带钢退火工艺及其装备(全氢罩式退火炉)
冷轧板带生产技术与管理之四-退火处理
焊机类型
焊机类型及型号说明
型号： MSW-C150D-26-2R2P） MSW: MASH SEAM WELDER(窄搭接焊机) C: C型架并带有铡刀式剪子 150D: 电源的额定容量是150KVA 2: 带钢最大厚度是2.3cm 6: 带钢最大宽度是1850cm 2R: 2个压轮和2个焊轮 2P: 2个通道(带有一个预载料通道)
八、全氢罩式退火炉的特点
九、退火方式比较
十、罩式退火工艺流程
60万吨的产能，约需 要退火炉35~40座， 投资大约6~7亿元人 民币。
例：年产60万吨的罩式退火机组构成
十一、罩式退火车间平面布置举例
十二、罩式退火工艺流程图
十三、全氢罩式退火炉控制界面举例
十四、罩式退火炉工艺曲线
连续退火篇
2、高强钢的退火原理
BH钢强化原理示意图
DP及TRIP钢种强化机理示意图
连退机组各钢种退火曲线
1、CQ
2、DQ（LC）
3、DQ（ULC）
4、DDQ
5、EDDQ
6、S-EDDQ
7、CQ-HSS 440
8、CQ-HSS 590
9、DQ-HSS 340 +DQ-HSS 440
10、DDQ-HSS 340 + DDQ-HSS 440
ULC类别钢种退火原理示意图
2、高强钢的退火原理
连续退火生产高强钢强化机理: 1）析出强化：通过在钢中形成分散状的、由碳与添加元素所形 成碳化物的析出物导致位错移动受阻，从而导致钢的强度增加。 析出强化采用的添加元素有钛、铌、钒等。 2）固溶强化：因固溶元素原子存在导致铁素体晶格产生畸变， 而导致位错运动受阻，并由此导致钢强度增加。通常采用的固溶 强化元素有硅、锰、磷等。 3）相变强化：由马氏体和贝氏体等低温相变生成物分散而导致 的强化; 4）晶粒细化：通过加快冷却速度，细化晶粒
最新全氢罩式退火炉培训教材1122
全氢罩式退火炉培训教材20111112第一章全氢罩式退火炉的工艺与设备一、概述全氢型保护气体单垛式紧卷罩式炉，实际上不单纯只是采用全氢而与氢氮保护气体相区别，而同时这种全氢型罩式炉在设备和工艺上还采取了相应的技术措施，以适应于全氢保护气体新技术的发展，从而建成了以提高退火产量和质量为目的的新一代全氢型保护气体单垛式紧卷罩式炉。
全氢作为保护气体，早在70年代初期，国外某工业炉公司就开发了这项新技术，当时应用于铜基金属工业，70年代末推广到钢铁工业，80年代中期进行普遍推广应用。
据有关资料记载至1993年这家工业炉公司制造并投产的全氢罩式炉共有500多座，分布在世界20个国家和地区。
随着冷轧带钢生产的迅速发展，世界各国面临着兴建和改造老式罩式炉的新形势。
目前世界上具备全氢单垛式紧卷罩式炉新技术和提供全套设备的能力的厂家还不太多，据了解首先是欧洲一家工业炉公司，其次是欧洲另一家工业炉公司。
前者生产的罩式炉称作“强对流全氢罩式炉”（奥地利EBNER工业炉公司），主要特点是采用全封闭退火炉台、全封闭炉台循环风机、横波形内罩以及气－水组合式冷却罩。
后者生产的罩式炉称作“高效能全氢罩式炉”（德国LOI工业炉公司），主要特点是采用敞开炉台、将炉台循环风机与电动机分开的弹性连轴器、平面形内罩以及外部分流快速冷却设备和空气冷却罩等。
上述两家公司采取的设备手段虽然有所不同，但其技术实质均遵循着强对流和全氢技术这个基本出发点，适应全氢退火的严密性和安全性，从而达到提高退火产量和质量的目的。
二、强对流全氢罩式炉技术1.强对流冷轧带钢卷罩式炉退火采用间歇式生产方式，以高炉和焦炉混合煤气作为燃料，通过内罩对带钢卷进行间接加热。
罩式炉退火是以流体力学传导理论为基础。
炉料得到热量多少取决于内罩壁的辐射传热和气体对流传热的能力。
由于轧制后的带钢横向存在着中间厚、两个边部薄的横向偏差，所以即使在较大轧制张力下卷曲钢卷，仍会出现带钢中间部位层间压力大、两个边部层间压力小的情况，因此带钢层间存在间隙；其次，为了减少退火工序中由于带钢层间压力过大而产生的粘结缺陷，在保证卷齐钢卷的条件下，应尽量降低轧制张力，这样更增大了间隙。
罩式退火炉的退火工艺
罩式退火炉的退火工艺冷轧带钢退火工艺制度主要根据钢的化学成分、产品的技术标准、带钢的尺寸和卷重等因素确定。
工艺制度必须保证生产中卷层间不粘结，表面不出现氧化。
