專利名稱：一種連續退火爐用加濕裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及氣體加濕的控制裝置，特別屬于冶金行業帶鋼連續退火 爐內的保護氣氛進行加濕和露點控制的裝置。
背景技術：
冷軋帶鋼進入連續退火爐內進行退火處理時，要求密封的爐體內部充滿 不同比例的氫氮保護氣氛。爐內保護氣氛的露點明顯影響著帶鋼的碳含量， 表面氧化物的成分、含量和組織分布等，因此連續退火爐內保護氣氛露點控 制的設備和方法是冷軋帶鋼后工序的重要技術。目前國內關于帶鋼退火爐用 加濕器的公開資料十分有限，且其能力只限于提供低露點、小容量的濕氣氛， 加濕器最佳的控制狀態基本根據操作者的經驗來實現，不可調節或可調性差， 控制精度不高。
編號為[JP 10183257 A]的國外專利公開了退火爐內氣氛的增濕裝置和方 法，提出在加濕器后設置初級加熱器以防止增濕氣氛冷凝；在退火爐供氣管 前設置次級加熱器以使得增濕后的氣氛溫度與爐內氣氛的溫度相同，從而維 持爐氣露點或溫度穩定。這是對已加濕過的爐內保護氣體進行露點控制從而 維持其穩定性，沒有涉及到爐氣加濕的過程和爐氣露點調節的技術。
編號為[JP 2005264305 A]的專利提出一種爐氣加濕的裝置，水蒸汽從交 替布置的爐內噴梁上的噴嘴逸出，經導流配氣板流到帶鋼上。通過探測爐內 不同處的露點溫度，用控制器調節噴嘴的水蒸汽注入量、噴嘴的注入方向、 導流配氣板的上下方向，從而控制爐氣露點分布的均勻性。該方法直接將水 蒸汽通入爐內增濕，未能體現對爐氣露點的調節范圍和精度要求，且其控制 的穩定性可能存在問題。

實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種連續退火爐用加濕裝置，該加
濕裝置能夠向退火爐持續供給大容量的、氣氛可控的爐內保護氣體；使爐內 保護氣氛的露點可調。
本實用新型的構思是以一定比例預先混合后的氫氮氣體被分為干/濕兩
支路，其中濕氣氛支路通入加濕器槽體內，與飽和水蒸汽混合后再經過出氣 管路流向退火爐，而旁通的干氣氛支路可不經槽體直接通入出氣管路向退火
爐供氣；氫氮混合氣的干、濕兩支路均設置有流量調節閥，控制其比例便可 實現加濕器對露點溫度的大范圍調節。飽和水蒸汽通入槽體與氫氮混合氣混 合，對其進行加熱和加濕；飽和蒸汽管路上設有流量調節閥，對加濕器槽體 出口混合氣體的溫度傳感器的信號形成關聯反饋，實現了加濕器對露點的自 動調節功能，使得所制備的加濕氣體露點具有較高的控制精度。小流量的純 水供給管路上同樣設有自動切斷閥，其多頻次開閉的響應性直接影響槽體內 水位和壓力的變化，從而決定露點波動的穩定性。純水循環管路上的泵將槽 內純水從底部打到槽體頂部后，向槽內噴淋，將氫氮混合氣與飽和水蒸汽經 過槽內的過濾床充分混合均勻后，獲得退火爐所需的保護氣氛，從槽體出氣 管路直接供給退火爐。出氣管路上設置的加熱器、以及出氣管路和飽和水蒸 汽管路上的絕熱包覆層，均為防止氣體冷凝。這樣大流量的氫氮混合氣與飽 和水蒸汽的相互混合便可制得大容量、氣氛可控的爐內保護氣體。
為解決上述技術問題，本實用新型提供一種連續退火爐用加濕裝置，包 括一個加濕器槽體，其上連接有一純水管路，用于向加濕器槽體供水； 一水 蒸汽管路，將水蒸汽通入加濕器槽體內； 一純水噴淋管路，從加濕器槽體上 方向下噴淋純水； 一出氣管路；
