的氣氛露點控制裝置及控制方法提出較高的功能需求。目前，部分產(chǎn)品的退火エ藝要求在爐內(nèi)連續(xù)實現(xiàn)濕氣氛環(huán)境下的脫碳和還原性干氣氛下的冷卻。隨著牌號和產(chǎn)品質(zhì)量不斷提升，エ藝控制參數(shù)需進(jìn)ー步細(xì)化，控制窗ロ變窄；尤其在高濕氣氛的情況下，其對露點控制提出了更高的要求對露點控制必須在O. 3度。在生產(chǎn)中必須根據(jù)帶鋼的碳含量和表面質(zhì)量情況，及時快速調(diào)整露點，以確保帶鋼退火 后的性能。當(dāng)前的加濕裝置包括進(jìn)氣管、加濕槽、出氣管。在一定的保護氣體下，通過將蒸汽和干氣通入加濕槽中混合，以實現(xiàn)加濕的目的。此類加濕裝置在實際生產(chǎn)中存在以下問題(I)加濕裝置在不同的季節(jié)和氣體流量下，存在著欠飽和與過飽和現(xiàn)象，造成退火爐內(nèi)的氣氛和露點存在差異，影響爐內(nèi)的分壓比，從而導(dǎo)致帶鋼表面氧化物的成分、含量和組織分布的穩(wěn)定性較差；(2)由于帶鋼氧含量需精確控制，需要調(diào)整加濕裝置的目標(biāo)露點。然而，該加濕方式調(diào)整時振蕩大，需要較長時間才能穩(wěn)定到目標(biāo)值；變化大時甚至需要通過渡卷進(jìn)行預(yù)調(diào)整，嚴(yán)重影響機組產(chǎn)能；(3)該加濕裝置采用蒸汽加濕方式，會造成補水和冷凝水的不平衡，從而導(dǎo)致大量水的排放，造成資源的浪費；(4)槽中的水蒸汽為過飽和蒸汽，無法使用露點儀檢測，只能采用檢測氣體溫度來代替露點，直接影響到露點的控制精度。公開號為CN201605295U，
公開日為2010年10月13日，名稱為“高精度連續(xù)退火爐用加濕裝置”的中國專利文獻(xiàn)，以及公開號為CN201186942，
公開日為2009年I月28日，名稱為“ー種連續(xù)退火爐用加濕裝置”的中國專利文獻(xiàn)通過將按一定比例預(yù)混合的氫氮氣體分為干、濕兩支路，濕氣氛進(jìn)入加濕槽內(nèi)，與加濕槽內(nèi)通入的水蒸氣混合后，通過出氣管路通往退火爐內(nèi)；干氣氛不經(jīng)加濕槽直接通往爐內(nèi)。在氫氮氣體管路和蒸汽管路上設(shè)有流量閥，其與出口管路上的溫度傳感器聯(lián)鎖，實現(xiàn)對露點的自動控制。純水管路上設(shè)有切斷閥，以控制加濕槽內(nèi)的水位和壓力。在出氣管路的管壁上包覆絕熱材料，以防止加濕后的氣體冷凝。此類加濕裝置雖然可以持續(xù)地供應(yīng)大流量、氣氛可控的加濕氣體，且露點可調(diào)范圍大，但其存在以下不足(I)由于保護氣體噴吹管為豎直布置，且出氣孔開在噴吹管中軸線的管壁上，氣體進(jìn)入加濕槽內(nèi)后直接向上逸出，與水蒸氣接觸時間較短，加濕效率低下；[0010](2)當(dāng)需要改變爐內(nèi)露點時，加濕槽水蒸氣與純水達(dá)到新的動態(tài)平衡的時間較長，并且切換過程中露點的波動較大；(3)加濕槽內(nèi)的一段出氣管存在溫度梯度，檢測到加濕后的氣體溫度比實際露點高,存在欠飽和現(xiàn)象。公開號為CN201132843，
公開日為2008年10月15日，名稱為“氮氫混合氣加濕槽”的中國專利文獻(xiàn)提出了一種氮氫混合氣加濕槽，它包括筒體以及設(shè)置在筒體內(nèi)的22根氮氫混合氣噴吹管，吹管上設(shè)有可使氣體向下方或側(cè)下方噴出的出氣孔，各噴氣管的截面形狀分為圓形和菱形，噴吹管的位置可隨加濕要求進(jìn)行改變。合理地設(shè)計氣孔位置，増加氣體與水蒸氣接觸的時間，以及多根噴氣管的設(shè)計消除了氣體分配不均影響加濕效果的問題。另外，該裝置還具有結(jié)構(gòu)簡單、容易操作、維護簡單的優(yōu)點，但其僅僅是通過保護氣體噴管和槽體結(jié)構(gòu)設(shè)計來提高加濕精度，并未涉及加濕方法和露點控制技木。
·[0013]公開號為CN201545901U，
