热轧带钢连续热镀锌设备及方法及步骤

　　本发明涉及一种热轧带钢连续热镀锌设备及方法，尤其是涉及一种采用感应加热方式的热轧带钢连续热镀锌设备及方法。

　　背景技术：

　　目前，镀锌线基本都是生产冷轧板为基板的镀锌板，尚无专业的大规模热轧带钢连续镀锌线。

　　热轧镀锌板是以热轧板为基板经过酸洗后直接镀锌，与传统镀锌板(冷轧镀锌)相比，由于少了冷轧这道工序而有着明显的价格优势。过去，热轧板一直是采用涂油漆防锈，耐腐蚀性较差。随着用户对其防腐蚀能力要求的提高，实施热镀锌是最好的解决途径。较早的热轧板热镀锌是单张钢板溶剂法热镀锌，因为污染环境、产量低、质量差，这种工艺已经被淘汰。

　　随着薄板坯连铸连轧技术的进步，热轧带钢的质量不断提高，拓宽了热轧镀锌板的使用范围。近年来，市场上对热轧带钢镀锌板的需求逐年增加，以热轧板为基板的镀锌板，可在建筑、桥梁、钢板仓、汽车、公路、铁路等诸多行业中用于取代成本较高的冷轧镀锌板，并且具有很大的市场竞争力。

　　由于带钢热连轧技术的进步，出现了薄板坯连铸连轧工艺(csp)，使热轧带钢的厚度逐渐减薄，客观上为热轧镀锌板提供了机械性能更好和规格更薄的热轧板原料，所以在一定领域热轧板镀锌板能够取代冷轧镀锌板的功能，并且有着明显的成本优势。不过，热轧带钢连续热镀锌技术，需要许多前后设备的配合，以及包括板型相对规整的热轧带钢的供给。

　　热轧带钢连续镀锌的工艺过程是：热轧带钢经在线酸洗后直接进入还原炉内，在还原炉内将带钢表面的氧化铁还原，然后再被冷却至镀锌所需温度，进入锌锅镀锌。其中，带钢在还原炉内的加热过程是十分重要的工艺过程，带钢必须在还原气氛中被加热到500℃以上把带钢表面的薄层氧化铁还原，否则无法获得好的镀锌质量。目前的还原炉均使用燃气辐射管加热。

　　燃气辐射管加热是本领域的主流工艺技术，该技术是从冷轧带钢连续热镀锌技术移植而来。燃气辐射管加热的主要热传导方式是辐射，它的工作原理是：燃气在耐热钢或其它耐热材料制成的密封管内燃烧，通过受热的辐射管表面以热辐射为主的热传导方式来加热还原炉内的带钢；燃烧所产生的烟气经烟道排出，大部分燃气辐射管还设有烟气余热回收装置。

　　燃气辐射管加热，是通过辐射的热传导方式，将带钢加热至所需温度。辐射加热的热效率较低，热量穿透带钢将其在厚度方向上完全加热至所需温度，加热时间较长。为了保证足够的加热能力，必须配置较多数量的燃气辐射管，因此炉长较长；同时，炉膛温度高，造成炉子周围操作环境较差；燃烧所产生的烟气被排入大气，其中含有大量氮氧化物及颗粒排放物。

　　因此，希望能够改进热轧带钢连续热镀锌中对带钢的加热方式，以便提高加热效率、缩短加热时间、减少对周围环境的污染。

　　技术实现要素：

　　因此，一方面，本发明所要解决的技术问题在于提供一种热轧带钢连续热镀锌设备。

　　这一技术问题通过一种热轧带钢连续热镀锌设备加以解决。该热轧带钢连续热镀锌设备包括经过酸洗的热轧带钢可以按顺序依次通过的入口密封段、加热段、均热段、冷却段、出口段和锌锅，其中，所述加热段具有感应加热设备。

　　根据本发明的热轧带钢连续热镀锌设备的一种优选实施形式，加热段出口处设有用于检测热轧带钢表面温度的第一温度检测装置。优选的是，加热段中的感应加热的热负荷根据所述第一温度检测装置检测到的温度来调整。

　　根据本发明的热轧带钢连续热镀锌设备的一种优选实施形式，均热段的出口处设有用于检测热轧带钢表面温度的第二温度检测装置。均热段的炉墙上设有电加热辐射管，所述电加热辐射管的加热根据所述第二温度检测装置检测到的温度进行调整。优选的是，电加热辐射管交错排列地布置。

