气垫式连续退火炉 介绍

设有 ACC 装置，可实现上、下料不停机，连续作业；
工艺流程：预热 → 加热 → 风冷 → 水冷 → 酸洗 → 水洗 → 热水洗 → 热风干燥 ；
2.设备构成
上料台车、1#开卷机、2#开卷机、材料接头冲压、N0.1 张力辊组、入侧 ACC 小车、N0.2 张力辊组、
入侧摆动辊、退火炉、风冷室、水冷槽、中央 EPC 辊、酸洗装置、热水洗装置、热风干燥、N0.3 张
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一般加热室温度较高，有少量 O2 也会与 CO 燃烧掉，不会对材料造成太大影响，但冷却室由于 温度相对较低，O2 不会与 CO 反应，O2 会造成材料氧化，故一般对冷却室进行氧气浓度控制， O2 浓度异常原因：1.来自燃烧室的保护气体异常；2.冷却室及水冷槽有漏气，或保护气体管道漏气；
4.1 炉壳由钢板无缝焊接，外部由槽钢等加强，内壁四周砌耐火砖，顶部为耐火棉；
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排烟风机
预热循环风机
1#加热循环风机
2#加热循环风机
风冷室
预热室
1#加热室
气垫机构
2#加热室
4.2 循环风机：共有 3 台，分别为：预热循环风机、1#加热循环风机、2#加热循环风机。
a. 1、2#加热循环风机有冷却水冷却，保护靠近内部的轴承；
CM
电动调节阀
冷却风机
4.5 LPG 燃烧系统
冷却风管示意图
1#、2#加热室各有 2 个燃烧嘴，每个燃烧嘴有 1 个点火燃烧嘴和 1 个主燃烧嘴；炉启动时先是
“点火燃烧嘴”点火燃烧，“火焰检测器”检测无误后，主燃烧嘴再通气燃烧；
燃烧方程：C4H10+O2+N2 → CO2+CO+H2O +H2+N2； （注：水以蒸汽形式存在）
当减小燃烧空气的量，此时有部分 LPG 不能充分燃烧，生成一氧化碳 CO,但 CO 浓度需要控制，否则 可能发生爆炸；
正常生产时选择“无酸化模式”，CO 浓度控制在 1.5％，由“CO 浓度调节仪”设置，“CO 分析装置” 监控实际浓度，再由“空燃比调节计”控制“LPG 流量调节计”，使 LPG 燃烧后剩余 CO 的浓度符合要 求；
器驱动；张力辊组的 2 只辊的布置使材料通过时呈 S 型，提高张力效果；
NO.1张力辊组
NO.2张力辊组
NO.3张力辊组
3 . ACC 小车： ACC (Accumulator) 即储料机构。另 ACC 小车通过力矩电机，为材料提供张力；
3.1“ACC 小车”机械结构： 组成部分：ACC 辊、减速机、力矩电机、车轮、链轮（驱动、ACC）、ACC 链条； 说明：a.ACC 辊无动力，为随动辊，辊面有弧度； b. ACC 链条固定不动，ACC 小车行走时链轮转动，链条不动； c. WS、DS 侧各有一 ACC 链条，故两侧链条平衡很重要，否则 ACC 小车将倾斜卡死，需 注意点检； d. 出、入侧 ACC 小车共用 ACC 链条；
一。概 述
CAP-Continuous Annealing and Pickling Line 气垫式连续酸洗退火炉
1.设备简介
CAP 是连续式气垫退火炉，即材料以恒定的速度连续进入炉内，来达到给材料退火的目的，并
对炉内的氛围气体进行控制（控制材料氧化），退火后设置有酸洗装置，去除材料表面的氧化层；CAP
的空气由干燥喷管吹出，喷在材料的上下表面；
材料
电磁阀
蒸汽 热交换器
风机
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减速机+力矩电机 链轮
ACC辊 链轮
车轮
链轮
轨道
材料
ACC链条
3.2“入侧 ACC 小车”动作说明： 当开卷机上材料结束时，需要将其尾部与另一台开卷机上的材料的端部连接起来，如果没有 ACC，
则生产线必须停止，停留在生产线上的材料将报废，由于设备长，材料较厚，报废量较大，为避免报 废故设置 ACC 机构；运行过程如下：
酸雾
酸雾风机
酸液收集槽 酸洗喷嘴
至DRT
回流管
水洗
酸洗 回流管
中央EPC 辊
M P
水洗泵 M
P
酸洗B 泵 M
P
M P
酸洗A 泵
5.4 热水洗：
