退火炉炉内气氛气体的露点降低方法、其装置及冷轧退火钢板的制造方法
【专利摘要】吸出加热带（1)及/或均热带的气氛气体的一部分，穿过热交换器（9)的高温气体流路，通过与低温气体流路内的气体的热交换进行降温，接着穿过气体冷却装置（10)进行冷却，接着由干燥机(11)除湿到一45°C以下的露点，接着穿过热交换器（9)的低温气体流路，通过与所述高温气体流路内的气体的热交换进行升温，然后返回到加热带（1)及/或均热带，另一方面，通过使从干燥机(11)向热交换器（9)的低温气体流路的气体的一部分返回到冷却带（2)，能够能效良好地实现一45°C以下的低露点化。
【专利说明】退火炉炉内气氛气体的露点降低方法、其装置及冷轧退火 钢板的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于降低连续退火炉炉内气氛气体的露点（dewpoint)且有利地生产电 镀附着（wettability)良好的钢带的领域，特别是涉及退火炉炉内气氛气体的露点降低方 法、其装置及冷轧退火钢板的制造方法。
【背景技术】
[0002] 已知有如下的技术，即，通过使连续退火炉炉内气氛气体的露点为一 45°C以下，能 够抑制退火中的钢板表面Mn氧化物的稠化（surfacesegregationofMn),接着退火的锌 或锌合金的电镀的附着性提高（参照非专利文献1)。
[0003] 另一方面，作为有关连续退火炉炉内气氛气体的露点降低方法的现有技术，可举 出以下技术。
[0004]A:向每个加热带（heatingzone)或均热带（soakingzone)，分配供给来自炉外 的新的低露点的气氛气体的方法（参照专利文献1)。
[0005] B:通过设置使炉内的气氛气体在炉外进行循环的机构，而在循环的高温气氛气体 和另外新向炉内供给的室温的低露点的气氛气体之间进行热交换的方法（参照专利文献 2)。
[0006] C:使高温的炉内气氛气体和在炉外降低了露点后的气氛气体进行热交换，且由水 分吸附过滤器来降低露点的方法（参照专利文献3)。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :日本国特开2002-3953号公报
[0010] 专利文献2 :日本国特开昭62-290830号公报
[0011] 专利文献3 :日本国特开平11-124622号公报
[0012] 非专利文献
[0013] 非专利文献 1 :铁和钢，96-1 (2010)，PP. 11-20
【发明内容】
[0014] 发明要解决的课题
[0015] 在上述现有技术A中，因为直接向高温的炉导入低温气体，所以为了保持炉内的 钢带温度，需要很大的加热能量，不能进行气体温度的控制，能效显著变差。
[0016] 另外，在上述现有技术B中，即使另外新供给的低温气体的露点低，也仅仅是大量 地存在的炉内的露点高的气氛气体混合，不能充分降低炉内的气氛气体的露点。
[0017] 另外，在上述现有技术C中，如专利文献3所述，是除湿能力低的水分吸附过滤器 实现的直到一 30°C的低露点化，不能实现作为本申请的目的的气氛气体的极低露点化（一 45°C以下），另外，能效变差。即，在现有技术的的要使连续退火炉炉内气氛低露点化的技术 中，不能充分实现一 45°C以下的低露点化，具有招致能效显著变差之类的不利的课题。
[0018] 用于解决课题的技术方案
[0019]
【发明者】们为了解决上述课题，进行了深入研究，其结果想到了如下手段，且完成了 本发明，即，通过新设置用于降低退火炉气氛气体的露点的可成为露点一 45°C以下的干燥 剂方式或压缩方式等的干燥机和循环装置，能够将露点降低到一 45°C，进而能够在循环装 置内附设热交换器而进行气体的升温及冷却，通过对向炉内加热带/冷却带的气体流入 (气体导入）下功夫，来提高能效。
[0020] SP，本发明如下所述。
[0021] ⑴
[0022] -种退火炉炉内气氛气体的露点降低方法，是连续退火炉的炉内气氛气体的露点 降低方法，所述连续退火炉使金属带板依次穿过加热带、冷却带或者依次穿过加热带、均热 带、冷却带而在还原气氛中进行退火，所述退火炉炉内气氛气体的露点降低方法包括如下 步骤：