公開日為2010年8月11日，名稱為“增濕裝置”的中國專利文獻(xiàn)公開了ー種增濕裝置，其通過將干氣和濕氣分別通過水汽發(fā)生罐內(nèi)實現(xiàn)氣體加濕。管路上設(shè)有旁通的氣體支管，通過利用管路上的氣體加濕流量調(diào)節(jié)閥、氣體旁通流量調(diào)節(jié)閥和加濕氣體控制閥，將水汽供給至鋅鍋的爐箅子內(nèi)，從而控制、調(diào)整露點溫度。但是，由于該方法采用濕氣溫度而非濕氣露點來控制水蒸氣的量，使其僅能將露點控制在某一波段的范圍內(nèi)，露點控制精度較差。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置，該露點控制裝置應(yīng)當(dāng)能夠消除在不同情況下加濕氣體欠飽和與過飽和的現(xiàn)象，穩(wěn)定退火爐內(nèi)的氣氛露點，從而使得帶鋼表面組織成分、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；同時，該露點控制裝置還應(yīng)當(dāng)能夠快速穩(wěn)定地調(diào)整露點，以提高工作效率。根據(jù)上述發(fā)明目的，本實用新型提出了一種連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置，其包括一加濕槽，其底部鋪設(shè)有一加熱元件，加濕槽的內(nèi)壁下部設(shè)有ー低液位檢測開關(guān)，其內(nèi)壁上部設(shè)有一高液位檢測開關(guān)；一水溫檢測計設(shè)于加濕槽內(nèi)；一保護氣體管路，其末端伸入至加濕槽下部，保護氣體管路的末端與一噴管連接，噴管上開設(shè)有若干個噴嘴，保護氣體管路上設(shè)有ー閥；ー循環(huán)管路，其一端與加濕槽的下部連接，其另一端與加濕槽的上部連接，循環(huán)管路上設(shè)有ー泵；一排水管路，其與加濕槽的底部連接，排水管路上設(shè)有ー排水閥；ー熱水槽，其底部連接有ー熱水補給支管，熱水補給支管上設(shè)有一流量調(diào)節(jié)閥，熱水槽的底部還鋪設(shè)有另ー加熱元件，另ー水溫檢測計設(shè)于熱水槽內(nèi)；一冷水槽，其底部連接有一冷水補給支管，冷水補給支管上設(shè)有另一流量調(diào)節(jié)閥，冷水槽的底部還鋪設(shè)有又一加熱元件，又一水溫檢測計設(shè)于冷水槽內(nèi)；ー補水管，其一端與熱水補給支管和冷水補給支管連接，另一端與加濕槽連接，ネト水管上設(shè)有ー閥；[0024]一 PID控制器，其與高液位檢測開關(guān)、低液位檢測開關(guān)、水溫檢測計、另一水溫檢測計、又一水溫檢測計、加熱元件、另ー加熱元件、又一加熱元件、排水閥、流量調(diào)節(jié)閥和另一流量調(diào)節(jié)閥分別連接。采用本實用新型所述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置進(jìn)行氣氛露點控制的步驟如下(I)PID控制器計算當(dāng)前氣氛露點和設(shè)定氣氛露點之間的偏差；(2) PID控制器根據(jù)氣氛露點波動大小(根據(jù)氣氛露點控制精度確定)，判斷是否需要投入冷熱水補給；(3a)若氣氛露點波動較小，PID控制器直接控制加濕槽的加熱元件對加濕槽的氣氛露點進(jìn)行調(diào)整；(3b)若氣氛露點波動較大，按照下列步驟對氣氛露點進(jìn)行調(diào)整 (i)PID控制器根據(jù)當(dāng)前加濕槽內(nèi)實際水溫、水位、設(shè)定水溫以及冷、熱水槽水溫計算所需補水體積，冷、熱水流量以及補水時間；(ii)判斷加濕槽補水后水位是否會超過高液位檢測開關(guān)；(iii)若補水后，加濕槽內(nèi)水位未超過高液位檢測開關(guān)，PID控制器根據(jù)步驟(i)中的計算得的補水體積，冷、熱水流量以及補水時間來控制各閥門的開度，從而對加濕槽進(jìn)行補水；若補水后，加濕槽內(nèi)水位超過高液位檢測開關(guān)，PID控制器先打開排水閥對加濕槽進(jìn)行放水，直至水位到低液位檢測開關(guān)，然后PID控制器再根據(jù)步驟(i)中的計算得的補水體積，冷、熱水流量以及補水時間來控制各閥門的開度，從而對加濕槽進(jìn)行補水，直至目標(biāo)液位。