CN105705663A - 连续退火设备和连续退火方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种连续退火设备和连续退火方法，能够防止钢中的Si、Mn等易氧化性元素在钢带表面浓缩而形成Si、Mn等易氧化性元素的氧化物，并且能够以低成本稳定地实现适用于含有Si、Mn等易氧化性元素的钢带的退火的低露点的退火气氛。连续退火设备包括：立式退火炉，其具有卷绕钢带的上侧辊和下侧辊，以及加热段和均热段；气体吸引部，其用于吸引所述立式退火炉内的气体的一部分；精炼部，其从被所述气体吸引部吸引的气体中除去水分和氧；气体排出部，其用于使被所述精炼部处理的气体返回所述立式退火炉。所述气体排出部所设置的位置为，能够将气体排出到在所述立式退火炉内的300～700℃的温度区域内下降的钢带的位置。

Description

连续退火设备和连续退火方法
技术领域
本发明涉及连续退火设备(continuousannealingsystem)和连续退火方法(continuousannealingmethod)。
背景技术
近年来，在汽车、家电、建材等领域中，需要有助于结构物的轻量化等的高强度钢带(高强度钢材(HighTensileStrengthSteelStrip))。在该高强度钢材的技术中，如果向钢中添加Si，则能够制造扩孔(穴広げ)性良好的高强度钢带。另外，如果向钢中添加Si、Al，则容易形成残留γ，能够提供延展性良好的高强度钢带。
但是，在高强度冷轧钢带中，如果含有Si、Mn等易氧化性元素(easilyoxidizablemetals)，则在退火中，这些易氧化性元素在钢带表面浓缩而形成Si、Mn等氧化物，而存在外观不良、磷酸盐处理等化学处理性不良的问题。
另外，在热镀锌钢带的情况下，如果在钢带含有Si、Mn等易氧化性元素，这些易氧化性元素在退火中会在钢带表面浓缩而形成Si、Mn等氧化物，存在妨碍电镀性而产生未电镀缺陷(nonplatingdefects)，或者在电镀后的合金化处理时使合金化速度降低的问题。
其中，在Si在钢带表面形成SiO2的氧化膜时，钢带与熔融电镀金属的润湿性显著降低。另外，在合金化处理时，由于SiO2氧化膜成为钢基体与电镀金属的扩散的障碍，因此特别容易发生妨碍电镀性、合金化处理性的问题。
作为避免该问题的方法，考虑对退火气氛中的氧势(oxygenpotential)进行控制的方法。
作为提高氧势的方法，例如专利文献1中公开了将从加热段后段(rearheatingzone)到均热段的露点(dewpoint)控制为－30℃以上的高露点的方法。该方法具有能够期待某种程度的效果，并且向高露点的控制在工业上容易进行的优点。
但是，该方法存在不能简单地制造不希望在高露点下进行作业的钢种(例如Ti类-IF钢(InterstitialFree：无间隙原子钢))的缺点。这是由于使一旦成为高露点的退火气氛成为低露点需要花费非常长的时间。另外，由于该方法使炉内气氛为氧化性气氛，如果错误地进行控制，则存在氧化物附着于炉内辊而产生粘着(ピックアップ)缺陷，进而使炉壁受损的可能。
作为其他方法，考虑低氧势的方法。
但是，由于Si、Mn等非常容易氧化，因此在配置于CGL(连续热镀锌线(Continuousgalvanizingline))、CAL(连续退火线(ContinuousAnnealingline))这样的大型连续退火炉中，难以稳定获得抑制Si、Mn等氧化的作用优越的－40℃以下的低露点的气氛。
在专利文献2、专利文献3中，公开了高效获得低露点的退火气氛的技术，但这些技术是关于1通道立式炉的较小规模的炉的技术，没有考虑到在CGL、CAL这样的多通道立式退火炉中对含有Si、Mn等易氧化性元素的钢带进行退火。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开2007/043273号
专利文献2：(日本)特许第2567140号公报
专利文献3：(日本)特许第2567130号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种连续退火设备和连续退火方法，能够防止钢中的Si、Mn等易氧化性元素在钢带表面浓缩而形成Si、Mn等易氧化性元素的氧化物，并且能够以低成本稳定地实现适用于含有Si、Mn等易氧化性元素的钢带的退火的低露点的退火气氛。
用于解决技术问题的技术方案
