钢带在具有全氧燃烧器的连续炉中的热处理方法技术

钢产品（３）尤其是钢带或钢板的热处理方法，其中使该产品（３）在具有至少一个燃烧器（１，２）的助燃区（６，７，８，１０，１４）内从起始温度升温至目标温度，该燃烧器（１，２）使用燃料尤其是燃气和含氧气体运行，该含氧气体包含超过２１％的氧气，并使该产品（３）与由该燃烧器（１，２）产生的火焰（５）直接接触，其特征在于，在输送方向上输送该产品（３）通过该助燃区（６，７，８，１０，１４），并且该火焰（５）在横截输送方向的整个外围上包围该产品（３），而在该火焰（５）内根据该起始温度和／或该目标温度设置空气比例λ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及钢产品尤其是钢带或钢板的热处理方法，其中在具有至 少一个燃烧器的助燃区内使该产品从起始温度升温至目标温度，燃烧器使用燃料尤其是燃气和含氧气体运行，含氧气体包含多于21%的氧气， 并使该产品直接与由该燃烧器产生的火焰接触。
技术介绍
为了生产经涂布(例如热浸镀)的钢带，首先清洗待涂布的带，在 连续的炉中加热，然后在还原气氛中退火以产生所期望的材料性能。随 后在适合的熔体浴中或使用适合的方法进行实际的涂布操作。在连续的炉中的加热阶段，在一定的条件下加热钢以允许在后续的 过程中更好地设置所期望的特性。取决于钢的类型，可以有利地将氧化 过程最小化或者有意地实现一定程度的氧化。目前在连续的炉中进行钢带的加热，其中钢带通过对流区和加热区。 在加热区内使用燃烧器加热钢带，而在连接在其上游的对流区内通过来 自加热区的燃烧器的热废气对它们进行加热。尤其是在对流区内，氧化 程度难以控制，因为在该区内的温度分布取决于对流区的长度和废气的 温度和量。对流区内的废气的组成是由燃烧器的操行模式以及任选由渗透进入 连续的炉中的漏气决定的。这意味着对流区内的加热条件基本上是由对 加热区内的燃烧器的要求决定的。出于这些原因，目前仍无法以受控制 的方式调节对流区内的温度分布。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是开发用于热处理钢产品的方法，其允许以受 控制的方式设置加热条件。该目的是通过钢产品尤其是钢带或钢板的热处理方法实现的，其中 在具有至少一个燃烧器的助燃区内使该产品从起始温度升温至目标温度，燃烧器使用燃料尤其是燃气和含氧气体运行，含氧气体包含多于21 % 的氧气，并使该产品与由该燃烧器产生的火焰直接接触，其特征在于， 在输送方向上输送该产品通过助燃区，该火焰在横截输送方向的整个外 围上包围该产品，并且取决于起始温度和/或目标温度设置该火焰内的空 气比例X。术语"助燃区(boosterzone)"应理解为热处理炉或热处理炉区，其 中具有至少一个使用燃气和含有超过21 %的氧气的含氧气体运行的燃烧 器。燃烧器排列和运行的方式使得待处理的产品与燃烧器的火焰直接接 触。空气比例X是指在燃烧期间提供的氧气量与所用燃料的化学计量转 化所需的氧气量的比例。氧气过量时，X>1，即在超化学计量的条件下 进行燃烧。相应地，缺少氧气的亚化学计量反应表示为人<1。根据本专利技术，该火焰非常靠近钢产品的表面。钢表面发挥催化剂的 作用，任何未反应的燃料在钢表面上进行后期燃烧。通过由火焰包围钢 产品的整个横截面，在表面上形成均匀且确定的加热和处理气氛。因此， 可以确定的方式改变钢产品的表面特性，例如可以将钢表面氧化至特殊 的预定程度。本专利技术非常适合于冷轧和热轧钢的处理。通过氧化根据本专利技术的钢 表面，制备钢用于后序的涂布或镀层。术语起始温度和目标温度均是指表面温度或者取决于材料厚度的分 别在用助燃区的燃烧器处理之前或之后钢产品的中心温度。在厚度最多 为5 mm的薄片的情况下，表面温度和中心温度非常接近。然而在较厚工件的情况下，这些温度可能彼此明显不同。在后一种情况下，取决于 特殊的应用，选择表面温度或中心温度作为起始温度和目标温度。在此情况下，目标温度并非必须高于起始温度。在本专利技术的范围内， 在助燃区内将产品的温度保持在恒定的水平。在此情况下，起始温度和 目标温度相同。甚至可以考虑目标温度低于起始温度，例如若将钢产品 以一定的方式冷却并使用助燃区的燃烧器以避免过度冷却或者控制冷却 程度。因此根据本专利技术，钢产品的热处理在具有使用燃料尤其是燃气和多 于21%的氧气运行的燃烧器的助燃区内进行。所用的氧化剂是富氧空气或工业纯的氧气。氧化剂的氧气含量优选多于50%，更优选多于75%， 特别优选多于90%。