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　　1概述

　　強(qiáng)對(duì)流全氫罩式退火爐（以下簡(jiǎn)稱全氫罩式爐）是在原低氫罩式爐的基礎(chǔ)上于70年代發(fā)展起來的，具有低能耗、高效率、退火產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良等眾多特點(diǎn)。國外在1984年開始大量應(yīng)用于寬帶鋼卷的退火，至今已有近千座全氫罩式爐在世界各地建成。在奧地利的奧鋼聯(lián)、德國的克勒克納冷軋廠和蒂森冷軋廠、美國的l－TV鋼廠和USX鋼廠等鋼鐵企業(yè)中，都可以見到正在工作的全氫罩式爐。

　　直到80年代末、90年代初，全氫罩式爐這項(xiàng)先進(jìn)的生產(chǎn)工藝才隨著國外生產(chǎn)工藝、控制技術(shù)的成熟逐步引進(jìn)到國內(nèi)，并迅速得到推廣。國內(nèi)已有鞍鋼、武鋼、本鋼、上海益昌冷軋薄板廠、海南鵬達(dá)冷軋薄板廠等單位先后引進(jìn)、建成了全氫罩式爐，生產(chǎn)、使用情況良好。近年建設(shè)或改造的冷軋薄板廠正在大量采用全氫罩式爐，原有的低氫罩式爐正面臨被全氫罩式爐替代的局面。

　　全氫罩式爐的安全性是至關(guān)重要的，這主要是由干在退火過程中采用了易燃、易爆的氫氣充當(dāng)退火產(chǎn)品的保護(hù)氣體和熱傳導(dǎo)體，稍有不慎即有可能發(fā)生著火或爆炸事故。如果沒有可靠的安全保障措施，即控制系統(tǒng)沒有完善的控制策略，不僅全氫罩式爐的生產(chǎn)不能進(jìn)行，而且還有破壞整個(gè)生產(chǎn)設(shè)施的可能。本文針對(duì)全氫罩式爐保護(hù)氣體應(yīng)用的安全性，介紹全氫保護(hù)氣體控制過程的安全控制策略，以增強(qiáng)對(duì)這－問題的認(rèn)識(shí)。

　　2全氫罩式爐設(shè)備及工藝過程簡(jiǎn)介

　　全氫罩式爐是用來消除由冷軋變形而使帶鋼產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力的一種處理裝置。通過使帶鋼升溫、保溫、降溫的過程進(jìn)行帶鋼的再結(jié)晶退火。

　　一座全氫罩式爐的基本設(shè)備包括：

　　（1）一個(gè)帶有底部循環(huán)風(fēng)機(jī)的爐臺(tái)及其附屬介質(zhì)供給管路。

　　（2）一個(gè)底部敞開、其余封閉焊接成整體的保護(hù)罩（以下簡(jiǎn)稱內(nèi)罩）。將它扣在爐臺(tái)上即與爐臺(tái)構(gòu)成一個(gè)封閉的小空問（以下簡(jiǎn)稱退火空間），退火帶鋼就置于退火空間之中。在退火過程中，退火空間即充滿純氫氣以保護(hù)帶鋼在高溫下不至干氧化。

　　（3）一個(gè)制成罩形的加熱裝置（以下簡(jiǎn)稱加熱罩）。加熱罩扣在內(nèi)罩之上，兩罩之間形成一個(gè)燃燒室，燃料在此燃燒，熱量通過內(nèi)罩傳遞到退火空間內(nèi)。

　　（4）一個(gè)制成罩形的帶冷卻風(fēng)機(jī)的冷卻裝置（以下簡(jiǎn)稱冷卻罩）。

　　（5）一套快冷裝置。這種裝置有兩種，一種為在冷卻罩內(nèi)向內(nèi)罩噴水的噴淋冷卻裝置，一種為將保護(hù)氣體循環(huán)通過換熱器進(jìn)行快冷的底部循環(huán)快冷裝置。

　　（6）一套全氫罩式爐過程控制系統(tǒng)。

　　全氫罩式爐一個(gè)生產(chǎn)周期包括：裝帶卷、扣內(nèi)罩；退火空間冷密封試驗(yàn)；氮?dú)獯祾?；扣加熱罩加熱；帶鋼保溫；退火空間熱密封試驗(yàn)；加熱罩吊走和扣冷卻罩進(jìn)行風(fēng)冷；快速冷卻；退火空間氮?dú)夂蟠祾?、吊走冷卻罩；吊走內(nèi)罩和帶鋼。

　　3典型爐型的保護(hù)氣體安全控制策略

　　在一般情況下，空氣中氫氣的爆炸濃度為4％～72％，且著火點(diǎn)很低。因此，安全使用全氫保護(hù)氣體進(jìn)行退火生產(chǎn)的核心就是讓氫氣和氧氣隔離或使混合氣體無法達(dá)到爆炸濃度。

　　全氫罩式爐使用含微量氫氣的氮?dú)庾鳛闅錃夂脱鯕獾母綦x氣體。在正常情況下，這種氮?dú)鈨H用來吹掃退火空間。只有在故障處理等不得已情況下才用這種氮?dú)鈱?duì)退火空間進(jìn)行事故吹掃或充當(dāng)保護(hù)氣體繼續(xù)完成退火過程。

　　全氫罩式爐在其過程控制系統(tǒng)監(jiān)控下按固定的操作次序一步一步自動(dòng)完成退火全過程，僅在吊扣加熱罩、冷卻罩時(shí)需等待人工操作，通常情況下，過程控制系統(tǒng)通過不斷的測(cè)試和監(jiān)控保證整個(gè)退火過程安全進(jìn)行。一旦發(fā)現(xiàn)不正常現(xiàn)象出現(xiàn)，控制系統(tǒng)即刻按照預(yù)先編制的處理程序一步一步使過程轉(zhuǎn)為正常或安全停機(jī)。

　　根據(jù)快速冷卻工藝方式的不同，目前世界上流行兩種全氫罩式爐，以奧地利EBNER公司為代表的采用冷卻罩噴淋快冷方式的全氫罩式爐（以下簡(jiǎn)稱EBNER型爐），其保護(hù)氣體系統(tǒng)流程見圖1；以德國LOI公司為代表的采用底部循環(huán)快冷方式的全氫罩式爐（以下簡(jiǎn)稱LOI型爐）。

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　　在一個(gè)爐臺(tái)正常的退火周期中，保護(hù)氣體的充入和排出包括下列步驟：

　　（1）氫氣進(jìn)口閥的泄漏性試驗(yàn)。這是為了測(cè)試兩級(jí)氫氣電磁閥是否具有良好的關(guān)斷性能，每個(gè)退火周期開始時(shí)必須進(jìn)行一次這種測(cè)試。EBNER型爐是向兩級(jí)電磁閥17a、b和c之間充入隔離氮?dú)獠y(cè)量壓力能否被保持來判斷電磁閥是否關(guān)斷良好。隔離氮?dú)鈮毫Ρ葰錃鈮毫Ω?，這種測(cè)試隨時(shí)都可進(jìn)行。如果氫氣進(jìn)口電磁閥有泄漏，爐臺(tái)就不能投入工作。EBNER型爐還用隔離氮?dú)夥舛聝杉?jí)氫氣電磁閥。