　　根据本发明的热轧带钢连续热镀锌设备的一种优选实施形式，出口段的出口处设有用于检测热轧带钢表面温度的第三温度检测装置。优选的是，冷却段包括变频循环风机及换热器，所述变频循环风机的流量根据所述第三温度检测装置检测到的带钢表面温度进行调整，以使得进入所述锌锅的热轧带钢保持连续稳定的镀锌温度。

　　另一方面，本发明所要解决的技术问题还在于提供一种热轧带钢连续热镀锌方法。

　　这一技术问题通过一种根据本发明的热轧带钢连续热镀锌方法得以解决。该热轧带钢连续热镀锌方法所采用的热轧带钢连续热镀锌设备包括经过酸洗的热轧带钢可以按顺序依次通过的入口密封段、加热段、均热段、冷却段、出口段和锌锅，所述加热段具有感应加热设备，其中，该热轧带钢连续热镀锌方法包括如下步骤：

　　使热轧带钢经过所述加热段，其中，热轧带钢在所述加热段内的还原气氛中被加热到使热轧带钢表面的薄层氧化铁充分还原，

　　使热轧带钢经过所述均热段和所述冷却段，

　　使热轧带钢以一个适合镀锌的工艺温度进入锌锅进行镀锌。

　　根据本发明的热轧带钢连续热镀锌方法的一种优选实施形式，在热轧带钢经过所述加热段内时，根据所述加热段的出口处布置的第一温度检测装置检测到的温度来调整所述加热段中的感应加热的热负荷。

　　根据本发明的热轧带钢连续热镀锌方法的一种优选实施形式，在热轧带钢经过所述均热段时，根据所述均热段的出口处布置的用于检测热轧带钢表面温度的第二温度检测装置检测到的温度调整所述均热段的炉墙上布置的电加热辐射管的加热。

　　根据本发明的热轧带钢连续热镀锌方法的一种优选实施形式，在热轧带钢经过所述冷却段时，根据所述出口段的出口处布置的用于检测热轧带钢表面温度的第三温度检测装置检测到的带钢表面温度调整所述冷却段的变频循环风机的流量，以使得进入所述锌锅的热轧带钢保持连续稳定的镀锌温度。

　　由于酸洗后的热轧带钢只要将其表面存在的薄层氧化铁还原即可满足镀锌工艺的要求，而感应加热正是具有电流透入深度小、能迅速加热金属表面薄层的特点，因而与传统的燃气辐射管加热技术相比，本发明的热轧带钢连续热镀锌设备及方法的优点十分明显：本发明将感应加热技术应用于热轧带钢连续热镀锌工艺中，感应加热技术可以高效率的将金属表面加热至500℃以上，达到还原带钢表面氧化铁的目的，满足镀锌工艺要求。较之于传统的燃气辐射管加热，感应加热技术具有电流透入深度小的特点，因而能迅速加热金属表面薄层。感应加热技术的应用，可以使炉长缩短45％左右，使得热轧带钢连续镀锌线所占空间更小、流程更短、效率更高、更加节能。另外，由于工艺中没有燃气燃烧所产生的氮氧化物或颗粒排放物，因而十分环保。

　　热轧带钢没有经过冷轧加工硬化，经酸洗之后表面干净而且本身就是等轴晶粒的组织结构，无需退火处理，热轧带钢只要在退火炉内将表面存在的薄层氧化铁皮被氢气还原就达到了热处理的要求。而且氧化铁在还原炉中被氢气还原的温度，只要高于500℃即可，不需要进行高温退火处理。

　　附图说明

　　图1是根据本发明的热轧带钢连续热镀锌设备的示意图。

　　具体实施方式

　　图1是根据本发明的热轧带钢连续热镀锌设备的示意图。如图所示，在根据本发明的热轧带钢连续热镀锌设备的一个实施例中，在线酸洗后的热轧带钢，由入口密封段1进入加热段2，在还原气氛中被加热到500℃以上，将带钢表面的薄层氧化铁充分还原，然后经过均热段3和冷却段4，使带钢温度保持在475℃左右经出口段5后进入锌锅9镀锌。进入锌锅的温度应根据带钢的厚度及品种调整。其中，加热段2为感应加热段，均热段3为电加热均热段，冷却段4为喷射冷却段。

　　感应加热段主要由感应加热设备组成，炉内充满氮气/氢气所组成的保护气体以保证炉内的还原气氛。感应加热段的出口处设有一支高温计6，用于精确检测带钢的表面温度，以控制感应加热的热负荷。在均热段出口处设置一支高温计7，用于检测并控制均热段后带钢的表面温度。在出口段设有一支高温计8设置，用于检测带钢表面温度从而调整喷射冷却段变频循环风机的流量，达到精确控制带钢表面温度的目的，保证带钢在经过冷却段后获得连续稳定的镀锌温度并进入锌锅完成镀锌。