A. 加热速度的确定钢的加热速度主要决定于钢的导热系数的大小。
钢中碳含量和合金含量对热传导影响较大。
如它们的含量高，则导热系数小，加热速度就要适当慢一些，避免内外温度差过大而造成组织和性能的不均。
从室温到400℃，加热速度一般是不加限制的。
根据在结晶过程的原理，带钢从室温到400℃，带钢内部组织无显著变化，轧制过程中被拉长的晶粒刚刚获得恢复，尚未形成再结晶，因此在此区间钢的加热速度越快越好。
带钢由400℃加热到保温温度，加热速度对带钢的性能和表面质量都有相当大的影响。
一般规定升温速度以30～50℃/h为宜，带钢从400℃加热到保温温度723℃以下期间，正是再结晶形成阶段，因而在这个温度区间加热速度必须予以控制。
B. 保温温度和保温时间的确定钢的再结晶温度不是固定的某一温度，它同带钢内部组织状态有关，实际生产中的再结晶温度是在570～720℃范围内根据产品选择的。
保温温度及保温时间主要依据产品标准、技术条件及钢种和带钢的厚度来确定。
保温时间、保温温度还与卷重、带钢厚度有关，卷重大、钢板厚，则保温温度高，保温时间也要长。
对易产生层间粘结缺陷的钢质和薄规格的带钢，保温温度可适当低些，保温时间可短些。
C. 光亮退火要使带钢无脱碳、无氧化必须进行光亮退火。
退火钢卷防止氧化的关键性问题是必须使保护罩内的压力满足工艺要求。
另外，还要认真搞好冷吹和热吹。
冷吹和热吹的目的是利用保护气体驱走内罩中的空气和钢卷带进的油气水分。
热吹的作用是除了将内罩中的残余气体进一步赶尽之外，更重要的是将板卷带来的乳化液产生的油烟、水蒸气等有害物质全部驱走吹净，避免玷污钢板表面而降低钢板表面质量。
全氢罩式退火炉新设备和新技术
全氢罩式退火炉新设备和新技术在唐钢冷轧厂的成功运用杨建伟吴静（唐钢冷轧薄板厂）摘要：对唐钢冷轧厂全氢式单垛罩式退火生产线基本概况、新设备、新技术、生产工艺进行了论述，以详实的数据对新设备、新技术的良好性能做出的论证，并对现行的退火工艺和工艺制度的优化情况进行了介绍，总结了唐钢冷轧厂罩式退火生产线的现状，提出了未来的发展方向。
关键词：全氢罩式退火炉新设备新技术生产工艺1、前言全氢式保护气体单垛罩式炉采用间歇式生产方式，以焦炉煤气或混合煤气（高炉和焦炉）作为燃料，通过对内罩加热近而间接对带钢卷加热的方式，利用内罩内100％氢气作为保护气体，对带钢卷进行再结晶光亮退火。
退火产品可广泛应用于建材、家电、汽车等领域。
2、基本概况唐钢冷轧厂全氢式单垛罩式退火生产线全部关键设备部件和技术均引进于奥地利艾伯纳炉子公司，拥有该公司目前在中国大陆地区最先进的关键设备部件和技术。
设计能力为年产80万吨退火产品，包括40座炉台及配套的阀站、40个内罩、21个加热罩、19个冷却罩、30座终冷台、2套减压系统、2套液压系统和一套自动控制系统，其中炉台、阀站、减压站、液压站和程序控制系统元件等设备由艾伯纳奥地利总公司提供，加热罩、冷却罩、内罩和终冷台等设备由艾伯纳中国太仓分公司提供，确保了设备的最佳品质。
为满足将来生产发展的需要，另外预留8座炉台，6座终冷台，全部建成投产后，每年可生产退火产品95万吨。
3、设备描述3.1全封闭炉台全封闭炉台由炉台钢结构本体、扩散器以及全封闭炉台循环风机组成。
全封闭炉台结构采用新技术设计制造，由钢板和钢结构焊接而成，承载支撑环应用了同心环状结构的新技术，使支撑环的热膨胀与扩散器总成部件保持一致，比原来采用支柱来支撑炉料的系统优越了很多，因此实现了最大112.5吨的净装炉量和五卷装炉最大6500 mm的堆垛高度，是国内为数不多的采用五卷装炉的机组之一。
扩散器组件采用了重载承重板，能够预防100％的表面接触，使最底层的带钢卷不会出现边缘损伤。
全氢罩式退火炉工艺设备及工程化特点
全氢罩式退火炉工艺设备及工程化特点摘要：本文介绍了全氢罩式退火炉工艺及设备主要特点，并依托某钢厂的冷轧退火线，从工程的角度介绍了随着市场的需求，对退火钢卷的需求不断增大，热处理配置需要进行相应提升改造，本文针对其产品方案重点介绍了产线的工艺流程及主体设备的相关参数及工程化特点。
关键词：全氢罩式退火炉；工艺及设备；工程化特点1 前言全氢罩式退火炉，是冷轧钢卷常用的热处理炉型之一，此方式因为其组织生产灵活、设备投资低而被众多用户所采纳。