還包括 一氫氮混合氣體管路，直接通入出氣管路； 一氫氮混合氣體管 路，通入加濕器槽體；所述氫氮混合氣體管路上都設有流量調節閥。
優選地，所述氫氮混合氣體管路上還設有流量計，其與流量調節閥電連 接，將信號傳遞給流量調節閥。
優選地，所述水蒸汽管路為飽和水蒸汽管路，其上設有低壓報警開關、 流量調節閥、切斷閥、絕熱包覆層、冷凝水排放口、以及伸入加濕器槽體的 噴管。
優選地，所述純水管路上設有低壓報警開關、切斷閥。
優選地，所述純水噴淋管路是從加濕器槽體底部引出通入槽頂，管路上
設有水泵。
優選地，所述出氣管路上設有加熱器、溫度傳感器，溫度傳感器與飽和 水蒸汽管路上的流量調節閥電連接，將出口氣體的溫度信號反饋給流量調節 閥。
優選地，所述出氣管路上還設有低流量報警開關，用于監控退火爐保護
氣體的供給能力；以及絕熱層。
優選地，所述加濕器儲水槽體上部設有高壓報警開關，下部還設有液位 控制開關、低液位報警開關和排水管路，排水管路上設有切斷閥；所述加濕 裝置還包括一控制單元，分別與高壓報警開關、液位控制開關、純水管路上 的切斷閥和排水管路上的切斷閥電連接，控制單元根據高壓報警開關和液位 控制開關傳送的信號控制純水管路上的切斷閥和排水管路上的切斷閥。
優選地，所述加濕器槽體下部還設有高液位報警器、低液位報警器和溢 流排放管路，溢流排放管路上設有切斷閥，所述高液位報警器與該切斷闊電 連接，所述低液位報警器與純水管路上的切斷閥電連接。
優選地，所述加濕器儲水槽體內位于水蒸汽管路噴管的下方，設有一個 氣汽混合的濾床，出氣管路穿設在該濾床上。
本實用新型采用將氫氮混合氣體分為千/濕兩支路選擇加濕，控制各自氣 氛比例，得到不同的加濕程度，與現有技術相比，其有益效果是能夠制備 出露點范圍為-2(TC +7(rC的混合加濕氣體。由于各介質管路上設置了流量
調節閥使之參與閉環反饋控制，使得加濕后的混合氣體露點精度高達士rc，
且露點調節性能好。通過槽內純水循環的控制，和純水供給管路上的切斷閥 響應性控制，使得槽內壓力穩定，從而保證了在加濕過程中對露點控制的穩 定性。這樣每套加濕裝置制備出的作為爐內保護氣氛的流量可達100 300m7h，充分滿足冷軋帶鋼嚴格退火工藝的生產需要。


以下將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。 圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖中，l是氫氮混合氣管路，2是氫氮混合氣體干氣氛支路，3是氫氮混 合氣體濕氣氛支路，4是手動閥，5是孔板流量計，6是流量調節閥，7是加
濕器槽體，8是出氣管路，9是飽和水蒸汽管路，IO是低壓報警開關，11是 切斷閥，12是單向閥，13是絕熱層，14是冷凝水排放口， 15是噴管，16是 純水管路，17是純水循環噴淋管路，18是水泵，i9是低流量報警開關，20 是加濕器槽頂噴淋口， 21是濾床，22是溫度傳感器，23是加熱器，24是液 位控制開關，25是控制單元開關，26是低液位報警開關，27是高壓報警開 關，28是高液位報警器，29是溢流排放管路，30是排水管路。
具體實施方式
如圖1所示，該裝置上裝有氫氮混合氣管路1，氫氮混合氣管路1被分 為氫氮干氣氛支路2和氫氮濕氣氛支路3，兩支管路上均置有孔板流量計5 和流量調節閥6。流量調節閥6既可由過程計算機設定開度，又可通過孔板 流量計5的信號來自行反饋調節。氫氮濕氣氛支路3通入裝置的加濕器槽體 7內加濕，氫氮干氣氛支路2則直接連通出氣管路8。