为了使大型退火炉内高效地低露点化，需要指定水分产生源。本发明发明人进行了锐意研究，结果发现，充分酸洗、干燥的钢带也会放出水分。在仔细研究放出水分的温度区域时，如图5所示，在200℃～400℃放出大部分水分，在150℃～600℃几乎放出所有水分。
需要说明的是，在进行上述水分放出温度区域的仔细研究时所进行的实验中，如图6所示，在红外线加热炉9(炉容积0.016m3)中，放入与后述表1所示的冷轧钢带具有相同成分组成的十张钢板92(尺寸：100mm×200mm，板厚1.0mm)，以1℃/sec的升温速度进行加热，利用镜面式露点计91测定露点的变化。其中在加热中，以1Nm3/hr投入露点－60℃的气体，测定排气的露点。
另一方面，根据实验室规模的电镀试验，发现引起Si、Mn等易氧化元素氧化、不电镀等电镀性阻碍要因的表面浓缩(不电镀等电镀性阻碍要因)为700℃以上。由该事实可知，水分产生区域与需要低露点的区域不同。因此，例如如果在600℃前后使气氛实质分离，则能够使700℃以上的表面浓缩影响区域低露点化。
另外，发明人通过数值分析预测，该气氛分离能够通过向炉内的下降通道钢带吹送与钢带面大致平行的气流这样的简单、低成本方法实现，并且实际上将其制造成设备并予以证实。
本发明是基于上述见解而完成的，具体如下所述。
(1)一种连续退火设备，具备：
立式退火炉，其具有卷绕钢带的上侧辊和下侧辊、以及加热段和均热段；
气体吸引部，其用于吸引所述立式退火炉内的气体的一部分；精炼部，其从被所述气体吸引部吸引的气体中除去水分和氧；气体排出部，其用于使被所述精炼部处理的气体返回所述立式退火炉；
所述气体排出部所设置的位置为，能够将气体排出到在所述立式退火炉内的300～700℃的温度区域内下降的钢带的位置。
(2)如上述(1)所述的连续退火设备，
所述气体排出部中的一个以上设置在由下式表示的位置，
L≥0.7×L0，
其中，
L：从下侧辊中心到排出口的距离，
L0：上侧辊与钢带在通过所述上侧辊之后所通过的下侧辊的中心之间的距离。
(3)如上述(1)或(2)所述的连续退火设备，所述气体排出部中的一个以上设置于炉侧壁，向与水平方向所成的角为－30°～10°的方向(向上的方向为+，向下的方向为－)排出气体。
(4)如上述(1)～(3)中任一项所述的连续退火设备，对于所有的所述气体排出部来说，从同一侧壁侧排出气体。
(5)如上述(1)～(4)中任一项所述的连续退火设备，
所述立式退火炉具备第一整流板、第二整流板、第三整流板，
所述第一整流板是与处于来自所述气体排出部的气体的排出方向或其附近的钢带在气体排出后最初卷绕的下侧辊对置，并且从所述立式退火炉的底面延伸的凸状体，
所述第二整流板和所述第三整流板是在所述钢带即将卷绕于所述下侧辊的位置，从所述立式退火炉的侧面彼此对置地延伸的凸状体，
所述下侧辊与所述第一整流板之间的间隔为40～200mm，
所述第二整流板和第三整流板的尺寸为，在钢带的宽度方向上为200mm以上((Wf－Ws)/2－50)mm以下，在钢带的输送方向上为100mm以上(Px－300)mm以下，其中，
Wf：炉宽度，
Ws：钢带的板宽度，
Px：炉顶部与下侧辊上表面的距离。
(6)一种连续退火方法，
在使用具有卷绕钢带的上侧辊和下侧辊、以及加热段和均热段的立式退火炉来进行钢带的连续退火时，
设置：气体吸引部，其用于吸引所述立式退火炉内的气体的一部分；精炼部，其从被所述气体吸引部吸引的气体中除去水分和氧；气体排出部，其用于使被所述精炼部处理的气体返回所述立式退火炉；
所述气体排出部所设置的位置为，能够将气体排出到在所述立式退火炉内的300～700℃的温度区域内下降的钢带的位置。
(7)如所述(6)所述的连续退火方法，
所述气体排出部中的一个以上设置在由下式表示的位置，
L≥0.7×L0，其中，
L：从下侧辊中心到排出口的距离，
L0：上侧辊与钢带在通过所述上侧辊之后所通过的下侧辊的中心之间的距离。
(8)如所述(6)或(7)所述的连续退火方法，
所述气体排出部中的一个以上设置于炉侧壁，向与水平方向所成的角为－30°～10°的方向(向上的方向为﹢，向下的方向为－)排出气体。
(9)如所述(6)～(8)中任一项所述的连续退火方法，对于所有的所述气体排出部来说，从同一侧壁侧排出气体。
(10)如所述(6)～(9)中任一项所述的连续退火方法，
所述立式退火炉具有第一整流板、第二整流板、第三整流板，
所述第一整流板是与处于来自所述气体排出部的气体的排出方向或其附近的钢带在气体排出后最初卷绕的下侧辊对置，并且从所述立式退火炉的底面延伸的凸状体，
