在线检测连续退火炉炉内气体中油含量的检测系统技术方案

本发明专利技术涉及在线检测连续退火炉炉内气体中油含量的检测系统，该系统由分析主回路和分析支路构成。分析主回路由取样气体冷却器、气体分配器、自动、手动开关阀、逆止阀、集水器、大颗粒过滤器、压力检测仪表、压力信号转换显示仪表、气体循环泵和回送气体干燥器组成，并且与退火炉形成闭环回路，用于炉气采集与回送；分析支路由色谱分析仪、手动开关阀、分散器和排废隔离器组成，主要用于色谱分析仪的取样和废气排放。本发明专利技术可及时和准确了解炉内的气体污染情况和炉内设备的漏油情况，从而为观察生产工艺过渡过程中炉内污染物的变化提供可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冷轧金属板带热处理
，尤其涉及一种在线检测连续退火炉炉 内气体中油含量的检测系统，用于中高档汽车、家电面板生产领域。
技术介绍
随着汽车、家电产业对高表面质量产品需求不断增加，对产品表面质量要求越来 越严格，促进了连续镀锌和连续退火生产线新技术发展，然而作为核心设备的连续退火炉 由于受到高温、密闭等等因素的影响，一些制约产品质量提高的关键问题仍然没有突破，连 续退火炉生产状态下炉内气体清洁度的检测就是其中之一。当前生产和技术人员已经清楚 的认识到炉内气氛清洁性对产品质量和炉内设备带来的不良影响，并把注意力放在采取措 施以减少危害上，例如增加了清洗工艺、采用喷涂抗结瘤炉辊、优化工艺操作、定期清扫炉 内设备等等，这些措施无疑对提高带钢表面质量起到极大的作用。但是，由于炉辊结瘤、辊 面积碳、带钢在炉内产生无规律硌痕、亮点等等缺陷的存在，制约了高质量产品合格率的进 一步提高。因此，对连续退火炉炉内气体清洁度的检测问题，引起了冷轧汽车板、家电板生 产企业的广泛关注。炉内有害类物质(简称“有害物”或者“污染物”)主要是悬浮在炉内或者沉降、粘 覆在炉内设备并且具有重新转变为悬浮物可能的固体颗粒、丝状物、絮状物、液滴态颗粒、 液固混合态颗粒和氧气、超量的水蒸气等等。其中固体颗粒主要源自带钢在炉内高温和高 速运行状态下，通过摩擦、振动产生脱落的微小铁颗粒，此外还有来自炉内设备的脱落粉末 和检修时从炉外进入的粉尘等。丝状物和絮状物主要来自于炉内保温材料的脱落和粉化。 液滴态颗粒成分主要为水蒸气液滴、乳化液挥发产生的液滴(包括杂油)、炉内机械设备润 滑油泄漏形成的液滴以及几种液滴碰撞形成的混合物液滴。有害物在炉内存留不但对产品 质量构成威胁和影响，同时对炉内设备造成损害。当前国内外并没有对这类有害物质的数量和危害程度提出一种公认的判定方法， 更没有提出成熟的检测方法和装置。而在生产时，炉内仅能根据现有仪表指示和经验进行 判断，这大大增加了操作难度和判断失误的概率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为合理确定生产工艺，提高中高档汽车、家电面板 等产品的质量，提供在线检测连续退火炉炉内气体中油含量的快速、可靠的检测系统。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案本专利技术提供的在线检测连续退火炉炉内气体中油含量的检测系统，主要由分析主回路 和分析支路两部分组成。其中所述分析主回路按照气流方向依次由取样气体冷却器、气体 分配器、手动开关阀、逆止阀、集水器、自动开关阀、大颗粒过滤器、压力检测表、压力信号转 换显示仪表、气体循环泵、自动开关阀、逆止阀、手动开关阀和回送气体干燥器组成，并且在 所述回路上设有多个氮气接入点。所述分析支路按照气流方向依次由色谱分析仪、手动开关阀、排废隔离器和分散器组成，该分析支路接点i位于分析主回路的气体循环泵与自动 开关阀之间。所述气体循环泵的最大流量为色谱分析仪取样量的5-10倍，最高工作温度 彡 70°C。所述色谱分析仪中样品气体流量为20-50ml/min (此范围均可以选择)。本专利技术提供的上述检测系统，其在中高档汽车或家电面板生产领域中对连续退火 炉炉内气体中油含量检测的应用。本专利技术检测系统在对连续退火炉炉内气体中油含量检测时，分析主回路负责从不 同取样点抽取炉气，又送回炉内，这个过程称为“取样点炉气回送”，其特点是能够进行不同 取样点的转换，为色谱分析仪提前准备好取样气体，节省取样时间；同时使炉气始终处于流 动状态，以保证炉气的“新鲜”程度，提高检测精度。为了减少污染和消耗，炉气从取样点的 炉室中抽出，经过取样气体冷却器、气体分配器、手动开关阀、逆止阀、集水器、自动开关阀、 大颗粒过滤器、压力检测表、压力信号转换显示仪表、气体循环泵、自动开关阀、逆止阀、手 动开关阀和.