一种高效在线排查无氧化炉辐射管破裂的方法

摘要

本发明是一种高效在线排查无氧化炉辐射管破裂的方法，包括以下步骤：1）排查是否其他因素导致的炉膛氧含量超标；2）确定是辐射管破裂后优先排工艺相同，钢板规格相似的生产计划，以避免负荷变化过大导致含氧量变化；3）根据无氧化炉当前生产负荷确定烧嘴吹扫方案；4）根据吹扫方案将无氧化炉内不同区的烧嘴进行分组，依次进行吹扫，同时实时监测炉膛内氧含量，若一组吹扫过程中氧含量变化小于标准值则切换到下一组进行吹扫；5）若第4）步中某一组吹扫时炉膛内氧含量变化超标则确定该组内某辐射管存在破裂，再细分逐一吹扫排查；本发明在不影响生产的前提下，能够快速定位有裂纹的辐射管，对生产影响极小，提高了经济效益。

权利要求

1.一种高效在线排查无氧化炉辐射管破裂的方法，其特征是：包括以下步骤：

1）排查是否其他因素导致的炉膛氧含量超标；

2）确定是辐射管破裂导致的炉膛氧含量超标后，优先排工艺相同，钢板规格相似的生产计划，以避免无氧化炉负荷变化过大导致炉膛含氧量变化；

3）根据无氧化炉当前生产负荷占总负荷的大小确定烧嘴吹扫方案，烧嘴吹扫方案包括每次同时吹扫的烧嘴数量及吹扫时间；

4）根据吹扫方案将无氧化炉内不同区的烧嘴进行分组，通过主控系统控制不同组的烧嘴依次进行吹扫，同时实时监测炉膛内氧含量，若一组吹扫过程中氧含量变化小于设定标准值则切换到下一组进行吹扫；

5）若第4）步中某一组吹扫时炉膛内氧含量变化超标则确定该组内某辐射管存在破裂，将该组烧嘴再次进行分组，分为至少两组，依次进行吹扫，若发现某一组吹扫时氧含量变化超标则继续细分该组，直至最后确定具体存在破裂的辐射管为止。

2.根据权利要求1所述的一种高效在线排查无氧化炉辐射管破裂的方法，其特征是：所述步骤2）中若生产计划无法满足要求，则放慢装炉速度以满足加热负荷变化小于20%的要求。

3.根据权利要求1所述的一种高效在线排查无氧化炉辐射管破裂的方法，其特征是：步骤4）烧嘴吹扫过程中所述氧含量变化的标准值为50ppm，若小于标准值则判定该组辐射管无破裂，反之则判定有破裂。

4.根据权利要求1所述的一种高效在线排查无氧化炉辐射管破裂的方法，其特征是：步骤1）中排查是否炉门开启导致氧含量超标，若炉门关闭时炉内氧含量超标则检查检修孔、热电偶孔、炉体是否存在泄露，并查看向无氧化炉提供氮气的产线是否存在工艺参数异常，若均无异常则确定是辐射管破裂导致炉内氧含量超标。

说明书

一种高效在线排查无氧化炉辐射管破裂的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无氧化炉检修技术领域，具体是一种高效在线排查无氧化炉辐射管破裂的方法。

背景技术

[0002] 辐射管长期在高温、交变负荷作用下工作，如果维护不及时、辐射管托架在高温重力作用下发生塑性变形伸长后未及时调整，或烧嘴换热器烧穿未及时更换，都会导致辐射
管变形开裂，辐射管一旦开裂，会导致炉膛内氧量增加，困扰辊底式无氧化热处理炉的辊印
问题就会变得异常尖锐，如何快速找出破裂的辐射管并关闭该烧嘴对于辊底式无氧化热处
理炉保证生产质量，降低成本意义重大。

[0003] 专利公开号CN101799350A“辊底式无氧化炉辐射管批量快速测漏方法”提出在炉温降到常温后，密封吹助燃空气用肥皂水检漏，该方法需停炉，对耐材墙部分辐射管破损无
法检测。

[0004] 专利公开号CN109161659A“辊底式热处理炉辐射管在线检测装置及其检测方法”提出通过炉顶预留孔，用泵通过导引管将炉膛气氛抽出来检测，该方法需要制作一套特殊
装置，由于炉内负荷变化大，对裂纹小的辐射管检测难度大。

[0005] 专利公开号CN110967147A“退火炉破损辐射管的在线查找方法”提出检测燃烧废气温度和废气管道残氧量方法来判断辐射管是否破裂，该方法需要探头能伸入到辐射管的
氧分析仪，在烧嘴燃烧过程中检测，周围温度高，劳动强度大，存在安全隐患。

发明内容

[0006] 本发明的目的就是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种高效在线排查无氧化炉辐射管破裂的方法，在不影响正常生产的前提下精准排查存在破裂的辐射管。

[0007] 本发明的具体方案是：一种高效在线排查无氧化炉辐射管破裂的方法，包括以下步骤：

[0008] 1）排查是否其他因素导致的炉膛氧含量超标；

[0009] 2）确定是辐射管破裂导致的炉膛氧含量超标后，优先排工艺相同，钢板规格相似的生产计划，以避免无氧化炉负荷变化过大导致炉膛含氧量变化；

[0010] 3）根据无氧化炉当前生产负荷占总负荷的大小确定烧嘴吹扫方案，烧嘴吹扫方案包括每次同时吹扫的烧嘴数量及吹扫时间；

[0011] 4）根据吹扫方案将无氧化炉内不同区的烧嘴进行分组，通过主控系统控制不同组的烧嘴依次进行吹扫，同时实时监测炉膛内氧含量，若一组吹扫过程中氧含量变化小于设
定标准值则切换到下一组进行吹扫；