所述第二整流板和所述第三整流板是在所述钢带即将卷绕于所述下侧辊的位置，从所述立式退火炉的侧面彼此对置地延伸的凸状体，
所述下侧辊与所述第一整流板之间的间隔为40～200mm，
所述第二整流板和第三整流板的尺寸为，在钢带的宽度方向上为200mm以上((Wf－Ws)/2－50)mm以下，在钢带的输送方向上为100mm以上(Px－300)mm以下，其中，
Wf：炉宽度，
Ws：钢带的板宽度，
Px：炉顶部与下侧辊上表面的距离。
发明效果
在本发明中，能够防止钢中的Si、Mn等易氧化性元素在钢带表面浓缩而形成Si、Mn等易氧化性元素的氧化物，能够以低成本稳定地实现适用于含有Si、Mn等易氧化性元素的钢带的退火的低露点的退火气氛。
即，根据本发明，能够以低成本实现适于含有Si、Mn等易氧化性元素的钢带的退火的低露点的退火气氛，能够改善对含有Si、Mn等易氧化性元素的钢带进行热镀锌时的电镀性。
另外，在本发明的连续退火设备中，抑制Si、Mn等易氧化元素的表面浓缩，其结果是，退火的钢带的合金化处理性得以改善，难以产生外观不良，化学处理性优越。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的连续退火设备的示意图。
图2是图1中第一整流板、第二整流板、第三整流板所在的部分的放大图。
图3是从钢带的行进方向(图1的空白箭头方向)观察第一整流板、第二整流板、第三整流板时的示意图。
图4是表示在本发明的实施例中所使用的连续退火设备的示意图。
图5是表示水分放出温度区域的图。
图6是表示在对水分放出温度区域进行仔细研究时所进行的实验的方法的图。
图7是用于对第一整流板、第二整流板和第三整流板的大小进行说明的图。
具体实施方式
对本发明的实施方式进行说明。
如前所述，来自钢带的水分在200～400℃产生大半，在150～600℃几乎全部产生。其原因主要在于，在钢带表面不可避免地生成的自然氧化膜的还原反应。该自然氧化膜为10纳米程度的厚度，在使炉内露点上升时，会放出足够的水分量。例如，在使板宽度1.25m的钢带以线速度(LS)90mpm通过的情况下，通过还原，每小时释放出的水分量为12.1mol/hr，考虑到水蒸气的体积为0.272Nm3/hr。该值相当于在炉投入气体1000Nm3/hr(露点－60℃)的情况下，使炉内平均露点上升到－32℃左右的量。
另一方面，对于Si类，在700℃以上时，对于Mn类，在800℃以上时阻碍电镀性的易氧化金属的表面浓缩成为问题。因此，由于还原反应进行温度区域(水分产生区域)与表面浓缩进行温度区域(需要低露点的区域)不重叠，因此能够分离，并且在不分离气氛的情况下，表面浓缩进行温度区域内的低露点化极其困难。作为分离气氛的方法，最简便的是设置物理障碍，即，设置分离气氛的分隔壁。但是，在现有设备的情况下，需要分隔壁追加工序，不可避免地需要长期停止生产线。因此，在实际生产中，不选择物理分离，而选择气体分离。
以下，使用附图对本发明一实施方式的连续退火设备具体地进行说明。
图1是表示本发明一实施方式的连续退火设备的示意图。本实施方式的连续退火设备1是具有立式退火炉2、氧-水分除去部3、露点检测部4，对钢带5进行退火的设备。
立式退火炉2具有加热段20、均热段21、分隔壁22、冷却段23、连结部24。加热段20和均热段21在炉(立式退火炉2)的上部连通。在炉的上部的连通板之外的部分设置有隔绝加热段20与均热段21的气氛气体的分隔壁22。另外，均热段21、冷却段23经由连结部24连通。需要说明的是，钢带5以加热段20、均热段21、冷却段23的顺序移动。
加热段20具备开口部200、多个上侧辊201、多个下侧辊202。钢带5从开口部200进入加热段20，朝向上侧辊201上升。然后，钢带5通过在上侧辊201上移动而改变行进方向，朝向下侧辊202下降。然后，钢带5通过在下侧辊202上移动而改变行进方向，朝向下一个上侧辊201上升。通过反复该移动，使钢带5在上下方向上移动而向空白箭头方向输送。
在加热段，对输送中的钢带5进行加热的加热机构的种类没有特别的限定，通常，出于加热成本等原因，大多选择辐射管方式。例如，虽然燃烧器方式能够以低成本进行加热，但由于会向气氛中释放燃烧气体，因此完全不适合本实施方式那样需要气氛控制的情况。另外，虽然电加热(包括感应加热)不存在这样的问题，但加热成本会大幅增加。
如果将从钢带5进入开口部200到最初的上侧辊201、从上侧辊201到下一个下侧辊202、从下侧辊202到下一个上侧辊201分别认为是1次通过，则在本实施方式的加热段20中有13次钢带5的移动。
