CN108842121A - 一种带钢连续热浸镀锌系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带钢连续热浸镀锌系统，包括：镀前张紧辊室、密封装置、镀前转向辊室、镀前转向辊、膨胀节、热浸镀通道、排气风机、锌灰过滤器、炉鼻子、保护气体供气装置、放散管道、放散控制电磁阀、锌锅沉没辊设备和锌锅，所述热浸镀通道的上部向两侧拓宽，在两侧的拓宽部分设置有集灰槽，集灰槽的侧壁上设有清灰孔；本专利不仅适用于热镀纯锌、合金化热镀锌，而且还适用于热镀锌铝镁等其它热浸镀产品的生产，可以通过工艺选择和调整，解决带钢连续炉鼻子区域的漏镀问题，既可以生产IF钢、CQ料等普通强度产品，又可以生产QP钢、CP钢、DP钢、TRIP钢等超高强钢产品，而且生产这些超高强钢产品可以避免炉鼻子区域漏镀问题。

Description

一种带钢连续热浸镀锌系统

技术领域

本发明涉及带钢连续热镀锌技术领域，具体是一种带钢连续热浸镀锌系统。

背景技术

热浸镀产品具有优良的耐蚀性能，已经发展了数百年。目前带钢连续热浸镀在汽车上应用越来越多。而随着安全、环保、节能等要求的提高，高强钢，特别是超高强钢的热浸镀汽车板的需求量近年呈爆发式增长趋势。但在超高强钢热浸镀带钢实际生产方面遇到了很多问题，其中较常见的问题是漏镀问题。

专利EP2927342A1通过将退火炉内保护气体抽出除湿后再送入退火炉，实现超低露点退火，从而减少Si、Mn等高强钢强化元素的氧含量，达到解决高强钢的漏镀问题。但这需要对退火炉进行特殊设计或者对现有退火炉进行大幅度改造，而且运行成本高，操作维护复杂，推广应用受限。

专利CN101287854A通过炉内气氛控制，特别是炉内露点的控制，来抑制含Si高强钢Si、Mn元素表面富集，而是使得Si和Mn元素发生内部氧化，从而解决含Si高强钢的漏镀问题。此技术仅能解决部分漏镀问题。生产中发现，在热浸镀过程中，炉鼻子内锌液挥发冷凝后形成锌灰，积聚脱落后也会产生漏镀问题。生产IF钢、CQ料等非超高强钢产品时，可以通过炉鼻子增湿，即向炉鼻子内充入含水气的非氧化性气体（习惯使用氮气或者氮氢混合气体），在炉鼻子锌液面形成一层薄薄的氧化层，抑制锌液的挥发，从而可以解决锌液挥发冷凝积聚脱落造成的漏镀问题。但生产超高强钢时，炉鼻子增湿量不能太大，否则会造成超高强钢产生微观漏镀，无法满足用户要求。而减少炉鼻子增湿量，带来的后果就是炉鼻子内锌液面挥发量大，挥发出来的锌蒸气冷凝后积聚脱落就会造成漏镀，而且锌蒸气随着炉鼻子保护气体流向前面的热张紧辊室，甚至是炉膛，污染炉膛，也会造成质量问题。

专利CN201710668777.9，给出了一种控制连续热浸镀锌锌锅炉鼻子内锌灰形成的方法和装置，其核心是在锌锅炉鼻子锌液上面部分安装电磁感应加热器，通过电磁感应加热器对炉鼻子壁进行加热，使炉鼻子壁温度维持在镀锌温度。这样，炉鼻子内锌蒸气不会冷凝沉积脱落形成锌灰甚至漏镀缺陷。但显然，锌蒸气不可避免地会随着炉鼻子保护气体流向前面的热张紧辊室，甚至是炉膛，污染炉膛，同样也会造成质量问题。

专利CN206188872U给出了一种带密封挡板和伸缩装置的新型炉鼻子，用于阻止锌灰进入前面的热张紧辊室。该方法可以起到一定效果，但还不是彻底解决炉鼻子区域漏镀问题的综合解决方案。

