罩式退火爐緊急吹掃故障原因分析及處理方法

喬健

本鋼集團有限公司冷軋薄板廠

摘要：本鋼冷軋廠罩式退火爐在退火過程中經常發生緊急吹掃故障，造成長時間的冷卻延時和大量的成本浪費.通過研究故障產生的原因，并總結處理方法，從而降低故障的發生率。

關鍵詞：退火；緊急吹掃

The Reason Of An Emergency Venting And The Method Of Processing In Bell Type Annealing Furnace

Qiao Jian

Benxi Steel Cold Rolling Mill

Abstract :Benxi Steel Cold Rolling Mill in Annealing furnace often happens an emergency venting by the furnace annealing process，Causeing cooling time delay for a long time ,and wasting a lot of production cost. By studying the causes of failure , and summarizing the method of processing，to reduce the incidence of failure

Key words ：annerl；emergency venting

本鋼冷軋廠罩式爐機組現有全氫罩式退火爐48座，分為四期工程。一二四期工程引進德國LOI公司HUGF220-520HPH爐，共計39座，三期為工程引進奧地利EBNER公司HICON/H2爐9座。本文主要以德國LOI爐進行論述。

近幾年罩式爐機組因生產要求加大、設備老化等多方面原因，導致設備故障率高發，造成機組生產運行成本持續升高。本鋼冷軋廠罩式爐機組系采用純氫氣作為保護氣氛的一種對鋼卷退火方式，在安全生產上要求十分嚴格，不允許爐臺上出現氫氣泄漏的情況。當發生氫氣泄漏時，爐臺將進行緊急吹掃，用大量的氮氣來置換爐內氫氣，在這種情況下，無論是生產效率，還是鋼卷退火質量都將受到較大影響。

罩式退火爐基本結構大致可分為：爐臺、內罩、加熱罩、冷卻罩幾部分，其中以爐臺系統最為復雜，也是故障率較高的部分。爐臺主要包括介質管路、控制系統和液壓系統。罩式爐正常的退火運行過程中，是爐臺與內罩通過密封圈緊密結合，在一個密閉的空間加熱鋼卷。空間內為還原性氣體氫氣，是為防止外界氧氣進入造成鋼卷氧化現象。但由于罩式爐設備的老化，造成爐臺與內罩的氣密性下降，爐內壓力降低，程序默認為爐臺系統泄漏，提示緊急吹掃故障發生。氮氣大量吹入爐臺內部置換出氫氣，在保證爐內壓力防止因氫氣泄露，外界氫氣濃度過高發生爆炸。

機械故障造成的緊急吹掃主要與泄漏相關，一般只要是出現了較大的壓力波動(從計算機監測上可看出泄漏量大小、發生時間等)，則可以肯定爐臺設備中的某一個部位有損壞情況。但眾多設備集中在一起，管網復雜、接頭較多、內罩表面積大，很難用較快的方法查出漏點。通過對近三年內罩式爐緊急吹掃故障的統計與分析，發現造成故障發生的原因主要有液壓夾緊器故障、爐臺內罩泄露、爐臺系統泄露這三類問題。

夾緊器故障：單體爐臺平均分布8個液壓缸，工作時液壓缸通過液壓系統將缸體上部壓頭旋轉90°，然后下壓在內罩法蘭外側，起到緊固爐臺作用。由于長時間處于高溫、頻繁使用，導致缸體密封老化、缸體內部凹槽出現磨損，出現卡阻現象，導致壓頭轉動不到位或不轉動，造成壓頭下壓時壓空不起作用，或因密封老化造成缸體內泄，無夾緊力。從而導致爐臺與內罩結合不緊，引發緊急吹掃故障。

