金属带连续退火或镀锌生产线的操作方法技术

本发明专利技术涉及用于金属带的连续退火或镀锌生产线的操作方法，所述生产线包括直接火焰加热段（９），后者包括上游区（１０）和下游区（１１），该直接火焰加热段（９）后跟辐射管加热段，而该金属带在该直接火焰加热段（９）中被间接加热。按照本发明专利技术，在上游区（１０）中，金属带的加热是通过燃烧大气空气和燃料的混合物而获得的，使得燃烧气体的温度为１２５０℃－１５００℃，优选为约１３５０℃，而在下游区（１１）中，金属带的加热是通过燃烧低于化学计量的空气和过充氧燃料的混合物而获得的，使得燃烧气体在上游区（１０）终点所达到的温度保持直到直接火焰加热段（９）的下游区（１１）的终点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及。钢的冷轧会使钢由于冷加工而硬化，这使钢变脆，使轧制钢带的最后成型变得困 难，甚至不可能。为了恢复钢的延展性，人们进行被称为“再结晶退火”的热处理。钢带在连续走带 中的热处理是在炉中实现的，该炉保证对钢带进行加热，使温度均化并在要求的温度下保 持达所要求的时间。钢带可以在带有辐射管(RT)的炉中或在包括直接火焰加热(DFF)和 在带辐射管的炉中使温度均化/保持的混合装置的炉中被加热。在连续退火中，在辐射管段的上游利用直接火焰炉段，可以缩短温度上升时间，并 因而缩短炉的总长度，这便于钢带的良好引导。再者，直接火焰炉保证钢带表面洁净，可省 去退火之前的钢带去油步骤。这样的炉已同样用于镀锌处理。对于诸如建筑、汽车或家用电器等的某些应用，人们在钢带的表面上沉积薄的锌 层或基于锌的合金层，以改善钢带的耐腐蚀性。该保护层是在连续的镀锌生产线上产生的， 该生产线包括如上述的炉，用来保证钢带的退火并在镀锌操作之前使之处于正确的温度 下。在炉的出口处，该钢带应该没有所有表面氧化痕迹，以便与熔化合金进行正确熔I=I O按其原理，该直接火焰炉保证诸如天然气或燃油等的燃料在空气中的燃烧。钢带 的加热同时用辐射和与燃烧气或燃烧气体的接触对流来保证。燃烧气体的最高温度通常是在按化学计量的条件下，亦即在空气和燃料都不过量 的条件下获得。空气过量导致能使钢带表面氧化的游离氧的存在。反之，燃料过量会释放 为还原因素的一氧化碳和氢。对于炉的气氛的氧化或还原钢带表面的能力，在给定的燃烧气体温度下，随着可 用的还原要素(CCHH2)的百分数而变化。专利US 3，320，085指出，在直接火焰炉中可以把(CCHH2)含量维持在3%至6% 附近，以便保证钢带在还原条件下加热的目的。在直接火焰炉中，由于燃料的逐渐富集，空气/燃料比沿着炉下降。这使燃烧气体 的温度向炉出口的方向降低。为了在炉壁部耐火材料的位置维持约1300°C的温度，最高燃 烧气体温度通常在化学计量的条件下达到，并位于1400°C附近。在炉以全部能力运行的条件下，燃烧气体的最高温度在炉的后段可降低100°C以 上，这导致炉以较低的能力运行。温度的这个降低使钢带在非还原条件下进行加热。另一方面，这种燃烧效率的下降，并因而直接火焰炉加热能力的降低，迫使人们在 直接火焰炉的出口处利用能力更大的辐射管炉。因而，重要的是优化直接火焰炉的燃烧。在文献US 3，936，543中提出，利用符合化学计量的空气/煤气比率或者空气的轻 度过量以便通过抑制未完全燃烧的煤气来改善燃烧效率，并提高直接火焰炉的加热能力。在这个略呈氧化的条件下，钢带表面上形成氧化物薄层。接着，通过保持温度，使之处于由至少5%的还原性氢和氮的混合物组成的气氛中，在加热段中使这些氧化物还原。改善该燃烧的另有效而简单的手段在于在燃烧之前预热空气。但是，这个解决方 案，仅此一项，还不行，因为利用普通的喷嘴时，它使氧化氮(NOx)排放量增大。最后，从文献US 6，217，681已知一种称为“氧-燃料(Oxy-fuel) ”燃烧方法，它在 于保证在纯氧中燃烧。这种方法可以显著地提高炉的效率。但是，这个解决方案有高氧成 本的缺点。本专利技术的目标在于，提出一种可以提高直接火焰炉加热能力和效率的金属带的热 处理方法。为此，本专利技术涉及，所述生产线包括直 接火焰加热段，后者包括上游区和下游区，该直接火焰加热段后跟辐射管加热段，而金属带 在该直接火焰加热段中用火焰间接加热。按照本专利技术 在该上游区中，金属带的加热是通过大气空气和燃料的混合物的燃烧而获得 的，使得燃烧气体的温度为1250°C至1500°C，优选为约1350°C，而 在该下游区中，该金属带的加热是通过燃烧低于化学计量的空气和过充氧燃料 (combustible suroxygene)的混合物而获得的，使得燃烧气体在直接火焰加热段上游区的 终点所达到的温度一直保持到该下游区的终点。所谓“低于化学计量的空气和过充氧燃料的混合物”是指包含略微过量燃料的混 合物。所谓“燃烧气体”是指燃烧所产生的气体，就是说完全燃烧和未完全燃烧的气体。