均热段21与加热段20同样地具有多个上侧辊210和多个下侧辊211。如上所述，均热段21和加热段20在炉的上部连结。在该连结部分，钢带5从加热段20的最下游侧的上侧辊201向均热段21的最上游侧的上侧辊210移动。通过使向均热段21的最上游侧的上侧辊210移动的钢带5朝向下侧辊211下降，钢带5在上侧辊210上、下侧辊211上交替移动，而使钢带5在上下方向上移动而向空白箭头方向输送。在均热段21，对钢带5进行加热的方法没有特别的限定，优选使用辐射管(RT)。需要说明的是，与加热段20的情况相同，认为在均热段21中有4次的钢带5的移动。
分隔壁22设置在加热段20出口的上侧辊201与均热段21的入口的上侧辊210之间的炉长度方向中间位置，分隔壁22的上端靠近被输送的钢带5，下端和钢带宽度方向端部安装于炉壁部而铅直地配置。
冷却段23对从均热段21输送的钢带5进行冷却。冷却段23配置为冷却段23的上端经由连结部24与均热段21的下游侧上端连结。在该冷却段23中，可以利用任意方法进行钢带5的冷却，但在本实施方式中，冷却段23为长条状，具备引导辊230，利用冷却机构对被引导辊230夹持而下降的钢带5进行冷却。
连结部24配置在冷却段23上侧的炉上部，具有辊240、缩口部241、密封辊242。辊240将从均热段21输送的钢带5的行进方向改变为朝向下方。缩口部241(具有钢带通板部截面积缩小的结构的部分)和密封辊242抑制均热段21的气氛流入冷却段23内。
氧-水分除去部3具有：用于吸引立式退火炉2内的气体(气氛气体)的一部分的气体吸引部30、从被气体吸引部30吸引的气体除去水分和氧的精炼部31、用于使被精炼部31处理的气体返回立式退火炉2的气体排出部32。
气体吸引部30吸引立式退火炉2内的气体的一部分。对于设置该气体吸引部30的位置没有特别的限定，本实施方式的气体吸引部30例如根据以下所述的观点确定。
如果气体吸引部30配置在比气氛中的露点高的位置，由于能够高效地除去水分，因此是优选的，来自钢带5的水分大部分在200℃～400℃的范围内产生，因此优选考虑设置在加热段20的上游侧。在这里，上游侧例如是指在本实施方式那样的13通道左右的加热段的情况下，第2～6通道左右的范围。此外，对炉内露点进行多点测定，可知与炉下部相比，上部的露点高。因此，在本实施方式中，在加热段上游，在炉上部设有气体吸引部30。
对于Si类、在700℃以上，对于Mn类、在800℃以上时，表面浓缩成为问题。因此，优选在均热段21也使露点降低。因此，优选在均热段21也设置气体吸引部30。需要说明的是，可以在加热段20的后半部分(下游侧)设置气体吸引部30。
气体吸引部30优选作为加热段20整体配置在比气体排出部32靠上游侧的位置。这是由于从外部供给到立式退火炉2内的气氛气体以冷却段23、均热段21、加热段20的顺序流动而从加热段20的开口部200排出，能够不妨碍该气氛气体的流动。出于外部气体难以从开口部200流入等理由而优选不妨碍气氛气体的流动。“配置在上游侧”是表示，在不妨碍气氛气体的流动的范围内，一部分的气体吸引部30可以配置在比气体排出部32靠近下游侧的位置。
另外，对于加热段20的气体吸引部30的个数没有特别的限定，在利用一个进行吸引的情况下，由于避免压损的关系，而成为非常大的口径的吸引口，在施工方面、设备经费方面并不优选，因此希望设置多个气体吸引部30。
需要说明的是，对于平均一个气体吸引部30的气体吸引量没有特别的限制，参考露点检测部4的检测结果等适当调节即可。对于气体吸引流量没有特别的限制，但由于气体吸引流量增大时，流速上升，因此压力损失也增大，并不优选，因此适当设定相对于吸引截面积的气体吸引流量，以使压力压力损失不过大即可。
高露点气体从位于比冷却段23靠近下游位置的电镀箱(未图示)侧流入冷却段23上部，因此优选气体吸引部30配置在连结部24的下部。另外，特别优选气体吸引部30配置在连结部24的下部的缩口部241附近或者密封辊242附近等流路变窄的位置。需要说明的是，优选气体吸引部30的位置距冷却段23的冷却机构4m以内，更优选的是2m以内。如果距离冷却机构的距离短，则能够避免在冷却开始前钢带长时间暴露在高露点的气体中，不会使Si、Mn等易氧化性元素在钢带表面浓缩。
