免酸洗連續(xù)退火爐還原氣體循環(huán)再生利用系統(tǒng)及其利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種還原氣體循環(huán)再生利用技術(shù)，具體說涉及一種免酸洗連續(xù)退火爐還原氣體循環(huán)再生利用系統(tǒng)及其利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱軋板在進(jìn)行后續(xù)加工或使用時(shí)，通常先采用酸洗法將表面氧化皮去除，近年來，人們提出熱軋板可不經(jīng)酸洗直接進(jìn)行還原退火，利用還原性氣體將表面氧化皮還原成金屬鐵加以直接利用，既提高金屬收得率和產(chǎn)品，又簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，正備受關(guān)注。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?US6402852B2、US6588491B2、TO00/12233、W00003815A1 和 TO0191929A1的國際專利揭示了用氫氣還原去除熱軋帶鋼表面氧化皮的工藝與裝備。在工藝過程中，還原介質(zhì)氫氣過量不多，絕大多數(shù)氫氣被氧化鐵皮消耗掉，剩余少量氫氣直接燃燒后排放掉。第US6258186B1號(hào)專利則公開了用氫氣還原熱軋帶鋼氧化鐵皮進(jìn)而熱鍍鋅的工藝，但工藝未涉及還原氣體使用情況。公開號(hào)為CN101956061和CN102653815的中國專利揭示了鐘罩式光亮退火爐保護(hù)氣回收循環(huán)利用工藝，保護(hù)氣經(jīng)冷凝器冷凝去除水、吸油器吸油、深度干燥除水后重新供給鐘罩式光亮退火爐，但未涉及保護(hù)氣反復(fù)從高溫到低溫，再從低溫到高溫的能量利用問題。申請(qǐng)?zhí)枮?00710039842.8的中國專利公開了一種退火爐保護(hù)氣氛回收利用方法，其針對(duì)的是取向硅鋼連續(xù)滲氮退火爐內(nèi)氣氛的回收，基本過程是還原氣體冷凝脫水，過濾除去雜質(zhì)后進(jìn)入燃燒管路系統(tǒng)加熱帶鋼，是個(gè)單循環(huán)過程，利用效率不高，造成能源的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種免酸洗連續(xù)退火爐還原氣體循環(huán)再生利用系統(tǒng)及其利用方法，以節(jié)約能耗、降低成本。
[0005]根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種免酸洗連續(xù)退火爐還原氣體循環(huán)再生利用系統(tǒng)，包括連續(xù)退火爐，其具有在帶鋼傳輸方向上依次相連通的預(yù)熱段、加熱段、均熱段、緩冷段和快冷段，其特征在于，還包括:
[0006]抽風(fēng)機(jī)，設(shè)于預(yù)熱段的帶鋼入口處，用以將預(yù)熱段內(nèi)的還原氣體抽出；
[0007]換熱器，輸入端通過管道與抽風(fēng)機(jī)連接，用以對(duì)抽出的還原氣體進(jìn)行換熱降溫；
[0008]氣體干燥劑凈化裝置，輸入端通過管道與換熱器連接，用以對(duì)還原氣體進(jìn)行去除帶鋼還原所產(chǎn)生的少量水蒸汽；
[0009]混氣裝置，一輸入端通過管道與氣體干燥劑凈化裝置連接，另一輸入端設(shè)有還原氣體補(bǔ)充管，一輸出端通過管道連接至快冷段，通過將干燥后的還原氣體與補(bǔ)充的還原氣體充分混合形成新的還原氣體后，從快冷段輸入在連續(xù)退火爐內(nèi)，與帶鋼逆向而行，并依次對(duì)帶鋼進(jìn)行快冷段內(nèi)快速冷卻、緩冷段內(nèi)預(yù)熱、均熱段內(nèi)退火還原、加熱段內(nèi)加熱、預(yù)熱段內(nèi)預(yù)熱的熱交換后，再由抽風(fēng)機(jī)抽出至換熱器，形成新的循環(huán)。
[0010]還包括兩個(gè)流量控制閥，其中第一流量控制閥安裝在換熱器和帶鋼預(yù)熱段之間的管道，第二流量控制閥安裝在混氣裝置的還原氣體補(bǔ)充管上。
[0011]還包括數(shù)個(gè)增壓泵，分設(shè)于第一流量控制閥與換熱器、快冷段與緩冷段、緩冷段分別與加熱段、均熱段之間的管道上。
[0012]還包括擾動(dòng)裝置，安裝在退火爐的均熱段內(nèi)。
