CN106967942A - 间接加热式热风保温合金化均热炉及带钢合金化镀锌*** - Google Patents

间接加热式热风保温合金化均热炉及带钢合金化镀锌*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种间接加热式热风保温合金化均热炉及带钢合金化镀锌***，包括炉壳，其中，所述炉壳内沿钢带的运行方向设有一个或多个循环热风均热炉，位于钢带进入端的一个循环热风均热炉的底部设有底部气体密封装置，位于钢带输出端的一个循环热风均热炉的顶部设有无加热均热炉，所述无加热均热炉的顶部气体密封装置，相邻所述循环热风均热炉之间设有收口密封段。本发明的优点在于：本发明合金化均热炉，可以达到600℃左右的超高温保温，可以完全避免出现先低温后高温的不合理镀层合金化退火工艺，可以很容易实现先高温后低温的镀层合金化退火工艺，且可以实现合金化均热温度快速自由调节。

Description

间接加热式热风保温合金化均热炉及带钢合金化镀锌***
技术领域
本发明涉及一种间接加热式热风保温合金化均热炉及带钢合金化镀锌***，属于带钢连续热镀锌领域，更确切地说属于带钢连续热镀锌机组镀层合金化均热炉设备领域。
背景技术
合金化热镀锌产品(以下简称GA产品)具有优良的耐蚀性能、涂装性能、焊接性能和抗石击性能，非常适合应用于汽车、家电和建筑等行业，特别是在汽车上，近年来得到越来越多的应用。同时，随着汽车安全性能要求的提高和减重节能的需要，以及适用车身耐蚀性能提高的需要，合金化热镀锌超高强钢产品需求量的增幅明显高于普通强度产品。
合金化热镀锌的生产过程为，带钢先进行热浸镀，然后进行合金化，如图1所示：带钢1经过连续退火处理后在炉鼻子2内以合适的温度浸入锌锅3内的熔融态的锌液4内进行热镀锌，经沉没辊(或称转向辊)5转向后向上，然后经气刀6被吹扫到合适的镀层重量后进入合金化加热炉7、合金化均热炉8和合金化冷却设备9进行镀层合金化退火处理。
在合金化热镀锌产品的生产过程中，合金化均热炉8是镀层合金化退火处理的关键设备之一。传统的合金化均热炉通常有燃烧热风直接加热均热炉、电阻带加热均热炉、电阻丝加热均热炉、辐射管加热均热炉等不同形式。这些均热炉通常最高保温温度仅能达到550℃左右，无法满足1180DP等超高强钢的镀层合金化要求，特别是对现有需改造的合金化热镀锌机组，由于厂房高度的限制，合金化均热炉的高度受限制，无法采用传统的均热炉实现低温常时间保温工艺进行镀层合金化退火处理，通常需要600℃左右的起始超高温然后逐渐低温的倾斜合金化退火处理工艺，如图2所示。而且，由于合金化炉的“烟囱效应”(合金化炉下方的气体被抽到合金化炉的上方)，被加热的热气体不断地从合金化炉下方抽到合金化炉的上方，从而使得带钢在均热段易出现先低温后高温的不合理镀层合金化退火工艺，造成镀层内Γ相(Fe3Zn10)生长得过厚，镀层抗粉化性能变差。另外，对于燃烧热风直接加热均热炉，虽然热能利用效率相对较高，但由于天然气资源稀缺，好多企业无法使用天然气作为燃气，通常使用混合煤气作为燃气，这样，燃烧的废气中杂质含量高，产生的热风直接喷吹进合金化均热炉，很容易污染带钢表面，不适合于生产合金化热镀锌汽车外板等高端产品。
专利CN200710045511.5，《热镀锌镀层合金化退火曲线自由倾斜均热的合金化均热炉》，给出了一种改进的合金化均热炉，该均热炉通过炉壁的可开闭式窗口设计，可调节合金化炉的保温性能或散热率，使得机组在任何生产条件包括最大小时产量前提条件下合金化均热温度也可以实现从高温到低温的倾斜目标，而在更小的机组速度或小时产量情况下通过调节均热段的加热功率实现均热温度的自由倾斜目标。不过，该设备操作相对复杂，炉区环境温度高，操作维护环境条件差。
发明内容
为了实现600℃左右的起始超高温然后逐渐低温的倾斜合金化退火处理工艺，从而避免带钢在均热段出现先低温后高温的不合理镀层合金化退火工艺，且实现合金化均热温度快速自由调节，同时避免燃烧废气接触合金化炉内的带钢，本发明专利给出了一种间接加热式热风保温合金化均热炉，该均热炉可以使用混合煤气作为燃烧介质，而且通过上下密封，有效地抑制了合金化均热炉的“烟囱效应”，非常适合应用于既生产合金化热镀锌汽车外板等高表面质量要求产品又生产980MPa级及以上合金化热镀锌双相钢等超高强钢的热镀锌机组。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种间接加热式热风保温合金化均热炉，包括炉壳，其中，所述炉壳内沿钢带的运行方向设有一个或多个循环热风均热炉，位于钢带进入端的一个循环热风均热炉的底部设有底部气体密封装置，位于钢带输出端的一个循环热风均热炉的顶部设有无加热均热炉，所述无加热均热炉的顶部气体密封装置，相邻所述循环热风均热炉之间设有收口密封段。
