专利名称：一种连续退火炉用加湿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气体加湿的控制装置，特别属于冶金行业带钢连续退火 炉内的保护气氛进行加湿和露点控制的装置。
背景技术：
冷轧带钢进入连续退火炉内进行退火处理时，要求密封的炉体内部充满 不同比例的氢氮保护气氛。炉内保护气氛的露点明显影响着带钢的碳含量， 表面氧化物的成分、含量和组织分布等，因此连续退火炉内保护气氛露点控 制的设备和方法是冷轧带钢后工序的重要技术。目前国内关于带钢退火炉用 加湿器的公开资料十分有限，且其能力只限于提供低露点、小容量的湿气氛， 加湿器最佳的控制状态基本根据操作者的经验来实现，不可调节或可调性差， 控制精度不高。
编号为[JP 10183257 A]的国外专利公开了退火炉内气氛的增湿装置和方 法，提出在加湿器后设置初级加热器以防止增湿气氛冷凝；在退火炉供气管 前设置次级加热器以使得增湿后的气氛温度与炉内气氛的温度相同，从而维 持炉气露点或温度稳定。这是对已加湿过的炉内保护气体进行露点控制从而 维持其稳定性，没有涉及到炉气加湿的过程和炉气露点调节的技术。
编号为[JP 2005264305 A]的专利提出一种炉气加湿的装置，水蒸汽从交 替布置的炉内喷梁上的喷嘴逸出，经导流配气板流到带钢上。通过探测炉内 不同处的露点温度，用控制器调节喷嘴的水蒸汽注入量、喷嘴的注入方向、 导流配气板的上下方向，从而控制炉气露点分布的均匀性。该方法直接将水 蒸汽通入炉内增湿，未能体现对炉气露点的调节范围和精度要求，且其控制 的稳定性可能存在问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种连续退火炉用加湿装置，该加
湿装置能够向退火炉持续供给大容量的、气氛可控的炉内保护气体；使炉内 保护气氛的露点可调。
本实用新型的构思是以一定比例预先混合后的氢氮气体被分为干/湿两
支路，其中湿气氛支路通入加湿器槽体内，与饱和水蒸汽混合后再经过出气 管路流向退火炉，而旁通的干气氛支路可不经槽体直接通入出气管路向退火
炉供气；氢氮混合气的干、湿两支路均设置有流量调节阀，控制其比例便可 实现加湿器对露点温度的大范围调节。饱和水蒸汽通入槽体与氢氮混合气混 合，对其进行加热和加湿；饱和蒸汽管路上设有流量调节阀，对加湿器槽体 出口混合气体的温度传感器的信号形成关联反馈，实现了加湿器对露点的自 动调节功能，使得所制备的加湿气体露点具有较高的控制精度。小流量的纯 水供给管路上同样设有自动切断阀，其多频次开闭的响应性直接影响槽体内 水位和压力的变化，从而决定露点波动的稳定性。纯水循环管路上的泵将槽 内纯水从底部打到槽体顶部后，向槽内喷淋，将氢氮混合气与饱和水蒸汽经 过槽内的过滤床充分混合均匀后，获得退火炉所需的保护气氛，从槽体出气 管路直接供给退火炉。出气管路上设置的加热器、以及出气管路和饱和水蒸 汽管路上的绝热包覆层，均为防止气体冷凝。这样大流量的氢氮混合气与饱 和水蒸汽的相互混合便可制得大容量、气氛可控的炉内保护气体。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种连续退火炉用加湿装置，包 括一个加湿器槽体，其上连接有一纯水管路，用于向加湿器槽体供水； 一水 蒸汽管路，将水蒸汽通入加湿器槽体内； 一纯水喷淋管路，从加湿器槽体上 方向下喷淋纯水； 一出气管路；
还包括 一氢氮混合气体管路，直接通入出气管路； 一氢氮混合气体管 路，通入加湿器槽体；所述氢氮混合气体管路上都设有流量调节阀。
优选地，所述氢氮混合气体管路上还设有流量计，其与流量调节阀电连 接，将信号传递给流量调节阀。
优选地，所述水蒸汽管路为饱和水蒸汽管路，其上设有低压报警开关、 流量调节阀、切断阀、绝热包覆层、冷凝水排放口、以及伸入加湿器槽体的 喷管。
优选地，所述纯水管路上设有低压报警开关、切断阀。
优选地，所述纯水喷淋管路是从加湿器槽体底部引出通入槽顶，管路上
设有水泵。
优选地，所述出气管路上设有加热器、温度传感器，温度传感器与饱和 水蒸汽管路上的流量调节阀电连接，将出口气体的温度信号反馈给流量调节 阀。
优选地，所述出气管路上还设有低流量报警开关，用于监控退火炉保护
气体的供给能力；以及绝热层。
优选地，所述加湿器储水槽体上部设有高压报警开关，下部还设有液位 控制开关、低液位报警开关和排水管路，排水管路上设有切断阀；所述加湿 装置还包括一控制单元，分别与高压报警开关、液位控制开关、纯水管路上 的切断阀和排水管路上的切断阀电连接，控制单元根据高压报警开关和液位 控制开关传送的信号控制纯水管路上的切断阀和排水管路上的切断阀。
