全氫罩式退火爐安全控制規(guī)程

內(nèi)容

1. 操作前準(zhǔn)備

- 確保操作人員接受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，了解設(shè)備性能及安全操作流程。

- 檢查退火爐設(shè)備完好無(wú)損，包括爐體、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

- 檢測(cè)氫氣純度，確保符合工藝要求，防止雜質(zhì)影響產(chǎn)品質(zhì)量和安全。

2. 啟動(dòng)與運(yùn)行

- 啟動(dòng)前，排空爐內(nèi)空氣，置換為高純氫氣，保持微正壓狀態(tài)。

- 進(jìn)行預(yù)熱，按設(shè)定程序升溫，監(jiān)控溫度變化，防止過(guò)快導(dǎo)致熱應(yīng)力。

- 爐內(nèi)工件裝載應(yīng)均勻，避免局部過(guò)熱。

3. 過(guò)程監(jiān)控

- 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣濃度，防止泄漏，設(shè)定報(bào)警閾值。

- 監(jiān)控爐內(nèi)壓力，保持穩(wěn)定，避免因壓力波動(dòng)引發(fā)事故。

- 定期檢查冷卻系統(tǒng)，保證有效散熱，防止設(shè)備過(guò)熱。

4. 停機(jī)與維護(hù)

- 停機(jī)時(shí)，先降溫后斷氣，遵循“先降后斷”原則，防止氫氣爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

- 設(shè)備停用期間，進(jìn)行定期維護(hù)，如清理積灰、檢查密封性等。

- 在設(shè)備維修前，務(wù)必完全排空氫氣，采取防爆措施。

5. 應(yīng)急處理

- 制定并演練應(yīng)急預(yù)案，包括氫氣泄漏、火災(zāi)等緊急情況的處置。

- 操作人員應(yīng)配備必要的個(gè)人防護(hù)裝備，如防毒面具、防火服等。

- 發(fā)現(xiàn)異常，立即啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)，撤離現(xiàn)場(chǎng)，并通知相關(guān)人員。

標(biāo)準(zhǔn)

1. 符合國(guó)家《工業(yè)爐窯安全規(guī)程》和《氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定。

2. 嚴(yán)格執(zhí)行企業(yè)內(nèi)部的安全操作規(guī)程和設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)制度。

3. 與iso 9001質(zhì)量管理體系和iso 14001環(huán)境管理體系的要求保持一致。

4. 定期進(jìn)行安全評(píng)估和隱患排查，確保設(shè)備安全運(yùn)行。

考試題及答案

1. 問(wèn)題1：全氫罩式退火爐在操作前需要檢查哪些方面？ 答案1：設(shè)備完好性、氫氣純度、操作人員培訓(xùn)情況。

2. 問(wèn)題2：退火爐在停機(jī)時(shí)，應(yīng)遵循什么原則？ 答案2：遵循“先降后斷”的原則，即先降溫后斷氣。

3. 問(wèn)題3：全氫罩式退火爐在運(yùn)行過(guò)程中，哪一項(xiàng)是必須實(shí)時(shí)監(jiān)控的？ 答案3：需要實(shí)時(shí)監(jiān)控氫氣濃度和爐內(nèi)壓力。

4. 問(wèn)題4：遇到氫氣泄漏等緊急情況時(shí)，操作人員應(yīng)如何應(yīng)對(duì)？ 答案4：?jiǎn)?dòng)應(yīng)急預(yù)案，撤離現(xiàn)場(chǎng)并通知相關(guān)人員，同時(shí)采取相應(yīng)的防爆措施。

5. 問(wèn)題5：全氫罩式退火爐的維護(hù)保養(yǎng)工作應(yīng)在何時(shí)進(jìn)行？ 答案5：應(yīng)在設(shè)備停用期間進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)。

全氫罩式退火爐安全控制規(guī)程范文

1概述

強(qiáng)對(duì)流全氫罩式退火爐(以下簡(jiǎn)稱全氫罩式爐)是在原低氫罩式爐的基礎(chǔ)上于70年代發(fā)展起來(lái)的,具有低能耗、高效率、退火產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良等眾多特點(diǎn)。國(guó)外在1984年開(kāi)始大量應(yīng)用于寬帶鋼卷的退火,至今已有近千座全氫罩式爐在世界各地建成。在奧地利的奧鋼聯(lián)、德國(guó)的克勒克納冷軋廠和蒂森冷軋廠、美國(guó)的l-tv鋼廠和us_鋼廠等鋼鐵企業(yè)中,都可以見(jiàn)到正在工作的全氫罩式爐。