罩式退火炉采用100%全氢气保护气体，整个退火周期采用耐高温风机使保护气体高速循环，以加强传热效果，提高产品质量和产量。
[1]某钢厂冷轧厂设计年产冷轧卷100 万吨，目前配套的罩式退火炉生产能力68.5 万t/年。
不能满足现有生产要求，因此需要再建设罩式退火炉增加钢卷退火能力。
2 工艺流程及主要设备特点2.1 工艺流程（1）选择退火程序。
在正常生产过程中，退火程序从COS 传送到炉台PLC，并储存PLC 中，直到接收新的退火程序。
（2）放置内罩。
炉台上料后，将内罩放在炉台上，然后用液压夹紧机构夹紧到水冷炉台法兰的圆形密封件上，这样可以达到很好的密封。
（3）冷泄漏测试。
泄漏测试可以在室温度下自动完成。
将内罩内的压力自动地调节到约5000Pa，并关闭所有入口和出口阀门。
（4）初始吹扫。
如果工作空间无漏气，那么将用氮气动吹扫工作空气。
吹扫结束后，炉台准备退火。
（5）压力控制。
为了使内罩内的压力高出外界压力一定范围，可以自动控制工作区压力。
（6）加热。
加热罩燃烧系统由几个位于加热罩周围的高速烧嘴组成。
（7）温度控制。
对于连续控制，将提供两个单独的温度控制器（分别用于加热罩和炉台）；对于开/关控制，将提供两个其它控制器（分别用于加热罩和炉台）。
（8）连续控制。
当加热罩（或炉台）控制器发出打开信号时，机动阀将打开；当控制器发出“关闭”信号时，它将逐渐关闭。
在加热罩控制站配备有手动调节的手动/自动方式开关。
全氢罩式炉介绍
（2）退火类型： 光亮退火，球化退火、再结晶退火 退火温度：最高 870℃
（3）燃料种类： 混合煤气，焦炉煤气，天然气，液化石油气
（4）最大装炉量： 最大装炉量为125t，装炉高度5600mm
1.出炉时的照片
2.产品质量结果DDQ
抗拉强度 303 断裂延伸 43
屈服强度 177 90度R值 2.02 均匀延伸 24.0 90度N值 0.213
工艺阶段10 带冷却罩冷却
工艺阶段11 喷淋冷却
工艺阶段12 抽真空 / 充氮
工艺阶段13 移去冷却罩
工艺阶段14 移去内罩 / 炉台卸料
4、全氢罩式退火炉数学模型
（1） 退火过程模型： 对于特定的堆垛量，给出加热时间、保温时间、冷却时间。
重点是给出钢卷中心点温度变化值。 （2） 堆垛模型：
根据合同号和钢卷参数，给出最佳装炉量。 （3）车间管理模型：
达到钢卷力学性能及表面的光亮度的要求。 热处理分为中间退火，再结晶退火和完全退火。
未轧制前
轧制后
退火后
加热速度 对带钢的性能和表面质量有较大影响，一般为40～60℃/h，
400~723℃是再结晶形成阶段，加热速度必须控制。 保温温度和保温时间
再结晶温度在570~720℃ 带钢越薄，内能越大，越易形成再结晶，退火温度低。 带钢越厚，保温温度要高，保温时间要长。 冷却速度和出炉温度 对汽车板等特殊要求的钢种，冷却速度要求慢一些。 一般的钢种冷却速度尽可能快一些。 出炉温度一般在90～150℃。
使车间设备运行处于最佳状态，以降低运行成本。
罩式退火和连续退火优缺点
罩式退火和连续退火优缺点1）生产工艺全氢罩式退火炉是冷轧钢卷以带有少量残余乳化液的状态，未作脱脂便送入罩式退火炉进行退火处理，在氢气气氛中冷却，然后通过平整机中间库直接送往平整机，再检查等，设备布置空间大，生产周期长，但产品规格和产量变化灵活性强。
连续退火线上冷轧带卷在进口段进行脱脂，在连续退火的第一段进行退火，随后采用气体或水等进行冷却，在退火第二段进行时效处理，然后进行在线平整，检查等，设备布置紧凑，占地面积小，生产周期短，但产品规格范围覆盖面不宜太宽，产量不宜太低。
2）总成本所谓总成本包含工艺设备新建的投资费用再加上生产运行费用。
对于全氢罩式退火工艺途径来说，其投资、消耗与维修费用与连续退火线相比都要低，只有人员较多和材料损失比较高。
此外，对于连续退火线而言，还应累加冶炼深冲钢种所需的附加费用(用于真空脱气、微合金化等)以及较昂贵的酸洗费用(用于清除热轧卷取温度较高而形成的红色氧化铁皮)。
所以，从有关的资料评价估计全氢罩式退火炉的总成本比连续退火机组低。
3）品种性能品种方面，全氢罩式退火通常生产的品种有CQ、DQ和DDQ，生产EDDQ、S―EDDQ、HSLA等品种难度很大，适合小批量、多品种生产。
连续退火品种有CQ、DQ、DDQ、EDDQ、S―EDDQ、HSLA、HSS等，生产厚规格(大于2．5mm)产品有困难，规格范围太宽将增加控制难度，适合大批量、少品种生产。
