专利名称：一种带钢连续热镀锌生产的退火工艺及退火炉的制作方法
技术领域：
本发明属于带钢加工技术领域，特别是涉及一种带钢连续热镀锌生产的退火工艺及退火炉。
背景技术：
带钢也叫钢带，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板，带钢之所以进行热镀锌，是因为锌的化学性质比较活泼，在常温下的空气中，能与空气中的水、二氧化碳和氧气发生化学反应，生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，这层氧化锌就阻止了内部的锌进一步氧化，根据这个原理，人们用锌来保护铁不受腐蚀，从而达到了延长带钢使用寿命的目的。热浸镀锌是一种经济有效的钢板表面防腐蚀工艺，据日本镀锌协会10年间的大气暴露试验结果，86微米厚的热镀锌层在重工业、海岸、郊外和城市地带的耐用年限分别为13、50、104、30年。正是由于热镀锌带钢具有抗酸、防锈、防蚀、使用年限长、材质轻等特点，同时外观漂亮，有光泽，因而倍受青睐，已被广泛地用于家电、汽车、办公机器、钢制品家具、电子设备、建筑等诸多领域。
现有技术的带钢连续热镀锌生产是将带钢经剪切头尾、焊接及化学清洗脱脂后，进入连续退火炉进行再结晶退火处理，并把板面氧化层还原成活性纯铁层，然后在密闭条件下进入锌锅进行热镀锌，带钢镀锌后，经光整机、拉伸矫直机改善板形，并经铬酸钝化或表面涂油处理，最后进入卷取机。上述的带钢连续热镀锌生产工序实际上包括了前处理工序、退火处理工序、镀锌工序和后处理工序。前处理工序主要是去除基板表面的油脂、灰尘、金属屑等杂质，使基板表面洁净。退火则是将带钢加热到发生相变或部分相变的温度，经过保温后缓慢冷却的热处理方法，退火的目的是为了消除组织缺陷，改善组织使成分均匀化以及细化晶粒，提高钢的力学性能，减少残余应力，为后续工序作好准备，因而在带钢连续热镀锌生产过程中，退火工艺及连续退火炉十分重要。现有技术的连续退火炉，包括有加热段和冷却段，采用该连续退火炉进行退火工艺处理时，是在带钢进入连续退火炉后，将其升温至780～850℃，后再降温到400～500℃，并保持一定的时效，以达到再结晶的条件，使带钢退火，由于这种连续退火炉及退火方式是采用强制冷却来实现将带钢的温度由780～850℃降至400～500℃，因而，既要增加强制降温设备的能源消耗，又浪费了降温带钢的热量损耗。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种带钢连续热镀锌生产的退火工艺及退火炉，既有效利用了高温带钢的热量损耗，又避免了采用强制降温设备所带来的大量能源消耗，实现了连续退火炉节能的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种带钢连续热镀锌生产的退火工艺，是将由入口进入连续退火炉的低温带钢导引至退火炉的冷却段，与冷却段中由加热段导出的需降温的高温带钢近距离相向运动，高温带钢与低温带钢实现热交换，热交换而升温后的低温带钢进入退火炉的加热段，热交换而降温后的高温带钢进入锌锅。
一种带钢连续热镀锌生产的连续退火炉，它包括一炉体，炉体沿横向分设为加热腔和冷却腔，加热腔和冷却腔之间通过炉喉相连通；加热腔中，在炉壁的上、下分别设有若干个用于导引带钢立面移动的上、下转向辊，上转向辊与下转向辊呈错位排列；在加热腔的前后炉壁之间装有若干可对带钢的行走面实现热辐射的加热管；在炉喉处，分别设有可导引带钢进入加热腔的第一导向辊和导引带钢移出加热腔的第二导向辊；冷却腔中，在炉壁的上部分别设有若干个大、小转向辊，其上小转向辊设在上大转向辊的下方；在炉壁的下部分别设有若干个大、小转向辊，其下小转向辊设在下大转向辊的上方；由上小转向辊与下大转向辊组成导引带钢立面移动的第一输送带钢移动件；由上大转向辊与下小转向辊组成导引带钢立面移动的第二输送带钢移动件；第一输送带钢移动件的带钢与第二输送带钢移动件的带钢之间近距离相向移动；在冷却腔的炉体上设有入口和出口，其入口处设有可导引待退火带钢进入炉内并沿第一输送带钢移动件进行移动的入口导向辊，其出口处设有可将第二输送带钢移动件的已退火带钢导出炉外的出口导向辊。
