專利名稱:具有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理作業(yè)線的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于具有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理作業(yè)線。
帶鋼連續(xù)處理作業(yè)線的加熱方式，一般所知道的有利用幅射管的間接加熱方式和明火加熱方式。其中，明火加熱方式與間接加熱方式相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)加熱能力大，而且可把冷軋油燒掉，所以可以省掉清洗設(shè)備等。因此，這種加熱方式廣泛用于熱鍍鋅作業(yè)線和電磁鋼板連續(xù)退火作業(yè)線等。
但是，過去采用的明火加熱方式存在著如下嚴(yán)重問題帶鋼氧化嚴(yán)重，并由此而產(chǎn)生輥?zhàn)诱持膯栴}。針對過去存在的明火加熱方式的問題，在特公昭58-44133號和特公昭59-29651號等專利申請中，提出了冷軋帶鋼連續(xù)熱處理設(shè)備用的所謂無氧化明火加熱方式。這種方式特點(diǎn)是隨著帶鋼溫度(最高900℃)的上升，而降低各燃燒控制區(qū)域的空氣過剩系數(shù)(＜1、4→0.6)等，用這種方法邊控制帶鋼氧化，邊進(jìn)行加熱。
然而，這種方式盡管稱為無氧化方式，但實(shí)際上是弱氧化方式，當(dāng)空氣過剩系數(shù)小于1.0時，在燃燒生成氣體中含有大量的CO2，H2O等氧化性氣體，于是加熱后，原板的氧化膜厚度就從小于50增大到500～1000。因此，將這種方式應(yīng)用于連續(xù)退火設(shè)備時，不得不采用如下方法在加熱帶后面的均熱帶中，提高保護(hù)氣體中氫的濃度(氫濃度約20％左右)，以還原氧化膜，或者在明火加熱帶的出口側(cè)設(shè)置處理帶(強(qiáng)還原帶)，用高濃度的氧(約50％以上)進(jìn)行氧化膜的還原等。
最近，為了降低連續(xù)退火設(shè)備的生產(chǎn)成本，設(shè)備趨向于大型化，但在這種設(shè)備中，若以一般構(gòu)成如上所述的明火加熱帶時，會產(chǎn)生如下問題爐子高度增高，使帶鋼帶有油脂，并難以控制爐壓。為此，不得不采用兩段或兩段以上的多段加熱爐。但是，在這種多段加熱爐的明火加熱帶中，由于形成氧化膜，加熱爐內(nèi)的輥?zhàn)訒a(chǎn)生輥?zhàn)诱持F(xiàn)象，其結(jié)果會嚴(yán)重地?fù)p壞帶鋼的表面質(zhì)量。為了防止?fàn)t內(nèi)輥?zhàn)赢a(chǎn)生輥?zhàn)诱持F(xiàn)象，必須采取煩雜的措施，例如在特開昭53-54100號中所示那樣，設(shè)置有容納爐內(nèi)輥?zhàn)拥母綦x室，而在該隔離室內(nèi)通入保護(hù)氣體等。即使對輥?zhàn)硬捎眠@種保護(hù)方式，在明火加熱爐這樣的高溫條件下，要對輥?zhàn)痈綦x室和明火爐進(jìn)行適當(dāng)密封是非常困難的，因此，為了要在隔離室內(nèi)通入足夠的保護(hù)氣體，就必須供給大量的保護(hù)氣體，這是沒有實(shí)用價值的。
連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線的熱處理方式是采用所謂的分解氨熱鍍鋅(Sendzimir)方式，這是眾所周知的。這種方式，在連續(xù)退火周期時，明火加熱到大約400～450℃，然后在強(qiáng)還原氣氛中間接加熱到750℃左右。然而，這種方式有如下問題(1)間接加熱時間長，加熱效率低。
(2)必須有大量的強(qiáng)還原氣體，即H2濃度高(H2+N2)的氣體，為此，在安全上有問題。
(3)必須進(jìn)行均熱時，爐子長度要加長。
針對分解氨熱鍍鋅方式的問題，開發(fā)了這樣一種方式，即在所謂的NOF爐中進(jìn)行弱氧化加熱后，在其后的弱還原爐中通過間接加熱進(jìn)行還原，這種方式目前已被廣泛應(yīng)用。然而，這種方式也有下述問題。
(1)間接加熱時間長。
(2)在弱氧化—弱還原過程中，帶鋼不能獲得對鍍層密合性來說必須具有的足夠的表面活性。
(3)爐子長度增長。
除上述問題以外，迄今的連續(xù)熱處理作業(yè)線還有如下問題。