直到80年代末、90年代初,全氫罩式爐這項(xiàng)先進(jìn)的生產(chǎn)工藝才隨著國(guó)外生產(chǎn)工藝、控制技術(shù)的成熟逐步引進(jìn)到國(guó)內(nèi),并迅速得到推廣。國(guó)內(nèi)已有鞍鋼、武鋼、本鋼、上海益昌冷軋薄板廠、海南鵬達(dá)冷軋薄板廠等單位先后引進(jìn)、建成了全氫罩式爐,生產(chǎn)、使用情況良好。近年建設(shè)或改造的冷軋薄板廠正在大量采用全氫罩式爐,原有的低氫罩式爐正面臨被全氫罩式爐替代的局面。

全氫罩式爐的安全性是至關(guān)重要的,這主要是由干在退火過(guò)程中采用了易燃、易爆的氫氣充當(dāng)退火產(chǎn)品的保護(hù)氣體和熱傳導(dǎo)體,稍有不慎即有可能發(fā)生著火或爆炸事故。如果沒(méi)有可靠的安全保障措施,即控制系統(tǒng)沒(méi)有完善的控制策略,不僅全氫罩式爐的生產(chǎn)不能進(jìn)行,而且還有破壞整個(gè)生產(chǎn)設(shè)施的可能。本文針對(duì)全氫罩式爐保護(hù)氣體應(yīng)用的安全性,介紹全氫保護(hù)氣體控制過(guò)程的安全控制策略,以增強(qiáng)對(duì)這-問(wèn)題的認(rèn)識(shí)。

2全氫罩式爐設(shè)備及工藝過(guò)程簡(jiǎn)介

全氫罩式爐是用來(lái)消除由冷軋變形而使帶鋼產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力的一種處理裝置。通過(guò)使帶鋼升溫、保溫、降溫的過(guò)程進(jìn)行帶鋼的再結(jié)晶退火。

一座全氫罩式爐的基本設(shè)備包括:

(1)一個(gè)帶有底部循環(huán)風(fēng)機(jī)的爐臺(tái)及其附屬介質(zhì)供給管路。

(2)一個(gè)底部敞開(kāi)、其余封閉焊接成整體的保護(hù)罩(以下簡(jiǎn)稱內(nèi)罩)。將它扣在爐臺(tái)上即與爐臺(tái)構(gòu)成一個(gè)封閉的小空問(wèn)(以下簡(jiǎn)稱退火空間),退火帶鋼就置于退火空間之中。在退火過(guò)程中,退火空間即充滿純氫氣以保護(hù)帶鋼在高溫下不至干氧化。

(3)一個(gè)制成罩形的加熱裝置(以下簡(jiǎn)稱加熱罩)。加熱罩扣在內(nèi)罩之上,兩罩之間形成一個(gè)燃燒室,燃料在此燃燒,熱量通過(guò)內(nèi)罩傳遞到退火空間內(nèi)。

(4)一個(gè)制成罩形的帶冷卻風(fēng)機(jī)的冷卻裝置(以下簡(jiǎn)稱冷卻罩)。

(5)一套快冷裝置。這種裝置有兩種,一種為在冷卻罩內(nèi)向內(nèi)罩噴水的噴淋冷卻裝置,一種為將保護(hù)氣體循環(huán)通過(guò)換熱器進(jìn)行快冷的底部循環(huán)快冷裝置。

(6)一套全氫罩式爐過(guò)程控制系統(tǒng)。

全氫罩式爐一個(gè)生產(chǎn)周期包括:裝帶卷、扣內(nèi)罩;退火空間冷密封試驗(yàn);氮?dú)獯祾?扣加熱罩加熱;帶鋼保溫;退火空間熱密封試驗(yàn);加熱罩吊走和扣冷卻罩進(jìn)行風(fēng)冷;快速冷卻;退火空間氮?dú)夂蟠祾?、吊走冷卻罩;吊走內(nèi)罩和帶鋼。

3典型爐型的保護(hù)氣體安全控制策略

在一般情況下,空氣中氫氣的爆炸濃度為4%~72%,且著火點(diǎn)很低。因此,安全使用全氫保護(hù)氣體進(jìn)行退火生產(chǎn)的核心就是讓氫氣和氧氣隔離或使混合氣體無(wú)法達(dá)到爆炸濃度。