所述的炉体外还包覆有保温层。保温层的作用在于阻止炉体与外界的热交换，使炉内的温度不会过快降低。
所述的冷却腔的靠近出口的前后炉壁之间还装有若干可对带钢的行走面实现热辐射的加热管。由于带钢在进入锌锅前温度需控制在一定的温度条件下，因而，为防止高温带钢在与低温带钢的热交换中，因温度降的过多而达不到入锌锅前的温度要求时，可以通过这些加热管的加热，而使高温带钢维持一定的温度。
本发明的带钢连续热镀锌生产的退火工艺，通过将入口低温带钢直接与需降温的高温带钢近距离相向运动，利用低温带钢与高温带钢之间的热交换，使入口低温带钢的温度得以提高，温度提高300℃左右，而高温带钢的温度则得以降低，降温300～350℃左右，从而达到连续退火炉节能30～40％的目的。
本发明的带钢连续热镀锌生产的退火工艺及退火炉，可以适用于对带钢连续热镀锌，也可以适用于对带钢连续热镀铝，还可以适用于对带钢连续热镀锌铝。
本发明的带钢连续热镀锌生产的连续退火炉，其加热腔即为升温炉，在升温炉中通过加热管的加热，可以将带钢的温度升至780～850℃。
本发明的带钢连续热镀锌生产的连续退火炉，其冷却腔即为冷却及热交换炉，在该炉内，从升温炉出来的高温带钢一方面实现了冷却降温，另一方面通过热交换将入口进入的低温带钢的温度提高，使高温带钢的热量损耗得以利用。炉内的热交换，是由入口进入的低温带钢(即待退火带钢)和从升温炉出来的高温带钢近距离相向运动而实现的，在运动中，高温带钢与低温带钢进行热交换，热交换后，入口带钢的温度提高300℃左右，高温带钢则降温300～350℃左右。高温带钢降温后，其温度为400～500℃，符合进入锌锅的温度要求，因而无须再对高温带钢实施强制冷却，节省了强制冷却装置的投资和能源的消耗。待退火带钢温度提高后，当进入升温炉需要升高到780～850℃时，由于此时待退火带钢温度已达300℃以上，因此，由300℃以上加热至780～850℃，显然比由常温下加热至780～850℃所需的能耗小得多，这样，又降低了升温炉的能耗，从而起到连续退火炉节能30～40％的作用。
本发明的带钢连续热镀锌生产的连续退火炉，在冷却腔(即冷却及热交换炉)中，由上小转向辊与下大转向辊组成导引带钢立面移动的第一输送带钢移动件；由上大转向辊与下小转向辊组成导引带钢立面移动的第二输送带钢移动件；两个输送带钢移动件使进出的两条带钢近距离相向运动，从而实现了热交换。
本发明的带钢连续热镀锌生产的连续退火炉，炉体内的加热腔和冷却腔可以横向排列，也可以竖向排列。
本发明的带钢连续热镀锌生产的连续退火炉，加热腔和冷却腔内的转向辊可以呈上下分布而使带钢呈立面移动，加热腔和冷却腔内的转向辊可以呈左右分布而使带钢呈平面移动。由于带钢平面移动时容易下坠而产生变形，因而优选的方案是使带钢呈立面移动。
本发明的有益效果是，由于采用了将由入口进入连续退火炉的低温带钢导引至退火炉的冷却段，与冷却段中由加热段导出的需降温的高温带钢近距离相向运动，即将炉体分设为加热腔和冷却腔，加热腔和冷却腔之间通过炉喉相连通，冷却腔中，通过上小转向辊与下大转向辊组成导引带钢立面移动的第一输送带钢移动件和上大转向辊与下小转向辊组成导引带钢立面移动的第二输送带钢移动件，第一输送带钢移动件的低温带钢与第二输送带钢移动件的高温带钢之间近距离相向移动，利用低温带钢与高温带钢之间的热交换，使入口低温带钢的温度得以提高，温度提高300℃左右，而高温带钢的温度则得以降低，降温300～350℃左右，从而达到连续退火炉节能30～40％的目的。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种带钢连续热镀锌生产的退火工艺及退火炉不局限于实施例。
图1是本发明的构造示意图。
具体实施例方式
参见附图所示，本发明的一种带钢连续热镀锌生产的退火工艺，是将由入口进入连续退火炉的低温带钢导引至退火炉的冷却段，与冷却段中由加热段导出的需降温的高温带钢近距离相向运动，高温带钢与低温带钢实现热交换，热交换而升温后的低温带钢进入退火炉的加热段，热交换而降温后的高温带钢进入锌锅。