作为优选方案，所述循环热风均热炉通过管路连通有循环热风加热室。
作为优选方案，所述循环热风均热炉与循环热风加热室之间的管路上还设有冷风风机。
作为优选方案，所述循环热风均热炉与循环热风加热室之间的管路上还设有用于测量循环热风加热室出风温度的加热室出口热风温度计和用于测量循环热风加热的出风经冷风混合后的混合热风温度计。
作为优选方案，所述循环热风均热炉内设有电阻加热带。
作为优选方案，所述无加热均热炉还连通有一个排风风机。
作为优选方案，所述排风风机还与一个压力计相连通。
作为优选方案，所述循环热风温度计连通有热风循环风机。
本发明还提供了一种包含有前述间接加热式热风保温合金化均热炉的带钢合金化热镀锌***。
本发明采用分段式串联结构保温炉，使用辐射管加热循环热风，然后将热风从带钢的两侧(驱动侧和操作侧)鼓入合金化均热炉，且不同段热风温度可以相对独立控制，热风温度通过辐射管燃烧负荷和掺入冷风量的多少来调节，可以实现在大温度范围内调节均热温度，满足不同钢种的合金化均热温度要求。
循环热风从各段合金化炉的顶部抽取，从该段合金化炉的底部鼓入。
在合金化炉的顶部设置一段相对独立的无任何加热设备的保温段，在该段外部设置排风风机，可以将下方合金化炉内逃逸出的热气体排到厂房外，进一步优选地，该排风风机选用变频风机或者在排放管道上设置开度调节阀，并在合金化炉内部设置压力计，通过调节风机转速或者调节阀的开度，实现保温段炉内热气体的微正压控制。
串联的不同段均热炉，最下部一段的合金化均热炉热风温度可以在500～620℃之间自由调节，最上部一段的合金化均热炉顶部热风温度可以在400～520℃之间自由调节。
合金化均热炉总长度根据机组速度、机组产品结构、机组小时产量设计，进一步优选地，合金化均热炉总长度控制在12～30米。
串联的不同段均热炉，在各段中上部，布置可以独立控制的电阻带或者电辐射管，可以根据需要补偿热量损失。
在合金化均热炉的最底部和合金化炉的最顶部，采用密封装置，实现合金化均热炉内热气体的相对密封，抑制合金化均热炉的“烟囱效应”，进一步优选地，合金化均热炉的最底部密封采用热气体，合金化均热炉顶部密封采用冷气体，进一步实现先高温后低温的合金化均热工艺。
在合金化均热炉的不同段之间采用收口设计，或者称之为“细腰”设计，用以进一步抑制合金化均热炉的“烟囱效应”。
所有热风管道都做外保温。
因此，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明合金化均热炉，可以达到600℃左右的超高温保温，可以完全避免出现先低温后高温的不合理镀层合金化退火工艺，可以很容易实现先高温后低温的镀层合金化退火工艺，且可以实现合金化均热温度快速自由调节，从而可以满足IF钢、BH钢、DP钢、TRIP钢等不同钢种的镀层合金化要求。另外，由于高温热风从带钢的两侧(驱动侧和操作侧)鼓入合金化均热炉，可以不需在合金化均热炉底部配备边部烧嘴等带钢边部加热装置，节约设备投资，相应减少了现场设备的操作、维护量。本发明合金化均热炉与传统合金化均热炉的对比可见表1。
表1本发明合金化均热炉与传统合金化均热炉的对比
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1带钢热浸镀和合金化示意图；
图2镀层合金化退火工艺曲线示意图；
图3本发明合金化均热炉示意图；
图中：1、带钢；2、炉鼻子；3、锌锅；4、锌液；5、沉没辊；6、气刀；7、合金化加热炉；8、合金化均热炉；9、合金化冷却设备；10、底部气体密封装置；11、第一段循环热风均热炉；12、第一收口密封段；13、第二段循环热风均热炉；14、第二收口密封段；15、带排风无加热设备均热炉；16、顶部气体密封装置；17、热风循环风机；18、带辐射管加热的循环热风加热室；19、加热室出口热风温度计；20、流量自动调节电磁阀门；21、冷风风机；22、混合热风温度计；23、电阻加热带；24、变频排风风机；25、压力计。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图3所示，本发明的间接加热式热风保温合金化均热炉从下向上依次采用底部气体密封装置10、第一段循环热风均热炉11、第一收口密封段12、第二段循环热风均热炉13、第二收口密封段14、带排风无加热设备均热炉15和顶部气体密封装置16串联布置。本实施例，底部气体密封装置10采用热气体密封，气体温度与第一段循环热风均热炉11内的热气体温度接近则可，这样，既可以抑制合金化均热炉的“烟囱效应”，又可以避免冷空气密封造成的带钢均热温度降低。