张玉琴;李学党;冯山岭;时银朵
【摘 要】介绍了热镀锌生产线采用立式连续退火炉的优越性.分段张力控制,自动纠偏装置,设置均衡段以及防结疤、防瓢曲技术使热镀锌生产线的生产效率和产品质量不断提高. 【期刊名称】《中国重型装备》
【年(卷),期】2008(000)003
【总页数】3页(P48-50)
【关键词】连续热镀锌;退火炉;技术特点
【作 者】张玉琴;李学党;冯山岭;时银朵
【作者单位】安阳钢铁集团有限公司,河南,455004;安阳钢铁集团有限公司,河南,455004;安阳钢铁集团有限公司,河南,455004;安阳钢铁集团有限公司,河南,455004
【正文语种】中 文
【中图分类】TG155.1
退火炉作为连续热镀锌生产线生产高质量汽车面板、内板等的核心设备之一，其技术水平的发展直接关系着热镀锌产品的质量和性能。连续热镀锌退火炉按照炉型可分为卧式炉、立式炉和L型炉等。炉型的选择要从所处理产品的品种、规格、年处理量、表面质量要求以及炉子的操作、维护、消耗、厂房要求等各方面考虑。一般情况下采用立式退火炉[1]。立式炉的最大特点是：(1)占地少，可大大缩短热镀锌机组长度。(2)温控好，带钢在炉中运行距离长，退火温度控制调节余量大，连续退火效果佳，可以生产特深冲、高强度的热镀锌产品[2]。 1 立式退火炉工艺流程和设备配置
不同的连续退火炉具有各自不同的特点，但总的来看，都包括预热段、加热段、均热段、缓冷段、快冷段等，如图1所示。 寿司模具图1 热镀锌连续退火炉工艺段组成Figure 1 The composition of hot galvanizing continuous
电容手套annealing furnace process zone
1.1 预热段
现代热镀锌机组的预热段不再采用燃烧气体直接预热带钢的方式，而是利用加热段燃烧废气通过热交换器加热保护气体，再由循环风机抽出，通过带有喷孔的气体喷吹风箱，把热保护气体强制喷吹到带钢表面。温度变低的保护气体，通过风机从风箱的侧缝中被抽出，再经过热交换器加热，对带钢进行循环喷吹，将带钢预热到大约150～200℃。这种方式既能节约燃料大约7%～8%，又能减少对加热段第一根转向辊的热冲击，在延长辊子寿命的同时可以避免带钢升温速度太快而引起的带钢变形，对薄规格产品的板形非常有利。
1.2 加热段
带钢经过预热段和加热段之间的通道进入加热段。加热段主要采用W型辐射管间接加热方式，有利于带钢表面清洁。辐射管交错布置在带钢两侧，可保证带钢均匀受热。为了防止辐射管在发生破裂时，燃烧气体不慎漏入炉内引起带钢氧化，辐射管内需保持负压操作。辐射管主烧嘴为鼓—抽式，其燃烧控制精确，燃烧效率高，并带有换热器，可以把助燃空
气预热到500℃左右。这种烧嘴不但可以减少燃料消耗，还可以减少NOx的排出。为了减少辐射管对炉辊的直接热辐射，减少带钢的热瓢曲，该段装有隔热板，有的厂家在该段前几套炉顶辊处还装有辊子凸度控制系统。整个燃烧系统由辐射管、烧嘴、助燃风机、热交换器、废气风机等组成，分区控制，该段最高炉温约960℃。
1.3 均热段
均热段的任务是将带钢在规定的退火温度区间保温一段时间(通常约30 s)。其燃烧系统与加热段相同，并与加热段共用废气风机。采用辐射管加热时，通常加热段和均热段为一体，中间不再设置隔墙，加热和均热除辐射管设置数量不同外，其它没有严格界限。与有隔墙的炉子相比，加热均热合为一体，结构简单，便于维护和检修，能调控各区炉温，适应不同规格和品种带钢的生产需要。
1.4 缓冷段
缓冷段为一个行程，可以分区进行温度控制。冷却速率一般不高于30℃/s，冷保护气体通过带喷嘴的管式风箱喷吹到带钢两面，并由水冷却器和循环风机进行循环喷吹。电加热体用于预热(开炉时)和冷却速度过快时进行辅助加热，以保证缓冷段出口带钢温度。 1.5 快冷段
快冷段采用快速喷吹保护气体冷却，快速喷气冷却一般只需一个行程就可达到冷却要求。该段分三个区，每区一对风箱，三对风箱可以单独移动，快冷进口段长，冷却速度慢，中间段和出口段短，冷却速度快，带钢在此处可以达到需要的冷却速率。每个风箱都有位置检测器，如果有冷却速率要求的话，第一个区的风箱可以关闭。循环设备也是由循环风机和水冷却器组成。快冷段冷却速度较快，高强钢平均冷却速率达140℃/s左右，钢种和工艺不同冷却速率也不相同。为防止带钢抖动，在快冷段前设置张紧辊。同时，在顶辊和底辊之间设置稳定辊。考虑到炉子升温及处理一些超薄带钢的需要，通常在冷却段两侧及炉辊室设置电加热体。由于电加热体布置在侧墙上，为防止带钢断带时受损，还设有保护措施。
1.6炉子出口段
