一种节能型罩式退火炉系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种节能型罩式退火炉系统及其使用方法，包括至少两个罩式退火炉，每个罩式退火炉包括退火炉台、循环风机、内罩和外罩，外罩为加热罩或冷却罩，退火炉台顶端密封安装有内罩和外罩，内罩内部空间为炉腔，炉腔内部填充保护气氛，退火炉台内部安装循环风机，循环风机的进风端分别与对应的炉腔相连通，循环风机的出风端连接有两位三通阀门，两位三通阀门的两端分别连接内循环管路和外循环管路，通过阀门切换分别对应为炉内循环状态和炉间循环状态，可以将炉腔内的气体回送自身炉腔，或送往至另一个罩式退火炉的炉腔中。其利用炉台内部风机进行炉台间的气体循环交换和热量传输，实现热量的二次利用，操作简单易行，节能环保。节能环保。节能环保。

【技术实现步骤摘要】
一种节能型罩式退火炉系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及钢卷热处理
，具体涉及一种节能型罩式退火炉系统及其使用方法。

技术介绍

[0002]钢铁产业是国民经济的重要基础产业其具有能源密集的特点。我国钢铁产量己多年居世界第一，但钢铁产业的综合能耗与国际先进水平相比还有差距，其中烧结、高炉及炼钢工序有相当的热量未能回收利用。随着我国节能减排工作的深入推进，钢铁工业面临的调结构、降能耗斥力日益巨大。
[0003]冷轧带钢产品以其优良的结构与加工性能广泛应用于汽车、家电、建筑、机械制造等行业。目前，冷轧带钢产品的生产过程通常以热轧产品为原料，经过酸洗、冷轧、退火三道工序完成产品的制造，其中退火工艺中使用罩式退火炉设备完成钢卷的批量退火。
[0004]钢卷的罩式退火具体操作如下：将需要进行退火热处理的钢卷堆叠放入罩式退火炉中进行加热与冷却，实现钢卷的退火的热处理工艺。整套罩式退火炉设备包括炉台、内罩、加热罩、冷却罩等。为了充分利用设备，提升有效生产时间，罩式退火炉通常以炉群的方式批量按照，由至少两个炉台组成一组，一个炉台在加热钢卷的同时，另一个炉台在对钢卷进行冷却，这样就能够有效提高设备的利用率。
[0005]现行的钢卷罩式退火炉，加热罩是其热量的唯一来源，通常使用电或燃气加热方式，因为钢卷是在保护气氛中进行热处理的，所以加热罩产生的热量并不直接加热钢卷，而是先加热内罩，放置于内罩内部的钢卷，则是在炉台内部风机的作用下，通过内罩内保护气氛的对流换热，将内罩的热量传递给钢卷。加热工序完成后，首先对加热罩进行一段时间的冷却，此时，加热罩热源停止供热，炉内钢卷的热量通过设备自然散热，缓慢降温；内罩内部降至一定温度后，通常在600℃以下，取开加热罩，换上冷却罩进行冷却，冷却罩同时具有两种冷却模式，在冷却的高温阶段采用风冷，利用鼓风机吸取如室外常温空气，吹向内罩，带走热量后通过排烟管道排出热空气；在冷却的低温阶段采用喷淋水冷却，循环冷却水从冷却罩顶部喷淋在内罩表面，带走内罩的热量后回流至冷却塔散热；整个冷却过程中，炉内的循环风机持续工作，将钢卷的热量源源不断地传递给温度更低的内罩，实现钢卷的冷却。
[0006]现有的罩式退火炉对热量的利用率非常低，从热循环的角度来看，所有输入的热量都在冷却的过程中被排放到空气之中，整个系统的热效率可以认为是零，在“双碳”背景之下，这种方式已经不适应人们对工业生产低碳高能效的需求。

