連續(xù)退火爐爐內(nèi)氣氛分析的意義

更新時間：2023-02-01

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退火爐在冶金行業(yè)中作為一種熱處理工藝有著廣泛的應(yīng)用，如冷軋線、鍍鋅線、硅鋼線等，其目的是降低硬度，改善切削加工性，消除組織缺陷等。爐內(nèi)通保護氣，主要目的是防止外界空氣進入爐內(nèi)導(dǎo)致材料氧化，同時保持爐內(nèi)溫度均勻。

在帶鋼連續(xù)熱鍍鋅機組中，連續(xù)退火爐是帶鋼連續(xù)熱鍍鋅工藝段主要工序之一，也是機組的心臟。它將完成帶鋼熱鍍鋅前的退火工藝，對熱鍍鋅板的質(zhì)量及性能起至關(guān)重要的作用。其技術(shù)水平的高低直接影響到熱鍍鋅產(chǎn)品的質(zhì)量與性能。

退火爐采用的氣體燃料一般為焦?fàn)t，高爐、轉(zhuǎn)爐的副產(chǎn)品煤氣，煤氣中的主要可燃成分有CO,H2,CH4,與空氣混合在爐內(nèi)進行正常全部燃燒時，空氣量略高于理論配比，產(chǎn)生的煙氣成分含有CO2,H2O,N2及少量富余的自由O2. 其中N2為惰性氣體，不會對鋼造成氧化；自由O2有強的氧化性，只要存在就會使鋼氧化；CO2、H2O也為氧化性氣體，也會使鋼在高溫下氧化，但該氧化反應(yīng)是可逆的，如果爐內(nèi)煙氣中含有足夠濃度的還原性氣體CO、H2可阻止鋼的氧化反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)式如下：

Fe+CO2=FeO+CO

Fe+H2O=FeO+H2

因此，使燃料爐內(nèi)形成無氧化氣氛的目的就是消除煙氣中的自由氧，使煙氣中氧化性氣體與還原性氣體的比例即PCO2/PCO、PH2O/PH2的比值在合理范圍值內(nèi)。對于無氧化爐內(nèi)帶鋼溫度在700℃以下時，只有控制PCO2/PCO＜0.7,PH2O/PH2＜0.45,帶鋼方能夠處于還原區(qū)范圍。

另外在爐子密封性不好的情況下，氧氣的滲入，氫氣與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成水蒸氣。這些原因都會導(dǎo)致露點值高的情況出現(xiàn)。

使用氧氣分析儀測量氧氣目的

氧氣造成產(chǎn)品的氧化，質(zhì)量不合格。實際上爐內(nèi)要求氧含量幾乎為零，但是原料氣的生產(chǎn)氮氫會自帶氧氣；同時由于施工的細(xì)節(jié)性，難免會導(dǎo)致爐外21%含量的氧氣擴散到爐內(nèi)。

連續(xù)退火爐爐內(nèi)氣氛是由氮氣和氫氣組成的還原性保護氣體，為了防止外界空氣進入爐內(nèi)，連續(xù)退火爐正常生產(chǎn)時采用微正壓操作。為了保證一定的爐壓需要持續(xù)注入一定比例的保護氣體和還原性氣體氫氣。爐內(nèi)氣氛對冷軋板退火后的表面質(zhì)量有顯著影響，氣氛成分波動影響燒嘴空氣系統(tǒng)的變化，空氣系數(shù)增大會降低鍍鋅板的附著性能。

使用氫氣分析儀測量氫氣的目的

在高溫的化境下，H2和 CO可以做還原劑，還原氧化物。帶鋼表面在外界或加熱區(qū)域中產(chǎn)生的氧化物，需要通過氫氣的還原能力來實現(xiàn)Fe鐵分子的釋放；此外氫氣的作用還有去除氫氮保護氣中所含微量氧氣的作用；

使用露點儀測量露點的目的

1、氫氣的還原反應(yīng)中會產(chǎn)生一定的水汽，

2、保護氣注入環(huán)節(jié)也會帶到爐內(nèi)極少不分的水汽，

若爐內(nèi)氣氛中氫氣含量超過一定的范圍的話，就會發(fā)生氧化鐵的還原反應(yīng)；若爐內(nèi)氣氛中水蒸氣的含量超過一定范圍的話，發(fā)生氧化鐵的氧化反應(yīng)，這一系列的反應(yīng)都是可逆反應(yīng)。從上面分析我們在生產(chǎn)的過程中，露點控制在于避免氧化反應(yīng)的發(fā)生，合理利用氫氣的還原反應(yīng)。所以要增加氫氣再爐子中的濃度，盡量降低水蒸氣的濃度，這就是合理的控制露點的要求。

連續(xù)退火爐如果因為種種原因打開爐頂蓋和底蓋的話，就會導(dǎo)致空氣的進入，露點值就會升高所以安裝完畢爐蓋以后還需要經(jīng)過8小時甚至更長的時間才能使露點恢復(fù)到正常的數(shù)值，在長時間的大修后，露點的數(shù)值可能會大大的超出范圍，但會緩慢降下來的。

氧氣分析儀在退火爐領(lǐng)域中的應(yīng)用

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