连续退火炉炉内气氛分析的意义

更新时间：2023-02-01

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退火炉在冶金行业中作为一种热处理工艺有着广泛的应用，如冷轧线、镀锌线、硅钢线等，其目的是降低硬度，改善切削加工性，消除组织缺陷等。炉内通保护气，主要目的是防止外界空气进入炉内导致材料氧化，同时保持炉内温度均匀。

在带钢连续热镀锌机组中，连续退火炉是带钢连续热镀锌工艺段主要工序之一，也是机组的心脏。它将完成带钢热镀锌前的退火工艺，对热镀锌板的质量及性能起至关重要的作用。其技术水平的高低直接影响到热镀锌产品的质量与性能。

退火炉采用的气体燃料一般为焦炉，高炉、转炉的副产品煤气，煤气中的主要可燃成分有CO,H2,CH4,与空气混合在炉内进行正常全部燃烧时，空气量略高于理论配比，产生的烟气成分含有CO2,H2O,N2及少量富余的自由O2. 其中N2为惰性气体，不会对钢造成氧化；自由O2有强的氧化性，只要存在就会使钢氧化；CO2、H2O也为氧化性气体，也会使钢在高温下氧化，但该氧化反应是可逆的，如果炉内烟气中含有足够浓度的还原性气体CO、H2可阻止钢的氧化反应，化学反应式如下：

Fe+CO2=FeO+CO

Fe+H2O=FeO+H2

因此，使燃料炉内形成无氧化气氛的目的就是消除烟气中的自由氧，使烟气中氧化性气体与还原性气体的比例即PCO2/PCO、PH2O/PH2的比值在合理范围值内。对于无氧化炉内带钢温度在700℃以下时，只有控制PCO2/PCO＜0.7,PH2O/PH2＜0.45,带钢方能够处于还原区范围。

另外在炉子密封性不好的情况下，氧气的渗入，氢气与氧气发生反应生成水蒸气。这些原因都会导致露点值高的情况出现。

使用氧气分析仪测量氧气目的

氧气造成产品的氧化，质量不合格。实际上炉内要求氧含量几乎为零，但是原料气的生产氮氢会自带氧气；同时由于施工的细节性，难免会导致炉外21%含量的氧气扩散到炉内。

连续退火炉炉内气氛是由氮气和氢气组成的还原性保护气体，为了防止外界空气进入炉内，连续退火炉正常生产时采用微正压操作。为了保证一定的炉压需要持续注入一定比例的保护气体和还原性气体氢气。炉内气氛对冷轧板退火后的表面质量有显著影响，气氛成分波动影响烧嘴空气系统的变化，空气系数增大会降低镀锌板的附着性能。

使用氢气分析仪测量氢气的目的

在高温的化境下，H2和 CO可以做还原剂，还原氧化物。带钢表面在外界或加热区域中产生的氧化物，需要通过氢气的还原能力来实现Fe铁分子的释放；此外氢气的作用还有去除氢氮保护气中所含微量氧气的作用；

使用露点仪测量露点的目的

1、氢气的还原反应中会产生一定的水汽，

2、保护气注入环节也会带到炉内极少不分的水汽，

若炉内气氛中氢气含量超过一定的范围的话，就会发生氧化铁的还原反应；若炉内气氛中水蒸气的含量超过一定范围的话，发生氧化铁的氧化反应，这一系列的反应都是可逆反应。从上面分析我们在生产的过程中，露点控制在于避免氧化反应的发生，合理利用氢气的还原反应。所以要增加氢气再炉子中的浓度，尽量降低水蒸气的浓度，这就是合理的控制露点的要求。

连续退火炉如果因为种种原因打开炉顶盖和底盖的话，就会导致空气的进入，露点值就会升高所以安装完毕炉盖以后还需要经过8小时甚至更长的时间才能使露点恢复到正常的数值，在长时间的大修后，露点的数值可能会大大的超出范围，但会缓慢降下来的。

氧气分析仪在退火炉领域中的应用

烟气分析仪原理与应用

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