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【摘要】介绍了连续退火炉保护气体注入工作模式及保护气体注入的流量控制方法，阐述了连续退火炉炉压控制原理和控制方法。说明了炉压修正控制原理和控制器输出公式，给出了优化措施和优化方式，在退火炉保证带钢退火的表面质量和炉压稳定控制的基础上，通过提高退火炉压力控制水平和控制参数优化，降低保护气体的消耗，提高生产效益。
【关键词】注入模式；炉压控制；氢气平衡修正
1、前言
邯钢西区冷轧厂连续退火炉由比利时DREVER公司设计的立式退火炉，按照带钢走向分为预热段、加热段、缓冷段、快冷段、过时效段、终冷段和水淬段。炉内氛围为氮气和氢气按照一定比例混合构成的还原性气氛，保证带钢在炉内不被氧化，同时还可以去除带钢表面残留的氧化物，提高带钢的表面质量。
2、保护气注入控制
邯宝连退线按照区段划分保护气体注入分7个主控制管路，如图1所示。连续退火炉炉内氛围控制完全基于西门子公司的PCS 7软件，以Win CC作为人机界面，实现过程参数的在线检测、显示和调节，实现数据采集、报警和趋势记录，保证设备的控制精度和生产稳定运行。
为了防止空气进入炉内，加热炉在生产中常保持一定的正压，炉压是由大量保护气体注入形成的【1】，保护气通过位于炉底的注入点流进炉内，在各注入支路的流量控制阀和炉顶的放散阀共同调节下，保证炉内一定的压力和炉内气氛再生，炉内压力的设定以保证加热炉安全性为主，防止带钢氧化来决定，因为退火炉内的气氛压力直接影响着带钢的质量和退火炉的安全【1】，炉压低无法有效保证还原反应效果，炉压过高容易出现事故和浪费气体。对于不同的注入模式，保护气注入流量可以单独设置，以满足不同工艺的需求。为了减少外部空气进入影响加热炉还原气氛，图1中在加热炉入口和出口处设计有氮气密封，这两处注入口设计流量均为250Nm3/h。加热炉其他附件如摄像头镜头、探照灯玻璃窗、高温计等需要氮气和氮氢保护气冷却。各区流量的设定是根据炉况和容积计算得出的，各区注入流量预设最大值见表1。
2.1保护气注入模式
根据加热炉生产状态，保护气注入一共存在六种模式可供选择，各个模式间的切换遵循图3所示顺序，模式的启停完全由顺控完成，保证切换过程平稳性。其中快冷段高氢模式HNx+RCH2和模式N2+RCH2间的切换需要经历HNx模式和N2模式，此过程也是由顺控自动完成的，不需要操作工进行干预。
N2模式：混合站只开启氮气管路，向炉内注入氮气，在吹扫模式、HNx模式或者氢气注入模式出现问题后，会自动切换到此模式，这种模式下，注入保护气的流量安照通常模式预设流量进行控制，并根据炉压进行调节。N2 purge：混合站只开启氮气管路，向炉内大量注入氮气来改善炉内氛围，在退火炉开炉前或者封炉后，启用此模式，这种模式下，保护气流量控制安照预设的值进行控制。HNx模式：混合战开启氢气和氮气管路，混合后。向炉内注入按照要求配比的HNx气体，正常生产期间使用此模式来获得微还原性氛围，注入保护气的流量安照通常模式预设流量进行控制，并可根据炉压进行流量调节。RC H2模式：此模式又细分为N2+RCH2模式和HNx+RCH2模式，前者为混合站开启氮气管路和快冷段氢气注入管路，后者混合站开启氮气管路、氢气管路和快冷段氢气注入管路。RC H2模式在于增加快冷段氢气含量，提高板带冷却速度，有利于减少冷却风机负荷。
2.2保护气注入流量修正
2.2.1炉压控制及修正