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热水洗方法是：热水洗采用浸没式。材料从 60℃热水槽中通过，完全浸没在热水中，并另有喷嘴 形成水流，加快清洗； 热水洗槽加热：利用水泵使水循环，水通过热交换器，由蒸汽提供热量加热，有温控器控制电池 阀调节水温； 脱水辊：在热水洗槽出侧有一对脱水橡胶辊（φ200），可去除材料表面绝大部分水迹；
调节计”，控制燃烧空气和 LPG 流量大小，达到温度控制；
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4.7 氛围气体： CAP 退火炉是利用 LPG 燃烧后的废气作为氛围（保护）气体，气体主要成分：N2+CO2+CO+H2+H2O 燃烧 3 种状态：1.完全燃烧（理想状态）；2.氧气过剩；3.LPG 过剩； CAP 氛围气体控制分为：1.空燃比模式；2.酸化（氧化）模式；3.无酸化模式； 为防止材料在高温下与氧气接触氧化，需要控制氧气的浓度（CAP 要求控制在 500PPM），为此需适
软水 热风干燥喷嘴 脱水辊
材料
热水洗槽（汤槽）
电磁阀
M
蒸汽
水泵
过滤器
疏水阀 热交换器
5.5 热风干燥：
脱水辊后设置有热风干燥喷管，利用热风（70℃）烘干材料表面； 热风干燥装置组成：风机、热换热器、喷管、温控系统 组成；
工作过程：风机吹出的空气（室温）通过热交换器，热交换器利用蒸气提供热量加热空气，加热后
a. 入侧 ACC 小车正常生产时位于入侧处； b. 开卷机材料快结束时，小车向出侧行走，在开卷机与退火炉之间储存一定长度材料（ACC 小
车向出侧行走时，开卷机加速送料，而材料进入炉内的速度不变）; c. 材料接头时开卷机停止送料，此时入侧 ACC 向入侧移动，将储存的材料输送至炉内，保证炉
内的材料连续不断；但需注意材料接头需在 ACC 小车退到入侧限位前完成，否则设备将停机；
不停机。开卷机主要部分：主轴扩缩机构、手动旋转机构、抱闸张力机构；
1.1 主轴扩缩：液压油通过旋转接头，进入扩缩油缸，油缸拉动扩缩斜面，带动卷取轴扩大缩小；
1.2 手动旋转：一台电机通过链条及气动离合器驱动主轴手动旋转，手动旋转时气动离合器闭合，
电机转动。正常生产时，离合器打开，电机不动作；
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水密封；
软水
中央EPC辊
水中小辊
槽盖密封水
水中大辊
M
换热器
P
水箱
水泵
4.11 风冷室及水冷槽保护气体：
材料进入风冷室及水冷槽时温度仍然比较高，如果有氧气的话会与材料反映，故需对风冷室及水
冷槽内的 O2 (氧气)进行控制，具体做法是：将加热室的燃烧废气冷却后送入风冷室及水冷槽，来控
制其内的 O2 (氧气)浓度，另外设置有“O2 浓度分析仪”，监控风冷室的 O2 浓度；
至酸洗槽循环使用，酸液定期更换。酸洗槽分为 A、B，各有一台泵，一用一备，管道通过气动 阀切换； 5.2 水洗：采用喷淋式。水由泵送至喷嘴，喷射在材料上下表面； 酸洗与水洗设置在一起，在玻璃钢容器内完成； 5.3 酸雾处理：酸洗时会生成酸雾，影响环境，故设置有酸雾处理装置；
水冷槽废水 回收泵
脱酸辊
至大气
1.3 抱闸张力：为给材料提供张力，开卷机主轴通过齿轮与气动抱闸相连，调节抱闸的气压可调 节材料张力，抱闸的气压通过“空-电转换器”控制。抱闸摩擦发生大量热量，其 外壳有冷却水冷却；
2#开卷机
1#开卷机
2. 张力辊组 CAP 共有三对张力辊组，每组有 2 只辊，外径 530，辊的外部包有橡胶。每只辊都有电机减速
减压阀
入口：50KPa 出口：15KPa
主燃烧嘴
热电偶
上限设定60KPa 压力开关
紧急切断阀
通电时手动开 停电时自动闭
流量计
点燃火烧嘴
加热室
CO 分析装置
手动阀 手动阀
差压表 差压表
均匀阀
火花塞 点火变压器
50KPa LPG (液化气站）
4.6 炉温控制： 炉温由“温度调节计”设定（530～800℃），热电偶反馈炉内实际温度，比较后通过“空气流量/LPG
力辊组、出侧 ACC 小车、出侧制动辊组、切料机、卷取机、装铁桶机构、下料小车；
二 .基本控制：
1.速度控制：
根据要退火的材料类型可设置不同的速度，最高 50m/min；
2.张力控制：
根据要退火的材料设置不同的张力；但材料在设备各处的张力是不一样的，分别通过 N0.1 N0.2
N0.3 张力辊组、出侧制动辊组来控制开卷张力、炉内张力、卷取张力，其中炉内张力最小，因为