技术实现思路

[0007]为了解决上述
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种节能型罩式退火炉系统，其利用炉台内部风机进行炉台间的气体循环交换，实现炉台间的热量传输，可以将加热过程中至少30％的热量重复利用，即减少30％的热量输入，设备投资增加不大，操作简单易行，节能环保效果好。此外，本专利技术还提供一种上述节能型罩式退火炉系统的使用方法。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术的第一方面，提供一种节能型罩式退火炉系统，包括至少两个罩式退火炉，每个所述罩式退火炉包括退火炉台、循环风机、内罩和外罩，所述外罩为加热罩或冷却罩，所述退火炉台顶端密封安装有所述内罩和所述外罩，所述外罩位于所述内罩外侧，所述内罩内部空间为炉腔，所述炉腔内部填充有保护气氛，所述退火炉台内部安装有循环风机，所述循环风机的进风端分别与对应的所述炉腔相连通，所述循环风机的出风端连通设有两位三通阀门，所述两位三通阀门的两端分别连接有内循环管路和外循环管路，通过阀门的切换分别对应为炉内循环状态和炉间循环状态，当处于炉内循环状态时，通过所述内循环管路与对应的所述罩式退火炉的炉腔相连通实现炉台内部气体循环，当处于炉间循环状态时，通过所述外循环管路与相邻的所述罩式退火炉的炉腔相连通实现炉台间气体循环。
[0010]进一步地改进在于，所述内循环管路和所述外循环管路的管径大于DN250。
[0011]上述气体循环管道的管径需要有足够的外径尺寸，确保管道阻力不会影响气体循环，通常管径需要大于DN250，优选地，管径为DN400。
[0012]进一步地改进在于，所述外循环管路由第一外循环管道和第二外循环管道组成，所述外循环管路中安装有用于检测内部气体温度的热电偶，且所述外循环管路上设有旁通管路，所述旁通管路上安装有控制阀门，且其端部连接有用于对于保护气氛进行过滤净化和干燥处理的气体净化装置，保护气氛经净化和干燥处理后，再由旁通管路重新进入外循环管路中。
[0013]在进入至炉间循环状态的初期，打开旁通管路上的控制阀门，气体净化装置抽外循环管路中的保护气氛进行干燥和净化处理，将除去水气和粉尘的干燥保护气体输送回外循环管路，从而实现了对保护气氛的循环利用。在炉台间循环的初期启动气体净化装置的原因是，此时待加热炉台内钢卷的温度接近室温，热的保护气体将热量传递给室温钢卷后，保护气氛的温度最低，能够用最少的能量损耗实现保护气氛的干燥与净化。具体地，气体净化装置包括除尘净化装置(如旋风除尘、滤网除尘等方式)，水分干燥装置(如水分子筛或冷冻干燥)。
[0014]进一步地改进在于，在进入至炉间循环状态前，低温的退火炉台的炉腔内的保护气氛完全进行置换。
[0015]进一步地改进在于，通过炉台间的气体循环，能够充分利用保护气氛，但为了防止炉内保护气氛长期使用导致露点增高产生氧化以及维持生产稳定所必要的炉内气氛正压力，炉台内循环期间，还需要每间隔一段时间向保护气体中通入少量的新鲜保护气体。
[0016]进一步地改进在于，所述外循环管路为耐高温不锈钢管道，其外侧包覆有保温材料层。
[0017]进一步地改进在于，所述外罩为加热罩或冷却罩。
[0018]具体地，每个罩式退火炉同时配置有加热罩和冷却罩，使用时，当罩式退火炉需要进入加热工序时，将加热罩密封安装至退火炉台顶端，当罩式退火炉需要进入冷却工序时，此时更换冷却罩，将其密封安装至退火炉台顶端。
[0019]进一步地改进在于，所述加热罩内部安装有加热装置，且所述加热罩内侧壁设有保温材料层。
[0020]具体地，该加热装置采用燃气烧嘴或电阻丝加热方式产生热量。
[0021]进一步地改进在于，所述冷却罩内部安装有风冷装置和水冷装置。
[0022]具体地，在冷却工序的高温阶段，采用风冷装置吹向内罩，带走热量后排出热空气；在冷却工序的低温阶段，采用水冷装置中的喷淋水对内罩进行冷却，循环冷却水从冷却罩顶部喷淋在内罩表面，带走内罩的热量后回流至冷却塔散热。
[0023]进一步地改进在于，所述炉腔内部填充的保护气氛为纯氢气或氮氢混合气，氮氢混合气中氢气的体积含量≥70％。
[0024]具体地，因为氢气的换热效率更高，优选采用纯氢气作为炉腔内部填充的保护气氛，当选用氢氮混合器时，为了保证换热效率，需要控制氢气含量≥70％。
[0025]本专利技术的第二方面，提供一种上述节能型罩式退火炉系统的使用方法，具体使用步骤如下：
[0026]S1、将待处理材料放置于一号罩式退火炉的退本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能型罩式退火炉系统，其特征在于，包括至少两个罩式退火炉，每个所述罩式退火炉包括退火炉台、循环风机、内罩和外罩，所述外罩为加热罩或冷却罩，所述退火炉台顶端密封安装有所述内罩和所述外罩，所述外罩位于所述内罩外侧，所述内罩内部空间为炉腔，所述炉腔内部填充有保护气氛，所述退火炉台内部安装有循环风机，所述循环风机的进风端分别与对应的所述炉腔相连通，所述循环风机的出风端连通设有两位三通阀门，所述两位三通阀门的两端分别连接有内循环管路和外循环管路，通过阀门的切换分别对应为炉内循环状态和炉间循环状态，当处于炉内循环状态时，通过所述内循环管路与对应的所述罩式退火炉的炉腔相连通实现炉台内部气体循环，当处于炉间循环状态时，通过所述外循环管路与相邻的所述罩式退火炉的炉腔相连通实现炉台间气体循环。2.根据权利要求1所述的节能型罩式退火炉系统，其特征在于，所述内循环管路和所述外循环管路的管径大于DN250。3.根据权利要求1所述的节能型罩式退火炉系统，其特征在于，所述外循环管路中安装有用于检测内部气体温度的热电偶，且所述外循环管路上设有旁通管路，所述旁通管路上安装有控制阀门，且其端部连接有用于对于保护气氛进行过滤净化和干燥处理的气体净化装置。4.根据权利要求1所述的节能型罩式退火炉系统，其特征在于，在进入至炉间循环状态前，低温的退火炉台的炉腔内的保护气氛完全进行置换。5.一种如权利要求1所述的节能型罩式退火炉系统的使用方法，其特征在于，具体使用步骤如下：S1、将待处理材料放置于一号罩式退火炉的退火炉台上，加盖内罩进行内外气氛隔绝，随后在内罩外侧扣上加热罩，将两位三通阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：关闯，张艳华，
申请(专利权)人：镕凝精工新材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：