優(yōu)選地，在上述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置中，還包括一超高液位檢測開關(guān)，其設(shè)于加濕槽的內(nèi)壁，并設(shè)于高液位檢測開關(guān)上方，超高液位檢測開關(guān)還與PID控制器連接。優(yōu)選地，在上述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置中，其特征在于，還包括一超低液位檢測開關(guān)，其設(shè)于加濕槽的內(nèi)壁，并設(shè)于低液位檢測開關(guān)下方，超低液位檢測開關(guān)還與PID控制器連接。無論何種情況下，當(dāng)加濕槽中的水位低于超低液位檢測開關(guān)時，PID控制器立即控制對加濕槽進(jìn)行補水。優(yōu)選地，在上述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置中，冷水槽和熱水槽的上部各設(shè)有一溢流管。當(dāng)冷水槽或熱水槽的水位過高時，冷水或熱水自動通過溢流管從冷水槽或熱水槽中排出。優(yōu)選地，在上述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置中，加熱元件、另ー加熱元件和又一加熱元件均包括電阻絲和與電阻絲連接的整流器，PID控制器與整流器連接，以通過整流器控制電阻絲對超純水進(jìn)行加熱或保溫。優(yōu)選地，在上述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置中，冷水槽和熱水槽的上部還均連接有一氮氣管道。氮氣管道在冷、熱水槽向加濕槽補水吋，向冷、熱水槽內(nèi)補充氮氣，以確保補水過程的壓カ穩(wěn)定。本實用新型所述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置具有以下優(yōu)點(I)該露點控制裝置消除了在不同情況下加濕氣體欠飽和與過飽和的現(xiàn)象，穩(wěn)定退火爐內(nèi)的氣氛露點，從而使得帶鋼表面組織成分、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，提高了成品帶鋼的品質(zhì)；[0040](2)該露點控制裝置通過PID控制器對氣氛露點進(jìn)行控制，從而提高了氣氛露點控制的精度；(3)該露點控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)氣氛露點的快速變換，從而提高了機組的生產(chǎn)效率；(4)該露點控制裝置還具有穩(wěn)定性高，低資源浪費的優(yōu)點。

圖I是本實用新型所述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置在一種實施方式下的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合說明書附圖和具體的實施例對本實用新型所述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置做進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。圖I顯示了本實用新型所述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置在本實施例中的結(jié)構(gòu)。如圖I所示，加濕槽103內(nèi)裝有用以將氣氛加濕的超純水，其底部鋪設(shè)有加熱元件，在本實施例中，加濕槽103的加熱元件包括電阻絲101以及整流器102 ;加濕槽103的內(nèi)壁從上至下依次設(shè)有超高液位檢測開關(guān)110、高液位檢測開關(guān)111、低液位檢測開關(guān)112以及超低液位檢測開關(guān)113 ;其中，超高液位檢測開關(guān)110設(shè)于加濕槽103高度的95%，高液位檢測開關(guān)111設(shè)于加濕槽103高度的85%，低液位檢測開關(guān)112設(shè)于加濕槽103高度的15%，超低液位檢測開關(guān)113設(shè)于加濕槽103高度的10%。水溫檢測計114設(shè)于加濕槽103內(nèi)，用以檢測加濕槽103內(nèi)的水溫。