飽和水蒸汽從水蒸汽管路9依次流經所裝的低壓報警開關10、切斷閥11、 流量調節閥6、流入槽體7后沿水蒸汽管路的噴管15上的槽孔逸出。管路9 上還裝有冷凝水排放口 14，且包覆絕熱層13。
純水從純水管路16依次安裝有低壓報警開關10、切斷閥ll、排水管路 30、進入加濕體槽體7內。氣汽混合的濾床21置于槽體7內，出氣管路8 穿入其中，槽體7附近的管路30上還置有排水切斷閥11。純水噴淋管路17 裝在加濕器槽體7底部，槽體內的純水從槽底引出到循環噴淋管路17，管路 17上裝有水泵18，由水泵18將純水從加濕器槽頂噴淋口 20灑入槽體7內， 促使氫氮混合氣、飽和蒸汽經過濾床21的密集網孔后得以充分混合，制備出 露點均勻的加濕氣體后，從出氣管路8流向退火爐內。
出氣管路8上裝有溫度傳感器22將加濕器出口氣體的溫度信號反饋給管 路9上的流量調節閥6，控制飽和蒸汽的流量，從而精確調節加濕氣體的露 點；管路8裝有加熱器23，將加濕后的氣體加熱到IO(TC以上，同時管路8 包覆的絕熱層13有效防止氣體冷凝。出氣管路8上還裝有低流量報警開關 19，用于監控退火爐保護氣體的供給能力。
加濕器儲水槽體7上部裝有高壓報警開關27，下部還裝有液位控制開關 24、低液位報警開關26。排水管路30及其上的切斷閥11也在槽體7下部。
加濕裝置還包括一控制單元25，分別與高壓報警開關27、液位控制開關24、 純水管路16上的切斷閥11和排水管路30上的切斷閥11電連接。加濕器槽 體7內的純水經管路16補足后，液位信號通過液位控制開關24傳送給控制 單元25。低液位報警開關26也可監控管路16使供水繼續。當水位持續升高 時，槽體7內壓力上升，液位控制開關24和高壓報警開關27的信號傳送給 控制單元25，使得純水管路16上的切斷閥11關閉，同時管路30上的切斷 閥ll打開排水；加濕器槽體下部還裝有高液位報警器28、低液位報警器26 和溢流排放管路29，溢流排放管路29上裝有切斷閥11。高液位報警器28 與該切斷閥11電連接，低液位報警器26與純水管路16上的切斷閥11電連 接。且高液位報警器28的信號也可控制槽體7溢流排放管路29上的切斷閥 ll打開排水。因此純水供給管路16上切斷閥11為小流量、多頻次開閉，其 響應性良好，使得槽體7內壓力穩定，從而對露點的控制穩定。
根據需要，可以在各管道上安裝手動閥4和單向閥12，以及各處的溫度、 壓力顯示計等;氫氮混合氣體管路1和純水管路16前還可裝有加熱器以預熱 氫氮混合氣和純水，使得槽體7內氣氛溫度更均勻，露點波動更穩定；還可 對氫氮保護氣體預混合前的氫氣、氮氣各自的流量和比例進行設定，以及對 加濕器管路上的調節閥6進行流量設定，通過各PID控制器來實現該加濕裝 置不同的露點控制模式，譬如加濕器出口露點控制模式和爐內氣體露點控制 模式，使得該加濕裝置的控制方式更靈活。
權利要求1.一種連續退火爐用加濕裝置，包括一個加濕器槽體(7)，其上連接有一純水管路(16)，用于向加濕器槽體(7)供水；一水蒸汽管路(9)，將水蒸汽通入加濕器槽體(7)內；一純水噴淋管路(17)，從加濕器槽體(7)上方向下噴淋純水；一出氣管路(8)；其特征在于還包括一氫氮混合氣體管路(2)，直接通入出氣管路(8)；一氫氮混合氣體管路(3)，通入加濕器槽體(7)；所述氫氮混合氣體管路(2、3)上都設有流量調節閥(6)。
