CN115612974A - 冷轧镀锌用带钢预氧化装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷轧镀锌用带钢预氧化装置及其方法。本冷轧镀锌用带钢预氧化装置包括加热炉、电加热装置以及气体喷吹循环系统，其中，加热炉内部中空设置以对带钢进行预氧化，电加热装置包括安装于加热炉内部的电阻带，气体喷吹循环系统包括安装于加热炉内部且以向带钢表面喷吹气体的喷管、与喷管连通的进气管道以及与进气管道连通的循环气体管道和氮气供给装置，循环气体管道的一端与加热炉内部腔室连通。本冷轧镀锌用带钢预氧化装置，可将带钢表面在氮气和压缩空气混合气里进行预氧化，该反应可以将以上反应物覆盖在厚的氧化层下面，带钢再进行二次还原，还原后仅有活性铁附着在带钢表面，从而有利于带钢的可镀性。
Description
技术领域
本发明涉及冷轧镀锌炉领域，尤其涉及一种冷轧镀锌用带钢预氧化装置及其方法。
背景技术
为了提高带钢的防腐蚀性和涂漆性能，对带钢进行热镀锌是目前既经济又高效的常用手段。在热镀锌时，退火炉内混合保护气体中的氢气作为还原剂可将钢板表面铁的氧化物还原生成可以与锌液良好反应的活性铁。但是氢气只能还原铁的氧化物，而不能阻止带钢中与氧亲和力大的合金元素如Si、Mn、Al、Cr等的偏聚和氧化。
随着退火的进行，带钢里的合金元素会扩散富集到带钢表面，并与气氛中的氧气和水蒸汽发生氧化反应，生成氧化物覆盖在带钢表面。当带钢浸入锌锅镀锌时，带钢表面生成的氧化物对锌和铁的扩散起到物理屏障作用，使得锌液对带钢表面的润湿性变差，即影响带钢的可镀性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种冷轧镀锌用带钢预氧化装置及其方法，旨在便于控制喷吹氧含量，同时实现带钢均匀加热以提高其预氧化效果。
为实现上述目的，本发明提供一种冷轧镀锌用带钢预氧化装置，包括加热炉、电加热装置以及气体喷吹循环系统，其中，
所述加热炉内部中空设置以对带钢进行预氧化，电加热装置包括安装于加热炉内部的电阻带，气体喷吹循环系统包括安装于加热炉内部且以向带钢表面喷吹气体的喷管、与喷管连通的进气管道以及与进气管道连通的循环气体管道和氮气供给装置，循环气体管道的一端与加热炉内部腔室连通。
优选地，所述循环气体管道上安装有用于对气体进行冷却的换热器。
优选地，所述循环气体管道和进气管道之间安装有循环风机。
优选地，所述加热炉的入口处和出口处分别设置有与其连通的入口密封室和出口密封室，入口密封室和出口密封室中分别有入口板温计和出口板温计。
优选地，所述进气管道上安装有氧分析仪以确认混合气体中的氧含量。
优选地，所述加热炉内安装有第一转向辊、第二转向轴和第三转向辊，第一转向辊和第三转向辊分别位于加热炉的入口处和出口处，第二转向轴位于加热炉的底部。
优选地，所述第一转向辊和第三转向辊位于同一安装高度；所述加热炉的入口和出口均位于同一高度。
优选地，所述喷管的喷吹口与带钢表面之间距离为100～150mm。
本发明进一步提出一种基于上述冷轧镀锌用带钢预氧化装置的预氧化方法，包括以下步骤：
控制带钢以700～750℃温度进入加热炉内部，通过气体喷吹循环系统向加热炉内的带钢喷入氮气和压缩气体的混合气体，同时通过电加热装置对带钢进行保温；
带钢在加热炉内部完成预氧化后，经加热炉的出口流出后进行二次还原。
优选地，通过气体喷吹循环系统向加热炉内的带钢喷入氮气和压缩气体的混合气体时，控制混合气体的压力为0.2MPa～0.3MPa，混合气体中氧含量为1％～3％。
本发明提出的冷轧镀锌用带钢预氧化装置，具有以下有益效果：
