2013年3月
阴山学刊
Mar.2013第27卷第1期
YINSHANACADEMICJOURNAL
V01.27
No.1
连续热镀锌退火炉NOF段燃烧控制
岳殿佐1’2,潘瑛1’2
(1.内蒙古科技大学研究生学院;2.包头钢铁集团有限公司薄板厂自动化部,内蒙古包头014010)
摘要:包钢连续热镀锌退火炉明火加热段在生产中起着重要的作用,其燃烧控制方式先进且复杂,代表了同行业的先进技术,很具代表性。本文从炉温,炉压,炉内气氛三个方面进行讨论,阐述了NOF炉的控制方
法。
关键词:NOF炉;温度控制;双交叉限幅控制;炉压控制
中图分类号:TGl56文献标识码:A文章编号:1004—1869(2013)Ol-0084一02
退火工艺是连续热镀锌生产线上非常重要的一
和炉温控制,两条线相辅相成,以控制带钢温度为目
的,以控制炉温为手段。带钢的温度设定是根据带
钢品种,厚度,生产速度等由二级计算机给出,或由操作工根据经验设定,比如给出带钢温度设定值560度。而后由高温计检测带钢温度,检测后计算出加热命令,这个加热命令直接控制炉温。
及炉内气氛控制三部分。本文将从炉压、炉温、气氛NOF炉从结构上又可大致分为明火加热段及
图1:NOF炉构成简图
带钢走向抽出,预热段即由废气预热带钢。NOF段由于采用明火加热,温度提升快,对带钢影响大,因明火加热区按带钢走向分为1.2.3.4.5五个区此NOF段燃烧控制的好坏直接影响到整个退火炉域,每个区域的操作侧及传动侧有主烧嘴加热。正
内的退火质量。常情况下,加热命令分配到五个区域总是最先满足
最后一个区域的最大加热能力进行,即按5,4,3,2,1
温度控制
1的顺序依次加热。如果5,4,3三个区域点燃满足
温度控制按两条支线进行,分为带钢温度控制
收稿日期:2012~12—30
作者简介:岳殿佐(1982一),硕士研究生,研究方向:自动控制理论。
万方数据
环,带钢的退火再结晶质量,氧化还原质量直接影响
到产品的强度、韧性、延伸率等机械性能,以及最终
达到镀锌的最佳温度等问题,因此对于退火炉的燃
烧控制就显得尤为重要。包钢连续热镀锌生产线采
用的立式退火炉是由法国斯坦因公司设计制造的,
采用先进的控制原理和一流的设备,使得退火炉满
足了生产线的各项工艺要求。从结构上说,它可以
分成预热段,NOF段(无氧化炉)、RTF段(辐射管
炉)、SF段(均热段)、JCS段(喷冷段)和出口段几个
部分,而从控制方面则主要分为炉压控制,炉温控制三方面的控制人手,分析NOF段燃烧控制原理与方法,与大家共同研究以期解决目前的不足之处。
预热段,明火加热段有烧嘴直接喷出火焰对带钢加热,燃烧产生的烟气具有很高的温度,由排烟风机逆
生产需求,则2,l区域则不点燃。如某个区域的加热能力达到100%,仍不能使带钢温度达到要求,则上一个区域开始加热,而这个加热能力就是炉温的限制。退火炉内不能无限制的燃烧,一般设定在上限为1200度左右,也可以人为适当调整。
具体的温度控制过程如图2:
图2:NOF段双交叉限幅控制
在燃烧过程中,由于加热炉负荷和工况的变化,经常会调整炉温以及出现炉温偏差,这时,需要对燃
料流量增加或减少。在这一动态调整过程中,因空气管道比燃料管道大许多倍,空气调节阀比燃料调
节阀的响应时间慢很多,结果出现燃烧不充分或富余空气带走热量。采用双交叉限幅控制,可以使燃
料和空气交叉上升或减少,达到动态过程的空燃比基本协调一致,从而减少损失,节省燃料。双交叉限
幅控制,一方面,煤气流量与阀门开度,空气流量与
阀门开度各自形成闭环调节,另一方面,煤气,空气流量又成比例相互制约。
需要特别注意的是,由于任何情况下都是5区最先开始工作,即使是在生产前烘炉过程中还是升温过程中都是如此。出于安全角度,5区设置了点
火烧嘴,开始的时候必须点火烧嘴先点燃,并且在整
个生产过程中都在燃烧,只有在点火烧嘴将该区域
加热到760度以上时,主烧嘴才能打开。而5区燃
烧后,火焰将向废气排放一方燃烧,因此上一个区域即四区会被动加热,由于4,3,2,1区域都没有点火烧嘴,因此这四个区域只有被动加热到750度左右时才可以点燃,即打开空气阀门和煤气阀门。
l区末尾及退火炉的入口附近装有两台循环风机,为防止炉顶和炉底的温度过高对炉辊造成损坏,
两台风机循环,抽出烟气经冷却水换热器后再进人
炉内,以降低局部温度。烟气在预热段预热带钢,由于温度很高,通常900度左右,为防止预热段内残余煤气过多而发生危险,要通入适量的助燃空气,同样,在烟道处还设有点火烧嘴,以点燃后续烟道的残余煤气。之后废气经换热器加热助燃空气,排出。
万方数据
2炉压控制
根据工艺要求,为了防止外界空气进入炉内,退火炉要求控制在微正压(约10Pa)。炉压的控制分
为两个支线,一是废气排放风机,二是废气烟道闸板阀门。NOF废气烟道排放风机采用变频风机,根据进入炉内的总的空气量,煤气量(每个空气或煤气管道进入炉内的数量都有流量变送器实时测量出来)来调节风机的转速,形成一个开环控制。烟道
闸板阀门则是闭环控制的,在NOF段,及RRF段选