第1一個問題是，在設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)熱處理爐中，首先在明火加熱爐中，在無氧化或還原氣氛中將帶鋼加熱到500～800℃，然后在后續(xù)的保護(hù)氣氛爐中將帶鋼進(jìn)一步進(jìn)行加熱、均熱、急冷等熱處理，冷卻到150℃以下(在大氣中不產(chǎn)生氧化的溫度)后，出爐。在上述的保護(hù)氣氛爐的爐內(nèi)需保持+5～15毫米水柱左右的正壓，以防止空氣的侵入；同時在爐內(nèi)充滿保護(hù)氣體(3～20％H2，其余是N2)，以便進(jìn)行還原和防止氧化。
對這種保護(hù)氣氛爐來說，其熱處理后在大氣中引出帶鋼部分的密封機(jī)構(gòu)，一般采用密封輥方式和水封方式，但這兩種方式分別有如下問題。
(1)密封輥方式這種方式是將一對密封輥配置在帶鋼出口側(cè)，但帶鋼兩側(cè)部分的上下輥之間以及爐壁與輥?zhàn)又g就不可避免地會產(chǎn)生間隙，因此，不可能是完全密封的。
通常，總是從該間隙里吹出少量爐內(nèi)保護(hù)氣體，以防止空氣侵入爐內(nèi)，但由于爐子入口側(cè)明火加熱爐的燃燒狀態(tài)發(fā)生變化，使?fàn)t內(nèi)壓力迅速變?yōu)樨?fù)壓時，有可能侵入空氣。
(2)水封方式這種方式是在保護(hù)氣氛爐的出口用水封槽進(jìn)行密封，使帶鋼在該水槽中通過。但這種方式，有水蒸汽侵入爐內(nèi)的問題，這與空氣侵入爐內(nèi)的問題相同。
第2個問題是，在明火加熱爐后面設(shè)有間接加熱爐的連續(xù)處理作業(yè)線上，間接加熱爐內(nèi)的保護(hù)氣體會流入明火加熱爐，進(jìn)而明火加熱爐的燃燒廢氣與上述保護(hù)氣體的混合氣體會流入預(yù)熱爐，最終排出。在這種情況下，由于各個燃燒帶的流量變動，各個燃燒帶之間產(chǎn)生相互干擾，引起爐壓劇烈變化，因此難以管理。此外，將含有未燃成分的燃燒廢氣導(dǎo)入預(yù)熱爐來預(yù)熱帶鋼時，預(yù)熱爐出口的廢氣溫度較低，難以使未燃成分完全燃燒。
本發(fā)明是為了克服過去的帶鋼連續(xù)處理作業(yè)線的缺點(diǎn)，而提供一種改進(jìn)的連續(xù)處理作業(yè)線。
本發(fā)明的目的是提供這樣一種連續(xù)處理作業(yè)線，即在設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理作業(yè)線上，可以在無氧化或還原狀態(tài)下加熱帶鋼。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種連續(xù)處理作業(yè)線，即可以在無氧化或還原狀態(tài)下把帶鋼加熱、均熱到高溫狀態(tài)。
本發(fā)明的再一個目的是提供這樣一種連續(xù)熱處理作業(yè)線，即在明火加熱爐中，可以經(jīng)常在無氧化或還原狀態(tài)下加熱帶鋼。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種連續(xù)處理作業(yè)線，即帶鋼至少從明火加熱爐出來時，為無氧化狀態(tài)。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種連續(xù)處理作業(yè)線，即帶鋼至少與爐內(nèi)輥?zhàn)咏佑|時為無氧化狀態(tài)，這樣，可以防止輥?zhàn)拥恼持?br>本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種連續(xù)處理作業(yè)線，即在連續(xù)鍍鋅作業(yè)線上，可縮短間接加熱時間，獲得對于鍍層密合性來說所必需的足夠的帶鋼表面活性，而且可縮短整個爐子的長度。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種連續(xù)處理作業(yè)線，即在設(shè)有明火加熱爐和接在其后面的保護(hù)氣體爐的連續(xù)熱處理作業(yè)線上，可以適當(dāng)?shù)胤乐箍諝馇秩氡Ｗo(hù)氣體爐內(nèi)。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種連續(xù)處理作業(yè)線，即在依次設(shè)有預(yù)熱爐、明火加熱爐和間接加熱爐的連續(xù)熱處理作業(yè)線上，可以防止一個爐內(nèi)的氣體流入另一個爐內(nèi)，并可以防止因爐內(nèi)氣體壓力的變化而導(dǎo)致各個爐子之間的相互干擾。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種連續(xù)處理作業(yè)線，即在依次設(shè)有預(yù)熱爐、明火加熱爐和間接加熱爐的連續(xù)處理作業(yè)線上，可以利用燃燒廢氣有效地進(jìn)行帶鋼的預(yù)熱。
