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連續退火爐爐內氣氛分析的意義

日期: 2024-02-29
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退火爐在冶金行業中作為一種熱處理工藝有著廣泛的應用,如冷軋線、鍍鋅線、硅鋼線等,其目的是降低硬度,改善切削加工性,消除組織缺陷等。爐內通保護氣,主要目的是防止外界空氣進入爐內導致材料氧化,同時保持爐內溫度均勻。


公眾號圖片1.jpg


在帶鋼連續熱鍍鋅機組中,連續退火爐是帶鋼連續熱鍍鋅工藝段主要工序之一,也是機組的心臟。它將完成帶鋼熱鍍鋅前的退火工藝,對熱鍍鋅板的質量及性能起至關重要的作用。其技術水平的高低直接影響到熱鍍鋅產品的質量與性能。

退火爐采用的氣體燃料一般為焦爐,高爐、轉爐的副產品煤氣,煤氣中的主要可燃成分有CO,H2,CH4,與空氣混合在爐內進行正常全燃燒時,空氣量略高于理論配比,產生的煙氣成分含有CO2,H2O,N2及少量富余的自由O2. 其中N2為惰性氣體,不會對鋼造成氧化;自由O2有較強的氧化性,只要存在就會使鋼氧化;CO2、H2O也為氧化性氣體,也會使鋼在高溫下氧化,但該氧化反應是可逆的,如果爐內煙氣中含有足夠濃度的還原性氣體CO、H2可阻止鋼的氧化反應,化學反應式如下:

Fe+CO2=FeO+CO

Fe+H2O=FeO+H2

因此,使燃料爐內形成無氧化氣氛的目的就是消除煙氣中的自由氧,使煙氣中氧化性氣體與還原性氣體的比例即PCO2/PCO、PH2O/PH2的比值在合理范圍值內。對于無氧化爐內帶鋼溫度在700℃以下時,只有控制PCO2/PCO<0.7,PH2O/PH2<0.45,帶鋼方能夠處于還原區范圍。

另外在爐子密封性不好的情況下,氧氣的滲入,氫氣與氧氣發生反應生成水蒸氣。這些原因都會導致露點值高的情況出現。


公眾號圖片2.png


使用氧氣分析儀測量氧氣目的

氧氣造成產品的氧化,質量不合格。實際上爐內要求氧含量幾乎為零,但是原料氣的生產氮氫會自帶氧氣;同時由于施工的細節性,難免會導致爐外21%含量的氧氣擴散到爐內。

連續退火爐爐內氣氛是由氮氣和氫氣組成的還原性保護氣體,為了防止外界空氣進入爐內,連續退火爐正常生產時采用微正壓操作。為了 一定的爐壓需要持續注入一定比例的保護氣體和還原性氣體氫氣。爐內氣氛對冷軋板退火后的表面質量有顯著影響,氣氛成分波動影響燒嘴空氣系統的變化,空氣系數增大會降低鍍鋅板的附著性能。



使用氫氣分析儀測量氫氣的目的

在高溫的化境下,H2和?。茫峡梢宰鲞€原劑,還原氧化物。帶鋼表面在外界或加熱區域中產生的氧化物, 需要通過氫氣的還原能力來實現Fe鐵分子的釋放;此外氫氣的作用還有去除氫氮保護氣中所含微量氧氣的作用;



使用露點儀測量露點的目的

1、氫氣的還原反應中會產生一定的水汽,

2、保護氣注入環節也會帶到爐內極少不分的水汽,

若爐內氣氛中氫氣含量超過一定的范圍的話,就會發生氧化鐵的還原反應;若爐內氣氛中水蒸氣的含量超過一定范圍的話,發生氧化鐵的氧化反應,這一系列的反應都是可逆反應。從上面分析我們在生產的過程中,露點控制在于避免氧化反應的發生,合理利用氫氣的還原反應。所以要增加氫氣再爐子中的濃度,盡量降低水蒸氣的濃度,這就是合理的控制露點的要求。

連續退火爐如果因為種種原因打開爐頂蓋和底蓋的話,就會導致空氣的進入,露點值就會升高所以安裝完畢爐蓋以后還需要經過8小時甚至更長的時間才能使露點恢復到正常的數值,在長時間的大修后,露點的數值可能會大大的超出范圍,但會緩慢降下來的。




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