保护气体注入炉内后，按照工艺设定的炉压大小由炉压控制器采用PI控制，其比例系数取2，积分时间取200s。炉压实际值由位于炉顶压力变送器测量，邯钢西区冷轧厂2080连退线退火炉保护气共计7个注入主管路和3个放散点，每一个注入管路由一个流量控制器控制该支路的注入流量，三个放散点共用一个流量控制器。通过保护气HNx的注入控制和放散控制共同作用，保证炉压稳定，图3给出了炉压控制原理图，主要包含各支路保护气注入流量控制器、炉压修正控制器和放散控制器。
对于每一条支路的保护气注入流量控制器，其实际值来自流量变送器测量值，程序给定流量值来自两个部分，一个是炉压控制器给出的修正值，一个是当前在用保护气注入模式下的设定值，在HNx+RC H2模式下，还要加上氢气平衡修正值。流量控制器输出直接作用于流量控制阀，调节保护气注入流量的大小，保护气注入流量步长为8NM3/sec，防止引起加热炉炉压变化过大或者氮氢混合站出错。放散控制器的实际值来自各段炉压测量值的最大值，其设定值来自炉压设定值和偏移量的和，其输出作用在三个放散阀上，如图3，放散控制器按照设定的最大炉压控制放散输出，不参与保护气放散量的大小修正的。根据工艺要求，一般情况下，连退线炉压控制范围为1-5hpa，可根据生产需要进行设定，炉压小于0.8hpa时产生压力低报警，高于5.5hpa产生压力高报警，高于8hpa时，停止保护气流量控制阀并打开发散阀，防止发生安全事故。通常模式下，当保护气注入流量给定设定值，选择炉压修正后，炉压修正按照以下公式进行，修正值加设定值即是流量控制器给定值（实际使用中超过表中设定的最大流量值时，使用最大设定值）。
3、结语
实践经验证明，保证退火炉炉压控制稳定可靠是高效生产的前提。在连续退火炉炉内炉压和氛围有效控制，保证带钢退火表面质量的基础上，炉压设定越小，正常生产时的保护气体消耗越少（表2），经济效果越好。依据以上控制原理和修正公式，对控制器比例系数和积分时间及修正系数可以提高炉压控制的稳定性，对炉压设定值的优化，可以进一步减少保护气体消耗量，对降低成本消耗有很大的参考价值。
参考文献
[1]严肃，胡八虎.连续退火炉节能减排降耗的控制措施[M].轧钢，2011年8月，第28卷第4期
作者简介
贺有（1973—），男，山西大同人，本科，毕业于武汉科技大学，冶金机械工程师，研究方向：带钢连续退火技术。
【关键词】注入模式；炉压控制；氢气平衡修正
1、前言
邯钢西区冷轧厂连续退火炉由比利时DREVER公司设计的立式退火炉，按照带钢走向分为预热段、加热段、缓冷段、快冷段、过时效段、终冷段和水淬段。炉内氛围为氮气和氢气按照一定比例混合构成的还原性气氛，保证带钢在炉内不被氧化，同时还可以去除带钢表面残留的氧化物，提高带钢的表面质量。
2、保护气注入控制
邯宝连退线按照区段划分保护气体注入分7个主控制管路，如图1所示。连续退火炉炉内氛围控制完全基于西门子公司的PCS 7软件，以Win CC作为人机界面，实现过程参数的在线检测、显示和调节，实现数据采集、报警和趋势记录，保证设备的控制精度和生产稳定运行。
为了防止空气进入炉内，加热炉在生产中常保持一定的正压，炉压是由大量保护气体注入形成的【1】，保护气通过位于炉底的注入点流进炉内，在各注入支路的流量控制阀和炉顶的放散阀共同调节下，保证炉内一定的压力和炉内气氛再生，炉内压力的设定以保证加热炉安全性为主，防止带钢氧化来决定，因为退火炉内的气氛压力直接影响着带钢的质量和退火炉的安全【1】，炉压低无法有效保证还原反应效果，炉压过高容易出现事故和浪费气体。对于不同的注入模式，保护气注入流量可以单独设置，以满足不同工艺的需求。为了减少外部空气进入影响加热炉还原气氛，图1中在加热炉入口和出口处设计有氮气密封，这两处注入口设计流量均为250Nm3/h。加热炉其他附件如摄像头镜头、探照灯玻璃窗、高温计等需要氮气和氮氢保护气冷却。各区流量的设定是根据炉况和容积计算得出的，各区注入流量预设最大值见表1。
2.1保护气注入模式