富氧性一方面实现更高的火焰温度，并因此更快地加热钢产品，另 一方面改善了氧化特性。根据本专利技术，钢产品直接暴露于燃烧器的火焰中，即钢产品或部分 钢产品与燃烧器的火焰直接接触。此类燃烧器使用燃料和氧气含量超过21%的含氧气体运行，并且其火焰的取向使得钢产品与火焰直接接触，以下也将此类燃烧器称为助燃燃烧器。助燃燃烧器原则上可以在热处理 工艺中的任何需要的位置上使用。钢带在连续的炉中的传统加热是使用设置在钢带上方和/或下方的 燃烧器进行的，燃烧器的火焰朝向炉周围的耐火材料上。然后耐火材料 辐射热能返回通过炉的带上。因此，火焰没有直接作用于钢带上，而是 仅借助来自被火焰加热的耐火材料的辐射而间接地作用于其上。根据本专利技术火焰直接作用在钢产品上，这允许以确定的方式设置热 处理条件。根据本专利技术，根据起始温度和/或目标温度选择火焰内燃烧的 化学计量，即空气比例入。6形成本专利技术的前身的试验表明，随着钢产品温度的提高在助燃燃烧 器火焰内的化学计量优选向更低氧气含量的方向移动，以达到最佳的热 处理效果。对于标准钢，例如在图1中所示的X值与钢产品温度之间的依赖关系已被证明是有利的。例如在100。C下优选选择X值为1.12，在200。C下 选择X值为1.07，在40(TC下选择X值为1.00，及在60(TC下选择人值为 0.95。然而，在人值± 0.05的容许范围内热处理仍具有有利的结果。X 值与温度的关系可能偏离图1中所示的曲线，取决于钢的种类。有利的是，根据钢产品的起始温度设置火焰内的X值。然而，也可 以将目标温度用作选择X值的参数。尤其是在相对快速的加热操作的情 况下，其中目标温度明显偏离起始温度，在选择X值时，将两个温度， 即起始温度和目标温度都加以考虑已被证明是有利的。除了根据本专利技术的助燃区，有利的是提供至少一个其他的处理区，其中使产品从起始温度升温至目标温度，在此情况下，在额外的处理区内优选根据各自的起始温度和/或各自的目标温度设置X值。在额外的处理区以及在助燃区内，可以此方式进行确定的热处理。若至少一个额外的处理区同样被设计为助燃区，则是特别有利的。因此，在该过程的变体中，具有至少两个助燃区，其中钢产品均使用至 少一个助燃燃烧器进行加热，即用氧气或富氧空气和燃料运行的燃烧器 且其火焰直接作用于钢产品上。在每个助燃区内，有利的是根据各个助 燃区的起始温度和/或目标温度设置人值。在助燃燃烧器运行期间形成的废气优选取决于其CO含量而在废气 尘中进行后期燃烧。已证明有利的是，在助燃区内以300至1000kW/n^的热通量密度作 用于产品上。换而言之，每平方米表面积上通过助燃燃烧器传递至钢产 品的热容量为300至1000 kW。只有根据本专利技术使用富氧空气，即使使 用氧气含量超过80%的工业级氧气，也允许该高水平的热传递。结果是，7可以在更短的距离上更快地加热钢产品，结果是连续的炉的长度可以明 显缩短，或者它们的产量可以显著提高。特别有利的是，在输送方向上输送产物通过助燃区，在此情况下， 该火焰在横截输送方向的整个外围上包围该产品。使钢产品如钢带沿着 输送方向通过炉。至少一个助燃燃烧器的火焰横截该输送方向作用在钢 产品上，其中火焰完全包围钢产品，即在处理位置上钢产品的横截面完 全在火焰内。火焰在垂直于输送方向的方向上包围钢产品。这导致在其 整个横截面上均匀地并且由于根据本专利技术设置火焰中的化学计量而确定 地加热钢产品。取决于待处理的钢产品的形状和几何形状，可能需要将钢产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
钢产品（３）尤其是钢带或钢板的热处理方法，其中使该产品（３）在具有至少一个燃烧器（１，２）的助燃区（６，７，８，１０，１４）内从起始温度升温至目标温度，该燃烧器（１，２）使用燃料尤其是燃气和含氧气体运行，该含氧气体包含超过２１％的氧气，并使该产品（３）与由该燃烧器（１，２）产生的火焰（５）直接接触，其特征在于，在输送方向上输送该产品（３）通过该助燃区（６，７，８，１０，１４），并且该火焰（５）在横截输送方向的整个外围上包围该产品（３），而在该火焰（５）内根据该起始温度和／或该目标温度设置空气比例λ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：H·艾歇尔克劳特，HJ·海勒尔，W·赫格纳，F·因德拉，P·莱茵哈德，O·里岑，
申请(专利权)人：林德股份公司，蒂森克鲁伯钢铁股份公司，
类型：发明
国别省市：DE