回送气体干燥器又送回炉内。分析支路是专门为色谱分析仪取样和排放设计 的，在分析主回路上的接点i引出，经色谱分析仪、第三手动开关阀到分散器，进入排废隔 离器，最后排入大气，并且在排废隔离器上接入氮气；其特点是色谱分析仪分析用气体量非 常小，故此采用外排方式，即使外排量很小，排放气体中仍含有一定比例的氢气，考虑到安 全，设置隔离器并且增加稀释用氮气，以保证排放气体中氢气的含量达到安全要求。检测过 程将按照设定自动进行，分析主回路按照控制器指令完成某取样点炉气回送，色谱分析仪 将按照控制器指令启动自带取样计量泵从接点i抽取炉气，经过直接排放置换以前检测时 的炉气，置换完成即完成取样，色谱分析仪将停止取样，向控制器发出取样完成信号，并且 开始进行样品分析，控制器将控制分析主回路完成另一个取样点炉气回送，为色谱分析仪 下一次检测提前完成准备工作，色谱分析仪完成检测，将分析结果发送给控制器，即可进行 下一次取样，如此反复可以实现对退火炉各个取样点的炉气进行含油量检测。本专利技术基于以下情况而提出申请的由于连续退火机组和热镀锌机组核心设 备一一连续退火炉(简称“退火炉”)，采用高温、密闭生产状态，对炉内影响产品质量的因素 检测非常困难。尽管退火炉配置了氧气、氢气、露点含量的定量检测，仍无法全面反映炉内 的变化情况。特别是炉内气体中有机油等有害物的含量、分布以及变化对产品质量和炉内 设备影响的监控基本上处于空白。如果能够实现对各个炉气不同位置的炉气有机油含量随 时取样，进行定性和定量检测分析，无疑对指导生产，设备维护，带来益处。本专利技术利用色谱分析方法，测定气体中油含量，一般是通过分析C-H有机物质含 量。并且通过气相或液相色谱的定量分析法，配合清洁度检测，可对炉内的气体污染情况和 炉内设备的漏油情况，有更为及时和准确的了解，特别是为观察生产工艺过渡过程中炉内 污染物的变化提供可能。本专利技术与未采用该技术的连续退火机组相比，具有以下的主要有益效果1.为解决运行中的退火炉是否具备生产高表面质量要求产品的条件，提供更可靠的 判断依据。连续退火炉属于长期连续封闭运行的大型设备，停炉检修和炉内清扫一次往往 需要数日乃至数周，一般每年最少停炉2 — 3次。在机组连续长期的生产中，炉子若未采 用此检测技术时，炉子设备运行的状况，仅能根据常规的工业摄像画面(主要用于带钢位置的监视)、有限的检测参数和操作工经验，判断当前的生产状态是否满足高质量产品要求。 由于炉内污染物的存留以及产生的影响无法检测，这大大增加了操作难度和判断失误的概 率，对高表面质量要求产品的生产构成很大威胁。通过对炉子运行中，炉气有害成分的检测 分析，可以准确、及时检测到炉内污染物，提高了操控水平，为提高产品质量，为降低或者杜 绝因炉内工况不明造成高质量产品降级或者不合格的概率，提供可能。2.为炉内设备合理安排停炉检修、清炉提供参考依据。炉内设备出现问题通常很难监 测，特别是出现问题的初期监测更为困难，一旦造成影响，损失很大，甚至于无法生产高质 量产品。通过对炉气成分的检测和定量分析，可判断各个炉区污染物是否出现异常。并且 可以根据长期检测数据判断炉内污染物的堆积量和对炉内设备(如炉辊)的污染程度。这些 可以为检修和维护提供依据。3.连续自动取样，可免去手动操作的繁琐，降低操作错误发生的几率，提高污染 物检测效率。4.可实现炉内气体油含量在线检测。通过色谱分析仪，对炉气成本文档来自技高网...

【技术保护点】
在线检测连续退火炉炉内气体中油含量的检测系统，其特征是主要由分析主回路和分析支路两部分组成，其中：所述分析主回路按照气流方向依次由取样气体冷却器（２）、气体分配器（３）、第一手动开关阀（４）、逆止阀（９）、集水器（１３）、第一自动开关阀（８）、大颗粒过滤器（３１）、压力检测表（５）、压力信号转换显示仪表（６）、气体循环泵（２９）、第二自动开关阀（８）、逆止阀（９）、第一手动开关阀（４）和回送气体干燥器（１６）组成，并且在所述回路上设有多个氮气接入点；所述分析支路按照气流方向依次由色谱分析仪（３０）、第一手动开关阀（４）、排废隔离器（３２）和分散器（１２）组成，该分析支路接点ｉ位于分析主回路的气体循环泵（２９）与自动开关阀（８）之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕军，郑剑辉，廖慧，
申请(专利权)人：吕军，中冶南方武汉威仕工业炉有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]