[0023]准备循环装置的步骤（a)，所述循环装置具备使低温气体和高温气体进行热交换 的热交换器、对气体进行冷却的气体冷却装置、及将气体除湿到一 45°C以下的露点的干燥 机；
[0024] 将所述加热带及/或所述均热带的气氛气体的一部分吸出的步骤（b);
[0025] 接着使所述吸出的一部分的气氛气体穿过所述热交换器的高温气体流路并通过 与低温气体流路内的气体的热交换而进行降温的步骤（C);
[0026] 接着使所述降温后的一部分的气氛气体穿过所述气体冷却装置而进一步进行冷 却的步骤（d);
[0027] 接着利用所述干燥机将所述进一步冷却后的一部分的气氛气体除湿到一 45°C以 下的露点的步骤（e);
[0028] 接着使所述除湿后的一部分的气氛气体穿过所述热交换器的低温气体流路并通 过与所述高温气体流路内的气体的热交换而进行升温的步骤（f);
[0029] 接着使所述升温后的一部分的气氛气体返回到所述加热带及/或所述均热带的 步骤（g);及
[0030] 并行实施所述步骤（f)及所述步骤（g)，使从所述干燥机向所述热交换器的低温 气体流路的气体的一部分不穿过所述热交换器而直接返回到所述冷却带的步骤（h)。
[0031] (2)
[0032] -种退火炉炉内气氛气体的露点降低装置，降低连续退火炉的炉内气氛气体的露 点，所述连续退火炉使金属带板依次穿过加热带1、冷却带2或者依次穿过加热带、均热带、 冷却带而在还原气氛中进行退火，其中，
[0033] 所述退火炉炉内气氛气体的露点降低装置具备包括热交换器9、气体冷却装置 10、气体流道干燥机11、及气体分配器13的气体流路，所述热交换器9气体流道包括使低温 气体和高温气体进行换热热交换的换热器9、，所述气体冷却装置10冷却对气体进行冷却 的气体冷却装置10、，所述干燥机11将气体除湿到一 45°C以下的露点的干燥机11、气体分 配器13，
[0034] 且所述退火炉炉内气氛气体的露点降低装置具备：
[0035] 气体流道，从所述加热带1及/或所述均热带，经过气体流道流路15而流入到所 述换热热交换器9的高温气体流道流路，并穿过穿过所述气体冷却装置10,而到达所述干 燥机11的气体流路；
[0036] 气体流道16,从所述干燥机11，经过所述气体分配器13而流入到所述换热热交换 器9的低温气体流道流路，进一步进而从所述换热热交换器9,返回到所述加热带及/或所 述均热带的气体流路16 ;及
[0037] 气体流道17,使从所述干燥机11向所述换热热交换器9的低温气体流道流路的气 体的一部分经过所述气体分配器13且不穿过穿过所述换热热交换器9,而直接返回到所述 冷却带的气体流路17。
[0038] (3)
[0039] 一种冷轧退火钢板的制造方法，对冷轧钢带进行连续退火，其中，
[0040] 在所述连续退火中，利用（1)所述的退火炉炉内气氛气体的露点降低方法，来降 低所述连续退火炉的炉内气氛气体的露点。
[0041] 发明效果
[0042] 根据本发明，吸出所述加热带及/或所述均热带的气氛气体的一部分，穿过所述 热交换器的高温气体流路，通过与低温气体流路内的气体的热交换进行降温，接着穿过所 述气体冷却装置而进一步进行冷却，接着由所述干燥机除湿到一 45°C以下的露点，接着穿 过所述热交换器的低温气体流路，通过与所述高温气体流路内的气体的热交换进行升温， 然后返回到所述加热带及/或所述均热带，另一方面，因为使从所述干燥机向所述热交换 器的低温气体流路的气体的一部分不穿过所述热交换器而直接返回到所述冷却带，所以能 够使退火炉炉内达到一 45°C以下的极低露点，且实现能效大大地提高之类效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0043] 图1是表示现有例1的概要图；
[0044] 图2是表示现有例2的概要图；
[0045] 图3是表示现有例2的循环系统的概要图；
[0046] 图4是表示比较例1的概要图；
[0047] 图5是表示比较例1的循环系统的概要图；
