专利名称：：热镀锌镀层合金化退火曲线自由倾斜均热的合金化均热炉的制作方法
技术领域：
：本专利涉及一种实现合金化炉均热段均热的装置，尤其是涉及合金化炉均热段镀层合金化退火曲线自由倾斜均热的装置。
背景技术：
：合金化热镀锌钢板(以下简称GA钢板)是经过热浸镀之后对镀层进行在线退火处理得到的锌铁合金镀层产品，该产品生产成本相对较低，而且耐蚀性能、涂装性能、焊接性能和抗石击性能都比较好，非常适合应用于汽车、家电和建筑等行业，特别是这些钢板可以满足汽车内、外板和家电外板的要求。带钢的热浸镀和合金化过程如图1所示，带钢1经过退火处理后在炉鼻子2内以合适的温度浸入锌锅3内的熔融态锌液4内进行热镀锌，经沉没辊(或称转向辊)5转向后向上，然后经气刀8被吹扫到合适的镀层重量后进入合金化炉加热段ll、均热段13和冷却段15进行镀层合金化退火处理。带钢经合金化炉加热段H加热后进入均热段13。传统的均热炉都是四周封闭式固定不变结构，带钢在其内部保温，为了达到较好的保温效果，在均热段的下方(一合金化炉都为立式结构)通常采用电磁感应、电阻或者燃烧热气体加热。但由于合金化炉的"烟囱效应"(合金化炉下方的气体被抽到合金化炉的上方)，被加热的热气体不断地从合金化炉下方抽到合金化炉的上方，从而使得带钢在均热段易出现先低温后高温的不合理镀层合金化退火工艺，造成镀层内r相生长得过厚，镀层抗粉化性能变差。为了实现合金化均热温度的倾斜即先高温后低温的合金化退火工艺，现有的热镀锌机组通常采用关闭合金化炉均热段的保温加热，但这种方法对带钢均热温度的调节和控制能力较差，受机组速度、带钢规格、机组运行稳定情况等因素的影响较大，机组小时产量高，速度快时根本无法实现均热段先高温后低温的退火工艺，更谈不上调节均热段带钢宽度方向的温度分布。
发明内容本发明给出了一种通过合金化炉炉壁的改进实现自由倾斜均热的装置，可以排除机组速度、带钢规格、机组运行稳定情况等因素的影响，能较好地调节和控制合金化均热段带钢的温度，使得镀层能够在所需的先高温后低温的均热工艺温度下进行合金化退火，得到成形性能和镀层抗粉化性能都优良的合金化热镀锌产品。本发明采用先高温后低温的倾斜合金化退火处理工艺(如图2所示)，镀层进行合金化退火处理时，可分为加热段(H-S)、均热段(S-S)和冷却段(C-S)三个过程，这三个过程的不同构成了不同种镀层合金化退火工艺。这样生产出来的合金化热镀锌产品，不仅镀层抗粉化性能优良，而且不影响机组产能，是比较理想的合金化热处理工艺。本发明涉及一种实现镀层合金化退火曲线自由倾斜均热的合金化均热炉，包括炉腔和炉壁，其中炉腔中设有加热装置，炉壁包括有内壁、中间保温层和外壳，其中炉壁采用可开闭式窗口结构来实现合金化炉均热段带钢的均匀冷却。根据本发明的一种可开闭式窗口结构是在合金化炉的炉壁上间隔地设置有推拉式活动窗口，所述的推拉式活动窗口可以是炉壁整体可推拉，也可以是外壳和保温层可以推拉而内壁封闭。这些活动窗口的打开程度取决于以下因素(1)当机组没有安装沿带钢宽度方向的镀层铁含量扫描检测装置也没有安装沿带钢宽度方向带钢温度测量装置的时候，根据带钢的宽度调整活动窗口的打开宽度，其打开宽度为比实际带钢宽度少200600mm。；(2)当机组安装有沿带钢宽度方向的镀层铁含量扫描检测装置，无论机组是否安装沿带钢宽度方向带钢温度测量装置，此时都根据镀层铁含量测量结果在线调整活动窗口的打开宽度，窗口的打开宽度要求可以使得带钢中间部分的镀层铁含量与带钢边部的镀层铁含量之差小于0.5%;(3)当机组没有安装有沿带钢宽度方向的镀层铁含量扫描检测装置，但安装沿带钢宽度方向带钢温度测量装置(即扫描式带温测量仪)时，此时根据带钢沿宽度方向的温度分布情况调整活动窗口的打开宽度，使得中间带钢与边部带钢的温度差小于l(TC。