精炼部31从被气体吸引部30吸引的气体除去水分和氧。对于精炼部31的具体结构没有特别的限制，能够使用具有热交换器、冷却器、过滤器、鼓风机、脱氧装置、除湿装置的精炼部31。在使用该精炼部31的情况下，利用鼓风机从气体吸引部30吸引气氛气体，使吸引的气体依次通过热交换器、冷却器而将气氛气体冷却到40℃左右以下，在利用过滤器对气体进行净化后，利用脱氧装置进行气氛气体的脱氧，利用除湿装置进行气氛气体的除湿，而能够使露点降低到－60℃左右。使该露点降低的气体在通过热交换器后，能够使气体从气体排出部32返回到炉内。
气体排出部32使利用精炼部31处理的气体返回立式退火炉2内。在本实施方式中，在设置气体排出部32的位置方面具有特征。具体如下。
气体排出部32相对于下降的钢带5排出气体，抑制比气体排出部32靠近下游侧的炉内气氛与上游侧的炉内气氛混合。
在本实施方式中，气体排出部32在不同的下降通道(下行通道)上设置有多个。在不同的通道上设置多个的理由为，在气体排出口32为单个的情况下，为了避免压损增大而需要大口径，因此设备经费升高，以及相比之下在不同的通道上设置多个会成为多重保护，最终气氛分离性得以提高。
需要说明的是，在同一通道上设置多个气体排出部32的情况下，虽然不能获得多重保护的效果，但与在同一通道上设置单个的情况相比，能够避免设备费用升高，并且根据情况，能够获得高效地进行气氛分离的效果。例如，在利用相同结构向中间位置吹入气体时，能够对非常长的距离进行分离。具体而言，例如在对炉高30m左右的退火炉气氛进行分离的情况下，除了炉上方(例如高度25m左右)，还在中间(例如高度12m)位置的两个位置吹入气体，能够高效地进行气氛分离。
另外，设置气体排出部32的位置处于立式退火炉2内的钢带温度为300～700℃的区域内。在钢带温度为300℃以上的位置排出的情况下，在300℃以前，过半的水分放出，因此能够抑制向需要低露点化的高温域的水分浸入，因此有利于低露点化。另外，在700℃以下的区域设置气体排出部32的情况下，由于水分产生区域不包含于需要低露点的区域，因此优选。
进一步而言，在300℃以上的气体排出具有低露点化效果，但更推荐以比水放出几乎完成的400℃高的温度进行气氛分离。这是由于，在400℃以下的水放出中排出气体时，被放出的水分向炉内整个区域扩散，因此低低露点化效果降低。
因此，更优选的是，使设有气体排出部32的位置处于钢带温度为400℃～700℃的区域内。
需要说明的是，钢带温度情况因各种操作条件，例如板厚、LS、目标退火温度等而不同，因此为了适用于大多的操作条件，优选具有100℃左右的富余。
如上所述，非常优选的是，使设置有气体排出部32的位置处于钢带温度为500℃～600℃的区域内。下限温度的500℃为在上述优选下限温度即400℃上加上100℃的温度，上限温度的600℃为从上述优选的上限温度即700℃减去100℃后的温度。
如上所述，在本实施方式中，设置有气体排出部32位置为能够将气体排出到在立式退火炉2内的300～700℃的温度区域内下降的钢带的位置(下行通道)。具体而言，在成为下行通道的第6通道和第8通道设置气体排出部32。不选择成为上行通道的第5、7通道，而选择成为下行通道的第6、8通道的理由为，由于排出气体成为下降流，因此能够利用伴随下行通道的钢板移动的下降流(钢板伴随流)对排出气体进行强化，能够提高炉下部的气氛分离效率。
另外，设置气体排出部32的位置优选为加热段20的上部。其理由如下。即，从气体排出部32排出的气体的温度与炉内的气氛中的温度相比，温度低，因此密度高。另外，通常，由于气体排出口32大多设置在炉下部，因此向炉内吹入的气体容易形成下降流。因此，在遍及长距离进行气体密封时，最好灵活运用并强化该下降流。尽可能从炉上部投入是因为气体从炉上部向下部能够高效地传播，气氛分离性得以提高。具体而言，在以上侧辊201到下一个下侧辊202的距离(1通道的长度，上侧辊201的中心与下侧辊202的中心之间的距离)为L0时，优选从下侧辊202(排出有气体的钢带5最初卷绕的下侧辊)的中心到气体排出部32的距离L满足L≥0.7×L0。
优选排出气体与水平方向的夹角为－30°～10°(向上方向为﹢，向下方向为－)。在－30°以上时，在排出流与相对壁碰撞后，从壁面分散而流动，因此成均匀的气体帘幕，能够充分发挥作为气氛分离的功能。另外，在10°以下时，碰撞后向上流动的气体减少，能够充分形成炉下部方向的帘幕。
另外，对于气体排出部32与气体吸引部30之间的距离没有特别的限制，在分离一定程度时，能够抑制气体吸引部30吸引气体排出部32所排出的露点低的气体，气体吸引部30所吸引的高露点气体的比例提高，水分除去效率上升，因此优选。因此，优选气体排出部32与气体吸引部30分离2m以上配置。
