張勝群，吳迪

（本鋼浦項(xiàng)冷軋薄板有限責(zé)任公司，遼寧 本溪 117000）

某鋼廠浦項(xiàng)熱鍍鋅機(jī)組是由兩條熱鍍鋅線的重要生產(chǎn)線組成，而在熱鍍鋅工藝中最重要的設(shè)備就是退火爐，退火爐具有對(duì)帶鋼表面進(jìn)行清理處理及對(duì)帶鋼進(jìn)行退火處理的重要作用。本文重點(diǎn)講解某鋼廠浦項(xiàng)1#熱鍍鋅生產(chǎn)線，通過退火爐的退火法、爐型選擇、功能區(qū)分、加熱系統(tǒng)等方面全面剖析熱鍍鋅線重要設(shè)備——退火爐。

1 浦項(xiàng)退火工藝簡介

某鋼廠浦項(xiàng)1#連續(xù)熱鍍鋅線主要由上料段、入口段、清洗段、工藝段、后處理段、出口段和卸料段這幾部分組成，而工藝段就是從帶鋼進(jìn)入全輻射管立式連續(xù)退火爐時(shí)開始的。

某鋼廠浦項(xiàng)1#連續(xù)熱鍍鋅線退火爐主要由9 個(gè)部分組成，每個(gè)部分的定義為噴射式預(yù)熱段(JPF)，輻射管加熱段(RTF)、均熱段(SF)、緩冷段(SCS)、快冷段(RCS)、過時(shí)效段(OAS)、最終冷卻段(FCS)、感應(yīng)加熱段(IHS)和出口段?，F(xiàn)將各段主要功能及作用詳列如下。

1.1 噴射式預(yù)熱段(JPF)

帶鋼首先在清洗段經(jīng)過初步清理后通過入口密封進(jìn)入退火爐預(yù)熱段，入口密封保證了退火爐內(nèi)部N2H2 保護(hù)氣體不外泄，隔絕了退火爐外部空氣的進(jìn)入，帶鋼在噴射式預(yù)熱段通過經(jīng)過熱交換器后的熱的氮?dú)浔Ｗo(hù)氣進(jìn)行加熱，在離開噴射式預(yù)熱段時(shí)把帶鋼加熱到退火溫度（根據(jù)具體鋼種進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié)）。

而由法國斯坦因設(shè)計(jì)的退火爐噴射式預(yù)熱段是圓柱形爐殼設(shè)計(jì)，同其他的同類預(yù)熱段相比，減輕了壓力集中，提高了抗壓性。另外，根據(jù)廢氣動(dòng)力學(xué)和幾何學(xué)原理，排廢管道設(shè)置在帶鋼中線位置處與噴箱連接的設(shè)備，能提高帶鋼穩(wěn)定性和加熱效率。同時(shí)，因?yàn)椴捎锰胤N鋼材對(duì)溫度的耐熱性，可以將保溫材料安裝于爐殼外部，避免陶瓷纖維掉落在帶鋼表面。

1.2 輻射管加熱段(RTF)

在輻射管加熱段帶鋼通過輻射管進(jìn)行輻射加熱，采用輻射管間接加熱。輻射管一般有U 型、W 型及P 型，某鋼廠浦項(xiàng)熱鍍鋅機(jī)組輻射管采用W 型輻射管，在帶鋼每側(cè)都分布著“W”型輻射管，分為15 個(gè)加熱控制區(qū)域。目前采用燒嘴多為鼓抽式低NOx 自預(yù)熱燒嘴，此燒嘴的助燃空氣由助燃風(fēng)機(jī)輸送到各燒嘴空氣管道中，其燃燒產(chǎn)物由廢氣風(fēng)機(jī)排出。輻射管內(nèi)為負(fù)壓，避免輻射管破裂時(shí)煙氣進(jìn)入退火爐內(nèi)破壞爐內(nèi)氣氛，導(dǎo)致帶鋼脫鋅。燒嘴換熱器具有自預(yù)熱裝置，可利用燃燒后的廢氣將助燃空氣加熱至500℃以上，保證點(diǎn)火成功率。