[0013]還包括兩個(gè)壓力檢測(cè)裝置，分別通過管道與連續(xù)退火爐的預(yù)熱段和混氣裝置相連，用以檢測(cè)爐內(nèi)壓力和混氣裝置的混氣壓力。
[0014]還包括還原氣體濃度檢測(cè)儀，設(shè)于還原氣體補(bǔ)充管上，用以檢測(cè)補(bǔ)入的還原氣體濃度。
[0015]還包括露點(diǎn)檢測(cè)裝置，通過管道連接于氣體干燥劑凈化裝置和混氣裝置之間。
[0016]還包括露點(diǎn)檢測(cè)反饋儀，安裝在氣體干燥劑凈化裝置和露點(diǎn)檢測(cè)裝置之間的管道上。
[0017]所述連續(xù)退火爐內(nèi)的加熱段和均熱段，以及均熱段和冷卻段之間還設(shè)有密封輥。
[0018]還包括放散閥，設(shè)于混氣裝置的另一輸出端，用于放散過量的還原氣體。
[0019]所述的加熱段和均熱段還采用電阻加熱、輻射加熱、紅外加熱或感應(yīng)加熱的補(bǔ)充加熱方式。
[0020]所述氣體干燥凈化裝置所采用的干燥介質(zhì)為分子篩、硅膠、活性氧化鋁、無水氯化鈣、氧化鈣、濃硫酸、五氧化二磷中的任一種。
[0021]根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種免酸洗連續(xù)退火爐還原氣體循環(huán)再生利用方法，在權(quán)利要求1至12之任一項(xiàng)所述的免酸洗連續(xù)退火爐還原氣體循環(huán)再生利用系統(tǒng)中實(shí)施，包括以下步驟:
[0022]從預(yù)熱段的帶鋼入口處抽出與帶鋼預(yù)熱后的還原氣體，并通過壓力檢測(cè)裝置將測(cè)得爐內(nèi)壓力信號(hào)傳送到抽風(fēng)機(jī)，以控制抽風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和調(diào)節(jié)抽氣流量；
[0023]通過換熱器對(duì)被抽出的還原氣體進(jìn)行熱交換，進(jìn)一步降溫至后續(xù)氣體干燥劑凈化裝置可接受的溫度；
[0024]將冷卻后的還原氣體輸入氣體干燥劑凈化裝置進(jìn)行深度脫水、去除微量雜質(zhì)、干燥，并輸入混氣裝置內(nèi)；
[0025]經(jīng)成分檢測(cè)后，補(bǔ)入新的還原氣體并充分混合形成新的還原氣體后，再從連續(xù)退火還原爐的快冷段輸入，在整個(gè)連續(xù)退火爐內(nèi)與帶鋼逆向而行，并依次在快冷段內(nèi)對(duì)帶鋼進(jìn)行快速冷卻，快冷后被帶鋼加熱的氣體進(jìn)入緩冷段對(duì)帶鋼進(jìn)行緩冷并進(jìn)一步被帶鋼預(yù)熱，預(yù)熱的氣體進(jìn)入均熱段進(jìn)行還原帶鋼，再經(jīng)加熱段和預(yù)熱段使熱態(tài)的還原氣體逐步傳熱給冷態(tài)帶鋼，而被降溫的還原氣體從帶鋼入口處被抽出，開始新的循環(huán)。
[0026]所述的還原氣體經(jīng)氣體干燥凈化裝置處理后，氣體露點(diǎn)達(dá)_20°C以下。
[0027]所述的還原氣體經(jīng)氣體干燥凈化裝置處理后，氣體露點(diǎn)達(dá)_40°C以下。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0029]1.還原氣體中過量的未參與反應(yīng)的還原介質(zhì)(氫<氣)可100%循環(huán)利用,節(jié)約資源，降低生產(chǎn)成本；
[0030]2.能量可高效利用，即爐子出口段已被冷卻并干燥后的氣體用來冷卻經(jīng)還原后熱的帶鋼，而經(jīng)均熱后的高溫氣體則用來依次加熱和預(yù)熱帶鋼，從而使得還原氣體和帶鋼的熱能均被有效利用。
[0031]3.氣體循環(huán)利用，污染物排放少，基本可實(shí)現(xiàn)零排放。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的免酸洗連續(xù)退火爐還原氣體循環(huán)再生利用系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。首先需要說明的是，本發(fā)明并不限于下述【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該從下述實(shí)施方式所體現(xiàn)的精神來理解本發(fā)明，各技術(shù)術(shù)語可以基于本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)來作最寬泛的理解。在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。