表面洁净度方面，全氢罩式退火通过建立正确退火制度，加上在热轧、冷轧的预防措施(严格控制板形、新型轧制技术、一定程度的均匀粗糙度、精确的卷取张力等)，减少粘结、折边、碳黑等缺陷。
而连续退火后的钢板表面十分光洁，不会出现粘结、折边、碳黑等缺陷，适合生产表面质量要求高的钢板。
深冲性方面，对于铝镇静钢而言，一般用全氢罩式退火比用连续退火质量要优，其机械性能均匀，塑性应变比r 值、加工硬化指数n值一般都能高于连续退火的产品。
近年发展起来的微合金化超深冲(IF)钢，又称无间隙原子钢，该钢具有极优良的成形性，即高r值(r>2．0)、高n值(n>0．25)、高伸长率(8>50％)和非时效性(AI=0)。
冷轧65Mn带钢全氢罩式炉退火工艺的研究杨金龙
冷轧65Mn带钢全氢罩式炉退火工艺的研究杨金龙发布时间：2023-07-03T13:14:29.365Z 来源：《中国科技信息》2023年8期作者：杨金龙[导读] 主要对冷轧钢带65Mn全氢罩式炉退火工艺进行研究，对退火温度、保温时间以及冷却制度等关键工艺参数的确认，保证冷轧带钢65Mn产品退火平整后抗拉强度低于600Mpa，延伸率大于30%，，球化级达到3级以上；同时该钢种在开发初期试生产阶段边部存在氧化边缺陷，通过对氧化边成份进行分析带钢中金属Mn在微氧环境下氧化是氧化边产生的主要原因，通过对轧制油挥发平台时间、升温速率以及氢气吹扫量的调整，解决氧化边缺陷，使得产品能够满足客户使用要求。
天津市新天钢冷轧板业有限公司天津市 300270摘要：主要对冷轧钢带65Mn全氢罩式炉退火工艺进行研究，对退火温度、保温时间以及冷却制度等关键工艺参数的确认，保证冷轧带钢65Mn产品退火平整后抗拉强度低于600Mpa，延伸率大于30%，，球化级达到3级以上；同时该钢种在开发初期试生产阶段边部存在氧化边缺陷，通过对氧化边成份进行分析带钢中金属Mn在微氧环境下氧化是氧化边产生的主要原因，通过对轧制油挥发平台时间、升温速率以及氢气吹扫量的调整，解决氧化边缺陷，使得产品能够满足客户使用要求。
关键词：65Mn；全氢罩式退火炉；氧化色；球化率65Mn冷轧钢带是一种用来制造刀具、量具和锯片等工具理想的材料。
为了保证材料的质量和性能，我们需要对该材料的退火工艺进行研究，以去除加工硬化，并为后续淬火提供良好的组织结构。
我们以Ac1珠光体向奥氏体转变的温度727℃为基础，采取通过退火炉内加热到稍低于Ac1，长时间保温退火方式来实现产品性能以及组织形貌，对退火过程中出现的氧化边问题进行分析确定，金属锰在带钢边缘在微氧环境下氧化是形成氧化边的主要原因，通过对退火轧制油挥发、氢气吹扫进行控制，能够有效抑制的氧化反应的发生，最终达到良好的表面质量，使得我们的产品可以完全满足用户的期望。
带钢退火工艺及其装备(全氢罩式退火炉)
(培训教程大纲) 培训教程大纲)
北京科技大学热能工程系
2011-3-18
Department of Thermal Energy Engineering of USTB
1
第一部分—全氢罩式炉退火工艺及其装备 第一部分 全氢罩式炉退火工艺及其装备
一、发展历程(历史沿革) 发展历程(历史沿革) 二、基本构造与操作过程 三、炉内传热过程的分析 四、数值模拟与实验验证 五、参数优化及其分析 六、主要结论
38<t ≤ 58.5 f=f 0 + a 1 e -(t-t0)/x1 f 0 =0.79184 t 0 =38.03 a 1 =0.21853 x 1 = 3.07573 f=a+b 1 t+b 2 t 2 + b 3 t 3 a= -23.79697 b 1 =1.48994 b 2 =-0.02926 b 3 =1.89788 × 10 -4
2011-3-18
全氢罩式退火炉热过程 离线数学模型计算结果及分析
2011-3-18
8
加热过程
加热过程 均热过程
冷却过程
带加热罩冷却过程 辐射冷却过程 带冷却罩冷却过程 快速冷却(氢气旁路冷却或水喷淋冷却)
2011-3-18
9
建立数学模型的目的