到支撑作用，在上下侧各设置风门，通过调节上风门（下风门固定），可对应不同厚度的材料；
这样的退火炉称为气垫炉；
循环风机
材料
气垫
炉截面图
循环风机
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上风门，电动调节 下风门，手动，固定
4.4 冷却风管 在加热室内设置有 U 型冷却管，利用空气冷却炉内；在炉待料时，无材料通过带走热量，
炉的燃烧量下降，燃烧废气减少，为保证炉内有稳定的燃烧量，故设置冷却管；在管道上设 置有电动调节阀，根据情况自动调节冷却量；
炉压调节计
PV
大气取压口
MV E E
RY
差压 变送器
电动调节阀 CM
排烟风机 至室外
炉压取气管
预热室
1#加热室
4.9. 风冷室
组成部分：壳体、循环风机、热交换器（2 个）
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2#加热室
材料从退火炉出来后需要逐步冷却至室温，首先通过风冷室冷却；风冷室利用换热器冷却内部空气， （换热器由冷却水冷却），再用冷却后的气体冷却材料，将材料冷却至 150℃左右；
高温，材料比较脆弱；
张力控制要准确运行，必须确保张力辊不打滑，如果发生打滑，张力控制系统会发生紊乱，所
以要注意张力辊的管理（辊表面摩擦力、外径）；
3..退火炉控制
退火炉控制主要包括：炉温控制、炉压控制、氛围气体控制 等；
二. 主要部分介绍
1.开卷机
CAP 设置有 2 台开卷机，两台功能结构一样。2 台开卷机与入侧 ACC 小车配合，可以在换料时
CO+O2 → CO2；
温度调节计 空气流量调节计 LPG流量调节计
空燃比调节计
CO浓度调节计
燃烧风机 14KPa
下限设定6.5KPa 压力开关
空气差压变送器
高压侧
低压侧
低流量阀 差压流量计 电动调节阀
LPG差压变送器
低压侧
高压侧
电动调节阀 差压流量计 低流量阀
下限设定6.5KPa 压力开关
低流量阀
（注： 空燃比：空气与 LPG 的比率，1.0 为理想状态完全燃烧比率） 4.8. 炉压控制：
炉压即炉内的压力，如炉压过高会造成大量高温气体从炉入口处逸出，造成能量损失和污染车间 空气；如果炉压过低则会造成外部空气涌入炉内，造成炉内氧气浓度过大；
炉内压力一般设置为稍高于炉外大气。面板上设置有“炉压调节计”，直接设定炉内压力（1.0 mmH2O），使用“差压变送器”测量炉内外的压差，测量数据返回“炉压调节计”，经过比较后调节 炉出口处排烟管道的“电动调节阀”开度大小，达到控制炉压的目的；
b. 风机冷却水不可间断，设置有非常冷却水，停电时由 2#冷却塔的非常水泵供水冷却；
c. 风机在高温时（150℃以上）不可停转，否则叶轮易变形。
4.3 气垫机构：退火炉内没有辊来支撑材料，且材料在炉内因为高温不能承受太大张力，为防止材
料下垂和断裂，在材料上下侧设置喷气装置（气垫），循环风机吹出的风由此喷出，对材料起
循环风机
风门
热交换器 冷却水 进 冷却水 出
材料 冷却室
排水管
4.10. 水冷槽： 材料从风冷室出来后进入水冷槽，用水直接冷却材料；槽内有水冷槽大辊（φ530）、小辊（φ200），
辊包胶材质是硅胶（耐高温）；水冷槽温度过高时直接加水冷却，溢流的水流至废水回收槽内， 水冷槽的密封：水冷槽为退火炉的出口，使用水将水冷槽与外部空气隔离，槽盖为保证密封wk.baidu.com加
3.氧气分析仪故障； 风冷室积水问题：来自加热室的保护气体内含有水蒸汽，在加热室冷却后会凝结成液态水，在风冷 室底部设置有排水管，管道需保持畅通，防止积水；另外风冷室的热交换器腐蚀后也可能漏水（冷 却水）； 5. 酸 洗： 材料从水冷槽出来后进入酸洗装置，酸洗主要是去除材料表面的氧化层；工艺过程是：酸洗 → 水 洗 → 热水洗 → 热风干燥； 5.1 酸洗：采用喷淋式。使用 50％浓度的硫酸，由泵送至喷嘴，喷射在材料上下表面；硫酸溶液回流
退火炉
入侧ACC小 车正常位置
2#开卷机
1#开卷机
3.3“出侧 ACC 小车”动作说明：
卷取机一卷材料结束取料时，此时卷取机停止卷料，但开卷机正常往炉内送料，炉内出来的材料
储存在 ACC 处，避免开卷机停机；运行原理与入侧相同；
4. 退火炉
退火炉共分为三部分：预热室、1#加热室、2#加热室；
主要组成：炉壳、耐火砖、循环风机、气垫机构、冷却风管、燃烧系统、电气控制系统；