发明内容

为了克服上述之不足，本发明的目的在于提供一种解决带钢连续炉鼻子区域的漏镀问题的带钢连续热浸镀锌系统，该系统不仅适用于热镀纯锌（GI）、合金化热镀锌（GA），而且还适用于热镀锌铝镁等其它热浸镀产品的生产。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种带钢连续热浸镀锌系统，包括：镀前张紧辊室、密封装置、镀前转向辊室、镀前转向辊、膨胀节、热浸镀通道、排气风机、锌灰过滤器、炉鼻子、保护气体供气装置、放散管道、放散控制电磁阀、锌锅沉没辊装置和锌锅，锌锅沉没辊装置和炉鼻子的下端沉浸在锌锅内的锌液中，炉鼻子的上端与热浸镀通道的下端连接，热浸镀通道的上端通过膨胀节与镀前转向辊室连通，镀前转向辊设在镀前转向辊室内，所述密封装置设置在镀前热张紧辊室与镀前转向辊室之间，用以阻断镀前转向辊室内的锌蒸气进入镀前张紧辊室，保护气体供气装置通过导气管路给热浸镀通道、镀前张紧辊室和镀前张紧辊室通入保护气体，带钢从镀前张紧辊室内穿出，经密封装置进入镀前转向辊室，绕过镀前转向辊，经热浸镀通道从炉鼻子穿出并伸入到锌锅内，绕过锌锅沉没辊后从锌锅内穿出，所述热浸镀通道的上部向两侧拓宽，在两侧的拓宽部分设置有集灰槽，集灰槽的侧壁上设有清灰孔，在热浸镀通道的侧壁上且位于集灰槽的上方设置抽气孔，所述排气风机通过排气管路从该抽气孔将热浸镀通道内的气体连同锌蒸气抽出，经锌灰过滤器过滤后排到厂房外；所述镀前张紧辊室和镀前转向辊室都连通有所述的放散管道，放散控制电磁阀设在放散管道上，用于控制保护气体的放散量；所述镀前张紧辊室和镀前转向辊室内设有电加热器。

进一步地，所述导气管路上连接有保护气体加热器，保护气体加热器用以给导气管路内的保护气体加热。

进一步地，所述热浸镀通道的外围设有电加热装置和保温层，用以阻止其内锌蒸气的冷凝。

进一步地，还包括保护气体增湿装置，所述热浸镀通道的下部正对带钢上下表面的位置设有多个增湿气体进气孔，保护气体供气装置通过导气增湿管路与增湿气体进气孔连通，导气增湿管路上连接有保护气体增湿装置。

进一步地，所述导气增湿管路的表面设有电加热装置和保温层，电加热装置用以导气管路内的保护气体加热。

进一步地，所述导气增湿管路上还连接有干湿气体混合罐，所述干湿气体混合罐上连接有干气体输入管路，干气体输入管路上设有干气体流量控制阀。

进一步地，还包括露点计和露点控制器，所述露点计用于测量热浸镀通道内保护气体气氛中的露点，并将露点测量结果传送给控制器，露点控制器通过调节增湿装置上的气流电磁阀来调节增湿气体的流量，以控制热浸镀通道内保护气体气氛中的露点。

进一步地，还包括压力计、氮氢保护气体流量调节阀，所述压力计用于测量热浸镀通道内保护气体的压力，并根据保护气体的压力值调整氮氢保护气体流量调节阀，实现热浸镀通道内保护气体压力调节。

进一步地，所述炉鼻子选用带溢流功能的炉鼻子，并在系统中增加配置锌液液位计，所述带溢流功能的炉鼻子，根据锌液液位计的测量结果，使用锌灰泵控制炉鼻子内液位，实现炉鼻子内锌液面的溢流，将炉鼻子锌液面的锌灰、浮渣等异物不停地排除到炉鼻子外。