带钢经过炉子出口的三辊热张力辊及炉鼻子进入锌锅(新型热镀锌机组在快冷段之后锌锅入口段之前还设置了均衡段)。炉鼻子可以升降和伸缩，便于更换锌锅和清除炉鼻子的锌渣。炉鼻子内设置氮气充入系统和密封挡板，可抑制锌液蒸发，防止锌蒸汽进入炉内。通过合
理控制炉鼻子内露点值，也能抑制锌液的蒸发。整流桥堆
2 连续热镀锌立式退火炉技术特点
2.1 炉内带钢张力控制更加合理
热镀锌连续退火炉由于各炉段工况不同，带钢在各炉段甚至各行程的张力都有不同。为使带钢运行速度和各炉辊的线速度一致，各炉辊均采用单独交流传动，每个炉段均设有张力检测辊适时检测，实现各炉段的张力微调。快冷段的冷却速度快，为防止带钢抖动，该段前设置三辊热张紧辊，如图1所示，将均热段与冷却段张力分开，可精确有效地控制带钢在冷却段前后的张力。有的厂家在快冷段前后未设张紧辊，这样能有效避免带钢张力突变带来的带钢瓢曲，但此时应配备特殊的冷却风箱和炉室设计。在退火炉的出口(即炉鼻子入口前)设立三辊热张紧辊，将退火炉区和镀层区的带钢张力分开，使得炉内张力较小，出炉鼻子后张力变大。炉内低张力运行，可以减少带钢变形和断带，涂镀区带钢绷紧，使带钢受气刀和风冷产生的抖动很小，从而保证涂镀质量。总之，新型热镀锌连续退火炉张力分布情况是：炉内高温段(温度最高达850℃)张力小，中温段(450～460℃)张力大；退火炉区张力小，镀层区张力大。炉内张力的合理控制，满足了各工艺段的工艺要求。
2.2 炉内运行平稳可靠的自动纠偏装置
现代镀锌炉子产量高、速度快，带钢在立式炉内长度达600 m以上，且带钢在炉内的速度最高达180 m/min ,带钢在炉内很容易发生跑偏、甚至断带。合理设置纠偏类型和纠偏辊位置，是保证带钢正常运行至关重要的条件。退火炉内通常采用的纠偏装置类型有双辊纠偏和单辊纠偏。众所周知，双辊纠偏相对单辊纠偏来说，纠偏量大、效果好[3]，对保证带钢在炉内对中稳定运行起到重要作用。现代热镀锌连续退火炉中越来越多地采用水冷却双辊自动纠偏。由于炉内温度很高，炉辊有较大纠偏位移，炉辊和炉墙辊套之间的较大长孔空间，使得炉辊轴承温度过高，因此采用双级水冷却结构。带钢位置偏移检测装置选用EMG最新管式感应器。纠偏位置和纠偏辊类型的设定，视带钢在炉内的长度和各炉段的具体结构而定。新型连续退火炉炉内纠偏辊位置设定一般有三处：加热段，均热段和均衡段。由于辐射管加热段的前几个行程带钢温度变化大，炉顶辊易产生负凸度引起带钢跑偏，所以将加热段的第二、三炉顶辊设为纠偏辊是比较合理的。
2.3 快冷段后炉鼻子前设立均衡段
为了保证带钢进锌锅前的良好对中，提高镀层质量，在快冷炉后增设均衡炉。与目前大多实验室分析天平
数镀锌线的带钢从快冷段出来后直接进入锌锅的方案比较，其作用表现在以下几个方面：(1) 使带钢在一定温度下均热一段时间，可减少沿带钢宽度方向上的温差，有利于改善带钢的板形。(2)对于厚度在0.4 mm以下的薄规格带钢，可以利用均衡段提高带钢温度，调整其镀锌温度，确保薄规格产品的质量和板形。(3)该段将炉鼻子和冷却段隔开，可有效地防止锌蒸汽、空气从炉鼻子处进入快冷段，净化炉内气氛，确保镀锌原板的粘附力。(4)为在该段的顶部设立纠偏辊提供了空间，使带钢在进入锌锅前自动纠偏。
2.4 防止炉辊结疤技术和防带钢瓢曲技术
为消除炉辊结瘤所产生的压痕、划伤等表面缺陷，新型热镀锌机组退火炉越来越多地采用一些新技术，以延长辊子的使用周期，并减少产品的表面缺陷。主要技术有：(1)各炉辊采用单独交流调速传动，使带钢运行速度和各炉辊的线速度保持一致，减少带钢和炉辊产生的相对运动。(2)各工艺段炉顶辊、炉底辊、稳定辊、张力辊采用不同的辊型设计和表面喷涂技术。高温段用金属陶瓷，低温段用碳化铬，提高炉辊表面粗糙度，减少带钢和炉辊的相对滑动，把炉辊表面结疤和结瘤的可能性降到最低。(3)用隔热板将炉膛和辊室分开，有的厂家在加热段第一、二根顶辊炉辊室内设置辊子热凸度控制系统，用冷保护气体喷吹炉
有机纤维
顶辊两端，以减少因入口处带钢温度与炉内温度相差较大而造成的炉辊负凸度，从而减少带钢跑偏和热瓢曲倾向。在冷却段则在炉辊两端的墙上设置电加热元件，降低辊子正凸度的产生，有效避免带钢跑偏和冷瓢曲的产生。
2.5 采用轻型炉内衬结构。
新型退火炉除炉底用耐火砖外，炉墙内衬各层材料全部采用陶瓷纤维保温结构，并用1.0 mm不锈钢板覆盖，用锚固钉固定，从根本上解决了炉内粉尘问题，有效保证带钢表面质量。
另外，有独立支撑立柱的炉体结构，低 NOx 新型辐射管烧嘴的采用，余热回收的利用，先进的二级控制系统，都是现代热镀锌连续退火炉不断发展优化的显著特点。
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