取压力测量点,输出实测压力信号,选取二者中(高,低)的与控制器中设定值进行比较,而后输出4—20MA信号控制闸板阀门的开度。
3炉内气氛控制
NOF炉即无氧化加热炉,主要由空气和煤气进入炉内燃烧,为了防止带钢被氧化,一般是采取煤气
过剩的方法进行控制,即控制空气过剩系数(人)小
于1.这样燃烧后废气物主要成分是二氧化碳,一氧化碳,水,甲烷,氢气,氮气等,属于还原性气氛。但是既为了保证无氧化气氛,又使燃气不至于过度浪费,经反复调试,大致确定了l区=0.88,2区=0.87,3区=0.85,4区=0.83,5区=0.83.当然根据
板带的材质及油污的程度可以适当调整。
4退火现状
包钢连续热镀锌退火炉目前生产状况良好,尤
其是NOF段的燃烧控制在长期积累经验的基础上,
总结出完善的控制系数。带钢在冷轧阶段残留的乳
化液在达到420度时裂解挥发,带钢也达到了退火
炉内首段退火要求,油污灼烧干净,温度迅速升高,虽然有少许氧化但接下来在RTF,JCS等炉内还有氢气进行还原,完全满足了生产要求。但是美中不
足的是,如果高分子油脂分解不完全,在高温欠氧环境下会发生碳化现象,这些碳化物与烟气中铁粉混合会粘附在炉辊上,因此形成炉辊结瘤。为避免结
瘤现象的发生,还要从控制温度上人手,让油脂在完全裂解之前避免温度升的过高。因此,包钢连续热镀锌退火炉的燃烧控制还要继续探索更好更优的控
制方法。
[参考文献]
[1]李九岭.带钢连续热镀锌(第二版)[M].北京:冶金工业
出版社,2001.
[2]蒋大强.带钢连续热镀锌立式退火炉及其热过程研究
[D].北京:北京科技大学,1995.
(下转第102页)
85
2007,(27).济管理干部学院学报.2008,(3).
[6]罗薇.会展经济与城市经济的互动效应[J].大经贸.
[8]程建林,艾春玲.会展经济发展、会展城市竞争力与城市
2008,(2).
功能提升[J].城市规划.2008,(10).
[7]陈柳钦.会展经济与城市发展的协调互动[J].上海市经
AnalysisofBaotouCityExhibitionEconomicDevelopmentStatus
——Also
Discussing
Management
andOperationofBaotouInternationalMeeting
andExhibitionCenter
ZHOUZhen—binl.ZHAOYu—ron92
(1.Baotou
InternationalMeetingandExhibitionCenter,
2.BureauofEconormyand
Information,Qingshan
DistrictGovernment,Baotou014010)
Abstract:Thisarticledescribesthe
status
ofexhibitioneconomicdevelopmentinBaotouCity,analyzemanage-
mentandoperatioUSofBaotouInternationalMeetingandExhibitionCenter.TheproblemsexistinginBaotouCity
ex—
hibitionindustry
are
thatexhibition
venues
lackof,exhibition
area
isofsmall,exhibitionbrandlackof,meetingand
exhibitionshowsmaller.impactofexhibitionissmall,benefitsofexhibitionis
not
obvious,exhibitionprofessional
lackof.ButalsoBaotouCityexhibitionindustryhasitsownadvantages.Supportingfacilitiesisadvance,havea
stra‘
tegiclocation.industryadvantagesare
obvious.ThemainideaofBaotouInternationalMeetingandExhibitionCenter
operationisthatexhibition
use
a
methodofbusinessoperationsbybuildingthewholeexhibitioncoordinationmecha’
nism.improvetheutilizationofvenues
bytaking
a
varietyofmarketingtools,actively
seekgovernmentsupportand
fosterbrandexhibitionandplay
to
thefunctionsoftheconventionandexhibition
center
bystrengtheninginstitutions
‘
construction.
