退火炉速成手册

1、本文编写by 黄俊翔1、退火炉岗位介绍退火炉的介绍退火炉是将卷材整体放入箱式90T退火炉中，在升温和保温的过程里将卷材 的物理性能和化学性能改变的箱体炉。90T退火炉的主要功能是退火和时效。常见的退火状态有中间退火、成品退 火和稳定化退火。常见的退火状态有 O态（与H111态相同），H32/H34态（稳定 化状态）。时效状态有T6/T4状态。退火炉的设备90T退火炉主要由3台装炉量为90吨的炉子，2个旧料台和两个新料台，还 有轨道车和电控室组成。每一台退火炉有自己的PLC控制柜，电控室的上位机（计 算机）可以与PLC柜连通，共同控制着退火炉的运行和工艺参数设置。退火炉的每台炉子主要有循环风机，

2、吹洗风机，旁冷风机，炉子两侧加热器， 炉门和空气分析仪构成。详细介绍可以参看退火炉的SOPX件。退火炉的装料退火炉的装料主要有火车和料车完成。天车的作用就是将带有套筒的卷材放 到料架上，需要入炉的卷材必须要悬空放置。如果因为卷材太宽无法上料架还需 要请示工艺员进行进一步的处理。退火炉料车的构成料车主要有纵向运行（南北）和横向运行（东西）料车组成。纵向料车又 叫做大车，主要负责卷材的料位选择和锁紧。 横向料车又叫做小车，主要负责料 架的抬起和降落。料架抬起后就能脱离料台，从而可以从炉子里面或者料台上面 将入炉卷或出炉卷取出。装料的注意事项为了保证卷材能够顺利入炉，在准备入炉卷之前必须进行料架校正

3、。料架的 校正可以由火车辅助完成，校正效果如下图：1本文编写by 黄俊翔料架必须是放在已锁紧的大车上测量才是最准确的数据，一般是34厘米左右是比较准确的。如果来料没有套筒，则还需要装505X2850套筒，装套筒操作可以由叉车完成。为了防止叉车的钩撞伤卷材，叉套筒前最好将叉车的叉子合并 起来。如果卷材来料的宽度2650毫米，则可以选择用505X2950套筒。选用2950 套筒时必须确保套筒不会刮碰炉门框。装料所需的步骤(1)确认ERP系统和批次卡上的流程是否已经到达退火炉的工序，一般来说 退火炉上一道工序的机台是重卷机和气垫炉，可以到相对应的机台确认。(2)根据来料确认卷材是否需要装热电偶测温，

4、根据成品宽度和成品卷的重量来确定钻孔的深度。如果无要求则钻孔深度为3-4厘米。(3)热电偶的引线要统一出口在料架南面的左下角， 并保留出1.5米的长度， 以便热电偶可以从热电偶孔洞中拉出。将热电偶拉出后需要耐高温棉堵住洞口。(4)料车的具体操作可以参考退火炉的 SOPt件。退火炉的工艺退火炉的关键过程就是使用不同的温度给不同的卷材做退火和时效的工艺， 根据不同的合金，不同的客户，不同的产品可以确定不同的退火温度。退火炉的工艺参数(1)上位机电脑的主界面：电脑左侧的目录树是炉子的编号， 分为1号炉、2 号炉和3号炉三个可以展开的界面。其中炉号显示为绿色说明该炉子正在运行， 炉号显示为红色说明该炉

5、子已经停止。(2)电脑右侧为炉子的基本状况：炉子正上方的三个大风机就是循环风机， 主要控制炉内的压力和炉内的温度均匀性， 运行的方式就类似，气流从上面往 下压，完成一个循环，最后从泄压管道(烟囱)将油烟和多余的压力排出。主界 面右上角的那个小风机即为吹洗风机， 主要负责吹入新鲜空气，给循环风机的出 风口降温。当氮气系统和开炉门时，吹洗风机不工作。主界面右下角的那个风机 为旁冷风机，主要负责炉子的急速冷却。当旁冷气阀开启后，炉内的热空气将全 部被抽出排放到旁冷管道中，最后从屋顶排出厂外。率的解释：导通率是指当前炉子的加热效率。当实际炉温比工艺(期 望)温度相差10c以上时，加热器会全速工作，这时

6、候导通率显示为100%当实际炉温比工艺(期望)温度还高时，加热器将暂停工作，这时候导通率为00当实际炉温升到工艺温度之后，为了保持炉温的稳定，加热器的导通率会微微的 加热。就好像手机充电满了，但是还有一点点电流维持满电状态。机电脑的可用信息：主界面上能用的信息是开始/结束时间，氮气吹 洗时间，总耗时，耗电/耗氮量。退火炉的控温方式(1)定时定温：顾名思义，定时定温就是规定的时间升到规定的温度，如果 设置时间为0,就是全速升温。如果设置了时间，就是以XC /h的速率进行升温。(2)定时定温2:定时定温2可以理解为两个定时定温的合体，这个方式的 意思就是以最大速率升温到指定炉温(即定时定温设定时间