全氫罩式爐使用含微量氫氣的氮?dú)庾鳛闅錃夂脱鯕獾母綦x氣體。在正常情況下,這種氮?dú)鈨H用來(lái)吹掃退火空間。只有在故障處理等不得已情況下才用這種氮?dú)鈱?duì)退火空間進(jìn)行事故吹掃或充當(dāng)保護(hù)氣體繼續(xù)完成退火過(guò)程。

全氫罩式爐在其過(guò)程控制系統(tǒng)監(jiān)控下按固定的操作次序一步一步自動(dòng)完成退火全過(guò)程,僅在吊扣加熱罩、冷卻罩時(shí)需等待人工操作,通常情況下,過(guò)程控制系統(tǒng)通過(guò)不斷的測(cè)試和監(jiān)控保證整個(gè)退火過(guò)程安全進(jìn)行。一旦發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象出現(xiàn),控制系統(tǒng)即刻按照預(yù)先編制的處理程序一步一步使過(guò)程轉(zhuǎn)為正常或安全停機(jī)。

根據(jù)快速冷卻工藝方式的不同,目前世界上流行兩種全氫罩式爐,以?shī)W地利ebner公司為代表的采用冷卻罩噴淋快冷方式的全氫罩式爐(以下簡(jiǎn)稱ebner型爐),其保護(hù)氣體系統(tǒng)流程見(jiàn)圖1;以德國(guó)loi公司為代表的采用底部循環(huán)快冷方式的全氫罩式爐(以下簡(jiǎn)稱loi型爐)。

在一個(gè)爐臺(tái)正常的退火周期中,保護(hù)氣體的充入和排出包括下列步驟:

(1)氫氣進(jìn)口閥的泄漏性試驗(yàn)。這是為了測(cè)試兩級(jí)氫氣電磁閥是否具有良好的關(guān)斷性能,每個(gè)退火周期開(kāi)始時(shí)必須進(jìn)行一次這種測(cè)試。ebner型爐是向兩級(jí)電磁閥17a、b和c之間充入隔離氮?dú)獠y(cè)量壓力能否被保持來(lái)判斷電磁閥是否關(guān)斷良好。隔離氮?dú)鈮毫Ρ葰錃鈮毫Ω?這種測(cè)試隨時(shí)都可進(jìn)行。如果氫氣進(jìn)口電磁閥有泄漏,爐臺(tái)就不能投入工作。ebner型爐還用隔離氮?dú)夥舛聝杉?jí)氫氣電磁閥。

(2)退火空間冷態(tài)密封試驗(yàn)。這是在全氫罩式爐裝完鋼卷扣好內(nèi)罩后進(jìn)行的,它測(cè)試退火空間是否有效地與外界隔離,其方法是打開(kāi)氮?dú)忾y(如圖1中的閥15)向退火空間充入一定壓力的氮?dú)?然后關(guān)閉所有進(jìn)氣閥、排氣閥,通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)(如圖1中的7)測(cè)量退火空問(wèn)內(nèi)能否在一定時(shí)間內(nèi)保持壓力。如果測(cè)試不能通過(guò),則發(fā)出警報(bào),爐子不能進(jìn)行退火過(guò)程,必須人工處理后再進(jìn)行泄漏試驗(yàn)。

(3)退火空間氮?dú)獯祾摺＿@是將退火空間的氧氣吹出去。這個(gè)過(guò)程既要保證一定的吹氣量,又要保證一定的吹氣時(shí)間,吹氣量、吹掃時(shí)間是通過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)確定下來(lái)的。ebner型爐分大流量、小流量等幾種方式吹掃。這個(gè)過(guò)程必須保證將退火空問(wèn)的氧氣降低到一個(gè)很低的濃度。

(4)退火空間充入氫氣及吹掃。氮?dú)獯祾呓Y(jié)束后即可向退火空問(wèn)充入大量純氫氣,整個(gè)退火過(guò)程即可在全氫的保護(hù)氣體情況下進(jìn)行。所謂氫氣吹掃就是要把在加熱過(guò)程中帶鋼殘留乳化液的汽化物帶出退火空間,這個(gè)過(guò)程的時(shí)問(wèn)長(zhǎng)短取決于工藝要求。吹掃用氫氣量的大小也可以分檔調(diào)節(jié)。排出的氫氣可以放空也可以送到加熱罩燒掉,而且氫氣排出管一般單獨(dú)設(shè)立。

