CN102220595A - 热轧钢带酸洗的感应加热方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了热轧钢带酸洗的感应加热方法及其装置。本发明方法，首先感应加热，即在装有感应线圈的装置中对从中通过的钢带进行感应加热，钢带加热到70～200℃；然后，加热过的钢带把酸洗槽中的酸液温度升高到60～98℃，钢带与酸发生反应，去除表面的铁的氧化物。本方法通过感应线圈产生的交变磁场在钢带中诱发交变电场而形成的电流使钢带发热温度提高，然后由钢带把热量直接传导给酸洗液，实现快速酸洗。当加热装置不与酸液接触时，避免了酸溶液中以胶体存在或膜片状存在物质对设备的性能造成的劣化；当加热装置与酸液接触时，由于支撑体空间较大，可以在设备检修时清除表面的胶体或膜片状物质，因而不会产生胶体或膜片状物质的堆积。
Description
技术领域
本发明涉及钢带的酸洗技术，尤其涉及热轧钢带酸洗的加热方法及其装置。
背景技术
现有的钢带酸洗一般采用连续酸洗的方法，即热轧钢带连续通过几个酸洗槽，酸洗槽的酸洗酸浓度和流向与钢带运行方向相反。在钢带酸洗中为了提高酸洗速度，需要把钢带和酸液进行加热。目前常见的方法是，酸通过外部蒸汽间接加热升高温度，蒸汽与酸溶液分离在加热器两个互不接触的通道，依靠传导加热酸溶液。钢带的温度是通过酸液加热而升高，在高温度的酸下，加快钢带酸洗速度，提高质量和产量。这种依靠蒸汽加热酸液，酸液再加热钢带的加热方法的缺点是：1）大多数情况下，钢带是以室温进入入口处的第一个酸洗槽，然后钢带在其中从室温加热到希望的温度，因此第一个酸洗槽的一大功能是作为加热器提高钢带温度，相对而言在此槽中钢带温度较低，酸洗速度较慢。2）在含有合金的钢带酸洗过程中，由于在热轧过程中高温时形成了含有存在元素的氧化物。这些氧化物与酸不发生反应或反应非常缓慢，它们在酸溶液中以胶体存在或膜片状存在，漂浮或分散在酸溶液中。胶体和氧化物膜悬浮体在酸管道中流动或经过加热器加热时，会附着在酸管道或加热器的壁上，影响酸管道和加热器的使用，严重地将造成连续酸洗线不能运行。3）钢中非铁氧化物（例如：二氧化硅）在酸溶液中以胶体存在或膜片状存在，由于加热器表面的温度高，造成胶体状的溶胶转化为凝胶和膜片状物，在加热器酸液表面沉积，随时间的推移，沉积物越来越厚，造成设备功能丧失。
为了克服胶体和氧化物膜悬浮体在酸管道中或加热器中的沉积、胶花引起的堵塞，专利号为CN200810033928.4的发明提出在酸洗线设置蒸汽加热槽的方法，克服以上问题。CN200810033928.4的发明是采用蒸汽的外加热方法，依靠传热使钢带的温度从外到内提高。由于一般情况下的蒸汽温度不高，加之蒸汽加热钢的速度缓慢，所以钢传热需要较长的时间，使酸洗速度变慢。同时，蒸汽加热槽（热水循环）占据了非常大的空间，不能随意设置，不能够解决在整个酸洗线的酸洗槽中维持需要的温度。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供热轧钢带酸洗的感应加热方法。这种加热方法改变了现有提高钢带和酸液温度的方法，它加热速度快，基本上避免了胶体和氧化物膜悬浮体在加热器中的沉积、胶花引起的堵塞情况的出现。本发明同时还提供了感应加热的装置。
本发明热轧钢带酸洗的感应加热方法，首先感应加热，即在装有感应线圈的装置中对从中通过的钢带进行感应加热，钢带加热到70～200℃；然后，加热过的钢带把酸洗槽中的酸液温度升高到60～98℃，钢带与酸发生反应，去除表面的铁的氧化物。