进一步地，所述保护气体加热器给导气管路内的保护气体加热后，保护气体的温度为460℃-500℃。

本发明的有益效果在于：

（1）本专利提供了高强钢热镀锌，特别是超高强钢热镀锌的炉鼻子区域系统解决方案，不仅适用于热镀纯锌（GI）、合金化热镀锌（GA），而且还适用于热镀锌铝镁等其它热浸镀产品的生产。（2）本专利避免了挥发出来的锌蒸气在热镀锌通道内冷凝，从而可以避免冷凝的锌灰积聚脱落造成漏镀缺陷。（3）本专利可以避免锌蒸气随着炉鼻子保护气体流向前面的热张紧辊室，避免了锌蒸气污染炉膛引发的质量问题。（4）本专利可以提高热镀锌产品的生产周期和产品表面质量。（5）本专利可以通过工艺选择和调整，解决带钢连续热浸镀炉鼻子区域的漏镀问题，既可以生产IF钢、CQ料等普通强度产品，又可以生产QP钢、CP钢、DP钢、TRIP钢等超高强钢产品，而且生产这些超高强钢产品可以避免炉鼻子区域漏镀问题。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1所示热浸镀通道的结构示意图。

图中：1、锌灰泵；2、锌液液位计；3、压力计；4、氮氢保护气体流量调节阀；5、气流电磁阀；6、露点计；7、露点控制器；8、干气体流量控制阀；9、干气体输入管路；10、抽气孔；11、带钢；12、镀前热张紧辊室；13、密封装置；14、镀前转向辊室；15、镀前转向辊；16、膨胀节；17、热浸镀通道；18、炉鼻子；19、锌锅；20、锌锅沉没辊装置；21、锌灰过滤器；22、排气风机；23、放散管道；24、放散控制电磁阀；25、电加热器；31、保护气体增湿装置；32、干湿气体混合罐；33、保护气体加热器；34、导气管路；35、集灰槽；36、清灰孔；37、导气增湿管路；38、保护气体进气口；39、增湿气体进气孔；41、集灰槽顶部内平台；42、电磁截断阀。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1、2所示，一种带钢连续热浸镀锌系统，包括：镀前张紧辊室12、密封装置13、镀前转向辊室14、镀前转向辊15、膨胀节16、热浸镀通道17、排气风机22、锌灰过滤器21、炉鼻子18、保护气体供气装置（图中未显示）、放散管道23、放散控制电磁阀24、锌锅沉没辊装置20和锌锅19，锌锅沉没辊装置20和炉鼻子18的下端沉浸在锌锅19内的锌液中，炉鼻子18的上端与热浸镀通道17的下端连接，热浸镀通道17的上端通过膨胀节16与镀前转向辊室14连通，镀前转向辊15设在镀前转向辊室14内，所述密封装置13设置在镀前热张紧辊室12与镀前转向辊室14之间，用以阻断镀前转向辊室12内的锌蒸气进入镀前张紧辊室14，保护气体供气装置通过导气管路34给热浸镀通道通入保护气体，保护气体为氮气或氮氢气体，所述导气管路34上连接有保护气体加热器33，保护气体加热器33用以给导气管路内的保护气体加热，本实施例中，氮氢保护气体加热到460℃-500℃，一般为480℃左右，经导气管路34通入到热浸镀通道17内。所述热浸镀通道17的外围设有电加热设置和保温层，用以阻止其内锌蒸气的冷凝，电加热设置采用电加热膜的结构形式，电加热膜贴在热浸镀通道17的外表面，保温层设在热浸镀通道17的外表面并将电加热装置的覆盖住，保温层采用的是纤维毯保温层。

还包括保护气体增湿装置31，所述热浸镀通道的下部正对带钢上下表面的位置设有多个增湿气体进气孔39，保护气体供气装置通过导气增湿管路37与增湿气体进气孔39连通，导气增湿管路37上连接有保护气体增湿装置31，所述导气增湿管路37的表面设有电加热装置和保温层，电加热装置用以导气管路内的保护气体加热。所述导气增湿管路37上还连接有干湿气体混合罐32，所述干湿气体混合罐32上连接有干气体输入管路9，干气体输入管路9上设有干气体流量控制阀8。