建立全氢罩式炉退火过程数学模型， 建立全氢罩式炉退火过程数学模型 ， 进行离线 预报钢卷退火工艺曲线， 预报钢卷退火工艺曲线 ， 为今后实现钢卷温度 的在线跟踪和炉温的动态计算提供基础。 的在线跟踪和炉温的动态计算提供基础。 对不同来料、 不同产品的退火过程， 对不同来料 、 不同产品的退火过程 ， 只要将原 始数据作为模型输入条件， 始数据作为模型输入条件 ， 模型即可计算出相 应的退火曲线， 应的退火曲线 ， 为工艺优化与过程控制提供依 据。 建立、 完善不同钢种、 建立 、 完善不同钢种 、 不同规格的钢卷在不同 产量条件下的优化退火工艺制度， 产量条件下的优化退火工艺制度 ， 为今后实现 在线控制提供坚实的理论基础。 在线控制提供坚实的理论基础。
罩退讲课资料
三、机械设备概述
我公司新建的全氢罩式退火炉机组由上海宝信 软件股份有限公司提供设计、设备成套供货、调试 及相关技术服务，机组型号为 BAF/BH200-560。退 火机组原料产品为酸轧联合机组所生产冷硬卷，主 要生产钢种为：CQ、DQ、DDQ、HSS；镀锡基板 T2.5、T3、T4、T5。 一期工程设备包括：48 个炉台、48 个内罩、26 个加热罩、22 个冷却罩、48 个阀站、40 座终冷台 及相应的液压站、能介（燃气/氢气/氮气）调压站、 排烟风机系统、电气和自动控制系统等等。二期工 程预留设备包括：8 个炉台、8个内罩、6个加热罩、 2 个冷却罩、8个阀站、6 座终冷台等等。56个炉
当退火后钢卷温度下降到预设定的出料温度时， 炉台高温循环风机的速度会降到520 rpm 并打开氮 气进口阀门，氮气以 140 m³ 的流量进行吹扫，持 /h 续时间大约25 分钟， 当满足下列条件时吹扫就会 被终止： 1) 内罩里面必须吹入上述氮气量； 2) 整个吹扫过程必须达到最短的吹扫时间。 当满足了上述二个条件时，高温循环风机则停 止运转。吹扫完成后，就可以移开冷却罩， 同时必 须断开内罩的冷却水管，松开液压锁紧装置后才可 以移开内罩，炉台卸料后准备下次退火。计算机监 控系统将退火数据保存并送给上位管理机。生产报 表的打印可自动打印也可人工干预打印，一个退火 循环周期结束。
电磁阀、压力开关、压力表、快速接头。助燃空气 系统配置助燃风机、多头螺旋肋片预热器、总管压 力开关、压力表、不锈钢膨胀节、电磁蝶阀、手动 蝶阀等。烧嘴数量12 个，采用脉冲燃烧方式。检测 及控制功能包括：助燃风机运行控制；助燃空气压 力检测、显示、报警、控制；燃气压力检测、显示、 报警、控制；燃烧器自动点火、火焰监测、断电自 动关闭燃气电磁阀等控制。 冷却罩：冷却罩顶部装有2 台大流量风机，高温 冷却时，启动风机冷却和喷淋冷却。主要控制功能： 冷却风机运行控制；喷雾冷却及喷射冷却控制。 内罩：内罩为筒体结构，通过液压夹紧在炉台上。 在吊装过程中，2 个导向臂能正确将内罩快速就位。
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1
Temperature, Celsius Degree
600 500 400 300 200 100 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
1-core 2-edge
e x p e rim e n ta l v a lu e e x p e rim e n ta l v a lu e c a lc u la te d v a lu e o f c a lc u la te d v a lu e o f
2011-3-18
3
二 全 氢 罩 式 炉 的 基 本 构 造
2011-3-18
4
主体结构
空气喷嘴
加热罩
燃料预热
内罩 对流板 高速烧嘴
扩散器
保护气氛 循环风扇
全密封炉台
水喷淋探头
风扇
风扇
冷却罩
带罩冷却过程
2011-3-18
7
三、炉内传热过程分析 板卷加热的数学模型 板卷均热的数学模型 板卷冷却的数学模型 数学模型的实验验证 数值模拟结果及分析
退火过程的参数优化及其分析
对流换热及对流换热系数 钢卷径向等效导热系数 循环风量的优化与分析 钢卷温度与检测点温度的关联关系
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20
1、对流换热系数的分析研究(1) 对流换热系数的分析研究(1)
µ V h = K h nD λ g ρ Df