某鋼廠冷軋熱鍍鋅機(jī)組選用的是ON/OFF 控制燒嘴，其組成部分為燒嘴、換熱器、輻射管、BCU 控制器、點(diǎn)火槍、火焰檢測(cè)器等部件組成，采用的ON/OFF 控制模式可以有效地控制退火爐溫度，對(duì)加熱段各道次溫度進(jìn)行分區(qū)控制，對(duì)帶鋼加熱及能源消耗方面有極大優(yōu)勢(shì)。

1.3 均熱段(SF)

因帶鋼需保持一段的退火時(shí)間，均熱段與加熱段一般是直接相連的，這樣可以有效的對(duì)帶鋼溫度進(jìn)行控制，保證退火效果。

1.4 緩冷段(SCS)

帶鋼從均熱段出來后在緩冷段用較低的冷卻速率進(jìn)行噴氣冷卻，使帶鋼冷卻到固定溫度。緩冷段在工藝上對(duì)BH、DP和TRIP 鋼的加熱曲線有要求，使用緩冷段相當(dāng)于增大了冷卻能力。

1.5 快冷段(RCS)

緩冷段后在快冷段通過氣體噴射冷卻噴箱以高冷卻速率使帶鋼溫度達(dá)到降到要求的溫度，對(duì)于BH、DP 和TRIP 鋼的加熱曲線來說，冷卻速率要低。氣體噴射冷卻噴箱的風(fēng)機(jī)由交流變速馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)，通過工藝控制系統(tǒng)來控制風(fēng)機(jī)速度。

其中快冷段中每個(gè)風(fēng)箱的寬度方向用四個(gè)隔板隔開，目的是對(duì)帶鋼橫向的風(fēng)力進(jìn)行調(diào)整，這個(gè)系統(tǒng)提高了在相同的時(shí)間內(nèi)使風(fēng)速在寬度方向得到更好的分配，改善了帶鋼的穩(wěn)定性。

同時(shí)，快冷段與預(yù)熱段一樣采用了圓形爐殼設(shè)計(jì)，減輕了壓力集中，提高了抗壓性。另外，在帶鋼中心的循環(huán)管道中，有良好的空氣幾何動(dòng)力學(xué)原理設(shè)計(jì)，噴箱設(shè)備既可保證帶鋼的穩(wěn)定性，又提高了帶鋼的冷卻速率。同時(shí)，圓柱形爐殼設(shè)計(jì)減少了吹掃時(shí)間。

1.6 過時(shí)效段(OAS)

在過時(shí)效段，對(duì)于TRIP 和BH 鋼的加熱曲線來說，要保持冷卻后加熱曲線所要求的溫度一段時(shí)間，這段爐室主要是為維持帶鋼溫度設(shè)計(jì)的，主要通過電輻射管進(jìn)行保溫。

1.7 最終冷卻段(FCS)

過時(shí)效后，對(duì)于特殊鋼種(DP1)，通過最終冷卻段來完成。

1.8 感應(yīng)加熱段(IHS)

對(duì)于BH、TRIP 和DP2 鋼種的加熱曲線，在冷卻到400℃或350℃后，要在感應(yīng)加熱段通過2 套感應(yīng)加熱器將帶鋼重新加熱到入鋅鍋溫度。