1、将加热炉中的空气循环来进行喷吹，相对于直接喷入氮气和氧气，一方面有利于控制露点，使混合气体中氧气含量控制更精确，另一方面其成本更低；
2、采用电阻带的加热方式，可实现对带钢表面进行均匀加热，从而进一步提高了预氧化效果；
3、本冷轧镀锌用带钢预氧化装置具有结构简单、容易实现以及工作稳定可靠的优点；
4、本冷轧镀锌用带钢预氧化装置使影响带钢镀锌的氧化物无法附着在带钢表面，仅剩下活性铁附着，使带钢的可镀性更好，保证带钢的镀层质量。
附图说明
图1为本发明冷轧镀锌用带钢预氧化装置的结构示意图。
图中，1-带钢，2-入口密封室，3-入口板温计，4-预氧化反应腔，5-出口密封室，6-出口板温计，7-气体喷吹循环系统，8-电加热装置。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参照图1，本优选实施例中，一种冷轧镀锌用带钢预氧化装置，包括加热炉、电加热装置8以及气体喷吹循环系统7，其中，
加热炉内部中空设置(空腔为预氧化反应腔4)以对带钢进行预氧化，电加热装置8包括安装于加热炉内部的电阻带，气体喷吹循环系统7包括安装于加热炉内部且以向带钢表面喷吹气体的喷管、与喷管连通的进气管道以及与进气管道连通的循环气体管道和氮气供给装置，循环气体管道的一端与加热炉内部腔室连通从而实现气体循环。
氮气供给装置与进气管道之间的管道上安装有氮气控制阀。循环气体管道与进气管道之间安装有压缩空气控制阀，从而实现压缩空气和氮气分别单独控制。
进一步地，循环气体管道上安装有用于对气体进行冷却的换热器。因为直接将加热炉内混合气抽出时，其气体温度较高，而混合气体中含有部分氢气，高温有爆炸的风险，且有利于带钢预氧化的发生。
进一步地，循环气体管道和进气管道之间安装有循环风机，从而有利于气体的循环。
本实施例中，加热炉的入口处和出口处分别设置有与其连通的入口密封室2和出口密封室5，入口密封室2和出口密封室5中分别有入口板温计3和出口板温计6。述进气管道上安装有氧分析仪以确认混合气体中的氧含量。
具体地，本实施例中，加热炉内安装有第一转向辊、第二转向辊和第三转向辊，第一转向辊和第三转向辊分别位于加热炉的入口处和出口处，第二转向辊位于加热炉的底部。第一转向辊和第三转向辊位于同一安装高度；加热炉的入口和出口均位于同一高度。
进一步地，喷管的喷吹口与带钢表面之间距离为100～150mm。采用喷管喷入带钢表面而不是直接向炉内通入气体的方式，可显著提高带钢的预氧化效果。
本冷轧镀锌用带钢预氧化装置其工作原理如下：经过第一个加热段工序的带钢，带钢温度控制在700～750℃(依靠入口板温计3控制)，进入加热炉的预氧化反应腔4，进行预氧化反应。该反应腔通过气体喷吹循环系统7通入N2和压缩空气的混合气体。预氧化反应腔4通过入口密封室2和出口密封室5与其他炉段进行隔断。
为了保证带钢在预氧化反应腔4内的反应温度，在该预氧化反应腔4内设置了电加热，对带钢进行保温。带钢出预氧化反应腔4的温度由出口板温计6进行控制，由此完成了预氧化的工序。此工序主要特点是带钢预氧化后，可将不利于镀层的氧化物覆盖在厚的氧化层下面，然后再对带钢进行二次还原，仅留下活性铁附着在带钢表面来增强带钢的可镀性。
本实施例提出的冷轧镀锌用带钢预氧化装置，具有以下有益效果：
1、将加热炉中的空气循环来进行喷吹，相对于直接喷入氮气和氧气，一方面有利于控制露点，使混合气体中氧气含量控制更精确，另一方面其成本更低；
2、采用电阻带的加热方式，可实现对带钢表面进行均匀加热，从而进一步提高了预氧化效果；
3、本冷轧镀锌用带钢预氧化装置具有结构简单、容易实现以及工作稳定可靠的优点；
