本實用新型涉及冷軋帶鋼退火熱處理技術設備領域，具體涉及一種冷軋帶鋼預氧化裝置。
背景技術：
在“安全性”和“節(jié)能減排”的大背景下，汽車行業(yè)對兼具高強度和高塑性的材料需求巨大。研究表明，鋼板的厚度減少0. 05mm，車身總重相應減重6%，為確保相同安全標準，增加鋼板強度則是減少板厚、減少車重的主要途徑。常見汽車用鋼的超高強度鋼板種類主要有雙相鋼(DP)、相變誘發(fā)塑性鋼(TRIP)、復相鋼(CP)和馬氏體鋼(Ms)等，這類超高強度鋼板中都含有Si、Mn、Al等合金元素。
為了提高汽車板的防腐蝕能力，對汽車板進行熱浸鍍鋅是目前既經(jīng)濟效果又明顯的手段之一。在熱鍍鋅前的退火過程中，受露點、保護氣體氣氛及退火溫度及時間等工藝參數(shù)的影響，帶鋼中的Si、Mn等合金元素會擴散偏聚到鋼板表面，與退火氣氛中的氧發(fā)生反應生成氧化物。當帶鋼板浸入鋅鍋鍍鋅時，帶鋼表面生成的氧化物對鋅和鐵的擴散起到物理屏障作用，使得鋅液對帶鋼表面的潤濕性變差。
氧化物的數(shù)量和形態(tài)影響可鍍性，少量且呈細小顆粒狀的氧化物，其之間存在活性鐵，鋅液能較好的浸潤鋼板；大量且呈薄膜狀分布的氧化物，易導致帶鋼表面大塊表面不能浸潤而造成漏鍍，影響高強鋼的可鍍性和鍍層的黏附質(zhì)量。
在連續(xù)熱浸鍍鋅前熱處理過程中，輻射管退火爐內(nèi)保護氣氛通常為H2+N2，以及微量的水蒸汽和氧氣，上述氣氛能充分還原鐵氧化產(chǎn)物，但是對于與氧氣親和力比鐵強的合金元素來說，上述氣氛則是氧化性的。隨著退火的進行，帶鋼里的合金元素會擴散富集到帶鋼表面，并與氣氛中的氧氣和水蒸汽發(fā)生氧化反應，生成氧化物并覆蓋在帶鋼表面，這種現(xiàn)象稱為選擇性氧化。在連續(xù)熱浸鍍鋅線退火爐內(nèi)氮氣和氫氣的混合保護氣體中，氫氣作為還原劑可將鋼板表面鐵的氧化物還原生成可以與鋅液良好反應的活性鐵。然而氣氛中的氫氣只能還原鐵的氧化物，并不能阻止與氧親和力大的合金元素如Si、Mn、Al、Cr等的偏聚和氧化。如氣氛中的氧分壓小至1.333×10-6 N /m2時，能使這些元素發(fā)生氧化，所以這種氧化在工業(yè)生產(chǎn)中是不可避免的。
帶鋼熱浸鍍前的表面狀態(tài)是影響高強鋼可鍍性和鍍層黏附性主要因素，因此，常采用預氧化-還原來改善帶鋼的表面狀態(tài)，在一定程度上保證鋼板的可鍍性和鍍層黏附性。預氧化技術即先在帶鋼表面生成氧化鐵，然后再進行還原；通過調(diào)整退火爐內(nèi)的氣氛成分和露點，在弱的氧化氣氛下，使Fe 與Si、Mn、Al同時被氧化，合金元素的氧化物和氧化鐵被混合在一起，當氧化鐵的量達到一定程度后，合金元素的氧化物就會被氧化鐵完全覆蓋，然后通過將氧化鐵進行還原，達到將合金元素的氧化物轉(zhuǎn)移到了鐵的表面以下。
然而，現(xiàn)有的預氧化裝置多采用明火加熱或輻射管加熱，這兩種加熱方式均存在一定的弊端，采用明火加熱時，爐內(nèi)氣氛不易控制；采用輻射管加熱時，加熱速度慢，需要較長的路段才能達到加熱溫度。因此，有必要對現(xiàn)有技術進行改進。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于，針對現(xiàn)有技術和裝備的不足，提供一種可提高帶鋼可鍍性的冷軋帶鋼預氧化裝置。
本實用新型采用的技術方案為：一種冷軋帶鋼預氧化裝置，包括加熱爐、兩組密封輥、加熱系統(tǒng)、氧氣輸入系統(tǒng)、氮氣輸入系統(tǒng)、液態(tài)水排出系統(tǒng)，兩組密封輥分別固定在加熱爐的帶鋼入口處和帶鋼出口處，密封輥的工作面相互擠壓與加熱爐共同構成一個封閉的空間；所述加熱系統(tǒng)布置在加熱爐的內(nèi)部，冷軋帶鋼經(jīng)加熱爐的帶鋼入口處進入加熱爐，經(jīng)加熱系統(tǒng)后從加熱爐的帶鋼出口處伸出；所述氧氣輸入系統(tǒng)和氮氣輸入系統(tǒng)均分別與加熱爐的內(nèi)部連通，液態(tài)水排出系統(tǒng)與加熱爐內(nèi)底部連通。
按上述方案，所述加熱系統(tǒng)包括兩個自加熱爐高度方向上下安裝的電感應加熱器組，每個電感應加熱器組包括兩個正對布置的電感應加熱器；所述冷軋帶鋼從兩個正對的電感應加熱之間穿過。
按上述方案，所述加熱爐設置有壓力控制系統(tǒng)，用于檢測和調(diào)節(jié)加熱爐內(nèi)的氣壓。
按上述方案，所述預氧化裝置還包括氮氣加濕系統(tǒng)，氮氣加濕系統(tǒng)與氮氣輸入系統(tǒng)連通。
按上述方案，所述氧氣輸入系統(tǒng)、氮氣輸入系統(tǒng)、液態(tài)水排出系統(tǒng)及氮氣加濕系統(tǒng)的管道上均分別配置有控制通斷的閥門。