Keywords:exhibitioneconomy;BaotouInternationalConventionandExhibitionCentre;exhibitionbrands
◆”●¨◆{I。●◆。●_I●◆,◆…●◆◆◆◆1◆,r◆”◆¨。●,¨_◆rr-O.,●¨_●一-●-"◆-◆_ln●-●II●“◆Ⅲ◆I一●。¨_●”●1-◆●。‘◆…●_1●
(上接第85页)
ContinuousHotDipGalvanizingAnnealingFurnaceCombustionControlNOF
YUEDian—ZU01'-.PANYin91'2
(1.Graduate
School,InnerMongolliaUniversityofScienceandTechnology,
2.BaotouIronandSteelGroupCompanyLimited,SheetFactory,DepartmentofAutomation;Baotou
014010)
Abstract:Steelcontinuoushotgalvanizingannealingfurnaceflameheatingplays
an
importantroleinthepro。
duction.itscombustioncontrolofadvancedandcomplex,representstheadvancedtechnology
withtheindustry,it
isvcryrepresentative.Thisarticlefromthreerespects—the
furnace,furnacepressure,atmosphereinthefurnace,
undertakesdiscussionandelaboratestheNOF
oven
conti'olmethod.
Keywords:NOFfurnace;temperaturecontrol;double
cross
limitcontrol;furnacepressurecontrol
102
万方数据
连续热镀锌退火炉NOF段燃烧控制
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
岳殿佐, 潘瑛, YUE Dian-zuo, PAN Ying
内蒙古科技大学研究生学院;包头钢铁集团有限公司薄板厂自动化部,内蒙古包头014010阴山学刊(自然科学版)Yinshan Academic Journal2013,27(1)
参考文献(2条)
1. 李九岭 带钢连续热镀锌 2001
2. 蒋大强 带钢连续热镀锌立式退火炉及其热过程研究 1995
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_ysxk-z201301024.aspx
2013年3月
阴山学刊
Mar.2013第27卷第1期
YINSHANACADEMICJOURNAL
V01.27
No.1
连续热镀锌退火炉NOF段燃烧控制
岳殿佐1’2,潘瑛1’2
(1.内蒙古科技大学研究生学院;2.包头钢铁集团有限公司薄板厂自动化部,内蒙古包头014010)
摘要:包钢连续热镀锌退火炉明火加热段在生产中起着重要的作用,其燃烧控制方式先进且复杂,代表了同行业的先进技术,很具代表性。本文从炉温,炉压,炉内气氛三个方面进行讨论,阐述了NOF炉的控制方
法。
关键词:NOF炉;温度控制;双交叉限幅控制;炉压控制
中图分类号:TGl56文献标识码:A文章编号:1004—1869(2013)Ol-0084一02
退火工艺是连续热镀锌生产线上非常重要的一
和炉温控制,两条线相辅相成,以控制带钢温度为目
的,以控制炉温为手段。带钢的温度设定是根据带
钢品种,厚度,生产速度等由二级计算机给出,或由操作工根据经验设定,比如给出带钢温度设定值560度。而后由高温计检测带钢温度,检测后计算出加热命令,这个加热命令直接控制炉温。
及炉内气氛控制三部分。本文将从炉压、炉温、气氛NOF炉从结构上又可大致分为明火加热段及
图1:NOF炉构成简图
带钢走向抽出,预热段即由废气预热带钢。NOF段由于采用明火加热,温度提升快,对带钢影响大,因明火加热区按带钢走向分为1.2.3.4.5五个区此NOF段燃烧控制的好坏直接影响到整个退火炉域,每个区域的操作侧及传动侧有主烧嘴加热。正
内的退火质量。常情况下,加热命令分配到五个区域总是最先满足
最后一个区域的最大加热能力进行,即按5,4,3,2,1
温度控制
1的顺序依次加热。如果5,4,3三个区域点燃满足
温度控制按两条支线进行,分为带钢温度控制
收稿日期:2012~12—30