內罩泄露:罩式爐因內罩泄漏產生緊急吹掃故障率占總故障比例的50%以上，內罩泄露經常出現三種情況：1）在整個退火過程中，內罩會受到熱脹冷縮的作用。內罩在長時間使用過程中會出現細小的裂紋，主要出現在鋼板連接焊縫處。在加熱過程中受熱膨脹作用，內罩裂紋會不斷擴大，在冷卻過程中，內罩會發生收縮現象，導致漏點撕裂，最終因爐臺壓力降低，從而造成緊急吹掃。2）在裝出爐過程中，內罩頂部吊梁反復吊裝內罩，導致吊梁連接板開焊，造成泄露引起吹掃。3）內罩法蘭水平度偏差過大，在分流冷卻時極易發生變形翹起，造成泄露。

爐臺系統泄漏：爐臺系統泄漏主要有三種情況：1）爐臺法蘭與內罩法蘭之間的膠圈老化失去彈性，爐內氣體外泄造成緊急吹掃；2）爐臺循環風機和管路長時間使用發生振動現象，導致各部位連接螺栓松動，造成密封不嚴發生故障；3）人為因素，主要是生產天車工在堆落鋼卷時，堆落堆偏影響內罩放置。在加熱結束啟動分流冷卻時因冷熱收縮較大，造成爐臺膠圈密封不嚴泄露。這種情況比較少見，也最不容易發現。

針對上述三類問題，根據長期的故障處理的經驗，總結整理出一些降低故障率的方法。

定期定時檢查液壓夾緊器。因罩式爐爐臺退火周期的不同，導致出爐時間有所偏差。因此，對每個裝出爐并進行統計，在3到4個退火周期檢查一次液壓夾緊器。包括缸體壓頭是否擺動到位、固定底板有無開焊變形、轉動缸體是否內泄。對有問題的夾緊器做到及時更換處理。定期組織人員調整夾緊器壓頭的螺栓長度，確保每個夾緊器的夾緊器一致。對于液壓管路漏油問題，做到每天巡檢，發現即處理，避免泄漏擴大。

內罩檢查修復。對于存在泄露的內罩，通過檢測報警儀器對內罩進行檢查，準確找出漏點位置，在出爐之后進行修補焊接。對于修復過多次的內罩要有標記和記錄，對于修補處反復開焊的內罩，建議進行更新替換。對于內罩法蘭面不平的問題，肉眼無法識別，因此，在裝爐過程中，可觀察在內罩與爐臺結合時是否晃動嚴重，檢查兩側法蘭之間縫隙大小。對這個部位的檢查，可用手背靠在間隙處感覺有無氣體流通(手背較手心敏感)，此方法也適用于判斷夾緊器是否存在內泄。對于內罩的修復一定要嚴格保證修復質量，對每個內罩建立檔案，在達到使用期限的內罩一定要及時的下機修復，如果無法修復立即報廢停用，一定不能應付生產。

爐臺系統的檢查。首先，定期檢查爐臺循環風機和冷卻風機電機的振動情況。如果有專用的檢測工具可定期檢查，做好記錄，統計出軸承的劣化曲線。如果沒有檢測儀器，可使用木質螺絲刀對準電機軸承外殼處，聽聽軸承轉動聲音。檢查循環風機是否泄漏時，該位置十分狹窄，用報警儀器無法觀察，可通過肥皂水輔助。注意報警儀受煤氣、溫度的影響較大，不能完全依靠儀器，仍要認真仔細檢查分析。在檢查管路時，重點是各接頭，可用兩種方法判斷：一是鋼卷上的軋制油及乳化液在高溫下汽化，溫度降低時形成一種暗黑色的焦油，當發現有這種焦油出現時，一般這個地點就有泄漏；二是用傳統的肥皂水檢查。常出現泄漏的部位主要有：氧探頭、H2伺服閥、熱電偶、壓力開關接頭。再有，定期安排對連接螺栓進行全面的緊固，達到預防的效果。

緊急吹掃故障產生的原因很多，在罩式退火過程中是無法消除的，但可以盡可能的降低故障的發生率。當遇到故障發生時，不要盲目檢查，通過對故障原因的分析、處理方法的總結和歸納，就可對緊急吹掃及時準確地做出判斷。一旦形成良好的操作模式，就可以實現故障率的降低，比起動員眾多設備、維護人員盲目檢查有效得多。