此外，最好从同一侧壁侧投入排出气体。在排出气体到达相反侧的侧壁后，形成壁面喷流，如果也从相反侧的壁侧投入排出气体，则上述壁面喷流与刚从相反侧的壁侧排出的排出气体发生干涉，不能够高效地形成帘幕。
在将气体吸引部30配置在连结部24的下部的情况下，由于气体吸引部30附近的炉压可能成为负压，因此优选在连结部24配置气体排出部32。优选气体排出部32配置在比连结部24的通道线高的位置，更优选的是配置在比通道线高且比使从均热段导出的钢带的行进方向向下方变更的辊240更靠近出口侧的炉壁侧的位置。
需要说明的是，对于每个气体排出部32平均的气体排出量没有特别的限制，参考露点检测部4的检测结果等适当调节即可。
如图1所示，优选本实施方式的连续退火设备1还具备整流机构(第一整流板6、第二整流板7、第三整流板8)。在图2中，表示在图1中具有第一整流板6、第二整流板7、第三整流板8的部分的放大图。图3是表示从钢带5的行进方向(图1的空白箭头方向)观察第一整流板6、第二整流板7、第三整流板8的示意图。需要说明的是，图2中的实线箭头表示通过钢带5的上游侧的面的气体的流向，虚线箭头表示钢带5的下游侧的面的气体的流向。另外，图3中的空白箭头表示钢带5的行进方向。
第一整流板6是与位于来自气体排出部32的气体的排出方向或者其附近的钢带5在气体排出后最初卷绕的下侧辊202对置，并且从立式退火炉2的底面延伸的凸状体。
优选第一整流板6与下侧辊202的间的间隔D为200mm以下。在该间隔D为200mm以下时，在包含大量水分的向下流动的气体到达炉底后被向炉入口引导，能够防止在低露点控制必要区域(即钢带高温域)混入含有大量水分的气体，有利于低露点化。
下侧辊202与第一整流板6有因两者热膨胀而靠近接触的危险。因此，对下侧辊202与第一整流板6的间隔D设置下限值。由于下侧辊202直径与第一整流板6的高度的和最大为3m，最大温度为850℃，因此850℃×3000mm×1.4E-5(/℃)＝35.7mm。因此在间隔D为40mm以上时，下侧辊202与第一整流板6没有接触的危险。因此，优选下侧辊202与第一整流板6的间隔D为40mm以上。
第二整流板7和第三整流板8是在钢带5刚刚卷绕于下侧辊202之前的位置，从立式退火炉2的侧面彼此对置地延伸的凸状体。
使用图3和图7对第二整流板和第三整流板的大小进行说明。第二整流板7和第三整流板8的长度优选为，钢带的宽度方向(L1)为200mm以上，钢带的输送方向(L2)为100mm以上。在长度L1、长度L2处于上述范围时，含有大量水分的向下流动的气体在到达炉底后被向炉入口引导，能够防止含有大量水分的气体混入低露点控制必要区域(即钢带高温域)，有利于低露点化。
另外，对于第二整流板7和第三整流板8，考虑到钢带5的弯曲前进、热膨胀，对第二整流板7和第三整流板8的钢带的宽度方向的长度(L1)和钢带的输送方向的长度(L2)设置上限值，从而使其与钢带5不接触地保持其与钢带5之间的距离。
在以钢带5的板宽度为Ws，炉宽度最大值为2400mm时，钢带5与第二整流板7(或者第三整流板8)的宽度方向的热膨胀量为1200mm×1.4E-5(/℃)×850℃＝14.3mm(在这里，1200mm＝Ws/2﹢整流板的宽度方向的长度L1)，弯曲前进量为30mm左右，因此在将钢带5与第二整流板7(或者第三整流板8)的宽度方向的宽度方向的距离确保在50mm以上时，通常不会接触。
因此，在炉宽度为Wf时，优选第二整流板7和第三整流板8的钢带5的宽度方向的长度(L1)在((Wf－Ws)/2－50)mm以下。
需要说明的是，Ws为需要低露点化的钢种的最大板宽度，并不是所有钢种的最大板宽度。在不是露点控制的对象材料的情况下，为了避免接触，优选将第二整流板7和第三整流板8折叠。
另外，优选第二整流板7和第三整流板8的钢带5的输送方向的长度(L2)为(Px－300)mm以下。需要说明的是，Px为炉顶部与下侧辊202上表面之间的距离。
第二整流板7和第三整流板8遍及炉顶部与下侧辊202之间的整个区域设置是理想的，与上述情况相同，由于热膨胀而可能接触，因此对钢带5的输送方向的长度(L2)也设置上限。
通常炉顶部与下侧辊202上表面的距离Px为25m左右，因此下侧辊202直径与第二整流板7(或者第三整流板8)的热膨胀量为25000mm×1.4E-5×850＝286mm。因此在具有300mm的间隙时，炉顶部不会与第二整流板7(第三整流板8)接触。
因此，优选第二整流板7和第三整流板8的钢带5的输送方向的长度(L2)为(Px－300)mm以下。