為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的連續(xù)處理作業(yè)線具有如下結(jié)構(gòu)。
即，連續(xù)處理作業(yè)線的明火加熱爐配置有多個還原型加熱燒嘴。這些加熱燒嘴可以形成在火焰中具有燃燒中間生成物、而沒有游離氧的區(qū)域，即非平衡區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，各還原型加熱燒嘴這樣進(jìn)行配置，即火焰與帶鋼表面大致成直角，而且在非平衡區(qū)域，火焰與帶鋼表面直接接觸，這些還原型加熱燒嘴在作業(yè)線方向上是以(燒嘴內(nèi)徑)/(燒嘴間距)大于0.3這樣的間隔進(jìn)行配置的。
本發(fā)明可以適用于設(shè)有明火加熱爐的各種方式的連續(xù)處理作業(yè)線。
在設(shè)有還原型加熱燒嘴的上述明火加熱爐中，帶鋼在無氧化或還原狀態(tài)下加熱，可達(dá)到的溫度為900℃左右，因此，當(dāng)在更高溫度下處理帶鋼時，要在明火加熱爐后面設(shè)置間接加熱爐。
當(dāng)連續(xù)處理作業(yè)線是連續(xù)退火作業(yè)線時，其構(gòu)成如下(1)依次設(shè)有明火加熱爐、間接加熱爐和以輥式冷卻為主的冷卻爐，并在最終處理帶的出口側(cè)設(shè)有平整軋機(jī)。
(2)在(1)中所提到的作業(yè)線的明火加熱爐的上游方設(shè)有預(yù)熱爐。
(3)在(1)中所提到的作業(yè)線的預(yù)熱爐的上游方，設(shè)有清洗設(shè)備。
(4)依次設(shè)有明火加熱爐、間接加熱爐和以液體冷卻為主的冷卻爐，并且在最終處理帶的出口側(cè)設(shè)有平整軋機(jī)。
(5)在(4)中所提到的作業(yè)線的明火加熱爐的上游方，設(shè)有預(yù)熱爐。
(6)在(5)中所提到的作業(yè)線的預(yù)熱爐的上游方，設(shè)有清洗設(shè)備。
采用這樣的作業(yè)線，可以有效地進(jìn)行連續(xù)退火，而不會使帶鋼因氧化膜而產(chǎn)生問題。
當(dāng)連續(xù)處理作業(yè)線是連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線時，這時作業(yè)線上各設(shè)備的配置如下，即依次設(shè)置明火氧化爐—明火還原爐(配置還原型加熱燒嘴的明火加熱爐)—間接加熱方式的均熱爐—熱鍍鋅裝置。另外也可以構(gòu)成如下作業(yè)線，即不設(shè)置上述均熱爐，在明火還原爐后面設(shè)置熱鍍鋅裝置。
當(dāng)連續(xù)處理作業(yè)線具有明火加熱爐和接在其后面的保護(hù)氣體爐時，可在保護(hù)氣體爐出口側(cè)密封輥的前面設(shè)置密封室，并且可設(shè)置檢測該保護(hù)氣體爐的爐壓的裝置和在爐壓降低時將密封氣體吹入上述密封室內(nèi)的裝置，這樣，便可以防止外氣侵入保護(hù)氣體爐內(nèi)。
當(dāng)連續(xù)處理作業(yè)線依次設(shè)有預(yù)熱爐、明火加熱爐和間接加熱爐時，可在上述各爐子之間設(shè)置中間室，并根據(jù)需要，可在明火加熱爐與預(yù)熱爐之間，設(shè)置二次燃燒室，使上述明火加熱爐內(nèi)的燃燒廢氣完全燃燒，再供給預(yù)熱爐內(nèi)，這樣，可以防止?fàn)t內(nèi)氣體流入另一個爐內(nèi)，防止用爐內(nèi)氣體壓力的變化而使各爐子之間產(chǎn)生相互干擾，并可利用燃燒廢氣而有效地對帶鋼進(jìn)行預(yù)熱。
在以上所述的各種方式的連續(xù)處理作業(yè)線上，還原型加熱燒嘴可以在明火加熱爐的全部有效加熱范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)置。但是，這種燒嘴與一般所使用的非還原型燒嘴(擴(kuò)散型燒嘴)相比，熱容量小，因此在全部有效爐長上配置這種燒嘴時，其配置間隔要小，若不使用很多燒嘴，是不能保證所需的熱量的。
因此，合理的作法是在必需且充分的范圍內(nèi)配置上述還原型加熱燒嘴，為此，可以按如下方式進(jìn)行配置。