本方法中使用的感应加热装置，此装置可以设置在酸洗线的入口，即酸洗槽的外部接近酸洗槽位置，也可以设置在酸洗槽中。该装置包括支撑体、感应线圈、交流电源，感应线圈与交流电源相连接。
本发明的方法通过在酸洗槽中或钢带进入酸洗槽前，在钢带的上下表面布置感应线圈，感应线圈与交流电源连接，依靠交流电通过在钢带附近的线圈产生的交变磁场在钢带中诱发交变电场而形成的电流使钢带发热温度提高，然后由钢带把热量直接传导给酸洗液，使钢带表面的氧化物在高的温度下与酸的反应速度加快，达到氧化物快速溶解的目的，获得表面无氧化物的钢带。此种方法的优点是：1）钢带表面温度高、使酸洗槽的任何部位的温度都维持在高的温度，能够在低的游离酸含量条件下进行快的酸洗，提高酸的利用效率，减少废酸的再生数量，提高设备利用效率和小时产量。2）当加热装置不与酸液接触时，避免了酸溶液中以胶体存在或膜片状存在物质对设备的性能造成的劣化，尤其避免引起的设备功能失效；当加热装置与酸液接触时，由于支撑体空间较大，可以在设备检修时清除表面的胶体或膜片状物质，因而不会产生胶体或膜片状物质的堆积。3）感应加热速度快，加热装置可以在酸洗槽任意需要的部位设置。
附图说明
图1是本发明横向感应加热方式时感应加热装置的结构示意图。
图2是横向感应加热方式时感应线圈的布置形式图。
图3是本发明纵向感应加热方式时感应加热装置的结构示意图一。
图4是本发明纵向感应加热方式时感应加热装置的结构示意图二。
具体实施方式
本发明热轧钢带酸洗的感应加热方法，首先感应加热，即在装有感应线圈的装置中对从中通过的钢带进行感应加热，钢带加热到70～200℃；然后，加热过的钢带把酸洗槽中的酸液温度升高到60～98℃，钢带与酸发生反应，去除表面的铁的氧化物。其中，钢带表面的具体加热温度根据钢带速度、宽度、厚度调节。感应加热方式为横向感应加热方式或纵向感应加热方式。
本方法中使用的感应加热装置，该装置可以设置在酸洗线的入口，即酸洗槽的外部接近酸洗槽位置，也可以设置在酸洗槽中。感应加热装置可以是专用的单体设备，也可以作为酸洗设备中的组合体。
该装置包括支撑体1、感应线圈2、交流电源3，感应线圈2与交流电源3相连接。支撑体有上下分体式和整体式两种结构方式。
当支撑体1为上下分体式时，钢带4从上下支撑体1-1、1-2之间的空隙中穿过，此时的感应线圈2为平板式，形成横向感应加热方式。如果此装置是设置在酸洗槽中的，如图1所示，可以将感应线圈2埋在作为上支撑体1-1的槽内盖和作为下支撑体1-2的槽体中。如图2所示，上下支撑体1-1、1-2内的感应线圈2位置相对应且相互平行，均为中间一组加上左右对称分布的若干对线圈，每个线圈2都与交流电源3相连接。这种布置方式，可以适应各种宽度规格钢带的需要，同时避免钢带边部不能覆盖而造成线圈过热现象。其中，中间一组的宽度（即图1中所示的a尺寸）小于或等于带钢规格的最窄的一组，两边对称的几组的宽度，可以按不同带钢宽度的需要进行设置。在进行加热时可以通过计算机二级自动控制，适当开启总宽度方向的尺寸不大于带钢宽度的几组感应线圈，从而使加热装置的性能得以充分发挥。
从图3、图4可知，当支撑体1为整体式时，其中间为空心，钢带4从中穿过，此时的感应线圈2为螺旋式或平板式，套在支撑体1的外表面上或者设置在支撑体1的实体内部，为螺线管式布置，形成纵向感应加热方式。如果此装置是设置在酸洗槽中的，感应线圈2设置在支撑体1的实体内部，支撑体1为耐酸无磁材料，如：含氟塑料，无磁不锈钢，特种合金，Ti、钽、铌及其合金等，将感应加热装置与酸液相隔离。