优选地，所述加湿器槽体下部还设有高液位报警器、低液位报警器和溢 流排放管路，溢流排放管路上设有切断阀，所述高液位报警器与该切断阔电 连接，所述低液位报警器与纯水管路上的切断阀电连接。
优选地，所述加湿器储水槽体内位于水蒸汽管路喷管的下方，设有一个 气汽混合的滤床，出气管路穿设在该滤床上。
本实用新型采用将氢氮混合气体分为千/湿两支路选择加湿，控制各自气 氛比例，得到不同的加湿程度，与现有技术相比，其有益效果是能够制备 出露点范围为-2(TC +7(rC的混合加湿气体。由于各介质管路上设置了流量
调节阀使之参与闭环反馈控制，使得加湿后的混合气体露点精度高达士rc，
且露点调节性能好。通过槽内纯水循环的控制，和纯水供给管路上的切断阀 响应性控制，使得槽内压力稳定，从而保证了在加湿过程中对露点控制的稳 定性。这样每套加湿装置制备出的作为炉内保护气氛的流量可达100 300m7h，充分满足冷轧带钢严格退火工艺的生产需要。
以下将结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 图1是本实用新型的结构示意图。
图中，l是氢氮混合气管路，2是氢氮混合气体干气氛支路，3是氢氮混 合气体湿气氛支路，4是手动阀，5是孔板流量计，6是流量调节阀，7是加
湿器槽体，8是出气管路，9是饱和水蒸汽管路，IO是低压报警开关，11是 切断阀，12是单向阀，13是绝热层，14是冷凝水排放口， 15是喷管，16是 纯水管路，17是纯水循环喷淋管路，18是水泵，i9是低流量报警开关，20 是加湿器槽顶喷淋口， 21是滤床，22是温度传感器，23是加热器，24是液 位控制开关，25是控制单元开关，26是低液位报警开关，27是高压报警开 关，28是高液位报警器，29是溢流排放管路，30是排水管路。
具体实施方式
如图1所示，该装置上装有氢氮混合气管路1，氢氮混合气管路1被分 为氢氮干气氛支路2和氢氮湿气氛支路3，两支管路上均置有孔板流量计5 和流量调节阀6。流量调节阀6既可由过程计算机设定开度，又可通过孔板 流量计5的信号来自行反馈调节。氢氮湿气氛支路3通入装置的加湿器槽体 7内加湿，氢氮干气氛支路2则直接连通出气管路8。
饱和水蒸汽从水蒸汽管路9依次流经所装的低压报警开关10、切断阀11、 流量调节阀6、流入槽体7后沿水蒸汽管路的喷管15上的槽孔逸出。管路9 上还装有冷凝水排放口 14，且包覆绝热层13。
纯水从纯水管路16依次安装有低压报警开关10、切断阀ll、排水管路 30、进入加湿体槽体7内。气汽混合的滤床21置于槽体7内，出气管路8 穿入其中，槽体7附近的管路30上还置有排水切断阀11。纯水喷淋管路17 装在加湿器槽体7底部，槽体内的纯水从槽底引出到循环喷淋管路17，管路 17上装有水泵18，由水泵18将纯水从加湿器槽顶喷淋口 20洒入槽体7内， 促使氢氮混合气、饱和蒸汽经过滤床21的密集网孔后得以充分混合，制备出 露点均匀的加湿气体后，从出气管路8流向退火炉内。
出气管路8上装有温度传感器22将加湿器出口气体的温度信号反馈给管 路9上的流量调节阀6，控制饱和蒸汽的流量，从而精确调节加湿气体的露 点；管路8装有加热器23，将加湿后的气体加热到IO(TC以上，同时管路8 包覆的绝热层13有效防止气体冷凝。出气管路8上还装有低流量报警开关 19，用于监控退火炉保护气体的供给能力。
加湿器储水槽体7上部装有高压报警开关27，下部还装有液位控制开关 24、低液位报警开关26。排水管路30及其上的切断阀11也在槽体7下部。
加湿装置还包括一控制单元25，分别与高压报警开关27、液位控制开关24、 纯水管路16上的切断阀11和排水管路30上的切断阀11电连接。加湿器槽 体7内的纯水经管路16补足后，液位信号通过液位控制开关24传送给控制 单元25。低液位报警开关26也可监控管路16使供水继续。当水位持续升高 时，槽体7内压力上升，液位控制开关24和高压报警开关27的信号传送给 控制单元25，使得纯水管路16上的切断阀11关闭，同时管路30上的切断 阀ll打开排水；加湿器槽体下部还装有高液位报警器28、低液位报警器26 和溢流排放管路29，溢流排放管路29上装有切断阀11。高液位报警器28 与该切断阀11电连接，低液位报警器26与纯水管路16上的切断阀11电连 接。且高液位报警器28的信号也可控制槽体7溢流排放管路29上的切断阀 ll打开排水。因此纯水供给管路16上切断阀11为小流量、多频次开闭，其 响应性良好，使得槽体7内压力稳定，从而对露点的控制稳定。