保護氣體管路105的末端伸入至加濕槽103下部，并與噴管106連接，噴管106上開設(shè)有若干個噴嘴107，保護氣體管路105上設(shè)有閥104。循環(huán)管路108的一端與加濕槽103的下部連接，其另一端與加濕槽103的上部連接，循環(huán)管路108上設(shè)有泵109。排水管路115與加濕槽103的底部連接，排水管路115上設(shè)有排水閥116。熱水槽201與冷水槽203分別裝有水溫為85°C與40°C的超純水，熱水槽201與冷水槽203底部分別連接有熱水補給支管210與冷水補給支管209，熱水補給支管210與冷水補給支管209上分別設(shè)有ー個流量調(diào)節(jié)閥211，熱水槽201與冷水槽203的底部還鋪設(shè)有加熱元件，在本實施例中，熱水槽201與冷水槽203的加熱元件包括電阻絲206以及整流器207 ;兩個水溫檢測計213分別設(shè)于熱水槽201與冷水槽203內(nèi)。冷水槽203和熱水槽201的上部各設(shè)有ー個超純水進(jìn)水管205與ー個溢流管208 ;超純水進(jìn)水管205用以向冷水槽203或熱水槽201中注入超純水；溢流管208用以在冷水槽203或熱水槽201的水位過高吋，自動地將冷水或熱水從冷水槽203或熱水槽201中排出。補水管202的一端與熱水補給支管210和冷水補給支管209連接，其另一端與加濕槽103連接，補水管202上設(shè)有閥204。PID控制器與超高液位檢測開關(guān)110、高液位檢測開關(guān)111、低液位檢測開關(guān)112、超低液位檢測開關(guān)113、加濕槽103的水溫檢測計114和整流器102、冷、熱水槽201、203的水溫檢測計213和整流器207、排水閥116以及流量調(diào)節(jié)閥211分別連接。另外，冷水槽203和熱水槽201的上部還均連接有氮氣管道212，氮氣管道212用以在冷、熱水槽203、201向加濕槽103補水吋，向冷、熱水槽203、201內(nèi)補充氮氣，以確保補水過程的壓カ穩(wěn)定。請繼續(xù)參閱圖1，采用本實施例所述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置進(jìn)行氣氛露點控制的步驟如下(I)PID控制器計算當(dāng)前氣氛露點和設(shè)定氣氛露點之間的偏差；(2)PID控制器根據(jù)氣氛露點波動大小(在本實施例中，氣氛露點波動在O. 5°C內(nèi)，計為氣氛波動較小；氣氛露點波動超過O. 5°C，計為氣氛波動較大)，判斷是否需要投入冷熱水補給；(3a)若氣氛露點波動較小，即氣氛露點波動在O. 5°C以內(nèi)，PID控制器直接控制加濕槽103的整流器102對加濕槽103的氣氛露點進(jìn)行調(diào)整；(3b)若氣氛露點波動較大，即氣氛露點波動超過O. 5°C，按照下列步驟對氣氛露點進(jìn)行調(diào)整 (i)PID控制器根據(jù)當(dāng)前加濕槽103內(nèi)實際水溫、水位、設(shè)定水溫以及冷、熱水槽203,201的水溫計算所需補水體積，冷、熱水流量以及補水時間；(ii)判斷加濕槽103補水后水位是否會超過高液位檢測開關(guān)，即加濕槽103高度的 85% ；(iii)若補水后，加濕槽103內(nèi)水位未超過高液位檢測開關(guān)，PID控制器根據(jù)步驟⑴中的計算得的補水體積，冷、熱水流量以及補水時間來控制各閥門的開度，從而對加濕槽103進(jìn)行補水；若補水后，加濕槽內(nèi)水位超過高液位檢測開關(guān)，PID控制器先打開排水閥116對加濕槽103進(jìn)行放水，直至水位到低液位檢測開關(guān)，即加濕槽103高度的15%，然后PID控制器再根據(jù)步驟(i)中的計算得的補水體積，冷、熱水流量以及補水時間來控制各閥門的開度，從而對加濕槽103進(jìn)行補水，直至目標(biāo)液位。在連續(xù)退火爐氣氛露點控制的過程中，無論何種情況下，當(dāng)加濕槽103中的水位低于超低液位檢測開關(guān)113吋，PID控制器立即控制對加濕槽103進(jìn)行補水。