CN110184555A - 一种热镀锌层的合金化工艺及合金炉 - Google Patents

一种热镀锌层的合金化工艺及合金炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热镀锌层的合金化工艺及合金炉，涉及热镀锌加工的技术领域，解决了退火后钢带冷却时能源消耗大且钢板携带的热能无法再利用的问题，其技术方案要点是包括炉体、保温箱、冷却箱、预热箱、加热管、喷雾冷却器、保温管、固定连接在冷却箱当中的吸热杆、固定连接在预热箱当中的散热杆、转动连接在吸热杆和散热杆上的转动管以及设置在对应吸热杆和散热杆之间的传递组件，传递组件将经过保温阶段之后的钢板上的热量传递到预热箱当中对需要进行加热的带钢进行预热，从而将低了需要采用的降温设备的功率，减少了降温设备的能源消耗，并且能够利用带钢上的热量对需要进行加热的带钢进行预热，从而实现了热量的再利用。

Description

一种热镀锌层的合金化工艺及合金炉
技术领域
本发明涉及热镀锌加工的技术领域，更具体的说，它涉及一种热镀锌层的合金化工艺及合金炉。
背景技术
热镀锌是钢板防腐蚀处理中常见的一种处理方法，热镀锌的镀层可以镀的很厚，耐腐蚀的性能有较大的提升空间，但是纯锌镀层焊接性能差并且镀层较软，抗冲击性能以及涂装性能差。合金化热镀锌钢板是将热浸镀后的带钢经过在线镀层合金化退火处理后得到的锌铁合金镀层产品，其耐腐蚀性能、焊接性能、涂装性能和抗冲击性能都较为理想。
合金化时先将需要进行合金化的带钢热镀锌之后加热到530℃～550℃，然后进行保温阶段，保温阶段的温度为520℃～550℃，然后将带钢进行迅速冷却，完成对热镀锌层的合金化。在带钢保温结束之后，对带钢进行迅速冷却的时候，需要采用大功率的降温设备，增加了降温设备的能源消耗，并且带钢的热量也会直接损耗，无法进行再利用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种热镀锌层的合金化工艺及合金炉，其通过传递组件将经过保温阶段之后的带钢上的热量传递到预热箱当中对需要进行加热的带钢进行预热，从而将低了需要采用的降温设备的功率，减少了降温设备的能源消耗，并且能够利用带钢上的热量对需要进行加热的带钢进行预热，从而实现了热量的再利用。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种合金炉，包括炉体、设置在炉体顶部的保温箱、设置在炉体一侧顶部并且与保温箱相连通的冷却箱、设置在冷却箱底部并且与炉体相互连通的预热箱、固定连接在炉体当中用于对带钢进行加热的加热管、设置在冷却箱顶部的喷雾冷却器、固定连接在保温箱当中用于对钢管进行保温的保温管、固定连接在冷却箱当中的吸热杆、固定连接在预热箱当中的与吸热杆一一对应的散热杆、转动连接在吸热杆和散热杆上的转动管以及设置在对应吸热杆和散热杆之间的传递组件；
所述传递组件包括伸入到一端伸入到吸热杆当中的吸热管、一端伸入到散热杆当中的散热管、将吸热管和散热管连接在一起的连接杆以及用于带动导热液体进行流动的水泵；
散热管背离散热杆一端与水泵固定连接在一起，吸热管背离吸热杆的一端与水泵固定连接在一起，连接管一端与吸热管伸入到吸热杆中的一端固定连接在一起，另一端与散热管伸入到散热杆中的一端固定连接在一起。
通过采用上述技术方案，保温结束的带钢进入到冷却箱当中进行冷却，在利用喷雾冷却器对带钢进行冷却的同时，带钢上的热量会传递到吸热管当中的导热液体当中，然后导热液体在水泵的作用下流动到预热箱当中，对预热箱当中的带钢进行预热，能够辅助喷雾冷却器对带钢进行冷却，从而减少了喷雾冷却器的能源消耗，并且能够将保温结束的带钢上的热量传递到预热箱当中对带钢进行预热，实现了对热量的再利用。
本发明进一步设置为：所述吸热杆的轴向方向水平设置并且吸热杆的轴向方向与带钢的传送方向相互垂直；
吸热杆分为两组，其中一组吸热杆靠近冷却箱的顶部，另一组靠近冷却箱的底部，两组吸热杆交错分布，带钢呈蛇形绕在两组吸热杆上；
散热杆在预热箱当中的排布方式与吸热杆在散热箱当中的排布方式相同。