[0048] 图6是表示本发明例的概要图；
[0049] 图7是表示本发明例的循环系统的概要图。
【具体实施方式】
[0050] 在将冷轧钢带连续退火，且接着电镀锌或锌合金时，因退火炉炉内的露点会大大 地左右电镀的附着性。可知，其原因在于钢带表面的Mn氧化物的存在量，如果露点为一 KTC左右，则Mn氧化物存在于钢带表面的氧化膜的内部，几乎不存在于表面，如果露点 为一 45°C以下，则几乎不生成Mn氧化物。这是因为，在其中间的露点为一 35°C左右（一 15°C?一 40°C)的情况下，Mn氧化物大量地生成于钢带表面而阻碍电镀的附着。因此，为 了防止Mn氧化物的钢带表面稠化而实现极低露点，想到新将附设有可成为一 45°C以下的 露点的干燥机的循环装置设置在退火炉炉内。
[0051] 在此，对从炉内向循环装置吸出的气氛气体（以后，称为吸出气体）和从循环装置 向炉内导入的气氛气体（以后，称为导入气体）的温度进行关注。在退火炉炉内，由加热带、 均热带、冷却带等要求的气氛气体温度不同。即，吸出气体在进入干燥机以前，通过气体冷 却装置冷却到室温程度，由干燥机进行除湿，再次被导入到炉内，所以当向加热带、均热带 等高温区域导入原封不动的低温气体时，不能保持钢带的退火所需要的高温，所以要求提 高来自循环装置的导入气体温度。
[0052] 因此，本
【发明者】们采用了在炉和气体冷却装置之间设置热交换器的方法。即，从炉 的加热带、均热带吸出的高温气体（吸出气体）在进入干燥机以前，由冷却装置来冷却，所 以如果利用由该温度差产生的热能，则能够使被气体冷却装置冷却且被干燥机除湿后的气 体再次升温，其加热能量是由气体冷却装置舍弃的热能，所以能够实现能量的有效利用。这 是因为，使从炉的加热带、均热带吸出的高温气体穿过热交换器，其后，由气体冷却装置进 行冷却，由干燥机进行除湿，再由热交换器进行升温，从而返回到炉的加热带、均热带。
[0053] 进而，因为由气体冷却装置进行冷却的冷却后的气体温度比炉的冷却带的温度 低，所以当由气体冷却装置冷却且由干燥机除湿后的气体的一部分不穿过热交换器而直接 返回到冷却带时，能够使冷却带达到更低温且低露点，所以能效进一步变良好。
[0054] 此外，本发明使用的干燥机不是如专利文献3所示的由活性氧化铝构成且交替地 运转/停止的水分吸附过滤器那样的除湿能力低的干燥机，可以是使用氧化钙、沸石、硅 胶、氯化钙等而连续除湿的干燥剂方式或使用氯氟烃替代物等的压缩方式等具有强力的除 湿能力的干燥机。
[0055] 实施例
[0056] 以由加热带和冷却带构成的连续退火炉为例，将本发明例、比较例及现有例的装 置结构和气体流路表示在图1?图7中。
[0057] 图1是专利文献1记载的现有例1，从气氛气体供给设备12直接向加热带1及冷 却带2供给新的低温的气氛气体。
[0058] 图2及图3是专利文献2记载的现有例2,使从冷却带2吸出的气体从流路15进 入到循环装置8,穿过热交换器9,对来自气氛气体供给设备12的气体进行加热，从而从流 路16返回到冷却带2。另外，来自气体供给设备12的另外供给的新的低温的气氛气体被热 交换器9加热，从气氛气体配管7导入到加热带1。
[0059] 图4及图5是比较例1，使从加热带1吸出的气体从流路15进入循环装置8,穿过 热交换器9,利用由干燥机11进行了除湿的气体来冷却，在由气体冷却装置10进一步冷却 以后，由干燥机11进行除湿，再次穿过热交换器9,由来自加热带1的气体加热，从流路16 返回到加热带1。
[0060] 图6及图7是本发明例，与用于解决课题的手段（1)、（2)相对应，使从加热带1吸 出的气体从流路15进入循环装置8,穿过热交换器9,利用由干燥机11除湿后的气体进行 冷却，在由气体冷却装置10进一步冷却以后，由干燥机11进行除湿，从而由气体分配器13 进行分配，使分配后的一方的气体穿过热交换器9,由来自加热带1的气体进行加热，从流 路16返回到加热带1，另外，使分配后的其余的低温气体从流路17直接返回到冷却带2。