第一段循环热风均热炉11，采用热风循环风机17从其顶部抽取气体，然后经过带辐射管加热的循环热风加热室18加热到目标带钢保温温度+50℃(具体添加量根据不同设备的散热损失和冷风风机21的最小工作负荷能力确定)，具体温度由加热室出口热风温度计19检测，并通过辐射管工作负荷调节实现控制，然后，由冷风风机21掺入冷风，实现混合气体温度控制，该混合气体温度由混合热风温度计22检测，通过流量自动调节电磁阀门20进行调节，生产中，该混合热风温度控制在目标带钢保温温度+20℃(具体添加量根据不同设备管道的散热损失调整)。此处设置掺冷风，主要是由于带辐射管加热的循环热风加热室18的热惯性大，为了适用不同产品合金化均热温度快速切换需要，通过迅速调节掺入冷风量的多少，可以实现合金化均热温度的快速调节。本实施例，加热室出口热风温度最高热风温度的保证能力为650℃，混合热风温度最高热风温度的保证能力为620℃，混合热风温度最低热风温度的保证能力为520℃，完全可以满足1200MPa级热镀锌双相钢等超高强钢的镀层合金化要求。在第一段循环热风均热炉11的中上部，本实施例还设置了三组电阻加热带23，且其功率可以自由调节，必要时可以启动，弥补热量损失。
在第一段循环热风均热炉11与第二段循环热风均热炉13之间设置了第一收口密封段12，用以抑制第一段循环热风均热炉11的“烟囱效应”。
第二段循环热风均热炉13的配置与第一段循环热风均热炉11配置类似，只是其加热室出口热风温度最高热风温度的保证能力为550℃，混合热风温度最高热风温度的保证能力为520℃，混合热风温度最低热风温度的保证能力为420℃。
本实施例，在第二段循环热风均热炉13上方还设置了带排风无加热设备均热炉15，用以进一步保温和将下方合金化炉内逃逸出的热气体排到厂房外。同样，在第二段循环热风均热炉13与带排风无加热设备均热炉15之间设置了第二收口密封段14，用以抑制第二段循环热风均热炉13的“烟囱效应”。带排风无加热设备均热炉15内部设置了压力计25，外部设置了变频排风风机24，通过调节变频排风风机24的风机转速实现带排风无加热设备均热炉15内部的微正压控制。
本实施例中的顶部气体密封装置16采用普通的冷空气密封。本实施例涉及的热风管道，都做了外保温。
对于生产合金化热镀锌汽车外板等高表面质量要求GA产品的带钢连续热镀锌机组，还有对于生产厚规格GA产品和高强钢以及超高强钢GA产品的带钢连续热镀锌机组，本发明专利给出的合金化均热炉，均热能力强，不仅可以实现600℃左右超高温保温，而且不需在合金化均热炉底部配备边部烧嘴等带钢边部加热装置，节约设备投资，相应减少了现场设备的操作、维护量，并且能够实现合金化均热温度快速自由调节，从而可以满足IF钢、BH钢、DP钢、TRIP钢等不同钢种的镀层合金化要求，因而在生产GA产品的现代带钢连续热镀锌机组具有非常广阔的推广应用前景。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种间接加热式热风保温合金化均热炉，包括炉壳，其特征在于，所述炉壳内沿钢带的运行方向设有一个或多个循环热风均热炉，位于钢带进入端的一个循环热风均热炉的底部设有底部气体密封装置，位于钢带输出端的一个循环热风均热炉的顶部设有无加热均热炉，所述无加热均热炉的顶部气体密封装置，相邻所述循环热风均热炉之间设有收口密封段。
2.如权利要求1所述的间接加热式热风保温合金化均热炉，其特征在于，所述循环热风均热炉通过管路连通有循环热风加热室。
3.如权利要求2所述的间接加热式热风保温合金化均热炉，其特征在于，所述循环热风均热炉与循环热风加热室之间的管路上还设有冷风风机。
4.如权利要求3所述的间接加热式热风保温合金化均热炉，其特征在于，所述循环热风均热炉与循环热风加热室之间的管路上还设有用于测量循环热风加热室出风温度的加热室出口热风温度计和用于测量循环热风加热的出风经冷风混合后的混合热风温度计。
5.如权利要求1所述的间接加热式热风保温合金化均热炉，其特征在于，所述循环热风均热炉内设有电阻加热带。
6.如权利要求1所述的间接加热式热风保温合金化均热炉，其特征在于，所述无加热均热炉还连通有一个排风风机。
7.如权利要求1所述的间接加热式热风保温合金化均热炉，其特征在于，所述排风风机还与一个压力计相连通。
8.如权利要求2所述的间接加热式热风保温合金化均热炉，其特征在于，所述循环热风温度计连通有热风循环风机。
9.一种包含有权利要求1～8中任意一项所述间接加热式热风保温合金化均热炉的带钢合金化热镀锌***。
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