2. 根據權利要求1所述的連續退火爐用加濕裝置，其特征在于所述氫氮混合氣體管路(2、 3)上還設有流量計(5)，其與流量調節閥(6)電連接， 將信號傳遞給流量調節閥(6)。
3. 根據權利要求1所述的連續退火爐用加濕裝置，其特征在于所述水蒸汽管路(9)為飽和水蒸汽管路，其上設有低壓報警開關(10)、流量調節閥 (6)、切斷閥(11)、絕熱包覆層(13)、冷凝水排放口 (14)、以及伸入 加濕器槽體(7)的噴管(15)。
4. 根據權利要求1所述的連續退火爐用加濕裝置，其特征在于所述純水管 路(16)上設有低壓報警開關(10)、切斷閥(11)。
5. 根據權利要求1所述的連續退火爐用加濕裝置，其特征在于所述純水噴 淋管路(17)是從加濕器槽體(7)底部引出通入槽頂，管路上設有水泵(18)。
6. 根據權利要求1所述的連續退火爐用加濕裝置，其特征在于所述出氣管 路(8)上設有加熱器(23)、溫度傳感器(22)，溫度傳感器(22)與飽 和水蒸汽管路上的流量調節閥(6)電連接，將出口氣體的溫度信號反饋 給流量調節閥(6)。
7. 根據權利要求6所述的連續退火爐用加濕裝置，其特征在于所述出氣管 路(8)上還設有低流量報警開關(19)，用于監控退火爐保護氣體的供給 能力；以及絕熱層(13)。
8. 根據權利要求1所述的連續退火爐用加濕裝置，其特征在于所述加濕器儲水槽體(7)上部設有高壓報警開關(27)，下部還設有液位控制開關(24)、 低液位報警開關(26)和排水管路(30)，排水管路(30)上設有切斷閥 (11);所述加濕裝置還包括一控制單元(25)，分別與高壓報警開關(27)、 液位控制開關(24)、純水管路(16)上的切斷閥(11)和排水管路(30) 上的切斷閥(11)電連接，控制單元(25)根據高壓報警開關(27)和液 位控制開關(24)傳送的信號控制純水管路(16)上的切斷閥(11)和排 水管路(30)上的切斷閥(11)。
9. 根據權利要求1所述的連續退火爐用加濕裝置，其特征在于所述加濕器 槽體下部還設有高液位報警器(28)、低液位報警器(26)和溢流排放管 路(29)，溢流排放管路(29)上設有切斷閥(11)，所述高液位報警器(28) 與該切斷閥(11)電連接，所述低液位報警器(26)與純水管路(16)上 的切斷閥(11)電連接。
10. 據權利要求1所述的連續退火爐用加濕裝置，其特征在于所述加濕器儲 水槽體(7)內位于水蒸汽管路噴管(15)的下方，設有一個氣汽混合的濾床(21)，出氣管路(8)穿設在該濾床(21)上。
專利摘要本實用新型公開了一種連續退火爐用加濕裝置，包括一氫氮混合氣體管路，直接通入出氣管路；一氫氮混合氣體管路，通入加濕器槽體；所述氫氮混合氣體管路上都設有流量調節閥。與現有技術相比，其有益效果是氫氮混合氣體可選擇流量加濕，能夠制備出露點范圍為-20℃～+70℃的加濕氣體。各介質管路上設置的流量調節閥，可使混合氣體露點可調精度高達±1℃。通過槽內純水循環噴淋和相應的切斷閥控制，使槽內壓力穩定，從而保證了加濕過程中對露點控制的穩定性。所制備的爐內保護氣氛的流量可達100～300m³/h，滿足冷軋帶鋼退火工藝的生產需要。
文檔編號C21D1/76GK201186942SQ20082005758
公開日2009年1月28日 申請日期2008年4月22日 優先權日2008年4月22日
發明者張榮康, 李登峰, 李貴賓, 杰 黃 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司