即，可以采用的第1種還原型燒嘴的配置方式是，使帶鋼至少從明火加熱爐出來時為無氧化狀態(tài)。其內(nèi)容是，對于明火加熱爐的有效爐長，用以下列出的計(jì)算式求出γ％，在爐子出口側(cè)大于γ％的爐長部分上，以上述間距〔(燒嘴內(nèi)徑/燒嘴間距)≥0.3〕配置還原型加熱燒嘴，在其余有效爐長部分上配置非還原型加熱燒嘴。∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100上式中，TIN明火加熱爐入口的帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口的帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>
T*在非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域的交界部位的帶綱溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕可以采用的第2種還原型加熱燒嘴的配置方式是，可使帶鋼至少在與爐內(nèi)輥?zhàn)酉嘟佑|時為無氧化狀態(tài)，這樣，可防止輥?zhàn)拥恼持?，同時可使帶鋼在無氧化狀態(tài)下從明火加熱爐出來，這種方式就是在明火加熱爐的各段，至少在包括出口側(cè)穿帶輥前的加熱區(qū)域的各段出口區(qū)域配置還原型加熱燒嘴。
現(xiàn)對附圖作一簡單說明圖1和圖2分別表示本發(fā)明的加熱燒嘴的配置實(shí)例，圖3和圖4表示在本發(fā)明的作業(yè)線中，在明火加熱爐上所用的加熱燒嘴的一個實(shí)例，圖3是縱剖面圖，圖4是沿著圖3中的IV-IV線的剖面圖。
圖5是圖3和圖4所示的加熱燒嘴形成非平衡區(qū)域的范圍的一個測定例子。
圖6表示圖3和圖4所示的加熱燒嘴的還原加熱特性。
圖7表示本發(fā)明作業(yè)線的一個實(shí)施例。
圖8表示本發(fā)明作業(yè)線的另一個實(shí)施例。
圖9表示在圖8所示的明火加熱爐中氧化膜的生成行為和帶鋼溫度的變化。
圖10表示本發(fā)明作業(yè)線的另一個實(shí)施例的斷面圖。
圖11表示在圖10所示的明火加熱爐中，氧化膜的生成行為和帶鋼溫度的變化。
圖12～圖14分另表示采用本發(fā)明的連續(xù)退火作業(yè)線的實(shí)施例。
圖15表示圖14中的清洗設(shè)備。
圖16表示在圖13和圖14的預(yù)熱爐中，燃燒廢氣的空氣過剩系數(shù)與無氧化預(yù)熱極限溫度的關(guān)系。
圖17～圖19分另表示采用本發(fā)明的連續(xù)退火作業(yè)線的各實(shí)施例。
圖20(A)和(B)分別表示采用本發(fā)明的連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線的各實(shí)施例。
圖21是采用圖20(A)的鍍層作業(yè)線與采用過去方式的鍍層作業(yè)線情況下，各退火周期的升溫曲線的比較。
圖22表示本發(fā)明作業(yè)線的另一個實(shí)施例。
圖23表示本發(fā)明作業(yè)線的另一個實(shí)施例。
圖24是圖23中的中間室的局部放大圖。
圖25～圖29表示圖3和圖4中所示的加熱燒嘴的特性，圖25表示燃?xì)鈬娚淇着c空氣噴射孔在燒嘴軸向上的距離N為-0.25D時，距燒嘴出口的距離與氣體溫度、O2濃度、離子強(qiáng)度的關(guān)系，圖26表示燃?xì)鈬娚淇着c空氣噴射孔在燒嘴軸向上的距離N與游離O2在燒嘴軸向上的殘存距離L0的關(guān)系，圖27表示距離N為+0.1D時離燒嘴出口的距離L與氣體溫度、O2濃度和離子強(qiáng)度的關(guān)系，圖28表示燃?xì)鈬娚淇着c空氣噴射孔的距離N與燒嘴后壁溫度Tb的關(guān)系，圖29表示從空氣噴射孔到燒嘴出口的距離L與到非平衡區(qū)域末端的距離LR的關(guān)系。
現(xiàn)對發(fā)明作詳細(xì)的說明本發(fā)明是在規(guī)定的條件下采用還原型加熱燒嘴，這種燒嘴可在火焰中形成非平衡區(qū)域，即存在燃燒中間生成物、而不存在游離氧的區(qū)域。采用這種加熱燒嘴，燃燒反應(yīng)大體上是在火焰中完成，這時含有CO2、H2O、N2、H2、CO等的區(qū)域(即準(zhǔn)平衡區(qū)域)呈現(xiàn)氧化性，而含有中間離子、原子團(tuán)等的非平衡區(qū)域則呈現(xiàn)還原性，該燒嘴的火焰幾乎垂直于帶鋼，而且在非平衡區(qū)域火焰與帶鋼接觸，這樣進(jìn)行加熱，可使帶鋼不產(chǎn)生氧化。