需要说明的是，第二整流板7和第三整流板8尽可能向炉顶方向延伸设置。这是由于，与炉顶间隙相比，与辊的间隙在气氛分离上存在问题。
需要说明的是，在本实施方式中，在均热段21与冷却段23之间设置分隔壁22，本发明也能够同样适用于不设置分隔壁22的情况。
实施例1
对本发明的实施例进行说明。
在本发明的实施例中所使用的连续退火设备如图4所示。如图4所示，该连续退火设备基本上与图1～图3所示的连续退火设备1具有相同的结构。
即，在具有ART型(全辐射管型)的退火炉的连续退火设备中，气体排出部32设置在图4中以●表示的15个部位，该ART型的退火炉在加热段20～均热段21内配置有物理分离炉内的气氛的分隔壁，在炉外配置有具备除湿装置、脱氧装置的精炼部。
其中，与该实施例直接相关的是在加热段20的5～8通道设置的12个部位。在热带20设置的12个部位的L/L0在6、8通道(下降通道)中为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，在5、7通道(上升通道)为L/L0＝0.9。此外，对于6、8通道的L/L0＝0.9，以能够调节排出气体的角度的方式在气体排出口的出口设置调节板。需要说明的是，其他的气体排出口向水平方向排出。
另外，对于与不在加热段下部设置整流板6～8的情况的差异进行了研究。需要说明的是，钢带板温使用多重反射型的放射温度计测定，露点利用镜面式测定各带中央(图4中以▲表示的A点、B点、C点)。
在第一整流板6中，在辊下部，Y方向的长度为(炉宽度－50mm＝2350mm)，X方向的长度为100mm，Z方向的长度为400mm(间隔D为50mm)。理想的是Y方向的长度与炉宽度相同，是考虑了热膨胀量的长度。另外，优选Z方向的长度尽可能靠近辊下表面，这也是考虑了热膨胀、热变形而确定的。
与气体吸引部30有关的条件为，除了不进行气体的吸引、排出的一个例子以外，各条件通用，Z方向的位置距离炉顶－0.5m，X方向的位置距离炉壁1m，气体吸引孔的直径φ为200mm。需要说明的是，平均每个气体吸引部的吸引量为500Nm3/hr。
需要说明的是，从炉外供给气氛气体，该气氛气体供给部位是在均热段侧壁、距离炉底部高度(Z方向)1m、10m的位置的炉长度方向(X方向)上各9个部位，总计18个部位。供给的气氛气体的露点为－60～－70℃，是H2-N2气体(H2浓度10vol％)。
使用板厚0.8～1.2mm，板宽度950～1000mm的范围的冷轧钢带，尽可能使条件统一，使退火温度为820℃，通板速度为100～120mpm。
需要说明的是，上述冷轧钢带的组成为表1所示的成分，其余部分为Fe和不可避免的杂质。
表1
(mass％)
C Si Mn S Al
0.12 0.5 1.7 0.003 0.03
以上述和表2所示的条件，进行钢带的退火，然后，在钢带上实施热镀锌，根据目测评价电镀性(No.1～16)。在检查区域(板宽度×长度2.0m)完全没有不电镀的情况以◎，有一个轻微不电镀(不足Φ0.2mm)的情况以○，不足5个以△，除此以外(不足Φ0.2mm为5个以上，或者存在Φ0.2mm以上的不电镀)以×评价。
实施结果如表2所示。
如表2所示，作为发明例的No.2、5显示出非常完美的电镀性(◎)，其他发明例(No.3～10、14～16)仅存在一个轻微不电镀，可以判断为能够确保内板级别的品质(○)。
与此相对，在不满足本发明要件的比较例(No.1、11～13)中，电镀性不良(△，×)。
需要说明的是，虽然No.13(比较例)、No.15(发明例)显示出与No.2(发明例)几乎相同的露点，但电镀性不良，认为其原因在于在第8通道成为高温(特别是No.13超过700℃)，在加热段前半部分就已经进行了表面浓缩。
表2
另外，以No.2的条件为基础，使L/L0变化，与上述同样地进行退火、电镀锌，利用目测评价电镀性，来进行最优气体排出部的高度位置的确认。
即，作为No.2的条件的L/L0＝0.9(图4中以a表示的高度位置)为No.2a，L/L0＝0.8(图4中以b表示的高度位置)，0.7(图4中以c表示的高度位置)，0.6(图4中以d表示的高度位置)，0.5(图4中以e表示的高度位置)分别为No.2b、No.2c、No.2d、No.2e。
其结果如表3所示。
如表3所示，确认在满足L/L0≥0.7的高度位置设置气体排出部的情况(No.2a，No.2b，No.2c)下，能够获得良好的电镀性(◎)。
表3
[表3]
*排出角度:向上+、向下-