(5)在整個(gè)用氫氣退火的過(guò)程中,退火空間的壓力不中斷地受到監(jiān)控。因?yàn)閴毫μ呷菀讓?dǎo)致設(shè)備損壞和密封被破壞,也表示有設(shè)備工作不正常。壓力太低容易因某種干擾使其變成負(fù)壓而吸入空氣產(chǎn)生危險(xiǎn)或表示發(fā)生了泄漏。ebner型爐采用一組壓力開(kāi)關(guān)5、6、7監(jiān)控退火空間壓力,可監(jiān)控6個(gè)壓力值。一般來(lái)說(shuō),在整個(gè)退火周期中,氫氣供給閥總是打開(kāi)的,而氫氣排出閥根據(jù)要求有時(shí)開(kāi)、有時(shí)關(guān)。當(dāng)退火空間壓力降低到一個(gè)預(yù)定值時(shí),控制系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉正打開(kāi)的氣體排出閥,以期待壓力回升后再繼續(xù)退火,如果壓力繼續(xù)下降到報(bào)警值時(shí),控制系統(tǒng)則自動(dòng)關(guān)閉全部排出閥和氫氣進(jìn)口閥,打開(kāi)氮?dú)膺M(jìn)口閥向退火空間充氮?dú)?。如果壓力恢?fù)則可繼續(xù)通入氫氣退火。如果在給定的時(shí)間內(nèi)壓力不能恢復(fù),則發(fā)出報(bào)警信號(hào)并用大流量氮?dú)獯祾咄嘶鹂臻g。如果退火空間壓力升高,則關(guān)閉氣體進(jìn)口閥、打開(kāi)排出閥直到壓力恢復(fù)再按程序繼續(xù)退火。如果壓力繼續(xù)升高到報(bào)警值,立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如果這個(gè)壓力保持的時(shí)間超過(guò)設(shè)定的時(shí)間值時(shí),控制系統(tǒng)就自動(dòng)關(guān)閉加熱系統(tǒng),退火過(guò)程中斷,這時(shí)就需要操作人員處理故障后啟動(dòng)系統(tǒng)。

(6)加熱結(jié)束前退火空間要進(jìn)行一次熱態(tài)密封試驗(yàn)。熱態(tài)密封試驗(yàn)主要是為了檢驗(yàn)內(nèi)罩經(jīng)過(guò)加熱過(guò)程是否出現(xiàn)了破損。因?yàn)樵诶鋮s過(guò)程中,退火空間的氣體降溫、體積縮小,如果退火空間密封不嚴(yán)則有可能吸入空氣,這比加熱時(shí)如果密封不嚴(yán)而泄漏氫氣到燃燒室中要危險(xiǎn)得多。熱態(tài)密封試驗(yàn)和冷態(tài)密封試驗(yàn)方法基本相同,只是測(cè)試氣體為當(dāng)時(shí)用的保護(hù)氣體(一般為氫氣)。另外測(cè)試時(shí)應(yīng)盡量保持加熱功率穩(wěn)定以克服產(chǎn)生的影響。如果測(cè)試不能通過(guò),則控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào),通知操作人員處理。因?yàn)闊釕B(tài)密封試驗(yàn)不能通過(guò)也有可能是由干加熱系統(tǒng)故障或其他干擾造成的。必要時(shí)可人工再啟動(dòng)作一次熱態(tài)密封試驗(yàn),然后根據(jù)情況選用氫氣或氮?dú)獬洚?dāng)保護(hù)氣體繼續(xù)完成冷卻過(guò)程。一般在熱態(tài)密封測(cè)試的同時(shí)還要對(duì)氫氣進(jìn)口閥進(jìn)行一次泄漏試驗(yàn)。

(7)冷卻過(guò)程結(jié)束后,退火空間還要進(jìn)行氮?dú)夂蟠祾?。目的就是用氮?dú)鈱⑼嘶鹂臻g的氫氣吹掃出去。氮?dú)獾拇祾邥r(shí)間、吹氣量同樣要有嚴(yán)格的保證,否則就不能吊走內(nèi)罩。

在退火過(guò)程中,如果出現(xiàn)閥門或其他設(shè)備的故障,全氫罩式爐控制系統(tǒng)可以在上述一系列測(cè)試中發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象而做出及時(shí)的反應(yīng)。對(duì)于控制系統(tǒng)本身1/o接口出現(xiàn)故障,罩式爐控制裝置的自檢功能會(huì)發(fā)出警報(bào),現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備則盡量保持原狀,操作人員能很快更換上備用設(shè)備,退火過(guò)程即可繼續(xù)進(jìn)行。

