CN103849825B - 一种连续热镀锌线柔性预氧化装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连续热镀锌线柔性预氧化装置及方法。该装置包括：连续退火炉、预氧化舱、气体联通器及密封辊；该装置能实现预氧化开闭功能且能精确控制带钢表面的内外氧化，还能保证带钢表面均匀氧化。一种连续热镀锌线柔性预氧化方法通过该装置实现，通过调整预氧化舱内的气体成分，能满足高强钢和软钢共线生产，提高了连续热镀锌线的柔性。

Description

一种连续热镀锌线柔性预氧化装置及方法
技术领域
本发明涉及带钢连续热镀锌技术领域，特别涉及一种连续热镀锌线柔性预氧化装置及方法。
背景技术
高强钢中因为含有较多的合金元素，诸如Si、Mn等，在退火过程中容易形成外氧化物导致锌液不能浸润钢板，最终导致漏镀缺陷。目前大量应用的方法是增加退火炉的氧分压使得氧扩散到钢板内部对Si、Mn等形成内氧化来改善热镀锌高强钢表面质量。
具体实施有的采用加热段明火直燃方式改善带钢的表面质量，但是明火加热很难准确控制氧化程度和氧化进程，而且要对原有的退火炉进行大规模的改造，其代价很大。如果产线改造为明火加热，虽然可以解决高合金高强钢的可镀锌问题，但是对于生产软钢等低碳低合金含量汽车外板并不适合，为此导致产线柔性化不足。
有的采用退火炉内加湿，提高退火炉内露点的方法使Si、Mn等合金元素发生内氧化反应。但是实际镀锌线加热、均热段联通，露点调节涉及的炉区范围太大，导致氧化控制不精确，而且只能依靠缓冷段实现还原。有的采用喷射氮气空气混合物方法实现预氧化，但是这种方法导致气体扩散而影响炉内气氛组成，其实际控制预氧化的精度较差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种能实现预氧化开闭功能且能精确控制带钢表面的内外氧化，还能保证带钢表面均匀氧化的连续热镀锌线柔性预氧化装置及通过该装置完成的适合高强钢和软钢共线的柔性预氧化方法。
本发明提供的一种连续热镀锌线柔性预氧化装置包括：
连续退火炉、预氧化舱、气体联通器、密封辊；
所述预氧化舱设置在所述连续退火炉内的第一加热段和第二加热段之间的位置；
所述气体联通器设置在所述连续退火炉内；所述气体联通器与所述预氧化舱联通。
所述密封辊固连在所述预氧化舱的带钢进口和出口的位置；所述密封辊的工作面相互挤压与所述预氧化舱共同构成一个封闭的空间。
作为优选，所述预氧化舱内设置气体取样点和露点检测仪。
本发明提供的一种连续热镀锌线柔性预氧化方法，包括以下步骤：
步骤1：带钢进入所述连续退火炉进行预热；
步骤2：所述带钢通过所述连续退火炉的第一加热段进行加热；
步骤3：所述带钢通过所述预氧化舱进行预氧化；
步骤4：所述带钢通过所述连续退火炉的第二加热段进行加热；
步骤5：所述带钢通过所述连续退火炉均热段进行保温。
作为优选，所述预氧化方法在所述预氧化装置中进行。
作为优选，所述步骤2完成后，所述带钢到达所述预氧化舱时的温度在550℃-750℃范围内。
作为优选，所述步骤3中预氧化舱内通入氮氧混合气体，且氮氧比例能调节。
作为优选，所述步骤3中预氧化舱内通入润湿氮气，且润湿氮气的露点能调节。
作为优选，所述步骤3中预氧化舱内通入氮氢混合气体，且氮氢混合气体组分与预氧化舱外的连续退火炉内的氮氢混合气体组分一致；通过开启所述气体联通器让所述连续退火炉内的氮氢混合气体进入所述预氧化舱内。
本发明提供的一种连续热镀锌线柔性预氧化装置通过设置封闭的独立预氧化舱，在局部区域对带钢实施预氧化。通过调节气体联通器的开启或闭合，改变预氧化舱内的气体成分，从而实现了预氧化开闭功能；通过控制预氧化舱内的氮氧混合气体的含氧比例及润湿氮气的露点，可以实现精确的预氧化控制；通过设置密封辊将预氧化舱从连续退火炉中隔离成一个封闭的空间，这样保证预氧化过程不影响外部炉区的炉压、炉内气氛和露点含量。
本发明提供的一种连续热镀锌线柔性预氧化方法将预氧化过程加入到带钢加热的过程中，不存在气体直接喷射到带钢表面形成的不均匀氧化问题，保证钢带氧化过程均匀；通过调整预氧化舱内的气体成分能解决高合金高强度钢的可镀锌问题，同时还能处理不需要实行预氧化的低碳低合金软钢的；这样实现了预氧化开闭功能，提高了连续热镀锌线的生产柔性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的连续热镀锌线柔性预氧化装置的工作原理图。
图2为本发明实施例提供的连续热镀锌线柔性预氧化方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供的连续热镀锌线柔性预氧化装置包括：
连续退火炉1、预氧化舱7、气体联通器8、密封辊6。
预氧化舱7设置在连续退火炉1内的第一加热段3和第二加热段4之间的位置。
密封辊6固连在预氧化舱7的带钢进口和出口的位置；密封辊6的工作面相互挤压与预氧化舱7共同构成一个封闭的空间。这样就可以将预氧化舱7与炉内其他空间隔离开，才能实现预氧化舱7内充入与炉内不同的气体。