本发明的一种实现上述退火工艺的退火炉，它包括一炉体1，炉体沿横向分设为加热腔11和冷却腔12，加热腔11和冷却腔12之间通过炉喉13相连通；加热腔11中，在炉壁的上部设有四个用于导引带钢10立面移动的上转向辊211、212、213、214，在炉壁的下部同样设有四个用于导引带钢10立面移动的下转向辊221、222、223、224，上转向辊211、212、213、214与下转向辊221、222、223、224呈错位排列，当然，根据需要上、下转向辊可以多于四个或少于四个；在加热腔11的前后炉壁之间装有若干可对带钢10的行走面实现热辐射的加热管23；在炉喉13处，分别设有可导引带钢10进入加热腔11的第一导向辊41和导引带钢移出加热腔11的第二导向辊42；冷却腔12中，在炉壁的上部分别设有三个大转向辊311、312、313和三个小转向辊321、322、323，其上小转向辊321、322、323设在上大转向辊311、312、313相对应的下方；在炉壁的下部分别设有二个大转向辊331、332和二个小转向辊341、342，其下小转向辊341、342设在下大转向辊331、332相对应的上方；由上小转向辊321、322、323与下大转向辊331、332组成导引带钢立面移动的第一输送带钢移动件；由上大转向辊311、312、313与下小转向辊341、342组成导引带钢立面移动的第二输送带钢移动件；第一输送带钢移动件的带钢101与第二输送带钢移动件的带钢102之间近距离相向移动，其中，带钢101为低温带钢，带钢102为高温带钢；在冷却腔的炉体上设有入口和出口，其入口处设有可导引待退火带钢进入炉内并沿第一输送带钢移动件进行移动的入口导向辊51，其出口处设有可将第二输送带钢移动件的已退火带钢导出炉外的出口导向辊52。
其中，炉体1外还包覆有保温层，保温层的作用在于阻止炉体与外界的热交换，使炉内的温度不会过快降低；在冷却腔12的靠近出口的前后炉壁之间还装有若干可对带钢的行走面实现热辐射的加热管53，由于带钢10在进入锌锅前温度需控制在一定的温度条件下，因而，为防止高温带钢102在与低温带钢101的热交换中，因温度降的过多而达不到入锌锅前的温度要求时，可以通过这些加热管53的加热，而使高温带钢102维持一定的温度。
本发明的带钢连续热镀锌生产线的节能型连续退火炉，可以适用于对带钢连续热镀锌，也可以适用于对带钢连续热镀铝，还可以适用于对带钢连续热镀锌铝。
本发明的带钢连续热镀锌生产线的节能型连续退火炉，其加热腔11即为升温炉，在升温炉中通过加热管23的加热，可以将带钢10的温度升至780～850℃。
本发明的带钢连续热镀锌生产线的节能型连续退火炉，其冷却腔12即为冷却及热交换炉，在该炉内，从升温炉出来的高温带钢102一方面实现了冷却降温，另一方面通过热交换将入口进入的低温带钢101的温度提高，使高温带钢102的热量损耗得以利用。炉内的热交换，是由入口进入的低温带钢101(即待退火带钢)和从升温炉出来的高温带钢102近距离相向运动而实现的，在运动中，高温带钢102与低温带钢101进行热交换，热交换后，入口带钢101的温度提高300℃左右，高温带钢102则降温300～350℃左右。高温带钢102降温后，其温度为400～500℃，符合进入锌锅的温度要求，因而无须再对高温带钢102实施强制冷却，节省了强制冷却装置的投资和能源的消耗。待退火带钢101温度提高后，当进入升温炉11需要升高到780～850℃时，由于此时待退火带钢101温度已达300℃以上，因此，由300℃以上加热至780～850℃，显然比由常温下加热至780～850℃所需的能耗小得多，这样，又降低了升温炉的能耗，从而起到连续退火炉节能30～40％的作用。
本发明的带钢连续热镀锌生产线的节能型连续退火炉，炉体1内的加热腔和冷却腔可以横向排列，也可以竖向排列。
本发明的带钢连续热镀锌生产线的节能型连续退火炉，加热腔和冷却腔内的转向辊可以呈上下分布而使带钢呈立面移动，加热腔和冷却腔内的转向辊可以呈左右分布而使带钢呈平面移动。由于带钢平面移动时容易下坠而产生变形，因而优选的方案是使带钢呈立面移动。