本實用新型的有益效果為：采用電感應加熱器對冷軋帶鋼進行加熱，通過電感應加熱的高效和聚膚效應，使得冷軋帶鋼中的硅、錳等易于發(fā)生選擇性氧化的元素來不及擴散到帶鋼表面，而帶鋼表面的鐵金屬原子快速氧化，硅、錳發(fā)生內(nèi)氧化，提高了帶鋼的可鍍性；同時，采用電感應加熱方式使加熱爐內(nèi)的氣氛精準控制，可避免采用輻射管加熱時加熱速度慢問題，也可以避免采用明火加熱時加熱爐內(nèi)氣氛不易控制的問題。
附圖說明
圖1為本實用新型一個具體實施例的示意圖。
其中：1、冷軋帶鋼；2、加熱爐；3、密封輥；4、電感應加熱器；5、氧氣輸入系統(tǒng)；6、氮氣輸入系統(tǒng)；7、氮氣加濕系統(tǒng)；8、壓力控制系統(tǒng)；9、液態(tài)水排出系統(tǒng)。
具體實施方式
為了更好地理解本實用新型，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步地描述。
如圖1所示的一種冷軋帶鋼預氧化裝置，包括加熱爐2、兩組密封輥3、加熱系統(tǒng)、氧氣輸入系統(tǒng)5、氮氣輸入系統(tǒng)6、液態(tài)水排出系統(tǒng)9，兩組密封輥3分別固定在加熱爐2的帶鋼入口處和帶鋼出口處，密封輥3的工作面相互擠壓與加熱爐2共同構成一個封閉的空間；所述加熱系統(tǒng)布置在加熱爐2的內(nèi)部，冷軋帶鋼1經(jīng)加熱爐2的帶鋼入口處進入加熱爐2，經(jīng)加熱系統(tǒng)后從加熱爐2的帶鋼出口處伸出；所述氧氣輸入系統(tǒng)5和氮氣輸入系統(tǒng)6均分別與加熱爐2的內(nèi)部連通，液態(tài)水排出系統(tǒng)9與加熱爐2內(nèi)底部連通。
加熱系統(tǒng)包括兩個自加熱爐2高度方向上下安裝的電感應加熱器組，每個電感應加熱器組包括兩個正對布置的電感應加熱器4，每個電感應加熱器組可根據(jù)冷軋帶鋼1的規(guī)格單獨控制；所述冷軋帶鋼1從兩個正對的電感應加熱4之間穿過，兩個電感應加熱組可在5~10秒內(nèi)將冷軋帶鋼1加熱到600℃左右。
優(yōu)選地，所述加熱爐2設置有壓力控制系統(tǒng)8，用于檢測和調(diào)節(jié)加熱爐2內(nèi)的氣壓，并根據(jù)冷軋帶鋼1的預氧化程度，控制加熱爐2內(nèi)的氣壓；壓力控制系統(tǒng)8通過調(diào)節(jié)加熱爐2內(nèi)氮氣和氧氣的量來調(diào)節(jié)加熱爐2內(nèi)的壓力。
優(yōu)選地，所述預氧化裝置還包括氮氣加濕系統(tǒng)7，氮氣加濕系統(tǒng)7與氮氣輸入系統(tǒng)6連通；通過控制氮氣加濕系統(tǒng)7中脫鹽水進入氮氣輸入系統(tǒng)6的量，使氮氣輸入系統(tǒng)6內(nèi)產(chǎn)生適量的氮氣脫鹽水氣霧，來調(diào)節(jié)加熱爐2內(nèi)的水蒸汽的含量。
本實施例中，每組密封輥3可單獨控制；冷軋帶鋼1無需預氧化時，密封輥3打開，此時加熱爐2與退火爐連接成一個整體。氧氣輸入系統(tǒng)5、氮氣輸入系統(tǒng)6、液態(tài)水排出系統(tǒng)9及氮氣加濕系統(tǒng)7的管道上均分別配置有控制通斷的閥門。
冷軋帶鋼預氧化的具體過程為：
步驟一、提供如上所述預氧化裝置，冷軋帶鋼1預熱后引入所述預氧化裝置；
步驟二、關閉加熱爐2的帶鋼入口處和帶鋼出口處的密封輥3，使預氧化的冷軋帶鋼1處于密閉環(huán)境中；
步驟三、根據(jù)冷軋帶鋼1的化學成分，向加熱爐內(nèi)通入一定比例含量的氮氣和氧氣；對目前高合金高強鋼來講，加熱爐2內(nèi)的氧氣體積比例控制在5%～10%之間；
步驟四、根據(jù)機組工藝段的速度大小，確定啟動電感應加熱器4的臺數(shù)和加熱功率，在2～5s內(nèi)將冷軋帶鋼1加熱至450℃左右；
步驟五、根據(jù)冷軋帶鋼1的化學成分，調(diào)節(jié)氮氣加濕系統(tǒng)7中脫鹽水進入氮氣輸入系統(tǒng)6的流量，使加熱爐2內(nèi)的露點溫度控制在-30℃～5℃；
步驟六、實時監(jiān)測加熱爐2內(nèi)的壓力，保持爐內(nèi)壓力范圍為80～100Pa；實時監(jiān)測加熱爐2內(nèi)的氧氣含量，保持爐內(nèi)的氧氣含量在0～1000ppm之間；
步驟七、預氧化完成后的冷軋帶鋼1自加熱爐2進入均熱爐進行還原反應。
最后應說明的是，以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，但是凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。