通过采用上述技术方案，通过对吸热杆和散热杆进行排布，使得带钢在冷却箱和预热箱当中所处的时间加长，从而使得保温结束后的钢带上的热量能够更加充分的传递到预热箱中的刚带上，提高热量再利用的效果。
本发明进一步设置为：所述吸热管伸入到吸热杆中的一端呈螺旋状设置，所述散热管伸入到散热杆中的一端呈螺旋状设置。
通过采用上述技术方案，吸热管呈螺旋状设置使得冷却箱中带钢的热量能够更加充分的传递到吸热管的导热液体当中，散热管呈螺旋状设置，使得散热管中导热液体的热量能够更加充分的传递到预热箱中的带钢上。
本发明进一步设置为：所述转动管的内侧开设有若干沿转动管轴线方向排布的连接槽，散热杆和吸热杆的外周都固定连接有若干与连接槽相互配合的连接环。
通过采用上述技术方案，通过设置连接环，既能够防止转动管沿转动管的径向方向滑动，还能够增加转动管与散热杆和吸热杆的接触面积，从而增加了热交换面积，提高了热量传递的效率。
本发明进一步设置为：所述导热液体选用导热油。
通过采用上述技术方案，导热油的导热速度快，并且导热油的沸点高，在进行导热的过程当中不容易出现沸腾的现象。
本发明进一步设置为：所述转动管、散热杆和吸热杆的材质都为导热性良好的金属材质。
通过采用上述技术方案，导热性能良好的金属材质，能够提高热量传递的效率，使得带钢上的热量能够更好的进行再利用。
本发明的另一目的在与提供一种热镀锌层的合金化工艺，采用该工艺进行带钢的热镀锌层合金化，能够减少降温设备的能耗，并且实现带钢上热量的再利用，合金化工艺包括以下步骤：
a．将热镀锌处理结束的带钢穿过预热箱，并且绕在预热箱中的散热杆外侧的转动管上；
b．带钢穿过预热箱之后进入到炉体当中，打开炉体当中的加热管对进入到炉体当中的加热管进行加热，在炉体当中将带钢加热到530℃～550℃；
c．加热结束的带钢进入到保温箱当中进行保温，保温管对带钢进行加热，使带钢的温度维持在520℃～550℃；
d．保温结束的带钢进入到冷却箱当中进行冷却，带钢在冷却箱中绕在冷却箱中的吸热杆外侧的转动管上；
e．打开水泵，通过导热油的循环，将冷却箱中带钢的热量传递到预热箱中的带钢上。
通过采用上述技术方案，保温结束的带钢进入到冷却箱当中进行冷却，在利用喷雾冷却器对带钢进行冷却的同时，带钢上的热量会传递到吸热管当中的导热液体当中，然后导热液体在水泵的作用下流动到预热箱当中，对预热箱当中的带钢进行预热，能够辅助喷雾冷却器对带钢进行冷却，从而减少了喷雾冷却器的能源消耗，并且能够将保温结束的带钢上的热量传递到预热箱当中对带钢进行预热，实现了对热量的再利用。
本发明进一步设置为：所述步骤b中，带钢穿过炉体的时间大于10s，所述步骤c中，带钢穿过保温箱的时间大于10s。
通过采用上述技术方案，使得带钢穿过保温箱和炉体的时间都大于10s，能够保证带钢有充足的合金化扩散时间，保证合金化质量。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
1、本发明通过设置吸热杆、散热杆、吸热管、散热管、连接管和水泵，保温结束的带钢进入到冷却箱当中进行冷却，在利用喷雾冷却器对带钢进行冷却的同时，带钢上的热量会传递到吸热管当中的导热液体当中，然后导热液体在水泵的作用下流动到预热箱当中，对预热箱当中的带钢进行预热，能够辅助喷雾冷却器对带钢进行冷却，从而减少了喷雾冷却器的能源消耗，并且能够将保温结束的带钢上的热量传递到预热箱当中对带钢进行预热，实现了对热量的再利用；
2、本发明通过将带钢穿过炉体和保温箱的时间都设置为大于10s，能够保证带钢有充足的合金化扩散时间，保证合金化质量。
附图说明
图1为实施例的完整结构的示意图；
图2为实施例的完整结构的剖视图；
图3为图2的A部放大示意图；
图4为实施例的散热杆和吸热杆的剖视图；
图5为实施例的传递组件的示意图。
图中：1、炉体；11、导向辊；12、加热管；2、预热箱；3、保温箱；31、引导辊；32、保温管；4、冷却箱；5、散热杆；6、传递组件；61、水泵；62、吸热管；63、散热管；64、连接管；7、吸热杆；71、连接环；8、转动管；81、连接槽。
具体实施方式