　　以上介绍了根据本发明的热轧带钢连续热镀锌设备的一个实施例，根据本发明的热轧带钢连续热镀锌方法可以结合上述热轧带钢连续热镀锌设备实施。

　　首先，经酸洗后的热轧带钢由入口密封段1进入感应加热炉，在感应加热段的还原气氛中被加热到560℃左右，将热轧带钢表面的薄层氧化铁充分还原，这一工艺过程十分关键，若氧化铁未能有效还原，则会出现漏镀锌现象，甚至无法镀锌。带钢的加热温度应根据带钢的品种和厚度进行调整，以适应不同规格带钢的镀锌温度需求。该段出口处设置的高温计6，用于精确检测带钢的表面温度，以控制感应加热的热负荷，并根据不同的带钢规格来精确调整带钢的加热温度。

　　然后，带钢从感应加热段进入电加热均热段。均热段3的炉墙上设置电加热辐射管，通过电加热辐射管的加热来维持带钢的表面温度，并使带钢表面温度保持均匀，为避免带钢的局部过热，电加热辐射管可设计成交错排列布置。同时，在均热段出口处设置一个高温计7，用于检测并控制带钢的表面温度。

　　接着，带钢由均热段3进入喷射冷却段。喷射冷却段由变频循环风机及换热器组成，通过设置在出口段5的高温计8所检测的带钢表面温度，调整变频循环风机的流量，达到精确控制带钢表面温度的目的，使进入到喷射冷却段的带钢获得连续稳定的镀锌温度后再进入锌锅9，而且，即使不同规格带钢对镀锌温度要求不同，均可通过调整风机流量进行灵活而准确的调整。

　　最后，带钢由喷射冷却段经由出口段进入锌锅镀锌。带钢进入锌锅前的温度非常关键。带钢进入锌锅的温度，直接影响着铁-锌合金层的厚度，从而显著影响镀层性能。经验表明，若带钢进入锌锅的温度偏高或偏低，均无法获得合格的镀锌产品。

　　上述实施例中仅仅限定了加热段2具有感应加热设备，并未明确地排除其他加热技术的同时采用。因此，即便是在感应加热技术之外同时还采用其它加热技术，也并不能够达到规避本发明的范围的目的。相反，只要在加热段中应用了感应加热技术，无论是否还采用了传统的燃气辐射管加热方式，都应当被认为是落入本发明的保护范围之内。

　　另外，正如上文所言，燃气辐射管加热是本领域的主流工艺技术，该技术是从冷轧带钢连续热镀锌技术移植而来。因此，容易理解，热轧带钢连续热镀锌工艺中采用感应加热技术替代燃气辐射管加热技术也并不是等同技术手段的简单置换，因为冷轧带钢连续热镀锌技术的实践会对此给出相反的教导，并且前后涉及的设备都更加复杂。

　　以上记载了本发明的优选实施例，但是本发明的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本发明的教导而做出更多的实施方式和应用，这些实施方式和应用都在本发明的精神和范围内。本发明的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。

　　附图标记列表

　　1入口密封段

　　2加热段

　　3均热段

　　4冷却段

　　5出口段

　　6第一温度检测装置

　　7第二温度检测装置

　　8第三温度检测装置

　　9锌锅。

　　技术特征：

　　技术总结

　　本发明涉及一种热轧带钢连续热镀锌设备，包括经过酸洗的热轧带钢可以按顺序依次通过的入口密封段(1)、加热段(2)、均热段(3)、冷却段(4)、出口段(5)和锌锅(9)，其中，所述加热段(2)具有感应加热设备。本发明还涉及一种热轧带钢连续热镀锌方法，该热轧带钢连续热镀锌方法采用上述热轧带钢连续热镀锌设备，且包括如下步骤：使热轧带钢经过所述加热段(2)，其中，热轧带钢在所述加热段(2)内的还原气氛中被加热到使热轧带钢表面的薄层氧化铁充分还原(S1)，使热轧带钢经过所述均热段(3)和所述冷却段(4)(S2)，使热轧带钢以一个适合镀锌的工艺温度进入锌锅(9)进行镀锌(S3)。

　　技术研发人员：冯丹

　　受保护的技术使用者：安德里茨（中国）有限公司

　　技术研发日：2017.12.27

　　技术公布日：2018.04.27