CN206319032U - 一种冷轧带钢预氧化装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种冷轧带钢预氧化装置，包括加热炉、两组密封辊、加热系统、氧气输入系统、氮气输入系统、液态水排出系统，两组密封辊分别固定在加热炉的带钢入口处和带钢出口处；加热系统布置在加热炉的内部，冷轧带钢经加热炉的带钢入口处进入加热炉，经加热系统后从加热炉的带钢出口处伸出；氧气输入系统和氮气输入系统均分别与加热炉的内部连通，液态水排出系统与加热炉内底部连通。本实用新型的有益效果为：采用电感应加热器对冷轧带钢进行加热，通过电感应加热的高效和聚肤效应，使得冷轧带钢中的硅、锰等易于发生选择性氧化的元素来不及扩散到带钢表面，而带钢表面的铁金属原子快速氧化，硅、锰发生内氧化，提高了带钢的可镀性。

Description

一种冷轧带钢预氧化装置
技术领域
本实用新型涉及冷轧带钢退火热处理技术设备领域，具体涉及一种冷轧带钢预氧化装置。
背景技术
在“安全性”和“节能减排”的大背景下，汽车行业对兼具高强度和高塑性的材料需求巨大。研究表明，钢板的厚度减少0. 05mm，车身总重相应减重6%，为确保相同安全标准，增加钢板强度则是减少板厚、减少车重的主要途径。常见汽车用钢的超高强度钢板种类主要有双相钢(DP)、相变诱发塑性钢(TRIP)、复相钢(CP)和马氏体钢(Ms)等，这类超高强度钢板中都含有Si、Mn、Al等合金元素。
为了提高汽车板的防腐蚀能力，对汽车板进行热浸镀锌是目前既经济效果又明显的手段之一。在热镀锌前的退火过程中，受露点、保护气体气氛及退火温度及时间等工艺参数的影响，带钢中的Si、Mn等合金元素会扩散偏聚到钢板表面，与退火气氛中的氧发生反应生成氧化物。当带钢板浸入锌锅镀锌时，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。
氧化物的数量和形态影响可镀性，少量且呈细小颗粒状的氧化物，其之间存在活性铁，锌液能较好的浸润钢板；大量且呈薄膜状分布的氧化物，易导致带钢表面大块表面不能浸润而造成漏镀，影响高强钢的可镀性和镀层的黏附质量。
在连续热浸镀锌前热处理过程中，辐射管退火炉内保护气氛通常为H2+N2，以及微量的水蒸汽和氧气，上述气氛能充分还原铁氧化产物，但是对于与氧气亲和力比铁强的合金元素来说，上述气氛则是氧化性的。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，生成氧化物并覆盖在带钢表面，这种现象称为选择性氧化。在连续热浸镀锌线退火炉内氮气和氢气的混合保护气体中，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。然而气氛中的氢气只能还原铁的氧化物，并不能阻止与氧亲和力大的合金元素如Si、Mn、Al、Cr等的偏聚和氧化。如气氛中的氧分压小至1.333×10-6 N /m2时，能使这些元素发生氧化，所以这种氧化在工业生产中是不可避免的。
带钢热浸镀前的表面状态是影响高强钢可镀性和镀层黏附性主要因素，因此，常采用预氧化-还原来改善带钢的表面状态，在一定程度上保证钢板的可镀性和镀层黏附性。预氧化技术即先在带钢表面生成氧化铁，然后再进行还原；通过调整退火炉内的气氛成分和露点，在弱的氧化气氛下，使Fe 与Si、Mn、Al同时被氧化，合金元素的氧化物和氧化铁被混合在一起，当氧化铁的量达到一定程度后，合金元素的氧化物就会被氧化铁完全覆盖，然后通过将氧化铁进行还原，达到将合金元素的氧化物转移到了铁的表面以下。
然而，现有的预氧化装置多采用明火加热或辐射管加热，这两种加热方式均存在一定的弊端，采用明火加热时，炉内气氛不易控制；采用辐射管加热时，加热速度慢，需要较长的路段才能达到加热温度。因此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
本实用新型的目的在于，针对现有技术和装备的不足，提供一种可提高带钢可镀性的冷轧带钢预氧化装置。
本实用新型采用的技术方案为：一种冷轧带钢预氧化装置，包括加热炉、两组密封辊、加热系统、氧气输入系统、氮气输入系统、液态水排出系统，两组密封辊分别固定在加热炉的带钢入口处和带钢出口处，密封辊的工作面相互挤压与加热炉共同构成一个封闭的空间；所述加热系统布置在加热炉的内部，冷轧带钢经加热炉的带钢入口处进入加热炉，经加热系统后从加热炉的带钢出口处伸出；所述氧气输入系统和氮气输入系统均分别与加热炉的内部连通，液态水排出系统与加热炉内底部连通。
按上述方案，所述加热系统包括两个自加热炉高度方向上下安装的电感应加热器组，每个电感应加热器组包括两个正对布置的电感应加热器；所述冷轧带钢从两个正对的电感应加热之间穿过。
按上述方案，所述加热炉设置有压力控制系统，用于检测和调节加热炉内的气压。
按上述方案，所述预氧化装置还包括氮气加湿系统，氮气加湿系统与氮气输入系统连通。
按上述方案，所述氧气输入系统、氮气输入系统、液态水排出系统及氮气加湿系统的管道上均分别配置有控制通断的阀门。