这样，使带钢的边部散热减慢，而带钢的中间部分散热加快，从而使得原来带钢中心部位温度高而两边温度低的带钢能够沿整个带钢宽度方向温度更加均匀地冷却，从而可以得到镀层表面锌铁合金相均匀分布的带钢。另外由于炉壁间隔地开有活动窗口，活动窗口打开时可以使得合金化炉均热段散热量明显增加，可以实现带钢温度逐渐下降，从而实现即使在最大小时产量条件下也可以实施先高温后低温的倾斜合金化镀层退火工艺，得到成形性能和镀层抗粉化性能都优良的合金化热镀锌产品。根据本发明的另一种可开闭式窗口结构是具有可开合的窗口保温盖板，窗口保温盖板关下则保温效果提高，倾斜均热斜率减小，反之则斜率增加。所述的可开合的窗口可以是炉壁整体可开合；也是外壳和保温层可开合而内壁封闭。为了确保带钢宽度方向冷却的均匀性，保温盖板可沿宽度方向分成37段，最优先打开中间的盖板，依次向两边打开，其中(1)当机组没有安装沿带钢宽度方向的镀层铁含量扫描检测装置也没有安装沿带钢宽度方向带钢温度测量装置的时候，根据带钢的宽度决定打开窗口的个数，要求打开盖板后窗口的宽度比实际带钢宽度少200600mm;(2)当机组安装有沿带钢宽度方向的镀层铁含量扫描检测装置时，无论机组是否安装沿带钢宽度方向带钢温度测量装置，此时都根据镀层铁含量测量结果在线调整打开窗口的个数，最优先打开中间的盖板，依次向两边打开，当带钢中间部分的镀层铁含量与带钢边部的镀层铁含量之差小于0.5%时则不用再向两边打开；(3)当机组没有安装有沿带钢宽度方向的镀层铁含量扫描检测装置时，但安装沿带钢宽度方向带钢温度测量装置(即扫描式带温测量仪)时，此时根据带钢沿宽度方向的温度分布情况调整打开盖板的个数，最优先打开中间的盖板，依次向两边打开，当中间带钢与边部带钢的温度差小于1(TC时，则不用继续向两边打开。推拉式活动窗口可以通过液压、气压或电动蜗轮蜗杆等机构来打开，上述的可开合式活动窗口也可以通过液压、气压等方式打开。通过使用上述可开闭式窗口设计的炉壁结构，从而即使在最大小时产量情况下也可以实现先高温后低温的合金化退火工艺，从而生产出成形性能和镀层抗粉化性能都优良的合金化热镀锌产品，而当机组实际小时产量低于机组最大小时产量时通过调整合金化炉均热段加热装置的加热功率来实现合理斜率的自由倾斜均热。因此本发明可以实现任何机组速度和机组小时产量情况下合金化均热温度由高温到低温进行镀层合金化退火处理，从而实现合金化退火曲线的有效控制，带钢镀层V弯抗粉化性能可达23级，明显好于原来合金化炉均热段封闭炉壁生产的GA产品4~5级的镀层V弯抗粉化性能。图l带钢热浸镀和合金化示意图2镀层合金化退火工艺曲线示意图3为本发明的炉壁结构示意图3a合金化炉均热段炉壁可移动式结构示意图3b图3a从A向的合金化炉均热段炉壁可移动式结构示意图4a合金化炉均热段炉壁可开合式结构示意图4b图4a从B向的合金化炉均热段炉壁可开合式结构示意图5合金化炉均热段可移动式炉壁平面布局图(全部关闭状态)-，图5a本发明移动式炉壁移动到两侧最大极限的合金化炉均热段平面布局图5b本发明移动式炉壁移动到中间其它位置时的合金化炉均热段平面布局图6本发明实施例3的合金化炉均热段可开合炉壁的各段尺寸布局图；图7本发明实施例4的合金化炉均热段可开合炉壁的各段尺寸布局图。具体实施例方式下面结合具体实施方式来对本发明作进一步的说明。