作者简介:岳殿佐(1982一),硕士研究生,研究方向:自动控制理论。
万方数据
环,带钢的退火再结晶质量,氧化还原质量直接影响
到产品的强度、韧性、延伸率等机械性能,以及最终
达到镀锌的最佳温度等问题,因此对于退火炉的燃
烧控制就显得尤为重要。包钢连续热镀锌生产线采
用的立式退火炉是由法国斯坦因公司设计制造的,
采用先进的控制原理和一流的设备,使得退火炉满
足了生产线的各项工艺要求。从结构上说,它可以
分成预热段,NOF段(无氧化炉)、RTF段(辐射管
炉)、SF段(均热段)、JCS段(喷冷段)和出口段几个
部分,而从控制方面则主要分为炉压控制,炉温控制三方面的控制人手,分析NOF段燃烧控制原理与方法,与大家共同研究以期解决目前的不足之处。
预热段,明火加热段有烧嘴直接喷出火焰对带钢加热,燃烧产生的烟气具有很高的温度,由排烟风机逆
生产需求,则2,l区域则不点燃。如某个区域的加热能力达到100%,仍不能使带钢温度达到要求,则上一个区域开始加热,而这个加热能力就是炉温的限制。退火炉内不能无限制的燃烧,一般设定在上限为1200度左右,也可以人为适当调整。
具体的温度控制过程如图2:
图2:NOF段双交叉限幅控制
在燃烧过程中,由于加热炉负荷和工况的变化,经常会调整炉温以及出现炉温偏差,这时,需要对燃
料流量增加或减少。在这一动态调整过程中,因空气管道比燃料管道大许多倍,空气调节阀比燃料调
节阀的响应时间慢很多,结果出现燃烧不充分或富余空气带走热量。采用双交叉限幅控制,可以使燃
料和空气交叉上升或减少,达到动态过程的空燃比基本协调一致,从而减少损失,节省燃料。双交叉限
幅控制,一方面,煤气流量与阀门开度,空气流量与
阀门开度各自形成闭环调节,另一方面,煤气,空气流量又成比例相互制约。
需要特别注意的是,由于任何情况下都是5区最先开始工作,即使是在生产前烘炉过程中还是升温过程中都是如此。出于安全角度,5区设置了点
火烧嘴,开始的时候必须点火烧嘴先点燃,并且在整
个生产过程中都在燃烧,只有在点火烧嘴将该区域
加热到760度以上时,主烧嘴才能打开。而5区燃
烧后,火焰将向废气排放一方燃烧,因此上一个区域即四区会被动加热,由于4,3,2,1区域都没有点火烧嘴,因此这四个区域只有被动加热到750度左右时才可以点燃,即打开空气阀门和煤气阀门。
l区末尾及退火炉的入口附近装有两台循环风机,为防止炉顶和炉底的温度过高对炉辊造成损坏,
两台风机循环,抽出烟气经冷却水换热器后再进人
炉内,以降低局部温度。烟气在预热段预热带钢,由于温度很高,通常900度左右,为防止预热段内残余煤气过多而发生危险,要通入适量的助燃空气,同样,在烟道处还设有点火烧嘴,以点燃后续烟道的残余煤气。之后废气经换热器加热助燃空气,排出。
万方数据
2炉压控制
根据工艺要求,为了防止外界空气进入炉内,退火炉要求控制在微正压(约10Pa)。炉压的控制分
为两个支线,一是废气排放风机,二是废气烟道闸板阀门。NOF废气烟道排放风机采用变频风机,根据进入炉内的总的空气量,煤气量(每个空气或煤气管道进入炉内的数量都有流量变送器实时测量出来)来调节风机的转速,形成一个开环控制。烟道
闸板阀门则是闭环控制的,在NOF段,及RRF段选
取压力测量点,输出实测压力信号,选取二者中(高,低)的与控制器中设定值进行比较,而后输出4—20MA信号控制闸板阀门的开度。
3炉内气氛控制
NOF炉即无氧化加热炉,主要由空气和煤气进入炉内燃烧,为了防止带钢被氧化,一般是采取煤气
过剩的方法进行控制,即控制空气过剩系数(人)小
于1.这样燃烧后废气物主要成分是二氧化碳,一氧化碳,水,甲烷,氢气,氮气等,属于还原性气氛。但是既为了保证无氧化气氛,又使燃气不至于过度浪费,经反复调试,大致确定了l区=0.88,2区=0.87,3区=0.85,4区=0.83,5区=0.83.当然根据
板带的材质及油污的程度可以适当调整。
4退火现状
包钢连续热镀锌退火炉目前生产状况良好,尤
其是NOF段的燃烧控制在长期积累经验的基础上,
总结出完善的控制系数。带钢在冷轧阶段残留的乳
化液在达到420度时裂解挥发,带钢也达到了退火
炉内首段退火要求,油污灼烧干净,温度迅速升高,虽然有少许氧化但接下来在RTF,JCS等炉内还有氢气进行还原,完全满足了生产要求。但是美中不
足的是,如果高分子油脂分解不完全,在高温欠氧环境下会发生碳化现象,这些碳化物与烟气中铁粉混合会粘附在炉辊上,因此形成炉辊结瘤。为避免结
瘤现象的发生,还要从控制温度上人手,让油脂在完全裂解之前避免温度升的过高。因此,包钢连续热镀锌退火炉的燃烧控制还要继续探索更好更优的控
制方法。
[参考文献]
[1]李九岭.带钢连续热镀锌(第二版)[M].北京:冶金工业
出版社,2001.