根据需要，可以在各管道上安装手动阀4和单向阀12，以及各处的温度、 压力显示计等;氢氮混合气体管路1和纯水管路16前还可装有加热器以预热 氢氮混合气和纯水，使得槽体7内气氛温度更均匀，露点波动更稳定；还可 对氢氮保护气体预混合前的氢气、氮气各自的流量和比例进行设定，以及对 加湿器管路上的调节阀6进行流量设定，通过各PID控制器来实现该加湿装 置不同的露点控制模式，譬如加湿器出口露点控制模式和炉内气体露点控制 模式，使得该加湿装置的控制方式更灵活。
权利要求1.一种连续退火炉用加湿装置，包括一个加湿器槽体(7)，其上连接有一纯水管路(16)，用于向加湿器槽体(7)供水；一水蒸汽管路(9)，将水蒸汽通入加湿器槽体(7)内；一纯水喷淋管路(17)，从加湿器槽体(7)上方向下喷淋纯水；一出气管路(8)；其特征在于还包括一氢氮混合气体管路(2)，直接通入出气管路(8)；一氢氮混合气体管路(3)，通入加湿器槽体(7)；所述氢氮混合气体管路(2、3)上都设有流量调节阀(6)。
2. 根据权利要求1所述的连续退火炉用加湿装置，其特征在于所述氢氮混合气体管路(2、 3)上还设有流量计(5)，其与流量调节阀(6)电连接， 将信号传递给流量调节阀(6)。
3. 根据权利要求1所述的连续退火炉用加湿装置，其特征在于所述水蒸汽管路(9)为饱和水蒸汽管路，其上设有低压报警开关(10)、流量调节阀 (6)、切断阀(11)、绝热包覆层(13)、冷凝水排放口 (14)、以及伸入 加湿器槽体(7)的喷管(15)。
4. 根据权利要求1所述的连续退火炉用加湿装置，其特征在于所述纯水管 路(16)上设有低压报警开关(10)、切断阀(11)。
5. 根据权利要求1所述的连续退火炉用加湿装置，其特征在于所述纯水喷 淋管路(17)是从加湿器槽体(7)底部引出通入槽顶，管路上设有水泵(18)。
6. 根据权利要求1所述的连续退火炉用加湿装置，其特征在于所述出气管 路(8)上设有加热器(23)、温度传感器(22)，温度传感器(22)与饱 和水蒸汽管路上的流量调节阀(6)电连接，将出口气体的温度信号反馈 给流量调节阀(6)。
7. 根据权利要求6所述的连续退火炉用加湿装置，其特征在于所述出气管 路(8)上还设有低流量报警开关(19)，用于监控退火炉保护气体的供给 能力；以及绝热层(13)。
8. 根据权利要求1所述的连续退火炉用加湿装置，其特征在于所述加湿器储水槽体(7)上部设有高压报警开关(27)，下部还设有液位控制开关(24)、 低液位报警开关(26)和排水管路(30)，排水管路(30)上设有切断阀 (11);所述加湿装置还包括一控制单元(25)，分别与高压报警开关(27)、 液位控制开关(24)、纯水管路(16)上的切断阀(11)和排水管路(30) 上的切断阀(11)电连接，控制单元(25)根据高压报警开关(27)和液 位控制开关(24)传送的信号控制纯水管路(16)上的切断阀(11)和排 水管路(30)上的切断阀(11)。
9. 根据权利要求1所述的连续退火炉用加湿装置，其特征在于所述加湿器 槽体下部还设有高液位报警器(28)、低液位报警器(26)和溢流排放管 路(29)，溢流排放管路(29)上设有切断阀(11)，所述高液位报警器(28) 与该切断阀(11)电连接，所述低液位报警器(26)与纯水管路(16)上 的切断阀(11)电连接。
10. 据权利要求1所述的连续退火炉用加湿装置，其特征在于所述加湿器储 水槽体(7)内位于水蒸汽管路喷管(15)的下方，设有一个气汽混合的滤床(21)，出气管路(8)穿设在该滤床(21)上。
专利摘要本实用新型公开了一种连续退火炉用加湿装置，包括一氢氮混合气体管路，直接通入出气管路；一氢氮混合气体管路，通入加湿器槽体；所述氢氮混合气体管路上都设有流量调节阀。与现有技术相比，其有益效果是氢氮混合气体可选择流量加湿，能够制备出露点范围为-20℃～+70℃的加湿气体。各介质管路上设置的流量调节阀，可使混合气体露点可调精度高达±1℃。通过槽内纯水循环喷淋和相应的切断阀控制，使槽内压力稳定，从而保证了加湿过程中对露点控制的稳定性。所制备的炉内保护气氛的流量可达100～300m<sup>3</sup>/h，满足冷轧带钢退火工艺的生产需要。
文档编号C21D1/76GK201186942SQ20082005758
公开日2009年1月28日 申请日期2008年4月22日 优先权日2008年4月22日
发明者张荣康, 李登峰, 李贵宾, 杰 黄 申请人:宝山钢铁股份有限公司