nV − n µρ n DL Df 1 + L
0.5 1.0 1.5 2.0
0.6 0
20
40
60
80
100
0 0
ϕ，（%）
ϕ，（%）
氢气介质中钢卷 径向等效导热系数随ϕ的变化
2011-3-18
影响钢卷径向等效导热系数的参数
25
3、退火过程循环风量的优化
800 700
Temperature, Celsius Degree
600 500 400 300 200 100 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80
−1
(
)
其中：0≤ ϕ ≤100%
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L0=b/S
23
2、氢气与氮气介质中钢卷径向等效导热系数的比较
60
0.6
λ，（W\m℃ m℃）
钢
40
ϕ =0 L0=0.01
ϕ =0
λrad/λsteel
0.4
20
氢气 氮气
0.2
氢气
氮气
0 0
200
400
600
800
0 0
200
400
600
800
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17
分析(3)：钢卷温度分布(7hr) 分析(3)：钢卷温度分布(7hr) (3)
(a) 7hr 4 3.5 3 300 2.5 350 2 300 1.5 1 350 0.5 400 0 -1.2 -1 300 -0.8 -0.6 -0.4 r
18
250 300
350 400
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钢卷内的径向传热示意图
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22
2、钢卷径向等效导热系数的计算(2) 钢卷径向等效导热系数的计算(2)
RR
RS1/2
RD
RCT
RS1/2
RG
钢卷内部导热热阻网络模拟
λr = λS
1 + L0 SL0 1 (1 − ϕ ) + 1 + λS L0 λ g + ϕ 3 (2 − ε ) / 4εσTm 1 / λs + RCT ϕ / (L0 S )
T，(℃)
T，(℃)
（a）
2011-3-18
（b）
24
3、影响钢卷径向等效导热系数的因素
1.0
0.8
0.9
λrad/λsteel
0.6
0.8
λrad/λsteel λ
Tsteel=700℃ L0=0.01
0.4
0.7
0.2
N2,L0=0.03 N2,L0=0.01 H2,L0=0.03 H2,L0=0.01
110,000 Nm /hr 3 90,000 Nm /hr 3 70,000 Nm /hr 3 50,000 Nm /hr 3 30,000 Nm /hr
3
Time, hr
不同循环风量下的钢卷卷芯退火曲线
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26
1.8 1.6 1.4 1.2 1.0
钢 卷
•Tcen • Tcon • Tmon
o f c o re of edge c o re edge
50 55 60
T im e , h r
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13
模型验证(II) 模型验证(II)
800 700
• • 2
1
Temperature, Celsius Degree
600 500 400 300 200 100 0 0 5 10
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14
模型验证(III) 模型验证(III)
800 700
• •2
1
Temperature, Celsius Degree
600 500 400 300 200 100 0 0 5 10
1-core 2-edge
experimental value of core experimental value of edge calculated value of core calculated value of edge1-core 2-edge