[0012] 5）若第4）步中某一组吹扫时炉膛内氧含量变化超标则确定该组内某辐射管存在破裂，将该组烧嘴再次进行分组，分为至少两组，依次进行吹扫，若发现某一组吹扫时氧含
量变化超标则继续细分该组，直至最后确定具体存在破裂的辐射管为止。

[0013] 所述步骤2）中若生产计划无法满足要求，则放慢装炉速度以满足加热负荷变化小于20%的要求。

[0014] 所述步骤4）烧嘴吹扫过程中所述氧含量变化的标准值为50ppm，若小于标准值则判定该组辐射管无破裂，反之则判定有破裂。

[0015] 所述步骤1）中排查是否炉门开启导致氧含量超标，若炉门关闭时炉内氧含量超标则检查检修孔、热电偶孔、炉体是否存在泄露，并查看向无氧化炉提供氮气的产线是否存在
工艺参数异常，若均无异常则确定是辐射管破裂导致炉内氧含量超标。

[0016] 本发明的工作原理如下：每一个烧嘴对应一根辐射管，若辐射管有破裂，则管内的助燃风中包含的氧气会进入炉膛内导致炉膛内氧含量超标，每个烧嘴互相独立，并通过主
控系统进行控制，烧嘴具有吹扫功能，即关闭煤气同时向烧嘴内通入大流量的助燃风以使
烧嘴被冷却，若某辐射管存在破裂则对应的烧嘴进行吹扫时，助燃风会从破裂处漏到炉膛
内，此时氧含量分析仪则会检测到炉膛内含氧量超标。

[0017] 本发明相比现有技术具有以下优点：1、在不影响生产的前提下，通过往辐射管吹扫助燃风能够快速定位有裂纹的辐射管，短时间内吹入大量的空气，即使辐射管裂纹较小，
也能迅速检测到炉内含氧量的变化；2、有裂纹的辐射管找到后，关闭烧嘴及嘴前煤气和助
燃空气手动阀，待设备大修时处理，其他烧嘴继续生产，不会影响炉膛气氛。

具体实施方式

[0018] 本实施例是一种高效在线排查无氧化炉辐射管破裂的方法，包括以下步骤；

[0019] 第一步：设定炉膛氧含量报警值（无氧化炉在入/出炉端均安装有微氧分析仪，部分热处理炉在中间也有微氧分析仪），超过报警值则触发警报，操作工知相关人员开始分析
查找原因。接到通知后，先观察炉膛氧含量变化情况，是炉门开启时超标还是炉门关闭时也
超标，炉门开启时超标观察炉膛炉压是否降到0，炉压降到0时，即使炉膛氧含量检测数据在
正常范围内，辊印也会很快产生，认为是炉门开启过程中炉内气流朝开启方向流动过程中，
因热电偶孔、检修人孔密封不严导致外部空气进入，从而使局部氧含量超标；炉压未降到0，
应是炉门帘破损严重。炉门关闭时氧含量超标，检测各检修人孔、热电偶孔、炉体有无异常，
询问氮气提供产线工艺参数有无异常。

[0020] 第二步：上述因素排除后，可以判定是辐射管破裂了， 此时联系计划部门，根据库存原料情况，优先排工艺相同，规格变化不大的计划，目的使煤气负荷变化≤20%，如计划无
法满足，则通过调慢装炉节奏来调节负荷。计划确定后，根据负荷占总加热能力的大小，确
定吹扫方案，包括一次吹扫哪些烧嘴、吹扫时间及判定标准。加热区负荷较大时，那只能每
一区编一个烧嘴进入一个组同时吹扫，加热区负荷小时，可以将一个区编成一组。保温区由
于烧嘴功率较小，同时为了保证处理钢板温度均匀，采取每区一个，交错选择后编为一组，
原则是不能影响处理钢板的工艺执行。吹扫时间确定根据氧含量超报警值数值大小，大说
明破裂严重，时间可以适当短点，偏差小时，时间要稍长。判定标准设定为氧含量变化≤
50ppm则为该组无破损辐射管。

[0021] 第三步：按吹扫方案执行，将每一组烧嘴依次打开吹扫，记录时间并跟踪炉膛氧含量变化。

[0022] 第四步：在吹扫时间内，若氧含量变化超过50ppm，则将该组烧嘴按约一半数量重新编组，增加到吹扫方案中，烧嘴要全覆盖。吹扫时间完成，变化小于50ppm，认定为该组辐
射管无破裂，执行下一组吹扫，一直到吹扫方案完成，精确定位具体烧嘴为止。

[0023] 宝武集团鄂城钢铁有限公司的4300mm宽厚板厂热处理线无氧化辊底式炉278个烧嘴，设定炉膛氧含量报警值为关炉门400ppm，开炉门1400ppm，在2021年2月份，氧含量关炉
门峰值达到1050ppm，排除外围影响因素后，先采取不生产方式，每一个区轮流开烧嘴或关
烧嘴排查破损辐射管，结果是氧含量均变化不大。后采用往辐射管吹扫助燃空气方法，有破
损辐射管反应灵敏，具体方案如下：在淬火HG785D，厚度20mm加热过程中，烧嘴负荷为总能
力65%左右，采取加热区一次吹扫两个区，每个区选4个烧嘴，保温区一次吹扫四个区，每个
区交错选1个烧嘴，以吹扫40分钟氧含量变化50ppm为判定标准制定吹扫方案。按照上述方
法，很快就找出两个破裂的辐射管，关闭烧嘴和对应的嘴前煤气手动阀和助燃空气手动阀，
炉膛氧含量迅速恢复正常，4月低停炉检修，发现辐射管均在耐材墙处破裂，一根辐射管有
宽最大3mm、长158mm的裂纹，另一根辐射管有宽最大4mm、长230mm的裂纹。