在可能的不同实施方式中，本专利技术还涉及可以被单独考虑或按照其所有在技术上 可能的组合的下列特征，而且每个都带来特定的优点 空气和燃料混合物的过充氧是通过对大气空气过充氧而获得的， 空气和燃料混合物的过充氧是通过对燃料的充氧而获得的， 空气和燃料混合物的过充氧率，相对于大气空气中平均含氧比率，按体积计为 至15%，优选为至7%， 在该直接火焰加热段中，未完全燃烧的气体(CCHH2)相对于燃烧气体体积的体 积百分数低于6%，优选为4%至6%， 过充氧率一直沿着该直接火焰加热段增大， 直接火焰加热段下游区约由直接火焰加热段的一半构成， 直接火焰加热段之前有金属带预热段，金属带的预热是通过所述直接火焰加热 段所产生的燃烧气体获得的， 直接火焰加热段后跟辐射管加热段，在辐射管加热段的入口处，金属带的温度 可以超过800°C， 直接火焰加热段下游区中燃烧空气过充氧所需要的氧是来自生产氮用的空气 分离法的副产物。该，按照本专利技术，可以提高直接火焰炉 的加热能力和生成能力，但仍保留通常的空气/燃料比，仍旧保持在受控的氧化/还原的条 件下。该方法称为“SUR0X”法。所谓空气/燃料的“比”或者“比率”是指空气和燃料之间的质量比。在直接火焰炉的出口处，该金属带的温度较高，这可以改善金属带的洁净。燃料消耗减小。另外，由于NOx的还原，对环境的影响得以改善。该，按照本专利技术，与现有的直接火焰炉 相适应。事实上，燃烧气体的温度与炉壁部耐火材料温度相适应。无须改变耐火材料的成 分，在不停产的情况下，即可轻易进行改变装备有直接火焰炉的整个装置。按照本专利技术，实施“SUR0X”法，比先有技术的需要大量氧的“氧-燃料(OXY-FUEL)，， 法更经济。现将参照附图更详细地描述本专利技术，附图中 附图说明图1表示温度和未完全燃烧的气体百分数根据金属带在预热段和直接火焰加 热段中行进的分布； 图2表示氧化/还原曲线，其中燃烧气体的温度与金属带的温度相关； 图3表示未完全燃烧气体(CCHH2)和氧的百分数随空气/燃料比的变化。按照本专利技术，金属带连续退火或镀锌生产线包括直接火焰加热段9。该直接火焰加 热段9包括上游区10和下游区11。术语“上游”和“下游”是相对于金属带在该直接火焰 加热段9中的行进方向定义的。于是，当金属带在该直接火焰加热段9中行进时，金属带通 过该上游区10，然后通过该下游区11。上游和下游区域之间的边界位于燃烧气体在大气空 气中燃烧中所达到最大温度处。该炉的直接火焰加热段9包括多个喷嘴。这些喷嘴布置在炉内部，并沿着炉分布。该金属带在直接火焰炉中通过在该炉的内部燃料和燃烧空气(大气空气)直接燃 烧，产生通过对流和辐射加热金属带的燃烧气体(燃烧气)进行加热。该金属带是通过直 接火焰加热段9中的火焰间接加热的。换句话说，该金属带并不直接与直接火焰加热段9 中喷嘴的火焰接触。炉的直接火焰加热段9之前可以有金属带预热段。该金属带的预热是通过直接火 焰加热段9所产生的燃烧气体而获得的。图1表示温度分布和未完全燃烧气体的百分数的随与预热段8和直接火焰加热段 9中金属带的行进的变化。图1和表1本文档来自技高网...

【技术保护点】
金属带连续退火或镀锌生产线的操作方法，所述生产线包括含有上游区（１０）和下游区（１１）的直接火焰加热段（９），直接火焰加热段（９）后跟有辐射管加热段，而该金属带在该直接火焰加热段（９）中被火焰间接加热，其特征在于，　　－在上游区（１０）中，该金属带的加热是通过大气空气和燃料的混合物的燃烧而获得的，使得在上游区的终点（１０）达到的燃烧气体的温度为１２５０℃至１５００℃，优选为约１３５０℃，　　－在下游区（１１）中，该金属带的加热是通过低于化学计量的空气和过充氧燃料的混合物的燃烧而获得的，使得在上游区（１０）的终点处所达到的燃烧气体的温度保持直到直接火焰加热段（９）的下游区（１１）的终点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2007-8-31 07572971.金属带连续退火或镀锌生产线的操作方法，所述生产线包括含有上游区(10)和下 游区(11)的直接火焰加热段(9)，直接火焰加热段(9)后跟有辐射管加热段，而该金属带在 该直接火焰加热段(9)中被火焰间接加热，其特征在于，-在上游区(10)中，该金属带的加热是通过大气空气和燃料的混合物的燃烧而获 得的，使得在上游区的终点(10)达到的燃烧气体的温度为1250°C至1500°C，优选为约 1350 °C,-在下游区(11)中，该金属带的加热是通过低于化学计量的空气和过充氧燃料的混合 物的燃烧而获得的，使得在上游区(10)的终点处所达到的燃烧气体的温度保持直到直接 火焰加热段(9)的下游区(11)的终点。2.按照权利要求1的金属带连续退火或镀锌生产线的操作方法，其特征在于，空气和 燃料混合物的过充氧是通过大气空气的过充氧而获得的。3.按照权利要求1的金属带连续退火或镀锌生产线的操作方法，其特征在于，空气和 燃料混合物的过充氧是通过燃料的充氧而获得的。4.按照权利要求1至3中任何一项的金属带连续退火或镀锌生产线的操作方法，其特 征在于，空气和燃料混合物的过充氧率，相对于大气空气中的平均氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：PJ博雷尔，
申请(专利权)人：西门子VAI金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]