实施例一：一种合金炉，参见附图1和附图2，包括炉体1、设置在炉体1顶部的保温箱3、设置在炉体1一侧顶部并且与保温箱3相连通的冷却箱4、设置在冷却箱4底部并且与炉体1相互连通的预热箱2、固定连接在炉体1当中用于对带钢进行加热的加热管12、转动连接在炉体1当中用于对带钢进行导向的导向辊11、设置在冷却箱4顶部的喷雾冷却器（图中未示出）、固定连接在保温箱3当中用于对钢管进行保温的保温管32、转动连接在保温箱3当中用于对带钢进行导向的引导辊31、固定连接在冷却箱4当中的吸热杆7、固定连接在预热箱2当中的与吸热杆7一一对应的散热杆5以及设置在对应吸热杆7和散热杆5之间的传递组件6。带钢穿过预热箱2之后进入到炉体1当中，带钢在预热箱2当中与散热杆5的外周相互接触，带钢进入到炉体1当中通过加热管12对带钢进行加热，加热结束的带钢进入到保温箱3当中，通过保温管32的加热对带钢进行保温，保温结束的带钢在冷却箱4当中通过喷雾冷却器进行冷却，带钢在冷却箱4当中与吸热杆7相互接触，位于冷却箱4当中的带钢上的热量传递到吸热杆7上，然后经过传递组件6将热量传递到散热杆5上，最终通过散热杆5完成对预热箱2当中带钢的预加热。
参见附图2和附图3，吸热杆7和散热杆5的外侧都转动连接有转动管8；吸热杆7的轴向方向水平设置并且吸热杆7的轴向方向与带钢的传送方向相互垂直；吸热杆7分为两组，其中一组吸热杆7靠近冷却箱4的顶部，另一组靠近冷却箱4的底部，两组吸热杆7交错分布，带钢呈蛇形绕在两组吸热杆7上；散热杆5在预热箱2当中的排布方式与吸热杆7在散热箱当中的排布方式相同。增加了带钢穿过预热箱2和冷却箱4的时间。
参见附图2，引导辊31的轴线与吸热杆7的轴线相互平行；引导辊31在保温箱3当中的排布方式与吸热杆7在冷却箱4当中的排布方式相同。导向辊11的轴线与吸热杆7的轴线相互平行，导向辊11在炉体1当中分为两组，两组导向管分别位于炉体1靠近预热箱2一侧和炉体1背离预热箱2一侧，两组导向辊11沿竖直方向交错分布，带钢交错绕在两组导向辊11上，从而使得带钢在炉体1中呈蛇形分布。
参见附图4，转动管8的内侧开设有若干沿转动管8轴线方向排布的连接槽81，散热杆5和吸热杆7的外周都固定连接有若干与连接槽81相互配合的连接环71，连接环71嵌入到连接槽81当中，使得转动管8不容易沿转动管8的轴向方向发生滑动，并且能够增加转动管8与散热杆5和吸热杆7的接触面积，从而增加了热交换面积。转动管8、散热杆5和吸热杆7都为导向性良好的金属材质制成，比如铜。
参见附图5，递组件包括伸入到一端伸入到吸热杆7当中的吸热管62、一端伸入到散热杆5当中的散热管63、将吸热管62和散热管63连接在一起的连接杆以及用于带动导热液体进行流动的水泵61；散热管63背离散热杆5一端与水泵61固定连接在一起，吸热管62背离吸热杆7的一端与水泵61固定连接在一起，连接管64一端与吸热管62伸入到吸热杆7中的一端固定连接在一起，另一端与散热管63伸入到散热杆5中的一端固定连接在一起；散热管63伸入到散热杆5中的部分以及吸热管62伸入到吸热杆7中的部分都呈螺旋状设置，增加了热交换的面积。吸热管62、散热管63和连接管64当中充满导热油，导热油在吸热管62当中会吸收位于冷却箱4中的带钢中的热量，导热油位于散热管63中时会将热量传递到位于预热箱2中的带钢上。
该合金炉在进行使用时的工作原理如下：保温结束的带钢进入到冷却箱4当中进行冷却，在利用喷雾冷却器对带钢进行冷却的同时，带钢上的热量会传递到吸热管62当中的导热油当中，然后导热油在水泵61的作用下流动到预热箱2当中，对预热箱2当中的带钢进行预热，能够辅助喷雾冷却器对带钢进行冷却，从而减少了喷雾冷却器的能源消耗，并且能够将保温结束的带钢上的热量传递到预热箱2当中对带钢进行预热，实现了对热量的再利用。
实施例二：一种热镀锌层的合金化工艺，包括以下步骤：
a．将热镀锌处理结束的带钢穿过预热箱2，并且绕在预热箱2中的散热杆5外侧的转动管8上；
b．带钢穿过预热箱2之后进入到炉体1当中，打开炉体1当中的加热管12对进入到炉体1当中的加热管12进行加热，在炉体1当中将带钢加热到530℃～550℃，带钢穿过炉体1的时间大于10s；
c．加热结束的带钢进入到保温箱3当中进行保温，保温管32对带钢进行加热，使带钢的温度维持在520℃～550℃，带钢穿过保温箱3的时间大于10s；