[0034]圖1示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的免酸洗連續(xù)退火爐還原氣體循環(huán)再生利用系統(tǒng)，如圖所示，包括具有預(yù)熱段2、加熱段3、均熱段4、緩冷段5和快冷段6的連續(xù)退火爐、換熱器8、氣體干燥劑凈化裝置(可采用深度干燥塔)9、混氣裝置10，預(yù)熱段2、加熱段3、均熱段4、緩冷段5和快冷段6在帶鋼I的傳輸方向上依次相連通，在預(yù)熱段的帶鋼入口處安裝有抽風(fēng)機(jī)(圖中未標(biāo)示)，用以將預(yù)熱段2內(nèi)的還原氣體抽出，并且還通過壓力傳感器Pl傳送的爐內(nèi)壓力信號(hào)來控制其轉(zhuǎn)速和調(diào)節(jié)抽氣流量，換熱器8的輸入端通過管道與抽風(fēng)機(jī)連接，用以對(duì)抽出的還原氣體進(jìn)行換熱降溫；氣體干燥劑凈化裝置9的輸入端通過管道與換熱器8連接，用以對(duì)還原氣體進(jìn)行去除帶鋼還原所產(chǎn)生的少量水蒸汽，并對(duì)還原氣體進(jìn)行深度干燥除水并濾除其他雜質(zhì)；混氣裝置10連接于氣體干燥劑凈化裝置9和快冷段6之間的管道上，一輸入端通過管道與氣體干燥劑凈化裝置9連接，另一輸入端設(shè)有還原氣體補(bǔ)充管16，一輸出端通過管道連接至快冷段6，通過將干燥后的還原氣體與補(bǔ)充的還原氣體(如H2或CO)充分混合形成新的還原氣體后，從快冷段輸入在連續(xù)退火爐內(nèi)，與帶鋼I逆向而行，并依次對(duì)帶鋼I進(jìn)行快冷段6內(nèi)快速冷卻、緩冷段5內(nèi)預(yù)熱、均熱段4內(nèi)退火還原、加熱段3內(nèi)加熱、預(yù)熱段2內(nèi)預(yù)熱的熱交換后，再由抽風(fēng)機(jī)抽出至換熱器，形成新的循環(huán)，而在此期間，還原氣體逆向與帶鋼I熱交換，即還原氣體依次在快冷段6、緩冷段5內(nèi)吸收帶鋼熱量，使自身受熱至高溫，均熱段4還原帶鋼，再在加熱段3、預(yù)熱段2內(nèi)將熱量傳遞給帶鋼，使自身逐步降溫的一個(gè)過程。
[0035]本發(fā)明的免酸洗連續(xù)退火爐還原氣體循環(huán)再生利用系統(tǒng)還包括以下多個(gè)部件:二個(gè)流量控制閥7，第一個(gè)流量控制閥7安裝在換熱器8和預(yù)熱段2之間管道上，第二個(gè)流量控制閥7安裝在混氣裝置10的還原氣體補(bǔ)充管16，用以控制氣體流量；數(shù)個(gè)增壓泵M，分設(shè)于第一流量控制閥7與換熱器8、快冷段6與緩冷段5、緩冷段5與連接加熱段3和均熱段4的管道上，用以增壓；擾動(dòng)裝置11，安裝在退火爐內(nèi)的均熱段4內(nèi)，使氣體呈湍流狀態(tài)；兩個(gè)壓力檢測(cè)裝置P，分別通過管道與連續(xù)退火爐的預(yù)熱段2和混氣裝置10相連，用以檢測(cè)爐內(nèi)壓力和混氣裝置的混氣壓力；一還原氣體濃度檢測(cè)儀13，設(shè)于還原氣體補(bǔ)充管16上，用以檢測(cè)補(bǔ)入的還原氣體濃度；一露點(diǎn)檢測(cè)裝置DP，通過管道連接于氣體干燥劑凈化裝置9和混氣裝置10之間，用以檢測(cè)經(jīng)氣體干燥凈化裝置處理后的氣體露點(diǎn)；一露點(diǎn)檢測(cè)反饋儀，安裝在氣體干燥劑凈化裝置9和露點(diǎn)檢測(cè)裝置DP之間的管道上，用于判斷干燥氣體露點(diǎn)是否達(dá)到要求，若122不合要求氣體將返回干燥裝置重新干燥直至露點(diǎn)設(shè)定值；兩對(duì)密封輥12分別安裝在退火爐內(nèi)的加熱段3和均熱段4之間以及均熱段4與冷卻段6之間，用于隔離不同區(qū)間段的冷熱氣體，防止氣體交叉流動(dòng)；以及一放散閥14，設(shè)于混氣裝置10的另一輸出端，根據(jù)壓力檢測(cè)裝置P所檢測(cè)的混氣裝置10的壓力檢測(cè)信號(hào)，決定是否放散過量的干燥后的還原氣體，以保證安全。
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