experim ental value of core experim ental value of edge calculated value of core calculated value of edge
15 20 25 30 35 40 45 50
Tim e, hr
重量 kg 22,800 32,560 33,000 33,760
钢卷宽 mm 1,012 1,012 1,012 1,012
钢板厚 mm 0.806 0.806 0.806 0.806
外径 mm 2,028 2,383 2,391 2,423
12
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模型验证(I) 模型验证(I)
800 700
38<t ≤ 58.5 f=f 0 + a 1 e -(t-t0)/x1 f 0 =0.79184 t 0 =38.03 a 1 =0.21853 x 1 = 3.07573 f=a+b 1 t+b 2 t 2 + b 3 t 3 a= -23.79697 b 1 =1.48994 b 2 =-0.02926 b 3 =1.89788 × 10 -4
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全氢罩式退火炉热过程 离线数学模型计算结果及分析
o
L − − − − 气体流动路线的长度
K h , nV , n D , n µρ , n DL − − − 对流换热系数的实验常 数。
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2、钢卷径向等效导热系数的分析(1) 钢卷径向等效导热系数的分析(1)
A—带钢间保护气体导热、 带钢间保护气体导热、 B—带钢间辐射热交换； 带钢间辐射热交换； C—接触点导热、 接触点导热、 D—带钢导热
V − − − − 气体流速 Df
(m / s )； − − − 气体通流直径 (m )；
λ g − − − − 气体导热系数 µ − − − − 气体动力粘度 ρ − − − − 气体密度
(kg / m )；
3
(kg /( m ⋅ s ) )； (m )；
(W /( m⋅ c ) )；
100 0 5 10 15 20 25 30 35 40
Time, hr
(h B=
R gas HH −
CV R CV GS + hgas−HHFHH (Tg −THH) + hgas−ICGS + hgas−ICFIC (Tg −TIC) 1 2
(1− Kheat)(QDW +VairCpairTair +CpfualTfuel) −Vwaste PgTg C
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一、发展历程
传统罩式炉: 传统罩式炉: 鞍钢冷轧厂20世纪50 20世纪50年代 鞍钢冷轧厂20世纪50年代 引进的由前苏联设计开发制造 混氢(HNX)强对流罩式炉: 混氢(HNX)强对流罩式炉: (HNX)强对流罩式炉 武钢冷轧厂20世纪70 20世纪70年代初引进 武钢冷轧厂20世纪70年代初引进 德国LOI LOI公司生产的分流冷却罩式炉 德国LOI公司生产的分流冷却罩式炉 全氢罩式炉: 全氢罩式炉: 70年代末奥地利EBNER公司 年代末奥地利EBNER公司(HICON/H 70年代末奥地利EBNER公司(HICON/H2) 和德国LOI公司(HPH) LOI公司(HPH)分别开发完善 和德国LOI公司(HPH)分别开发完善
分析(3)： 钢卷温度分布(48hr) 分析(3)： 钢卷温度分布(48hr) (3)
(e) 48hr 4 450 3.5 400 3 400 2.5 350 2 400 1.5 350 1 350 0.5 300 0 -1.2 400 450 450
-1 -0.8 -0.6 -0.4 r
19
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8
加热过程
加热过程 均热过程
冷却过程
带加热罩冷却过程 辐射冷却过程 带冷却罩冷却过程 快速冷却(氢气旁路冷却或水喷淋冷却)