1.9 出口段

出口段和熱張緊輥把感應(yīng)加熱段和鋅鍋連在一起，保持帶鋼入鋅鍋溫度，讓帶鋼在保護(hù)氣氛下進(jìn)入鋅鍋。

因?yàn)閹т撛谕嘶馉t內(nèi)的運(yùn)行需要一定張力驅(qū)使，由于工藝條件不同，各區(qū)對(duì)帶鋼的張力要求是不同的。由于各段的工況不同，帶鋼在各段的張力就存在差異。某鋼廠浦項(xiàng)熱鍍鋅機(jī)組鍍后冷卻塔一般較高，達(dá)60m 以上，加上氣刀的噴氣速度很高，造成帶鋼極易抖動(dòng)，容易破壞鍍層的均勻性，因此該區(qū)域應(yīng)以高張力運(yùn)行，一般控制在28 ～30kN。在退火爐內(nèi)，帶鋼溫度很高，有的品種達(dá)到950℃，為減少帶鋼變形和斷帶，應(yīng)以低張力運(yùn)行，一般控制在8 ～10kN。為保證張力合理分布，在退火爐的出口即張力輥室設(shè)立三根張力輥，將退火爐區(qū)和鋅鍋區(qū)的帶鋼張力分開，滿足不同規(guī)格不同鋼種的要求。3 輥式熱張緊輥組把爐內(nèi)和涂層段、冷卻段的張力分開。增加熱張輥的目的是在爐內(nèi)采用低張力，避免帶鋼塑性變形；在涂層段和冷卻段采用高張力，防止氣刀噴吹時(shí)帶鋼抖動(dòng)。

為保證在熱鍍鋅退火爐維護(hù)、檢修等人員的安全，對(duì)于目前熱鍍鋅連續(xù)退火爐爐內(nèi)襯多采用輕型結(jié)構(gòu)，除底部采用輕質(zhì)隔熱磚與纖維模塊組合結(jié)構(gòu)外，爐內(nèi)襯全部采用陶瓷纖維或陶瓷纖維與硅鈣板的復(fù)合結(jié)構(gòu)，并用不銹鋼板覆面，因此從根本上解決了磚砌爐體蓄熱能力大、爐溫控制響應(yīng)速度慢、嚴(yán)重影響帶鋼的表面質(zhì)量的缺點(diǎn)。水平爐中要注意防止?fàn)t頂耐火材料受到還原性H2 的影響，使纖維起渣球剝落在帶鋼表面而影響鍍鋅質(zhì)量。

新型退火爐除爐底用耐火磚外,爐墻內(nèi)襯各層材料全部采用陶瓷纖維保溫結(jié)構(gòu),并用1.0mm 不銹鋼板覆蓋,用錨固釘固定，從根本上解決了爐內(nèi)粉塵問題,有效保證了帶鋼表面質(zhì)量。

另外，節(jié)能是工業(yè)爐設(shè)計(jì)的永恒主題，是貫徹國家開源節(jié)流能源方針的重點(diǎn)工作內(nèi)容。因此，在某鋼廠浦項(xiàng)熱鍍鋅機(jī)組連續(xù)退火爐上也要采取一些節(jié)能措施，提高熱效率。具體措施如下：

（1）預(yù)熱助燃空氣。輻射管加熱多采用自身預(yù)熱式燒嘴，輻射管的末端安裝熱交換器，可將助燃空氣預(yù)熱到500℃；直接無氧化加熱的燒嘴，其助燃空氣在煙道內(nèi)可被煙氣通過換熱器預(yù)熱到450 ～600℃。

（2）預(yù)熱帶鋼。利用加熱段燒嘴燃燒后的廢氣通過大型換熱器將預(yù)熱段爐內(nèi)氣體進(jìn)行預(yù)熱到280℃，并通過循環(huán)風(fēng)機(jī)將預(yù)熱后的保護(hù)氣通過噴風(fēng)管直接加熱帶鋼，可將帶鋼預(yù)熱到260℃以上。

（3）生產(chǎn)熱水。加熱段排出的煙氣在預(yù)熱完帶鋼后仍達(dá)600℃左右，可利用煙氣通過水氣換熱器來加清洗段所需的脫鹽水。

2 結(jié)語

以上是對(duì)熱鍍鋅機(jī)組連續(xù)退火爐的初步認(rèn)識(shí)，國內(nèi)陸續(xù)新建多條熱鍍鋅機(jī)組，各家采用的退火爐技術(shù)也不盡相同，各有千秋。隨著退火爐技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)不斷學(xué)習(xí)，博采眾長，結(jié)合各企業(yè)的實(shí)際情況，努力提高自身技術(shù)水平。