其中，预氧化舱7内设置气体取样点9和露点检测仪10。这样可以控制预氧化舱7内的气体含氧量及润湿氮气的露点，进而对预氧化过程进行精确控制。
气体联通器8设置在连续退火炉1内；气体联通器8与预氧化舱7联通。当处理需要实施预氧化的高合金高强度钢时，关闭气体联通器，向预氧化舱7内通入一定氧含量的氮氧混合气体或加湿的中等露点氮气或者高氧含量的氮氧混合气体或加湿的高露点氮气，这样能对高合金高强度钢实施预氧化过程；当处理不需要实施预氧化的低碳低合金软钢时，打开气体联通器8，退火炉内的气体进入到预氧化舱7内，此时预氧化不起到氧化作用，相当于一个传统连续退火炉。
本发明提供的一种连续热镀锌线柔性预氧化装置通过设置封闭的独立预氧化舱7，在局部区域对带钢实施预氧化。通过调节气体联通器8的开启或闭合，改变预氧化舱7内的气体成分，从而实现了预氧化开闭功能；通过控制预氧化舱7内的氮氧混合气体的含氧比例及润湿氮气的露点，可以实现精确的预氧化控制；通过设置密封辊6将预氧化舱7从连续退火炉1中隔离成一个封闭的空间，这样保证预氧化过程不影响外部炉区的炉压、炉内气氛和露点含量。
本发明提供的连续热镀锌线柔性预氧化方法，包括以下步骤：
步骤1：带钢进入连续退火炉1的预热段2进行预热；
步骤2：带钢通过连续退火炉1的第一加热段3进行加热；
步骤3：带钢通过预氧化舱7进行预氧化；
步骤4：带钢通过连续退火炉1的第二加热段4进行加热；
步骤5：带钢通过连续退火炉1的均热段5进行保温。
其中，预氧化方法在预氧化装置中进行。
其中，步骤2完成后，带钢到达预氧化舱7时的温度在550℃-750℃范围内。带钢到达氧化舱7的温度可通过调节第一加热段3的功率实现温度区间在550℃-750℃，具体目标温度根据不同钢种具有不同设定值。
其中，步骤3中预氧化舱7内通入氮氧混合气体，且氮氧比例能调节。
其中，步骤3中预氧化舱7内通入润湿氮气，且润湿氮气的露点能调节。
其中，步骤3中预氧化舱7内通入氮氢混合气体，且氮氢混合气体组分与预氧化舱7外的连续退火炉1内的氮氢混合气体组分一致；通过开启气体联通器8让连续退火炉1内的氮氢混合气体进入预氧化舱7内。此时不通入氧化气氛的气体，对于合金含量低的软钢，该模式与不设置预氧化舱7的传统连续退火炉一致。
实施例1
无预氧化模式：将待处理带钢送入连续退火炉1，预氧化舱7与外部炉区通过气体联通器8联通，不通入氧化气氛的气体，带钢经过预热、第一加热段3加热后进入预氧化舱7不经过预氧化过程，然后进入第二加热段4加热，之后进行均热。对于合金含量低的软钢，该模式与不设置预氧化舱7的传统连续退火炉一致。
实施例2
弱氧化模式：预氧化舱7与外部炉区的气体联通器8关闭，向预氧化舱7通入一定氧含量的氮氧混合气体或加湿的中等露点氮气，控制预氧化舱7内处于弱氧化的环境。将待处理带钢送入连续退火炉1，带钢经过预热、第一加热段3加热后进入预氧化舱7进行预氧化过程，然后进入第二加热段4加热，之后进行均热。对于中等Si、Mn含量的高强钢，因为炉内氧的分压增加，使氧向带钢内部扩散的速度增大，该速度大于Si、Mn向带钢表面扩散的速度，为此形成的Si、Mn氧化物未聚集到带钢表面，可有效避免漏镀。
实施例3
强氧化模式：预氧化舱7与外部炉区的气体联通器8关闭，向预氧化舱7通入高氧含量的氮氧混合气体或加湿的高露点氮气。将待处理带钢送入连续退火炉1，带钢经过预热、第一加热段3加热后进入预氧化舱7进行预氧化过程，然后进入第二加热段4加热，之后进行均热。在强氧化气氛情况下，带钢中的Si、Mn形成氧化物，带钢表面的铁也形成氧化膜。出预氧化舱7后在第二加热段4和均热段5的氮氢还原气氛中实现铁的还原，在镀锌过程中，锌与还原铁膜结合形成无漏镀的锌层。
本发明提供的一种连续热镀锌线柔性预氧化方法将预氧化过程加入到带钢加热的过程中，不存在气体直接喷射到带钢表面形成的不均匀氧化问题，保证钢带氧化过程均匀；通过调整预氧化舱7内的气体成分能解决高合金高强度钢的可镀锌问题，同时还能处理不需要实行预氧化的低碳低合金软钢的；这样实现了预氧化开闭功能，提高了连续热镀锌线的生产柔性。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种连续热镀锌线柔性预氧化装置，其特征在于，包括：
连续退火炉(1)、预氧化舱(7)、气体联通器(8)及密封辊(6)；
所述预氧化舱(7)设置在所述连续退火炉(1)内的第一加热段(3)和第二加热段(4)之间的位置；所述预氧化舱(7)能通入氮氧混合气体或润湿氮气或氮氢混合气体；
所述气体联通器(8)设置在所述连续退火炉(1)内；所述气体联通器(8)与所述预氧化舱(7)联通；
所述密封辊(6)固连在所述预氧化舱(7)的带钢进口和出口的位置；所述密封辊(6)的工作面相互挤压与所述预氧化舱(7)共同构成一个封闭的空间。
2.根据权利要求1所述的预氧化装置，其特征在于：
所述预氧化舱(7)内设置气体取样点(9)和露点检测仪(10)。
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