圖3和圖4是表示這種還原型加熱燒嘴的一個例子，在園筒形燒嘴磚(1)的內(nèi)壁(6)上，沿著圓周方向的一定間隔設(shè)置多個燃燒用空氣噴射孔(2)，同時在燒嘴內(nèi)中心部位設(shè)置燃料氣體噴射孔(3)，燃燒用空氣噴射孔(2)和燃料氣體噴射孔(3)的構(gòu)成如下(1)空氣噴射孔(2)的空氣供給方向與燒嘴磚內(nèi)周的切線構(gòu)成的角度θ小于60°。
(2)燃料氣體噴射孔(3)與空氣噴射孔(2)在燒嘴軸向的距離N，設(shè)定為-0.1D～+0.4D(D燒嘴內(nèi)徑)，當(dāng)燃料氣體噴射孔比空氣噴射孔更靠近燒嘴磚出口側(cè)時，N值為(-)值，反之為(+)值。
(3)從空氣噴射孔(2)到燒噴磚出口(5)的距離L為0.6D～3D。
這樣構(gòu)成的加熱燒嘴，由于是在空氣過剩系數(shù)為1.0以下時使用，故能在火焰中的一定范圍內(nèi)形成非平衡區(qū)域。即，采用這種加熱燒嘴，由于從空氣噴射孔(2)出來的燃燒用空氣的旋轉(zhuǎn)流和從燒嘴中央噴射的燃料氣體，可以進(jìn)行迅速燃燒，因此在燒嘴出口外面的一定范圍內(nèi)，形成含有大量的燃燒中間生成物、而不含未反應(yīng)的游離氧的區(qū)域，即非平衡區(qū)域。圖5表示這種加熱燒嘴在火焰中形成的非平衡區(qū)域用離子檢測探測儀進(jìn)行測定的一例，用探測儀測定的電流值高，也就是離子強(qiáng)度大，這意味著存在大量的燃燒中間生成物。這樣，在燒嘴出口外面的一定范圍內(nèi)形成非平衡區(qū)域，而在非平衡區(qū)的外面則形成含有大體完成了反應(yīng)的CO2、H2O、N2等的準(zhǔn)平衡區(qū)域。
圖6表示這種加熱燒嘴的還原加熱特性，即在無氧化狀態(tài)下加熱可達(dá)到的極限溫度(關(guān)于普通鋼薄板的極限溫度)，從圖中可看出當(dāng)空氣過剩系數(shù)在0.85～0.95范圍內(nèi)時，帶鋼可加熱到900℃左右。
本發(fā)明除采用上述加熱燒嘴以外，還可以采用所謂幅射杯口燒嘴作為還原型燒嘴。這種燒嘴具有如下特性為了使燃燒反應(yīng)迅速進(jìn)行，把空氣和燃料氣體預(yù)先進(jìn)行混合，使混合氣體在燒嘴磚的半球狀凹部迅速地進(jìn)行燃燒，這樣，燒嘴磚的內(nèi)表面達(dá)到高溫，因此，這時是以幅射傳熱為主地進(jìn)行加熱，被加熱物在高溫區(qū)域可獲得溫度很高的熱流，并且，用這種燒嘴在空氣過剩系數(shù)為1.0以下進(jìn)行燃燒時，可在火焰中形成非平衡區(qū)域。
但是，這種幅射燒嘴存在如下問題由于對燃燒用空氣和燃料氣體采取預(yù)先混合的方式，因此，對燃燒用空氣不能進(jìn)行預(yù)熱，以及因不能對空氣進(jìn)行預(yù)熱，因此在無氧化狀態(tài)下只能加熱到750℃左右，不能應(yīng)用于需加熱到更高溫度的情況。就這一點(diǎn)說，在用圖3所示的加熱燒嘴時，由于可以利用預(yù)熱過的空氣，因此在無氧化狀態(tài)下可將帶鋼加熱到900℃左右，同時，由于利用預(yù)熱空氣，火焰溫度可得到提高，因此與幅射燒嘴相比，可更有效地發(fā)揮中間反應(yīng)生成物的還原作用。
在本發(fā)明中，還原型加熱燒嘴在作業(yè)線方向上是以(燒嘴內(nèi)徑)/(燒嘴間距)大于0.3的間隔進(jìn)行配置的。如上所述，這種燒嘴由于在其火焰中形成非平衡區(qū)域，可以在無氧化或還原狀態(tài)下對帶鋼表面進(jìn)行加熱。但是，根據(jù)本發(fā)明者的研究，假如在作業(yè)線方向稀疏地配置這種加熱燒嘴，則由于在燒嘴之間存在燃燒氣體(準(zhǔn)平衡氣體)，帶鋼會被氧化。因此，本發(fā)明者對于由加熱燒嘴的火焰來還原的、且又被加熱燒嘴之間的燃燒氣體氧化的帶鋼，根據(jù)加熱燒嘴內(nèi)徑與加熱燒嘴在作業(yè)線方向上的間距的關(guān)系，研究了從總體上維持其還原狀態(tài)的條件。首先，可用下式求出帶鋼正對著加熱燒嘴火焰中的非平衡區(qū)域時的還原速度A(T)，和帶鋼正對著加熱燒嘴之間的氧化性燃燒氣體時的氧化速度B(T)。這樣求出的速度適用于低位發(fā)熱量大于2000Kcal/Nm3的燃燒氣體。