根据加热炉生产状态，保护气注入一共存在六种模式可供选择，各个模式间的切换遵循图3所示顺序，模式的启停完全由顺控完成，保证切换过程平稳性。其中快冷段高氢模式HNx+RCH2和模式N2+RCH2间的切换需要经历HNx模式和N2模式，此过程也是由顺控自动完成的，不需要操作工进行干预。
N2模式：混合站只开启氮气管路，向炉内注入氮气，在吹扫模式、HNx模式或者氢气注入模式出现问题后，会自动切换到此模式，这种模式下，注入保护气的流量安照通常模式预设流量进行控制，并根据炉压进行调节。N2 purge：混合站只开启氮气管路，向炉内大量注入氮气来改善炉内氛围，在退火炉开炉前或者封炉后，启用此模式，这种模式下，保护气流量控制安照预设的值进行控制。HNx模式：混合战开启氢气和氮气管路，混合后。向炉内注入按照要求配比的HNx气体，正常生产期间使用此模式来获得微还原性氛围，注入保护气的流量安照通常模式预设流量进行控制，并可根据炉压进行流量调节。RC H2模式：此模式又细分为N2+RCH2模式和HNx+RCH2模式，前者为混合站开启氮气管路和快冷段氢气注入管路，后者混合站开启氮气管路、氢气管路和快冷段氢气注入管路。RC H2模式在于增加快冷段氢气含量，提高板带冷却速度，有利于减少冷却风机负荷。
2.2保护气注入流量修正
2.2.1炉压控制及修正
保护气体注入炉内后，按照工艺设定的炉压大小由炉压控制器采用PI控制，其比例系数取2，积分时间取200s。炉压实际值由位于炉顶压力变送器测量，邯钢西区冷轧厂2080连退线退火炉保护气共计7个注入主管路和3个放散点，每一个注入管路由一个流量控制器控制该支路的注入流量，三个放散点共用一个流量控制器。通过保护气HNx的注入控制和放散控制共同作用，保证炉压稳定，图3给出了炉压控制原理图，主要包含各支路保护气注入流量控制器、炉压修正控制器和放散控制器。
对于每一条支路的保护气注入流量控制器，其实际值来自流量变送器测量值，程序给定流量值来自两个部分，一个是炉压控制器给出的修正值，一个是当前在用保护气注入模式下的设定值，在HNx+RC H2模式下，还要加上氢气平衡修正值。流量控制器输出直接作用于流量控制阀，调节保护气注入流量的大小，保护气注入流量步长为8NM3/sec，防止引起加热炉炉压变化过大或者氮氢混合站出错。放散控制器的实际值来自各段炉压测量值的最大值，其设定值来自炉压设定值和偏移量的和，其输出作用在三个放散阀上，如图3，放散控制器按照设定的最大炉压控制放散输出，不参与保护气放散量的大小修正的。根据工艺要求，一般情况下，连退线炉压控制范围为1-5hpa，可根据生产需要进行设定，炉压小于0.8hpa时产生压力低报警，高于5.5hpa产生压力高报警，高于8hpa时，停止保护气流量控制阀并打开发散阀，防止发生安全事故。通常模式下，当保护气注入流量给定设定值，选择炉压修正后，炉压修正按照以下公式进行，修正值加设定值即是流量控制器给定值（实际使用中超过表中设定的最大流量值时，使用最大设定值）。
3、结语
实践经验证明，保证退火炉炉压控制稳定可靠是高效生产的前提。在连续退火炉炉内炉压和氛围有效控制，保证带钢退火表面质量的基础上，炉压设定越小，正常生产时的保护气体消耗越少（表2），经济效果越好。依据以上控制原理和修正公式，对控制器比例系数和积分时间及修正系数可以提高炉压控制的稳定性，对炉压设定值的优化，可以进一步减少保护气体消耗量，对降低成本消耗有很大的参考价值。
参考文献
[1]严肃，胡八虎.连续退火炉节能减排降耗的控制措施[M].轧钢，2011年8月，第28卷第4期
作者简介
贺有（1973—），男，山西大同人，本科，毕业于武汉科技大学，冶金机械工程师，研究方向：带钢连续退火技术。