工作过程中，带钢10由入口导向辊51导引进入炉内，此时，进入的是冷却腔12，带钢10刚进入冷却腔12的为低温带钢101，由加热腔11出来的为高温带钢102。在冷却腔12中，带钢10作为低温带钢101依次通过上小转向辊323、下大转向辊332、上小转向辊322、下大转向辊331、上小转向辊321的导引并经炉喉13处的第一导向辊41进入加热腔11；在加热腔11中，带钢10依次通过下转向辊221、上转向辊211、下转向辊222、上转向辊212、下转向辊223、上转向辊213、下转向辊224、上转向辊214导引并经炉喉13处的第二导向辊42退出加热腔11而返回冷却腔12；在冷却腔12中，出来的带钢10作为高温带钢102通过上大转向辊311、下小转向辊341、上大转向辊312、下小转向辊342、上大转向辊313的导引并经出口导向辊52的导引移出炉腔。这样，在冷却腔12中，通过高温带钢102和低温钢带101的近距离相向运动，实现了高温带钢102和低温钢带之间的热交换。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的带钢连续热镀锌生产线的节能型连续退火炉，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种带钢连续热镀锌生产的退火工艺，其特征在于是将由入口进入连续退火炉的低温带钢导引至退火炉的冷却段，与冷却段中由加热段导出的需降温的高温带钢近距离相向运动，高温带钢与低温带钢实现热交换，热交换而升温后的低温带钢进入退火炉的加热段，热交换而降温后的高温带钢进入锌锅。
2.一种实施如权利要求1所述带钢连续热镀锌生产的退火工艺的连续退火炉，其特征在于它包括一炉体，炉体沿横向分设为加热腔和冷却腔，加热腔和冷却腔之间通过炉喉相连通；加热腔中，在炉壁的上、下分别设有若干个用于导引带钢立面移动的上、下转向辊，上转向辊与下转向辊呈错位排列；在加热腔的前后炉壁之间装有若干可对带钢的行走面实现热辐射的加热管；在炉喉处，分别设有可导引带钢进入加热腔的第一导向辊和导引带钢移出加热腔的第二导向辊；冷却腔中，在炉壁的上部分别设有若干个大、小转向辊，其上小转向辊设在上大转向辊的下方；在炉壁的下部分别设有若干个大、小转向辊，其下小转向辊设在下大转向辊的上方；由上小转向辊与下大转向辊组成导引带钢立面移动的第一输送带钢移动件；由上大转向辊与下小转向辊组成导引带钢立面移动的第二输送带钢移动件；第一输送带钢移动件的带钢与第二输送带钢移动件的带钢之间近距离相向移动；在冷却腔的炉体上设有入口和出口，其入口处设有可导引待退火带钢进入炉内并沿第一输送带钢移动件进行移动的入口导向辊，其出口处设有可将第二输送带钢移动件的已退火带钢导出炉外的出口导向辊。
3.根据权利要求2所述的一种带钢连续热镀锌生产的连续退火炉，其特征在于所述的炉体外还包覆有保温层。
4.根据权利要求2所述的一种带钢连续热镀锌生产的连续退火炉，其特征在于所述的冷却腔的靠近出口的前后炉壁之间还装有若干可对带钢的行走面实现热辐射的加热管。
全文摘要
本发明公开了一种带钢连续热镀锌生产的退火工艺及退火炉，是将由入口进入连续退火炉的低温带钢导引至退火炉的冷却段，与冷却段中由加热段导出的需降温的高温带钢近距离相向运动，高温带钢与低温带钢实现热交换，热交换而升温后的低温带钢进入退火炉的加热段，热交换而降温后的高温带钢进入锌锅。采用该工艺后，通过将入口低温带钢直接与需降温的高温带钢近距离相向运动，利用低温带钢与高温带钢之间的热交换，使入口低温带钢的温度得以提高，温度提高300℃左右，而高温带钢的温度则得以降低，降温300～350℃左右，从而达到连续退火炉节能30～40％的目的。
文档编号C21D1/34GK101082077SQ20061004454
公开日2007年12月5日 申请日期2006年5月31日 优先权日2006年5月31日
发明者罗烈明, 罗佐明 申请人:福建方明钢铁有限公司