还包括露点计6和露点控制器7，所述露点计6用于测量热浸镀通道17内保护气体气氛中的露点，并将露点测量结果传送给露点控制器7，露点控制器7通过调节保护气体增湿装置31上的气流电磁阀5来调节增湿气体的流量，以控制热浸镀通道内保护气体气氛中的露点。

进一步地，还包括压力计3、氮氢保护气体流量调节阀4，氮氢保护气体流量调节阀4设在导气管路34上，所述压力计3用于测量热浸镀通道17内保护气体的压力，并根据保护气体的压力值调整氮氢保护气体流量调节阀4，实现热浸镀通道17内保护气体压力调节。

进一步地，所述炉鼻子选用带溢流功能的炉鼻子，并在系统中增加配置锌液液位计2，所述带溢流功能的炉鼻子，根据锌液液位计2的测量结果，使用锌灰泵1控制炉鼻子18内液位，实现炉鼻子内锌液面的溢流，将炉鼻子锌液面的锌灰、浮渣等异物不停地排除到炉鼻子外。

带钢11从镀前张紧辊室12内穿出，经密封装置13进入镀前转向辊室14，绕过镀前转向辊15，经热浸镀通道17从炉鼻子18穿出并伸入到锌锅19内，绕过锌锅沉没辊装置20后从锌锅19内穿出，所述热浸镀通道17的上部向两侧拓宽，在两侧的拓宽部分设置有集灰槽35，集灰槽35设计有一定深度，即从集灰槽顶部内平台41到集灰槽底部有一定距离，本实施例中此距离为1000mm，这样足可以收集大量的锌灰，延长清灰周期时间。集灰槽35的侧壁上设有清灰孔36，在热浸镀通道17的侧壁上且位于集灰槽的上方设置抽气孔10，所述排气风机22通过排气管路从该抽气孔10将热浸镀通道内的气体连同锌蒸气抽出，经锌灰过滤器21过滤后排到厂房外，实际应用中，在锌灰过滤器21与抽气孔之间的排气管路上还设置有电磁控制阀42，用于切断管道的连通；所述镀前张紧辊室12和镀前转向辊室14都分别连通有所述的放散管道23，放散控制电磁阀24设在放散管道23上，用于控制保护气体的放散量；所述镀前张紧辊室12和镀前转向辊室14内设有电加热器25。

实际生产过程中，当生产IF钢、CQ料等普通强度产品，采用炉鼻子增湿，控制炉鼻子内露点，并配合使用锌灰泵，不需开排气风机就可以实现普通强度产品的稳定生产。当生产QP钢、CP钢、DP钢、TRIP钢等超高强钢产品，减少炉鼻子增湿量，甚至可以关闭炉鼻子增湿，开启排气风机，将炉鼻子内含锌蒸气的保护气体不停地排到厂房外，解决了炉鼻子增湿过量造成的超高强钢微观漏镀问题，也解决了锌蒸气冷凝积聚脱落造成漏镀问题，同时也避免了锌蒸气进入前面的5BR和炉膛，提高了热浸镀产品的表面质量。

本专利给出一种解决超高强钢炉鼻子区域漏镀问题的综合解决方案，该解决方案不仅适用于热镀纯锌（GI）、合金化热镀锌（GA），而且还适用于热镀锌铝镁等其它热浸镀产品的生产，可以通过工艺选择和调整，解决带钢连续炉鼻子区域的漏镀问题，既可以生产IF钢、CQ料等普通强度产品，又可以生产QP钢、CP钢、DP钢、TRIP钢等超高强钢产品，而且生产这些超高强钢产品可以避免炉鼻子区域漏镀问题，对不同钢种热浸镀产品适用能力强，因此，具有非常广阔的应用前景。