[2]蒋大强.带钢连续热镀锌立式退火炉及其热过程研究
[D].北京:北京科技大学,1995.
(下转第102页)
85
2007,(27).济管理干部学院学报.2008,(3).
[6]罗薇.会展经济与城市经济的互动效应[J].大经贸.
[8]程建林,艾春玲.会展经济发展、会展城市竞争力与城市
2008,(2).
功能提升[J].城市规划.2008,(10).
[7]陈柳钦.会展经济与城市发展的协调互动[J].上海市经
AnalysisofBaotouCityExhibitionEconomicDevelopmentStatus
——Also
Discussing
Management
andOperationofBaotouInternationalMeeting
andExhibitionCenter
ZHOUZhen—binl.ZHAOYu—ron92
(1.Baotou
InternationalMeetingandExhibitionCenter,
2.BureauofEconormyand
Information,Qingshan
DistrictGovernment,Baotou014010)
Abstract:Thisarticledescribesthe
status
ofexhibitioneconomicdevelopmentinBaotouCity,analyzemanage-
mentandoperatioUSofBaotouInternationalMeetingandExhibitionCenter.TheproblemsexistinginBaotouCity
ex—
hibitionindustry
are
thatexhibition
venues
lackof,exhibition
area
isofsmall,exhibitionbrandlackof,meetingand
exhibitionshowsmaller.impactofexhibitionissmall,benefitsofexhibitionis
not
obvious,exhibitionprofessional
lackof.ButalsoBaotouCityexhibitionindustryhasitsownadvantages.Supportingfacilitiesisadvance,havea
stra‘
tegiclocation.industryadvantagesare
obvious.ThemainideaofBaotouInternationalMeetingandExhibitionCenter
operationisthatexhibition
use
a
methodofbusinessoperationsbybuildingthewholeexhibitioncoordinationmecha’
nism.improvetheutilizationofvenues
bytaking
a
varietyofmarketingtools,actively
seekgovernmentsupportand
fosterbrandexhibitionandplay
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thefunctionsoftheconventionandexhibition
center
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ContinuousHotDipGalvanizingAnnealingFurnaceCombustionControlNOF
YUEDian—ZU01'-.PANYin91'2
(1.Graduate
School,InnerMongolliaUniversityofScienceandTechnology,
2.BaotouIronandSteelGroupCompanyLimited,SheetFactory,DepartmentofAutomation;Baotou
014010)
Abstract:Steelcontinuoushotgalvanizingannealingfurnaceflameheatingplays
an
importantroleinthepro。
duction.itscombustioncontrolofadvancedandcomplex,representstheadvancedtechnology
withtheindustry,it
isvcryrepresentative.Thisarticlefromthreerespects—the
furnace,furnacepressure,atmosphereinthefurnace,
undertakesdiscussionandelaboratestheNOF
oven
conti'olmethod.
Keywords:NOFfurnace;temperaturecontrol;double
cross
limitcontrol;furnacepressurecontrol
102
万方数据
连续热镀锌退火炉NOF段燃烧控制
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
岳殿佐, 潘瑛, YUE Dian-zuo, PAN Ying
内蒙古科技大学研究生学院;包头钢铁集团有限公司薄板厂自动化部,内蒙古包头014010阴山学刊(自然科学版)Yinshan Academic Journal2013,27(1)
参考文献(2条)
1. 李九岭 带钢连续热镀锌 2001
2. 蒋大强 带钢连续热镀锌立式退火炉及其热过程研究 1995
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_ysxk-z201301024.aspx