對(duì)于氫氣、氮?dú)夤┙o,全氫罩式爐控制系統(tǒng)有專門的功能來(lái)監(jiān)控。如果氫氣源出了故障則用氮?dú)獬淙胪嘶鹂臻g保持全氫罩式爐群處于安全狀態(tài),并報(bào)警等待氫氣恢復(fù)。如果是氮?dú)庠闯隽斯收?則報(bào)警并用球罐內(nèi)儲(chǔ)存的氮?dú)饩S持生產(chǎn)。ebner型爐控制系統(tǒng)還有一套爐群控制聯(lián)鎖功能,在氮?dú)庠垂收嫌汕蚬薰?yīng)氮?dú)鈺r(shí),如果氮?dú)鈨?chǔ)量低于一定值,則自動(dòng)停止啟動(dòng)新的爐臺(tái)退火過(guò)程以保證已經(jīng)生產(chǎn)著的爐臺(tái)能安全運(yùn)行下去。

如果在退火過(guò)程中突發(fā)全廠停電事故,全氫罩式爐控制系統(tǒng)輸出全部復(fù)位,除了特別選定的氮?dú)夤┙o常開(kāi)閥(enber為15)打開(kāi)外,所有閥門均會(huì)關(guān)閉,氮?dú)饩蜁?huì)進(jìn)入退火空問(wèn)。由于氮?dú)饷芏缺葰錃獯?氮?dú)鈺?huì)在退火空間的下部頂住氫氣不會(huì)泄漏到內(nèi)罩之外。ebner型爐的隔離氮?dú)怆姶砰y11也是常開(kāi)閥,隔離氮?dú)馔ㄟ^(guò)這個(gè)閥可以把氫氣電磁閥17也給封堵嚴(yán)密,防止氫氣泄漏。如停電時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則可由操作人員手動(dòng)打開(kāi)氣體排出閥,一爐一爐用氮?dú)獯祾咄嘶鹂臻g。但在正常情況下這種操作是不允許的。因?yàn)殚_(kāi)出口閥的聯(lián)鎖條件不滿足,控制系統(tǒng)立即會(huì)由于生產(chǎn)狀態(tài)的變化(如爐壓可能降低)而啟動(dòng)相應(yīng)的控制策略使退火過(guò)程中斷。

4結(jié)束語(yǔ)

全氫罩式爐保護(hù)氣體安全控制策略是全氫罩式爐控制系統(tǒng)中極為重要的控制功能,是工藝控制功能不可缺少的補(bǔ)充。安全控制策略已趨向成熟,全氫保護(hù)氣體在全氫罩式爐中應(yīng)用的安全性已經(jīng)有了可靠的保證。

可靠的設(shè)備、完善的過(guò)程系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的安全操作規(guī)程是安全生產(chǎn)的三大重要固素。不安全的操作,在全氫罩式爐這樣的機(jī)組生產(chǎn)過(guò)程中是應(yīng)該絕對(duì)禁止的。這種不安全的操作主要是指在各退火步驟中人為手動(dòng)操作各種供氣閥門或?qū)τ泄收系拈y門手動(dòng)開(kāi)關(guān)操作。對(duì)于全氫罩式爐這種周期性生產(chǎn)的機(jī)組來(lái)說(shuō),一旦發(fā)現(xiàn)故障,控制系統(tǒng)就應(yīng)根據(jù)安全的要求讓退火過(guò)程停下來(lái),以供操作者排除故障,絕對(duì)不應(yīng)該讓設(shè)備帶故障運(yùn)行。ebner公司的控制系統(tǒng)就沒(méi)有在儀表室內(nèi)操作盤上給保護(hù)氣體供給系統(tǒng)的備個(gè)閥門提供任何手動(dòng)操作開(kāi)關(guān)、按鈕,這些閥門必須在控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制下開(kāi)關(guān)。所謂手動(dòng)退火操作僅指退火步驟的手動(dòng)切換,而且是有條件的,一般不會(huì)用到,只是在退火過(guò)程中排除設(shè)備故障后繼續(xù)退火時(shí)才可能運(yùn)用。因此,過(guò)程控制系統(tǒng)手動(dòng)操作功能的設(shè)置和可達(dá)到的手動(dòng)操作程度在過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)一定要仔細(xì)考慮,不是所有的工藝過(guò)程都適合人工手動(dòng)操作的。