上面所述的实施仅仅是对本发明实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计方案前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的等效结构和直接或间接运用在相关的技术领域，均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种带钢连续热浸镀锌系统，其特征在于：镀前张紧辊室、密封装置、镀前转向辊室、镀前转向辊、膨胀节、热浸镀通道、排气风机、锌灰过滤器、炉鼻子、保护气体供气装置、放散管道、放散控制电磁阀、锌锅沉没辊设备和锌锅，锌锅沉没辊设备和炉鼻子的下端沉浸在锌锅内的锌液中，炉鼻子的上端与热浸镀通道的下端连接，热浸镀通道的上端通过膨胀节与镀前转向辊室连通，镀前转向辊设在镀前转向辊室内，所述密封装置设置在镀前热张紧辊室与镀前转向辊室之间，用以阻断镀前转向辊室内的锌蒸气进入镀前张紧辊室，保护气体供气装置通过导气管路给热浸镀通道、镀前张紧辊室和镀前张紧辊室通入保护气体，带钢从镀前张紧辊室内穿出，经密封装置进入镀前转向辊室，绕过镀前转向辊，经热浸镀通道从炉鼻子穿出并伸入到锌锅内，绕过锌锅沉没辊后从锌锅内穿出，所述热浸镀通道的上部向两侧拓宽，在两侧的拓宽部分设置有集灰槽，集灰槽的侧壁上设有清灰孔，在热浸镀通道的侧壁上且位于集灰槽的上方设置抽气孔，所述排气风机通过排气管路从该抽气孔将热浸镀通道内的气体连同锌蒸气抽出，经锌灰过滤器过滤后排到厂房外；所述镀前张紧辊室和镀前转向辊室都连通有所述的放散管道，放散控制电磁阀设在放散管道上，用于控制保护气体的放散量；所述镀前张紧辊室和镀前转向辊室内设有电加热器。

2.根据权利要求1所述的带钢连续热浸镀锌系统，其特征在于：所述导气管路上连接有保护气体加热器，保护气体加热器用以给导气管路内的保护气体加热。

3.根据权利要求2所述的带钢连续热浸镀锌系统，其特征在于：所述热浸镀通道的外围设有电加热设置和保温层，用以阻止其内锌蒸气的冷凝。

4.根据权利要求1所述的带钢连续热浸镀锌系统，其特征在于：还包括保护气体增湿装置，所述热浸镀通道的下部正对带钢上下表面的位置设有多个增湿气体进气孔，保护气体供气装置通过导气增湿管路与增湿气体进气孔连通，导气增湿管路上连接有保护气体增湿装置。

5.根据权利要求4所述的带钢连续热浸镀锌系统，其特征在于：所述导气增湿管路的表面设有电加热装置和保温层，电加热装置用以导气管路内的保护气体加热。

6.根据权利要求4所述的带钢连续热浸镀锌系统，其特征在于：所述导气增湿管路上还连接有干湿气体混合罐，所述干湿气体混合罐上连接有干气体输入管路，干气体输入管路上设有干气体流量控制阀。

7.根据权利要求6所述的带钢连续热浸镀锌系统，其特征在于：还包括露点计和露点控制器，所述露点计用于测量热浸镀通道内保护气体气氛中的露点，并将露点测量结果传送给露点控制器，露点控制器通过调节增湿装置上的气流电磁阀来调节增湿气体的流量，以控制热浸镀通道内保护气体气氛中的露点。

8.根据权利要求1所述的带钢连续热浸镀锌系统，其特征在于：还包括压力计、氮氢保护气体流量调节阀，所述压力计用于测量热浸镀通道内保护气体的压力，并根据保护气体的压力值调整氮氢保护气体流量调节阀，实现热浸镀通道内保护气体压力调节。

9.根据权利要求1所述的带钢连续热浸镀锌系统，其特征在于：所述炉鼻子选用带溢流功能的炉鼻子，并在系统中增加配置锌液液位计，所述带溢流功能的炉鼻子，根据锌液液位计的测量结果，使用锌灰泵控制炉鼻子内液位，实现炉鼻子内锌液面的溢流，将炉鼻子锌液面的锌灰、浮渣等异物不停地排除到炉鼻子外。

10.根据权利要求2所述的带钢连续热浸镀锌系统，其特征在于：所述保护气体加热器给导气管路内的保护气体加热后，保护气体的温度为460℃-500℃。