A(T)=127000e-(6433T)]]>(A/秒)B(T)=69200e-(6126T)]]>(A/秒)式中，T帶鋼溫度(°K)并且，假設(shè)加熱燒嘴的內(nèi)徑為d，加熱燒嘴在作業(yè)線方向上的間距為P，γ＝d/P，則對于利用加熱燒嘴(在作業(yè)線方向上按一定間距進(jìn)行配置)進(jìn)行加熱的帶鋼，為了維持其還原狀態(tài)，下式必須成立γ·A(T)-(I-γ)·B(T)≥0………(1)式中，A(T)、B(T)是溫度的函數(shù)，根據(jù)溫度函數(shù)，解(1)式時，如下式所示，在0～1000℃溫度范圍內(nèi)，B(T)/〔A(T)+B(T)〕大致為0.3。γ≥B(T)A(T)+B(T)≈0.3]]>圖1和圖2表示本發(fā)明的還原型加熱燒嘴(a)的配置例子，圖1表示交錯配置，圖2表示并列配置。不管哪一種配置，還原型加熱燒嘴(a)，其燒嘴內(nèi)徑d與在作業(yè)線方向上的燒嘴間距P之比d/p應(yīng)為0.3以上。
本發(fā)明所采用的還原型加熱燒嘴是這樣進(jìn)行配置的，即其火焰大致垂直于帶鋼，而且在非平衡區(qū)域，火焰直接接觸帶鋼表面。在以往的明火加熱爐，例如NOF爐等中所用的加熱燒嘴，不能形成與其他區(qū)域有明顯區(qū)別的非平衡區(qū)域。因此，肉眼可見的火焰與帶鋼直接接觸時，帶鋼表面顯著地被氧化。為了使火焰不直接接觸帶鋼，燒嘴是這樣進(jìn)行配置的燒嘴所形成的火焰與帶鋼寬度方向相平行。與此相反本發(fā)明采用的還原型加熱燒嘴，是為了利用在燒嘴火焰的長度方向上所形成的非平衡區(qū)域來加熱帶鋼而設(shè)置的，因此，燒嘴的火焰可以大致垂直于帶鋼表面，而且在其非平衡區(qū)域火焰直接接觸帶鋼表面。
按以上條件進(jìn)行配置的還原型加熱燒嘴，可設(shè)置在明火加熱爐的全部有效加熱范圍內(nèi)，這樣帶鋼可以始終在無氧化或還原狀態(tài)下進(jìn)行加熱，于是，可以得到確實(shí)的無氧化狀態(tài)。圖7表示其一例，在一段型式的連續(xù)明火加熱爐(8)中，在全部有效加熱范圍內(nèi)(即需進(jìn)行加熱的全部區(qū)域內(nèi))，配置了上述加熱燒嘴(a)。加熱燒嘴(a)沿著加熱爐的長度方向，按一定間隔配置在帶鋼(s)的兩側(cè)。
如果在明火加熱爐各段的全部加熱區(qū)域里，都利用這種還原型加熱燒嘴進(jìn)行加熱，那么就可以使帶鋼始終在無氧化狀態(tài)下進(jìn)行加熱，但這種燒嘴與一般使用的非還原型燒嘴(擴(kuò)散型燒嘴)相比，熱容量小，因此在各段的全部加熱區(qū)域配置這種燒嘴時，其配置間隔要小，也就是說需配置較多的燒嘴，否則不能保證所需的熱量。
為此，本發(fā)明為了達(dá)到所規(guī)定的目的，只是在必需且充分的范圍內(nèi)配置這種還原型加熱燒嘴，在其余范圍內(nèi)可配置非還原型燒嘴。
首先，在本發(fā)明中，是以“帶鋼的無氧化狀態(tài)”進(jìn)行設(shè)定的，其目標(biāo)是至少帶鋼從明火加熱爐出來時是處于無氧化狀態(tài)。
在這種情況下，所采用的基本的燒嘴配置形式是，只在明火加熱爐出口側(cè)的一定范圍內(nèi)配置上述還原型加熱燒嘴，而在爐長的其余部分配置以往的非還原型加熱燒嘴。由于在明火加熱爐的入口側(cè)配置了非還原型加熱燒嘴，因此可以補(bǔ)充由于在出口側(cè)配置還原型加熱燒嘴而引起的熱量不足，而且非還原型加熱燒嘴在帶鋼表面形成的氧化膜，由于出口側(cè)采用了還原型加熱燒嘴而可以得到還原，結(jié)果帶鋼就在無氧化狀態(tài)下從明火加熱爐送出。
即，在爐子的全部有效長度上配置多個加熱燒嘴，在這些加熱燒嘴中，還原型加熱燒嘴設(shè)置在爐子出口側(cè)爐長大于γ％(相對于有效爐長)的部分上，非還原型加熱燒嘴設(shè)置在爐子其余的長度上。γ可用下式求出。∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>
γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中，TIN明火加熱爐入口處的帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口處的帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>T*在非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域的交界部位的帶鋼溫度(°K)F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕以上構(gòu)成是利用加熱燒嘴火焰的非平衡區(qū)域(還原區(qū)域，用還原型加熱燒嘴)以及準(zhǔn)平衡區(qū)域(氧化區(qū)域，用非還原型燒嘴)的還原速度A(T)和氧化速度B(T)，而使氧化膜厚度為零，來決定還原型加熱燒嘴的配置范圍的。