7、0),并根据设定的时间进行保温(即定时定温升温到温后设定的时间)。(3)差温比例：顾名思义，差温比例就是炉温与料温的差存在一定的比例关 系，开启差温比例后，料温参与到工艺控制中，因此在工艺控制界面的右下角将本文编写by 黄俊翔料温热电偶点为“启用”。在差温比例方式下，当料温正式进入差温比例后(即 差温比例的起点)料温高点每升 1C,实际炉温就自动下降 XC, x为设定的比 例值。当料温低点与“料温2”相同时，差温比例结束，低点已到达，可以进入 保温的工艺段。差温比例的起点公式为：(升温段的炉温-金属保温温度)/比例值=差温比例的料温范围高点=属保温温度-差温比例料温范围比如：升温段炉温是400

8、。，金属保温温度是350 ,比例是4;那么料温高点(起点)=350- (400-350)/4=337.5 ,意思就是指料温到达337.5 时，差温比例开始生效，炉温开始下降。此后料温每升1 ,炉温就降4。两者最后将平齐为料温/炉温350。(4)差温比例2:与差温比例不同的是，差温比例 2是料温到达高点后，下 降的是工艺(期望)温度，而不是实际炉温。值得注意的是：为了防止设定料温 与料温低点相同的情况，导致低点可能无法到达，因此“料温 2”的实际数值会 比设定值低1C。(5)旁冷方式：在使用定时定温时，设定的炉温一般会比金属保温温度高出 30C-50C,如果料温已经达到金属保温温度的最低要求，这

9、时候就应该降炉温 来确保料温不会超温。因此旁冷方式是将高的炉温降到低的炉温最直接快速的方 法。(6)料温跳转：由于退火过程中不会使用这个控温方式，这里不作讨论。(7)结束：在金属温度到达并保温一段时间之后，“结束”的控温方式可以让 炉子停止运行，这时候就可以打开炉门，拉出卷材。退火炉的工艺设定拿到一个卷材的批次卡，就能确认它的退火温度。一般批次卡上退火的工艺 为XXX2 /th ,意思就是说这个卷材的金属保温温度是 xxx C ,在金属温度达到后 保温t小时。可以根据相对应的工艺指令单来选择恰当的控温方式，油罐车产品一般是使用定时定温的控温方式，6系时效工艺一般是使用差温比例的控温方式。针对部

10、 分表面要求高的产品还需要增加除油工艺段，具体的参数设置可以参考退火炉的 SOPC件和差温比例数值设置小技巧。定时定温人工看料温：由于对产品的性能范围不是拿捏的很准确，需要给卷 材安装热电偶测温，这时候就必须要目测料温的实际温度， 当实际温度到达了料 温的低点，这时候卷材进入到性能的可控范围， 这时候只需要手动更改升温的时 问(一般是到温后+5分钟)，让炉温降至金属保温温度+5C即可进入保温工艺段。定时定温纯时间控制：当同种合金被多次退火过后，已经能大致确认其性能 范围，这时候我们就不需要安装热电偶测温，因为我们已经知道这种合金用多少 时间多少温度就能到达性能范围。因此只需要在工艺参数界面设定

11、好已知的时间， 待时间到达后，金属保温温度也就能到刚好到达了。退火炉的拼炉为了提高装炉量和装炉效率，退火炉SOPC件规定：不同合金相同金属保温 温度或者金属保温温度误差在 10c以内的，可以拼炉退火。如果金属保温温度 相同的但保温时间不一致，可以按照保温时间较长的进行。卷材重量差的拼炉：当需要拼炉的卷材每个卷的重量差别很大时，则应该取 入炉卷的平均值重量可以上下波动 20%这个重量范围内的卷材允许拼炉退火。本文编写by 黄俊翔当需要入炉的卷大于3个卷时，每个卷材直接的间隔应该要大于 15厘米 热电偶应该安装在最外面卷的南面和最里面卷的北面。2、退火炉的能效分析退火炉的装炉耗时当卷材已经备好，从

12、取料开始到装料入炉并关闭炉门，平均耗时大约为40-70分钟，其中没有发生影响入炉的状况。设定好工艺并正式运行升温，到金属保温温度到达并开始保温，平均耗时大 约是22小时-28小时之间。如果升温段的炉温温度与金属保温温度相差不大时， 会导致料温升温速度变慢，工艺时间就会加长。装炉的准备工作主要耗时在：备卷转移阶段，料架调整阶段和安装热电偶阶 段。有时候叉套筒因为没有叉车等辅助工具也会延长入炉的时间。退火炉的产量由于退火炉的入炉卷是整体放入炉内，因此退火炉的产量为 100%退火炉的升温损失最大速率升温是大于每分钟升温 9 c。退火炉的每一台炉子耗电是平均每炉是 5400千瓦时，如果因为其他因素(比