附图标记说明
1连续退火设备
2立式退火炉
20加热段
200开口部
201上侧辊
202下侧辊
21均热段
210上侧辊
211下侧辊
22分隔壁
23冷却段
230引导辊
24连结部
240辊
241缩口部
242密封辊
3氧-水分除去部
30气体吸引部
31精炼部
32气体排出部
4露点检测部
5钢带
6第一整流板
7第二整流板
8第三整流板
9红外线加热炉
91镜面式露点计
92钢板

Claims (10)

1.一种连续退火设备，其特征在于，具备：
立式退火炉，其具有卷绕钢带的上侧辊和下侧辊、以及加热段和均热段；
气体吸引部，其用于吸引所述立式退火炉内的气体的一部分；
精炼部，其从被所述气体吸引部吸引的气体中除去水分和氧；
气体排出部，其用于使被所述精炼部处理的气体返回所述立式退火炉；
所述气体排出部所设置的位置为，能够将气体排出到在所述立式退火炉内的300～700℃的温度区域内下降的钢带的位置。
2.如权利要求1所述的连续退火设备，其特征在于，
所述气体排出部中的一个以上设置在由下式表示的位置，
L≥0.7×L0，
其中，
L：从下侧辊中心到排出口的距离，
L0：上侧辊与钢带在通过所述上侧辊之后所通过的下侧辊的中心之间的距离。
3.如权利要求1或2所述的连续退火设备，其特征在于，
所述气体排出部中的一个以上设置于炉侧壁，向与水平方向所成的角为－30°～10°的方向排出气体，
其中，以向上的方向为﹢，以向下的方向为－。
4.如权利要求1～3中任一项所述的连续退火设备，其特征在于，
对于所有的所述气体排出部来说，从同一侧壁侧排出气体。
5.如权利要求1～4中任一项所述的连续退火设备，其特征在于，
所述立式退火炉具备第一整流板、第二整流板、第三整流板，
所述第一整流板是与处于来自所述气体排出部的气体的排出方向或其附近的钢带在气体排出后最初卷绕的下侧辊对置，并且从所述立式退火炉的底面延伸的凸状体，
所述第二整流板和所述第三整流板是在所述钢带即将卷绕于所述下侧辊的位置，从所述立式退火炉的侧面彼此对置地延伸的凸状体，
所述下侧辊与所述第一整流板之间的间隔为40～200mm，
所述第二整流板和第三整流板的尺寸为，在钢带的宽度方向上为200mm以上((Wf－Ws)/2－50)mm以下，在钢带的输送方向上为100mm以上(Px－300)mm以下，其中，
Wf：炉宽度，
Ws：钢带的板宽度，
Px：炉顶部与下侧辊上表面的距离。
6.一种连续退火方法，其特征在于，
在使用具有卷绕钢带的上侧辊和下侧辊、以及加热段和均热段的立式退火炉来进行钢带的连续退火时，
设置：气体吸引部，其用于吸引所述立式退火炉内的气体的一部分；
精炼部，其从被所述气体吸引部吸引的气体中除去水分和氧；
气体排出部，其用于使被所述精炼部处理的气体返回所述立式退火炉；
所述气体排出部所设置的位置为，能够将气体排出到在所述立式退火炉内的300～700℃的温度区域内下降的钢带的位置。
7.如权利要求6所述的连续退火方法，其特征在于，
所述气体排出部中的一个以上设置在由下式表示的位置，
L≥0.7×L0，
其中，
L：从下侧辊中心到排出口的距离，
L0：上侧辊与钢带在通过所述上侧辊之后所通过的下侧辊的中心之间的距离。
8.如权利要求6或7所述的连续退火方法，其特征在于，
所述气体排出部中的一个以上设置于炉侧壁，向与水平方向所成的角为－30°～10°的方向排出气体，
其中，以向上的方向为﹢，以向下的方向为－。
9.如权利要求6～8中任一项所述的连续退火方法，其特征在于，
对于所有的所述气体排出部来说，从同一侧壁侧排出气体。
10.如权利要求6～9中任一项所述的连续退火方法，其特征在于，
所述立式退火炉具有第一整流板、第二整流板、第三整流板，
所述第一整流板是与处于来自所述气体排出部的气体的排出方向或其附近的钢带在气体排出后最初卷绕的下侧辊对置，并且从所述立式退火炉的底面延伸的凸状体，
所述第二整流板和所述第三整流板是在所述钢带即将卷绕于所述下侧辊的位置，从所述立式退火炉的侧面彼此对置地延伸的凸状体，
所述下侧辊与所述第一整流板之间的间隔为40～200mm，
所述第二整流板和第三整流板的尺寸为，在钢带的宽度方向上为200mm以上((Wf－Ws)/2－50)mm以下，在钢带的输送方向上为100mm以上(Px－300)mm以下，其中，
Wf：炉宽度，
Ws：钢带的板宽度，
Px：炉顶部与下侧辊上表面的距离。
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