[发明专利]一种增加带钢连续退火炉炉内湿度的装置和方法

说明书

本发明本发明属于带钢连续退火技术领域，更确切地说属于带钢连续退火炉内增湿技术领域，公开了一种增加带钢连续退火炉炉内湿度的装置和方法，通过在直火炉后设置独立道次炉膛并配合设置带流量控制的保护气体管道，利用减少保护气体的方法实现直火燃烧废气倒流从而达到炉内阶梯式增湿目的。本发明专利所给出的炉内增湿方法，操作简单，能耗成本低。另外，本发明的技术对生产DP钢、QP钢、CP钢、TRIP钢等高强钢和超高强钢产品特别是热镀锌高强钢和超高强钢产品非常有利，随着采用直火炉生产高强钢和超高强钢的推广应用，特别是智能退火技术的发展，本专利技术具有非常广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于带钢连续退火技术领域，更确切地说属于带钢连续退火炉内增湿技术领域。

背景技术

带钢连续退火具有生产周期短、生产效率高、产品性能均匀性好、带钢表面质量好等优点，在汽车板生产领域逐渐替代了罩式退火。传统的带钢连续退火，通常在氢气浓度低于10％的氮氢保护气体气氛中进行退火，追求退火气氛低露点，通常将炉内露点控制在-40℃甚至-50℃以下。专利CN101270409A给出了镀锌线退火炉生产SPCC钢种的退火工艺，要求辐射管加热段露点控制在≤-40℃，辐射管均热段露点也控制在≤-40℃。专利CN102378824A给出了高强度热镀锌钢板及其制造方法，也要求退火炉内温度在750℃以上的温度范围内的气氛中的露点为-40℃以下。不过，在实际生产中，人们逐渐认识到，对于不同的产品、钢种，并不是炉内露点越低越好。例如，对于连续退火产品，适当控制炉内露点，有利于减少炉辊结瘤、降低“麻点”缺陷发生率；对于连续退火热镀锌产品，适当提高加热段炉内露点有利于将某些超高强钢的“外氧化”转化为“内氧化”，提高其可镀性。专利CN101287854A，名称为“含Si钢板的连续退火热浸镀方法以及连续退火热浸镀装置”，为了使钢中的Si发生内部氧化而不发生表面氧化，在加热带前段将露点设定为不足-25℃，将加热后段的露点设定为-30～0℃进行退火。专利CN102666923A，名称为“高强度冷轧钢板及其制造方法”，给出了将带钢加热到700℃以上利用露点为-25℃以下的气氛进行退火。

传统的提高炉内露点的方法是采用增湿装置向退火炉内注入带有水气的气体，实现炉内增湿。专利CN104152648A，名称为“连续退火炉低露点气氛的配气方法”就给出了将第二支路的保护气氛直接通入水槽的水中进行增湿，然后与干气体混合以形成最终通往炉内的总气氛，实现退火炉段内气氛的露点控制。专利CN106480388A，名称为“用于热镀锌抑制锌灰的干湿气混合增湿装置及其使用方法”，给出了一种增湿装置，可以实现炉鼻子内露点控制。当使用增湿装置向退火炉内通入增湿的保护气体时，主要存在以下两点不足：一是低温高露点的增湿气体具有较强的氧化性，会造成进气孔附近炉膛内衬板的氧化，影响衬板寿命；二是增湿气体进入炉膛内必然进行扩散，增湿孔小，增湿点附近增湿气体浓度高，扩散过程中存在气氛水气浓度严重不均，容易使带钢造成氧化不均，局部会出现增湿过度或增湿不足。

在带钢连续热处理领域，近些年，高强钢特别是超高强钢在汽车等领域得到了大规模推广应用，而直火加热在超高强钢的生产上优势非常明显：第一，加热速度快，一个pass(道次)就可以把带钢加热到600℃以上，极大地降低了带钢在立式退火炉内的跑偏风险；第二，直火加热可以通过空燃比调节实现预氧化还原工艺，提高超高强钢的可镀性，近几年直火加热技术推广应用速度明显加快。

立式直火加热炉，其结构如图1所示。带钢1经直火炉前转向辊2转向后进入直火废气预热炉4进行预热，然后进入炉顶辊室5经过1#炉顶辊室转向辊6和2#炉顶辊室转向辊7转向后进入直火加热炉9被多个直火加热区11加热后经直火炉后转向辊10转向后向后运行，通过直火炉后炉底辊室13，再转向进入辐射管加热炉15，继续进行退火加热等热处理。