13、 如差温比例温差大炉温已下降但是料温低点上不去)导致预计升温时间加长时， 耗电量会增加至6000千瓦时。升温的损失也会导致预计的出炉时间会加长，导致能效下降。如果进行的是低温时效，且卷重相差大时，重量小的卷到温且已经保温到规定的时间之后，可以询问工艺员是否允许提前出炉。小卷出炉后大卷可以重新放入炉内并再次升温。 2.4退火炉的加热效率退火炉分为三个加热区，每个加热区有两侧加热器的管道。每个管道都会有 对应的卷材的位置放置。如果装炉量大于3个时，加热区与卷材的位置不符，会 导致卷材的料温升温速率变慢，从而损失升温的时间。3、退火炉的常见故障处理退火炉的氮气系统为了确保入炉退火的卷材不会产生油斑，

14、因此退火前需要在重卷机清洗掉轧 制阶段残留的轧制油或者乳浊液。当然，清洗不能保证 100%勺干净，因此需要 充入纯度为99.9%以上的氮气对卷材进行保护。目的就是防止高温时卷材残留的 油液烧干氧化附着在卷材表面上，影响卷材的外观。退火炉的氧含量最高要求是0 0.2%,如果超出这个数值，则应注意以下：(1)制氮机的氮气压力应 5bar(0.5Mpa),已确保制造的氮气能输送到退火 炉。(2)制氮机的氮气纯度应该99.9%,这样退火炉获得的氧含量就会 0.1%。(3)制氮机要开启3台，空压机也要开启3台。空压机长时间运行会导致冷 却水温度升高，产生水垢，影响空压机的排水。空压机排水不畅也会导致氮气

15、不 纯。(4)退火炉的设备要经常巡检，炉顶的烟囱盖不能冲开，可以选择用200克的垫片压住。炉顶有氮气保持的管道，要检查此管道不能脱落。本文编写by 黄俊翔(5)氧含量分析仪需要定时的校验，分析仪里有个黄色的软管是检测氧含量 的重要部件，必须是垂直且没有打结。如果黄色软管脱落会导致检测不到氧含量。 3.2退火炉的PLC控制柜PLC控制柜是控制退火炉的正常运行和工艺参数的必要设备， 由于电器运行 时会发出热量，因此电控室需要开启空调给 PLC控制柜降温。如果上位机电脑失 去联系，PLC控制柜也可以直接输入工艺参数进行设定。(1)加热器的跳闸：当瞬时电流过大时会导致炉子的加热器跳闸，跳闸后必 须完全

16、将闸门打下来才能重新合闸。如果长时间不合闸，会导致炉温下降，炉温 下降后导致料温也无法上升，影响升温时间。(2)循环风机变频器故障：由于热量无法散出，导致循环风机变频器的温度 过高，则会出现高温故障报警。这时候应该打开循环风机柜的柜门，散热 10分 钟左右，这时候再复位循环风机的变频器。循环风机变频器故障会导致该区的炉 压不稳定以及该区的加热器暂停工作，从而导致炉温下降。(3)品闸管冷却风扇没有及时启动：每个加热器都有自己的冷却风扇，如果 风扇掉入异物会卡住风扇的运行，这时候必须先将加热器的闸门打下来， 清除异 物。冷却风扇长时间卡住会影响冷却风扇的寿命。(4)料温测量故障：当没有安装热电偶测

17、温却把热电偶控制打开时会出现此 报警。XXX非自动方式：当实际炉温超温时，可以手动将循环风机的频率往下 调，最低是50。也可以手动把旁冷风机打开，频率不能超过40。在退火结束后需要随炉冷却时，还可以手动打开吹洗风机，这样炉温就会降的快一些。(6)急停：当遇上雷雨天气时，退火炉的控制电路可能会遭雷劈，这时候如 果没有装炉任务，应将PLC控制柜按下分闸，以保护退火炉；当雷雨天气过后， 在按下合闸重启PLC控制柜。3.3退火炉的工艺异常如果在设定工艺的时候，漏了好几步的时候，可以在工艺未运行到该工艺段 的时候提前更改工艺参数。如果已经运行到了，也不能停止，而是在该工艺的下 方重新输入新的工艺。值得注意的是：有的卷材在保温结束后不出炉，而是选择 旁冷方式降温，这时候就要检查输入工艺的时候有没有增加旁冷方式的工艺。4、退火炉的隐患退火炉的高温卷材在保温结束时打开炉门后温度会高达300C,这时候人是不能靠近的，因此在出炉的时候应先将炉侧的悬