当感应加热装置布置在酸洗槽外时，要尽量靠近酸洗槽。当加热方案是一种方案的重复或不同方案的组合时，感应加热装置至少是两套，每套装置均包括支撑体1、感应线圈2、交流电源3，感应线圈2与交流电源3相连接，形成纵向感应加热方式重复、横向感应加热方式重复或者是纵横感应加热方式的组合，目的是在钢带进入酸洗槽之前把温度升高到需要的温度。
当感应加热装置布置在酸洗槽内时，可以在酸洗槽任意需要的部位，只要不与其它设备冲突即可，数量满足温度调节的要求，即维持酸洗液温度在60℃～98℃。整个感应加热装置中可以配有必要的冷却装置。
在本方法中，加热用交流电的频率在50~10000Hz，优选100~1000Hz，加热功率的控制可以采用调频、调压或调整功率的任何方式，目的是控制酸洗溶液的温度，使酸洗溶液温度达到60~98℃，能够保证酸液温度维持在高速酸洗状态。通电可以是连续方式、也可以是断续方式，以控制钢带和酸液温度为目的。
Claims (10)
1. 热轧钢带酸洗的感应加热方法，首先感应加热，即在装有感应线圈的装置中对从中通过的钢带进行感应加热，钢带加热到70～200℃；然后，加热过的钢带把酸洗槽中的酸液温度升高到60～98℃，钢带与酸发生反应，去除表面的铁的氧化物。
2.根据权利要求1所述的加热方法，其特征是：感应加热方式为横向感应加热方式或纵向感应加热方式。
3.一种用于权利要求1所述的方法的感应加热装置，其特征是：该装置设置在酸洗线的入口，即酸洗槽的外部接近酸洗槽位置，它包括支撑体（1）、感应线圈（2）、交流电源（3），感应线圈（2）与交流电源（3）相连接。
4.根据权利要求3所述的加热装置，其特征是：支撑体（1）为上下分体式，钢带（4）从上下支撑体（1-1、1-2）之间的空隙中穿过；感应线圈（2）为平板式，形成横向感应加热方式。
5.根据权利要求3所述的加热装置，其特征是：支撑体（1）为整体式，其中间为空心，钢带（4）从中穿过；感应线圈（2）为螺旋式或平板式，套在支撑体（1）的外表面上或者设置在支撑体（1）的实体内部，为螺线管式布置，形成纵向感应加热方式。
6.根据权利要求3、4、5所述的加热装置，其特征是：感应加热装置至少是两套，每套装置均包括支撑体（1）、感应线圈（2）、交流电源（3），感应线圈（2）与交流电源（3）相连接，形成纵向感应加热方式重复、横向感应加热方式重复或者是纵横感应加热方式的组合。
7.一种用于权利要求1所述的方法的感应加热装置，其特征是：该装置设置在酸洗槽中，它包括支撑体（1）、感应线圈（2）、交流电源（3），感应线圈（2）与交流电源（3）相连接。
8.根据权利要求7所述的加热装置，其特征是：支撑体（1）为上下分体式，上支撑体（1-1）为槽内盖、下支撑体（1-2）为槽体，钢带（4）从槽内盖（1-1）、槽体（1-2）之间的空隙中穿过；感应线圈（2）为平板式，形成横向感应加热方式。
9.根据权利要求7所述的加热装置，其特征是：支撑体（1）为整体式，其中间为空心，钢带（4）从中穿过；感应线圈（2）为螺旋式或平板式，设置在支撑体（1）的实体内部，为螺线管式布置，形成纵向感应加热方式；支撑体（1）为耐酸无磁材料，如：含氟塑料，无磁不锈钢，特种合金，Ti、钽、铌及其合金等。
10.根据权利要求4或8所述的加热装置，其特征是：上下支撑体（1-1、1-2）内的感应线圈（2）位置相对应且相互平行，均为中间一组加上左右对称分布的若干对线圈，每个线圈（2）都与交流电源（3）相连接。
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