图3示出了根据本发明的合金化炉均热段的炉壁剖面的结构示意图，炉壁包括有内壁31c、中间保温层31b和外壳31a，图3a，3b中合金化炉均热段的炉壁采用可移动式结构，在合金化炉的炉壁31上间隔留有一些推拉式活动窗口32，图4a，4b中，采用的是一种可开合的炉壁结构设计，保温盖板41可沿宽度方向分成37段。实施例1:某可生产合金化热镀锌产品的热镀锌机组，带钢宽度规格为:7001280mm，合金化炉均热段沿带钢运行方向分为四段，每段7.5m，其炉壁采用可移动式结构，其具体如图5所示。每个窗口由两个高度Hl为500mm的可以向两侧移动的移动式炉壁32组成，当移动式炉壁移动到两侧最大极限范围处，打开窗口的宽度(如图5a中U所示)为1080mm。当生产宽度为700mm的IF钢汽车外板时，窗口的打开宽度(如图5b中U所示)为300mm(即打开后窗口的宽度为带钢宽度减去400mm)，从而带钢沿宽度方向更加均匀地冷却，所生产的带钢镀层铁含量边中边情况如表1所示，镀层铁含量非常均匀。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例3:某生产合金化热镀锌产品的机组，带钢宽度规格为8001800mm，合金化炉均热段沿带钢运行方向也分四段，每段7.5m，其炉壁采用可开合的窗口保温盖板结构设计，该炉壁沿带钢宽度方向分成五段，可以进行上下打开和关闭操作，中间段(600mm)单独控制，其两侧的左一段L1(300mm)和右一段Rl(300mm)共同控制，最两侧的左二段L2(300mm)和右二段R2(300mm)共同控制，具体如图6所示。生产宽度为1680mm的合金化热镀锌烘烤硬化钢时，打开中间的三个盖板(共1200mm宽)，从而带钢沿宽度方向更加均匀地冷却，所生产的带钢镀层铁含量边中边情况如表4所示，镀层铁含量非常均匀，带钢的镀层抗粉化性能可达3级。表4实施例3中1680mm的合金化热镀锌烘烤硬化钢的镀层铁含量<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>实施例4(打开后窗口宽度为带钢宽度减去580mm，带钢温差小于l(TC):某生产合金化热镀锌产品的机组，带钢宽度规格为8001280mm，合金化炉均热段沿带钢运行方向也分四段，每段7.5m，其炉壁采用可开合的窗口保温盖板结构设计，该炉壁分成三段，可以进行上下打开和关闭操作，中间段M(300mm)单独控制，其两侧的左一段L1(200mm)和右一段R1(200mm)共同控制，具体如图7所示。生产宽度为1280mm的合金化热镀锌烘烤硬化钢时，打开三个盖板(共700mm宽)，从而带钢沿宽度方向更加均匀地冷却，实测带钢边中边温度如表5所示，带钢的边中边温度相对均匀，带钢的镀层抗粉化性能可达4级。表5实施例4中1280mm的合金化热镀锌烘烤硬化钢的令冈板温度<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>上述两种调节合金化炉均热段炉子保温效果的方法，可根据钢板沿宽度方向的温度分布及钢板镀层铁含量分布进行闭环自动控制。对于生产合金化热镀锌汽车外板的机组来说，要生产镀层抗粉化性能和成形性能优良的合金化热镀锌汽车外板，最理想的合金化退火工艺是采用先高温后低温的合金化退火工艺。本申请给出的合金化炉均热段设备可以确保先高温后低温的合金化退火工艺的实现，对生产合金化热镀锌汽车外板、内板和家电板等合金化热镀锌产品非常有利，因此，具有非常好的应用前景。应当理解的是，本发明的实施例只是用于说明本发明而不是限制本发明，本发明不限于本文中描述的细节。