本实用新型的有益效果为：采用电感应加热器对冷轧带钢进行加热，通过电感应加热的高效和聚肤效应，使得冷轧带钢中的硅、锰等易于发生选择性氧化的元素来不及扩散到带钢表面，而带钢表面的铁金属原子快速氧化，硅、锰发生内氧化，提高了带钢的可镀性；同时，采用电感应加热方式使加热炉内的气氛精准控制，可避免采用辐射管加热时加热速度慢问题，也可以避免采用明火加热时加热炉内气氛不易控制的问题。
附图说明
图1为本实用新型一个具体实施例的示意图。
其中：1、冷轧带钢；2、加热炉；3、密封辊；4、电感应加热器；5、氧气输入系统；6、氮气输入系统；7、氮气加湿系统；8、压力控制系统；9、液态水排出系统。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。
如图1所示的一种冷轧带钢预氧化装置，包括加热炉2、两组密封辊3、加热系统、氧气输入系统5、氮气输入系统6、液态水排出系统9，两组密封辊3分别固定在加热炉2的带钢入口处和带钢出口处，密封辊3的工作面相互挤压与加热炉2共同构成一个封闭的空间；所述加热系统布置在加热炉2的内部，冷轧带钢1经加热炉2的带钢入口处进入加热炉2，经加热系统后从加热炉2的带钢出口处伸出；所述氧气输入系统5和氮气输入系统6均分别与加热炉2的内部连通，液态水排出系统9与加热炉2内底部连通。
加热系统包括两个自加热炉2高度方向上下安装的电感应加热器组，每个电感应加热器组包括两个正对布置的电感应加热器4，每个电感应加热器组可根据冷轧带钢1的规格单独控制；所述冷轧带钢1从两个正对的电感应加热4之间穿过，两个电感应加热组可在5~10秒内将冷轧带钢1加热到600℃左右。
优选地，所述加热炉2设置有压力控制系统8，用于检测和调节加热炉2内的气压，并根据冷轧带钢1的预氧化程度，控制加热炉2内的气压；压力控制系统8通过调节加热炉2内氮气和氧气的量来调节加热炉2内的压力。
优选地，所述预氧化装置还包括氮气加湿系统7，氮气加湿系统7与氮气输入系统6连通；通过控制氮气加湿系统7中脱盐水进入氮气输入系统6的量，使氮气输入系统6内产生适量的氮气脱盐水气雾，来调节加热炉2内的水蒸汽的含量。
本实施例中，每组密封辊3可单独控制；冷轧带钢1无需预氧化时，密封辊3打开，此时加热炉2与退火炉连接成一个整体。氧气输入系统5、氮气输入系统6、液态水排出系统9及氮气加湿系统7的管道上均分别配置有控制通断的阀门。
冷轧带钢预氧化的具体过程为：
步骤一、提供如上所述预氧化装置，冷轧带钢1预热后引入所述预氧化装置；
步骤二、关闭加热炉2的带钢入口处和带钢出口处的密封辊3，使预氧化的冷轧带钢1处于密闭环境中；
步骤三、根据冷轧带钢1的化学成分，向加热炉内通入一定比例含量的氮气和氧气；对目前高合金高强钢来讲，加热炉2内的氧气体积比例控制在5%～10%之间；
步骤四、根据机组工艺段的速度大小，确定启动电感应加热器4的台数和加热功率，在2～5s内将冷轧带钢1加热至450℃左右；
步骤五、根据冷轧带钢1的化学成分，调节氮气加湿系统7中脱盐水进入氮气输入系统6的流量，使加热炉2内的露点温度控制在-30℃～5℃；
步骤六、实时监测加热炉2内的压力，保持炉内压力范围为80～100Pa；实时监测加热炉2内的氧气含量，保持炉内的氧气含量在0～1000ppm之间；
步骤七、预氧化完成后的冷轧带钢1自加热炉2进入均热炉进行还原反应。
最后应说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种冷轧带钢预氧化装置，其特征在于，包括加热炉、两组密封辊、加热系统、氧气输入系统、氮气输入系统、液态水排出系统，两组密封辊分别固定在加热炉的带钢入口处和带钢出口处，密封辊的工作面相互挤压与加热炉共同构成一个封闭的空间；所述加热系统布置在加热炉的内部，冷轧带钢经加热炉的带钢入口处进入加热炉，经加热系统后从加热炉的带钢出口处伸出；所述氧气输入系统和氮气输入系统均分别与加热炉的内部连通，液态水排出系统与加热炉内底部连通。
2.如权利要求1所述的冷轧带钢预氧化装置，其特征在于，所述加热系统包括两个自加热炉高度方向上下安装的电感应加热器组，每个电感应加热器组包括两个正对布置的电感应加热器；所述冷轧带钢从两个正对的电感应加热之间穿过。
3.如权利要求1或2所述的冷轧带钢预氧化装置，其特征在于，所述加热炉设置有压力控制系统，用于检测和调节加热炉内的气压。
4.如权利要求1或2所述的冷轧带钢预氧化装置，其特征在于，所述预氧化装置还包括氮气加湿系统，氮气加湿系统与氮气输入系统连通。
5.如权利要求4所述的冷轧带钢预氧化装置，其特征在于，所述氧气输入系统、氮气输入系统、液态水排出系统及氮气加湿系统的管道上均分别配置有控制通断的阀门。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107520260A (zh) * 2017-09-26 2017-12-29 德清县荣昌冷轧带钢有限公司 一种冷轧带钢预氧化装置
CN113174472A (zh) * 2021-04-01 2021-07-27 本钢板材股份有限公司 热镀锌590MPa以上强度高强钢表面析出控制方法
CN115612974A (zh) * 2022-09-01 2023-01-17 中冶南方（武汉）热工有限公司 冷轧镀锌用带钢预氧化装置及其方法

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