4、本冷轧镀锌用带钢预氧化装置使影响带钢镀锌的氧化物无法附着在带钢表面，仅剩下活性铁附着，使带钢的可镀性更好，保证了带钢的镀层质量。
本发明进一步提出一种冷轧镀锌用带钢预氧化装置的预氧化方法。
本优选实施例中，一种基于上述冷轧镀锌用带钢预氧化装置的预氧化方法，包括以下步骤：
步骤S10，控制带钢以700～750℃温度进入加热炉内部，通过气体喷吹循环系统7向加热炉内的带钢喷入氮气和压缩气体的混合气体，同时通过电加热装置8对带钢进行保温；
步骤S20，带钢在加热炉内部完成预氧化后，经加热炉的出口流出后进行二次还原。
具体地，步骤S10中，通过气体喷吹循环系统7向加热炉内的带钢喷入氮气和压缩气体的混合气体时，控制混合气体的压力为0.2MPa～0.3MPa，混合气体中氧含量为1％～3％。
本发明提出的预氧化方法，使影响带钢镀锌的氧化物无法附着在带钢表面，仅剩下活性铁附着，使带钢的可镀性更好，保证了带钢的镀层质量。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种冷轧镀锌用带钢预氧化装置，其特征在于，包括加热炉、电加热装置以及气体喷吹循环系统，其中，
所述加热炉内部中空设置以对带钢进行预氧化，电加热装置包括安装于加热炉内部的电阻带，气体喷吹循环系统包括安装于加热炉内部且以向带钢表面喷吹气体的喷管、与喷管连通的进气管道以及与进气管道连通的循环气体管道和氮气供给装置，循环气体管道的一端与加热炉内部腔室连通。
2.如权利要求1所述的冷轧镀锌用带钢预氧化装置，其特征在于，所述循环气体管道上安装有用于对气体进行冷却的换热器。
3.如权利要求1所述的冷轧镀锌用带钢预氧化装置，其特征在于，所述循环气体管道和进气管道之间安装有循环风机。
4.如权利要求1所述的冷轧镀锌用带钢预氧化装置，其特征在于，所述加热炉的入口处和出口处分别设置有与其连通的入口密封室和出口密封室，入口密封室和出口密封室中分别有入口板温计和出口板温计。
5.如权利要求1所述的冷轧镀锌用带钢预氧化装置，其特征在于，所述进气管道上安装有氧分析仪以确认混合气体中的氧含量。
6.如权利要求1所述的冷轧镀锌用带钢预氧化装置，其特征在于，所述加热炉内安装有第一转向辊、第二转向轴和第三转向辊，第一转向辊和第三转向辊分别位于加热炉的入口处和出口处，第二转向轴位于加热炉的底部。
7.如权利要求6所述的冷轧镀锌用带钢预氧化装置，其特征在于，所述第一转向辊和第三转向辊位于同一安装高度；所述加热炉的入口和出口均位于同一高度。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的冷轧镀锌用带钢预氧化装置，其特征在于，所述喷管的喷吹口与带钢表面之间距离为100～150mm。
9.一种基于权利要求1至8中任意一项所述的冷轧镀锌用带钢预氧化装置的预氧化方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制带钢以700～750℃温度进入加热炉内部，通过气体喷吹循环系统向加热炉内的带钢喷入氮气和压缩气体的混合气体，同时通过电加热装置对带钢进行保温；
带钢在加热炉内部完成预氧化后，经加热炉的出口流出后进行二次还原。
10.如权利要求9所述的冷轧镀锌用带钢预氧化装置的预氧化方法，其特征在于，通过气体喷吹循环系统向加热炉内的带钢喷入氮气和压缩气体的混合气体时，控制混合气体的压力为0.2MPa～0.3MPa，混合气体中氧含量为1％～3％。
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