d．保温结束的带钢进入到冷却箱4当中进行冷却，带钢在冷却箱4中绕在冷却箱4中的吸热杆7外侧的转动管8上；
e．打开水泵61，通过导热油的循环，将冷却箱4中带钢的热量传递到预热箱2中的带钢上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种合金炉，其特征在于：包括炉体(1)、设置在炉体(1)顶部的保温箱(3)、设置在炉体(1)一侧顶部并且与保温箱(3)相连通的冷却箱(4)、设置在冷却箱(4)底部并且与炉体(1)相互连通的预热箱(2)、固定连接在炉体(1)当中用于对带钢进行加热的加热管(12)、设置在冷却箱(4)顶部的喷雾冷却器、固定连接在保温箱(3)当中用于对钢管进行保温的保温管(32)、固定连接在冷却箱(4)当中的吸热杆(7)、固定连接在预热箱(2)当中的与吸热杆(7)一一对应的散热杆(5)、转动连接在吸热杆(7)和散热杆(5)上的转动管(8)以及设置在对应吸热杆(7)和散热杆(5)之间的传递组件(6)；
所述传递组件(6)包括伸入到一端伸入到吸热杆(7)当中的吸热管(62)、一端伸入到散热杆(5)当中的散热管(63)、将吸热管(62)和散热管(63)连接在一起的连接杆以及用于带动导热液体进行流动的水泵(61)；
散热管(63)背离散热杆(5)一端与水泵(61)固定连接在一起，吸热管(62)背离吸热杆(7)的一端与水泵(61)固定连接在一起，连接管(64)一端吸热管(62)伸入到吸热杆(7)中的一端固定连接在一起，另一端与散热管(63)伸入到散热杆(5)中的一端固定连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种合金炉，其特征在于：所述吸热杆(7)的轴向方向水平设置并且吸热杆(7)的轴向方向与带钢的传送方向相互垂直；
吸热杆(7)分为两组，其中一组吸热杆(7)靠近冷却箱(4)的顶部，另一组靠近冷却箱(4)的底部，两组吸热杆(7)交错分布，带钢呈蛇形绕在两组吸热杆(7)上；
散热杆(5)在预热箱(2)当中的排布方式与吸热杆(7)在散热箱当中的排布方式相同。
3.根据权利要求1所述的合金炉，其特征在于：所述吸热管(62)伸入到吸热杆(7)中的一端呈螺旋状设置，所述散热管(63)伸入到散热杆(5)中的一端呈螺旋状设置。
4.根据权利要求1所述的一种合金炉，其特征在于：所述转动管(8)的内侧开设有若干沿转动管(8)轴线方向排布的连接槽(81)，散热杆(5)和吸热杆(7)的外周都固定连接有若干与连接槽(81)相互配合的连接环(71)。
5.根据权利要求1所述的一种合金炉，其特征在于：所述导热液体选用导热油。
6.根据权利要求1所述的一种热镀锌层的合金化工艺及合金炉，其特征在于：所述转动管(8)、散热杆(5)和吸热杆(7)的材质都为导热性良好的金属材质。
7.一种应用权利要求1～6任一权利要求所述合金炉的热镀锌层的合金化工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a．将热镀锌处理结束的带钢穿过预热箱(2)，并且绕在预热箱(2)中的散热杆(5)外侧的转动管(8)上；
b．带钢穿过预热箱(2)之后进入到炉体(1)当中，打开炉体(1)当中的加热管(12)对进入到炉体(1)当中的加热管(12)进行加热，在炉体(1)当中将带钢加热到530℃～550℃；
c．加热结束的带钢进入到保温箱(3)当中进行保温，保温管(32)对带钢进行加热，使带钢的温度维持在520℃～550℃；
d．保温结束的带钢进入到冷却箱(4)当中进行冷却，带钢在冷却箱(4)中绕在冷却箱(4)中的吸热杆(7)外侧的转动管(8)上；
e．打开水泵(61)，通过导热油的循环，将冷却箱(4)中带钢的热量传递到预热箱(2)中的带钢上。
8.根据权利要求7所述的一种热镀锌层的合金化工艺，其特征在于：所述步骤b中，带钢穿过炉体(1)的时间大于10s，所述步骤c中，带钢穿过保温箱(3)的时间大于10s。
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