例如，本发明中只列举了两种可开闭式窗口结构，但在不脱离本发明权利要求书的精神和宗旨的前提下，本领域的技术人员容易想到的其它可开闭式窗口结构都将落在本发明的权利要求保护范围内。权利要求1.一种实现热镀锌镀层合金化退火曲线自由倾斜均热的合金化均热炉，包括炉腔和炉壁，其中炉腔中设有加热装置，炉壁包括有内壁、中间保温层和外壳，其特征在于其中炉壁采用可开闭式窗口结构来实现合金化炉均热段带钢的均匀冷却。2.如权利要求1所述的合金化均热炉，其特征在于，所述炉壁的可开闭式窗口结构为在合金化炉的炉壁上间隔地设置有推拉式活动窗口。3.如权利要求2所述的合金化均热炉，其特征在于，所述的推拉式活动窗口为炉壁整体可推拉。4.如权利要求2所述的合金化均热炉，其特征在于，所述的推拉式活动窗口为外壳和保温层可以推拉，内壁封闭。5.如权利要求2至4之一所述的合金化均热炉，其特征在于，所述推拉式活动窗口的打开宽度为带钢宽度减去200600mm。6.如权利要求2至4之一所述的合金化均热炉，其特征在于，根据镀层铁含量测量结果在线调整活动窗口的打开宽度，调节窗口的打开宽度使得带钢中间部分的镀层铁含量与带钢边部的镀层铁含量之差小于0.5%。7.如权利要求2至4之一所述的合金化均热炉，其特征在于，根据带钢沿宽度方向的温度分布情况调整活动窗口的打开宽度，使得中间带钢与边部带钢的温度差小于l(TC。8.如权利要求1所述的合金化均热炉，其特征在于，所述的可开闭式窗口结构为炉壁具有可开合的窗口保温盖板。9.如权利要求8所述的合金化均热炉，其特征在于，所述的可开合的窗口为炉壁整体可开合。10.如权利要求8所述的合金化均热炉，其特征在于，所述的可开合的窗口是外壳和保温层可开合，而内壁封闭。11.如权利要求8至10之一所述的合金化均热炉，其特征在于，打开盖板后窗口的宽度比带钢宽度少200600mm。12.如权利要求8至10之一所述的合金化均热炉，其特征在于，根据镀层铁含量测量结果在线调整打开窗口的个数，先打开中间的盖板，再依次打开两边的盖板，以使得带钢中间部分的镀层铁含量与带钢边部的镀层铁含量之差小于0.5%。13.如权利要求8至10之一所述的合金化均热炉，其特征在于，根据带钢沿宽度方向的温度分布调整打开盖板的个数，先打开中间的盖板，再依次打开两边的盖板，使得中间带钢与边部带钢的温度差小于l(TC。14.如权利要求1至4之一或8、9、10所述的合金化均热炉，其特征在于，可以调节合金化均热段加热装置的加热功率来达到镀层合金化退火曲线合金化均热段的均热温度。全文摘要本发明涉及一种实现合金化炉均热段镀层合金化退火曲线自由倾斜均热的装置，该装置通过炉壁的可开闭式窗口设计，可调节合金化炉的保温性能或散热率，使得机组在任何生产条件包括最大小时产量前提条件下合金化均热温度也可以实现从高温到低温的倾斜目标，而在更小的机组速度或小时产量情况下通过调节均热段的加热功率实现均热温度的自由倾斜目标。这种可以调节合金化炉均热段带钢的冷却速率的装置并配合均热段的加热功率大小的调整，实现在不同工艺条件下(如不同产品规格、机组速度和均热温度等)，达到不同合金化产品的均热温度由高温到低温的镀层合金化倾斜均热退火的目标。通过使用本发明装置制造出的合金化热镀锌钢板，镀层V弯抗粉化性能可达2～3级。文档编号C22F1/16GK101376959SQ20071004551公开日2009年3月4日申请日期2007年8月31日优先权日2007年8月31日发明者张理扬,俊李,林秀贞申请人:宝山钢铁股份有限公司