即，在明火加熱爐內(nèi)，帶鋼的氧化量取決于帶鋼與上述兩個區(qū)域的接觸時間。此外，根據(jù)本發(fā)明者的研究，上述非平衡區(qū)域的還原速度A(T)和準(zhǔn)平衡區(qū)域的氧化速度B(T)可用下式求出。求出的各個速度可適用于低位發(fā)熱量大于2000Kcal/Nm3的燃燒氣體。A(T)=127000e-(6433T)]]>(/秒)B(T)=69200e-(6126T)]]>(/秒)式中，T帶鋼溫度(°K)因此，在爐長方向上，在非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域的交界部分的帶鋼溫度假設(shè)為T*時，明火加熱爐出口處帶鋼的氧化膜厚度可用下式求出。∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)]]>式中，TIN明火加熱爐入口處帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口處帶鋼溫度(°K)F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕因此，用下面的(1)式，可以求出氧化膜厚度為零的交界部位的帶鋼溫度T*，考慮到帶鋼在加熱爐有效爐長范圍內(nèi)基本上是以一定的速度進(jìn)行升溫的，因此，根據(jù)交界部位的帶鋼溫度T*，用下面(2)式可以求出使氧化膜厚度為零的、相對于總有效爐長的還原區(qū)域，即應(yīng)配置還原型加熱燒嘴的爐長區(qū)域所必須占的比率γ％。
………(1)∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100………(2)本發(fā)明根據(jù)這樣計(jì)算出來的γ，在相對于總有效爐長在爐子出口側(cè)的爐子長度大于γ％的部分上配置還原型加熱燒嘴，在其余爐長部分上配置非還原型加熱燒嘴。
圖8表示按這樣的條件確定的作業(yè)線的實(shí)施例，在該圖中，(7)是預(yù)熱爐，(8)是明火加熱爐，(9)是間接加熱爐，(S)是帶鋼。
另外，在圖8中，I指予熱爐，II指明火加熱爐，III指加熱均熱爐。
配置在明火加熱爐總有效爐長上的加熱燒嘴，可以分為#1～#6六個組。然后，根據(jù)上述條件，當(dāng)還原加熱區(qū)域相對于總爐長必須大于24％時，在#1～#6加熱燒嘴組中，#5和#6(約為總有效爐長的30％的范圍)配置還原型加熱燒嘴，其余#1～#4配置非還原型加熱燒嘴。當(dāng)然，勿庸置言，上述多個還原型加熱燒嘴是按前述確定間距的方法進(jìn)行配置的。
圖9表示在這種設(shè)備中帶鋼表面氧化膜的生成行為和帶鋼溫度的變化的一個實(shí)例，在配置非還原型加熱燒嘴的區(qū)域(弱氧化加熱區(qū)域)所生成的氧化膜，在后續(xù)的配置有還原型加熱燒嘴的區(qū)域(還原加熱區(qū)域)被還原至原板的氧化膜厚度，因此帶鋼基本上呈無氧化狀態(tài)從加熱爐送出。
另外，在圖9中，I指予熱時的氧化，II指原板氧化膜20，III指弱氧化加熱(#1～#4)，IV指還原加熱(#5～#6)。
其次，在明火加熱爐各段出口側(cè)的穿帶輥前，若帶鋼為無氧化狀態(tài)，那么可防止因帶鋼氧化而產(chǎn)生的粘輥現(xiàn)象，其結(jié)果，可使帶鋼在無氧化狀態(tài)下從明火加熱爐出來。
因此，本發(fā)明可以將“帶鋼無氧化狀態(tài)”作為目標(biāo)狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定。在這種情況下，以上述間距(〔燒嘴內(nèi)徑/燒嘴間距〕≥0.3)，把還原型加熱燒嘴配置在明火加熱爐的出口區(qū)域(至少包括出口側(cè)穿帶輥前的加熱區(qū)域)。在這樣的構(gòu)成中，對于構(gòu)成明火加熱爐的各段來說，在爐子入口側(cè)加熱區(qū)域，由于配置了熱容重大的非還原型加熱燒嘴，可保證足夠的熱量，同時在爐子出口側(cè)加熱區(qū)域配置了還原型加熱燒嘴，對于帶鋼在入口側(cè)加熱區(qū)域在其表面上所形成的氧化膜可以進(jìn)行還原，因此帶鋼是在無氧化狀態(tài)下送入下一段或送入均熱帶。