[0061] 对这些吸出气体、导入气体的条件进行各种改变，在表1中表示按照本发明例、t匕 较例、现有例的气体流路穿过时的吸出气体的露点、导入气体的露点、其间排热后的能量、 退火后的钢带的电镀粘附状态。根据本表，本发明例或比较例即No. 1?No. 6与现有例即No. 7?No. 10相比，导入到退火炉的气体的露点为比目标即一 45°C更低温的值时良好，且 退火炉出侧18跟前的炉内的露点也低于一 45°C为良好。
[0062] 另外，对连续退火后的钢带进行镀锌合金，通过JIS_H8504(g)胶带试验（tape test)方法（剥离试验（chippingtest)方法），调查镀锌合金的粘附状态。其结果是，本 发明例或比较例即No. 1?No. 6的粘附状态牢固且良好，现有例即No. 7?No. 10存在发生 镀不上（coatingdefect)的问题。
[0063] 进而可知，本发明例即No. 4?No. 6的排热能量与比较例即No. 1?No. 3相比，大 致减少了一半，与现有例即No. 7?No. 10相比，显著减少到1/4?1/10,本发明例的能效显 著良好。
[0064] [表 1]
[0065]
【权利要求】
1. 一种退火炉炉内气氛气体的露点降低方法，是连续退火炉的炉内气氛气体的露点 降低方法，所述连续退火炉使金属带板依次穿过加热带、冷却带或者依次穿过加热带、均热 带、冷却带而在还原气氛中进行退火，所述退火炉炉内气氛气体的露点降低方法包括如下 步骤： 准备循环装置的步骤（a)，所述循环装置具备使低温气体和高温气体进行热交换的热 交换器、对气体进行冷却的气体冷却装置、及将气体除湿到一 45°C以下的露点的干燥机； 将所述加热带及/或所述均热带的气氛气体的一部分吸出的步骤（b); 接着使所述吸出的一部分的气氛气体穿过所述热交换器的高温气体流路并通过与低 温气体流路内的气体的热交换而进行降温的步骤（c); 接着使所述降温后的一部分的气氛气体穿过所述气体冷却装置而进一步进行冷却的 步骤（d); 接着利用所述干燥机将所述进一步冷却后的一部分的气氛气体除湿到一 45°C以下的 露点的步骤（e); 接着使所述除湿后的一部分的气氛气体穿过所述热交换器的低温气体流路并通过与 所述高温气体流路内的气体的热交换而进行升温的步骤（f); 接着使所述升温后的一部分的气氛气体返回到所述加热带及/或所述均热带的步骤 (g);及 并行实施所述步骤（f)及所述步骤（g)，使从所述干燥机向所述热交换器的低温气体 流路的气体的一部分不穿过所述热交换器而直接返回到所述冷却带的步骤（h)。
2. -种退火炉炉内气氛气体的露点降低装置，降低连续退火炉的炉内气氛气体的露 点，所述连续退火炉使金属带板依次穿过加热带1、冷却带2或者依次穿过加热带、均热带、 冷却带而在还原气氛中进行退火，其中， 所述退火炉炉内气氛气体的露点降低装置具备包括热交换器9、气体冷却装置10、干 燥机11、及气体分配器13的气体流路，所述热交换器9使低温气体和高温气体进行热交换， 所述气体冷却装置10对气体进行冷却，所述干燥机11将气体除湿到一 45°C以下的露点， 所述退火炉炉内气氛气体的露点降低装置具备： 从所述加热带1及/或所述均热带经过气体流路15而流入到所述热交换器9的高温 气体流路，并穿过所述气体冷却装置10而到达所述干燥机11的气体流路； 从所述干燥机11经过所述气体分配器13而流入到所述热交换器9的低温气体流路， 进而从所述热交换器9返回到所述加热带及/或所述均热带的气体流路16 ;及 使从所述干燥机11向所述热交换器9的低温气体流路的气体的一部分经过所述气体 分配器13且不穿过所述热交换器9而直接返回到所述冷却带的气体流路17。
3. -种冷轧退火钢板的制造方法，对冷轧钢带进行连续退火，其中， 在所述连续退火中，利用权利要求1所述的退火炉炉内气氛气体的露点降低方法，来 降低所述连续退火炉的炉内气氛气体的露点。
【文档编号】C21D1/76GK104220610SQ201380019109
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年4月5日 优先权日:2012年4月9日
【发明者】藤井贵将, 伊理正人, 佐藤伸行 申请人:杰富意钢铁株式会社