要注意的是，以上列舉的僅為本實用新型的具體實施例，顯然本實用新型不限于以上實施例，隨之有著許多的類似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本實用新型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置，其特征在于，包括 一加濕槽，其底部鋪設(shè)有一加熱元件，所述加濕槽的內(nèi)壁下部設(shè)有ー低液位檢測開關(guān)，其內(nèi)壁上部設(shè)有一高液位檢測開關(guān)； 一水溫檢測計設(shè)于所述加濕槽內(nèi)； 一保護氣體管路，其末端伸入至所述加濕槽下部，所述保護氣體管路的末端與ー噴管連接，所述噴管上開設(shè)有若干個噴嘴，所述保護氣體管路上設(shè)有ー閥； ー循環(huán)管路，其一端與加濕槽的下部連接，其另一端與加濕槽的上部連接，所述循環(huán)管路上設(shè)有ー泵； 一排水管路，其與所述加濕槽的底部連接，所述排水管路上設(shè)有ー排水閥； ー熱水槽，其底部連接有ー熱水補給支管，所述熱水補給支管上設(shè)有一流量調(diào)節(jié)閥，所述熱水槽的底部還鋪設(shè)有另ー加熱元件，另一水溫檢測計設(shè)于所述熱水槽內(nèi)； 一冷水槽，其底部連接有一冷水補給支管，所述冷水補給支管上設(shè)有另一流量調(diào)節(jié)閥，所述冷水槽的底部還鋪設(shè)有又一加熱元件，又一水溫檢測計設(shè)于所述冷水槽內(nèi)； ー補水管，其一端與所述熱水補給支管和冷水補給支管連接，另一端與所述加濕槽連接，所述補水管上設(shè)有一閥； 一 PID控制器，其與所述高液位檢測開關(guān)、低液位檢測開關(guān)、水溫檢測計、另一水溫檢測計、又一水溫檢測計、加熱元件、另ー加熱元件、又一加熱元件、排水閥、流量調(diào)節(jié)閥和另一流量調(diào)節(jié)閥分別連接。
2.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置，其特征在于，還包括一超高液位檢測開關(guān)，其設(shè)于所述加濕槽的內(nèi)壁，并設(shè)于所述高液位檢測開關(guān)上方，所述超高液位檢測開關(guān)還與PID控制器連接。
3.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置，其特征在于，還包括一超低液位檢測開關(guān)，其設(shè)于所述加濕槽的內(nèi)壁，并設(shè)于所述低液位檢測開關(guān)下方，所述超低液位檢測開關(guān)還與PID控制器連接。
4.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置，其特征在于，所述冷水槽和熱水槽的上部各設(shè)有ー溢流管。
5.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置，其特征在于，所述加熱元件、另一加熱元件和又一加熱元件均包括電阻絲和與電阻絲連接的整流器，所述PID控制器與整流器連接。
6.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置，其特征在于，所述冷水槽和熱水槽的上部還均連接有一氮氣管道。
專利摘要本實用新型公開了一種連續(xù)退火爐氣氛露點控制裝置，其通過一個PID控制器控制加濕槽內(nèi)的加熱元件或者控制冷、熱水槽向加濕槽注入一定體積、一定流量的超純水來調(diào)整氣氛露點。該露點控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)氣氛露點的快速、精確地變化；并且其能夠保證帶鋼表面組織成分、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；此外，該露點控制裝置還具有穩(wěn)定性高，低資源浪費的優(yōu)點。
文檔編號C21D1/26GK202595220SQ20122005161
公開日2012年12月12日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者張榮康, 崔光華, 龔舜培, 宋艷麗 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司