圖10表示本發(fā)明的一個實(shí)施例，這是適用于2段式明火加熱的側(cè)子。在該圖中，(I)表示第1段，(II)表示第2段，(10a)～(10d)是爐內(nèi)的穿帶輥。在這種爐子結(jié)構(gòu)中，在各段出口側(cè)穿帶輥(10b)及(10d)前的加熱區(qū)域，配置加熱燒嘴群(11)，加熱燒嘴群(11)就是在作業(yè)線方向上配置的多個還原型加熱燒嘴(a)。此外，在其余加熱區(qū)域配置通常采用的非還原型加熱燒嘴組成的加熱燒嘴群(12)。
此外，圖10所示的加熱燒嘴群，便用的是噴嘴混合型的、可以形成短火焰的燒嘴。它們是這樣進(jìn)行配置的在準(zhǔn)平衡區(qū)域，火焰可直接與帶鋼接觸。
在本實(shí)施例中，在第1段(I)的出口側(cè)和第2段(II)的入口側(cè)，為了使穿帶輥(10b)和(10c)不受來自明火爐的直接幅射，而設(shè)置了突出的遮蔽板(13)。
在該明火加熱爐中，帶鋼(S)在各段的入口側(cè)和中間區(qū)域用加熱燒嘴群(12)進(jìn)行加熱，受到一定程度的氧化，但通過在各段出口側(cè)穿帶輥(10b)和(10a)前用加熱燒嘴群(11)進(jìn)行還原性的加熱，該氧化膜被還原，帶鋼在無氧化狀態(tài)下通過穿帶輥(10b)、(10c、(10d)，并且在無氧化狀態(tài)下從加熱爐出口側(cè)送入接在后面的間接加熱爐中。
圖11表示在這種明火加熱爐內(nèi)第一段(I)氧化膜的厚度和帶鋼溫度的變化，在配置了非還原型加熱燒嘴的區(qū)域(弱氧化加熱區(qū))生成的氧化膜，在設(shè)置了后續(xù)的還原型加熱燒嘴出口區(qū)(還原加熱區(qū))被還原到板氧化膜的厚度，于是帶鋼在基本上無氧化的狀態(tài)下送入后繼的第二段(II)中。
另外，在圖11中，I指預(yù)熱產(chǎn)生的氧化，II指原板上的氧化膜20。
本發(fā)明可以把配有明火加熱爐的所有形式的連續(xù)處理作業(yè)線作為對象，這些連續(xù)處理作業(yè)線的任何一種形式都可采用上述的全部結(jié)構(gòu)。
在配有還原型加熱燒嘴的上述明火加熱爐中，帶鋼在無氧化或還原狀態(tài)下加熱的溫度可以達(dá)到900℃左右。因此，要在更高的溫度下對帶鋼進(jìn)行熱處理時，如圖8所示，可以在明火加熱爐(8)的后面續(xù)接間接加熱爐(9)。
本發(fā)明在把連續(xù)處理作業(yè)線作為對象時，把連續(xù)退火作業(yè)線和連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線作為兩種基本的形式(不排除其它形式)。
首先就上述基本形式之一的連續(xù)退火作業(yè)線進(jìn)行說明。
作為連續(xù)退火作業(yè)線的例子可舉出以下幾種形式(1)依次配置明火加熱爐、間接加熱爐及以冷卻輥為主體的冷卻爐，而且在最終處理區(qū)的出料端配置平整軋機(jī)的連線作業(yè)線；(2)在上述(1)的連續(xù)作業(yè)線的明火加熱爐之前，配置預(yù)熱爐的連續(xù)作業(yè)線；(3)在上述(2)的連續(xù)作業(yè)線的預(yù)熱爐之前，配置清洗設(shè)備的連續(xù)作業(yè)線。
在上述結(jié)構(gòu)中，帶鋼在明火加熱爐中用還原型加熱燒嘴在還原氣氛中進(jìn)行加熱，所以在無氧化狀態(tài)下送至間接加熱爐中。在明火加熱爐中進(jìn)行加熱的同時，燃燒去除附著在帶鋼表面上的軋制油。在后續(xù)的間接加熱爐中在還原氣氛中進(jìn)行均熱，因?yàn)閹т撌窃趲缀鯚o氧化狀態(tài)下送入該間接加熱爐的，因此，爐子氣氛保持無氧化狀態(tài)的弱還原性氣氛(氫3～10％)就足夠了。在后續(xù)的冷卻爐中設(shè)置有冷卻輥，進(jìn)行以冷卻輥為主的冷卻。在冷卻爐的后面通常設(shè)置過時效處理爐，帶鋼從過時效處理爐后面的最終冷卻帶出來后，用平整軋機(jī)進(jìn)行平整。在這樣的設(shè)備中，設(shè)置明火加熱爐，而且在此加熱爐中可以進(jìn)行無氧化加熱，其結(jié)果可以將間接加熱爐(均熱帶)中的氫濃度控制到很低，而且通過冷卻輥可將帶鋼急冷至過時效溫度，因此，不必為進(jìn)行過時效處理而再進(jìn)行加熱。由于上述原因，本發(fā)明的連續(xù)退火爐與以往的連續(xù)退火爐相比，可大幅度地節(jié)約能量。此外，由于采用無氧化加熱和用水冷輥進(jìn)行冷卻的方式，可防止帶鋼氧化，因而完全可以不需要酸洗設(shè)備。而且由于采用對熱負(fù)荷反應(yīng)迅速的明火加熱方式和容易調(diào)整冷卻周期的水冷輥方式，加上選擇符合要求的材料，就可以準(zhǔn)確迅速地改變熱循環(huán)，于是連續(xù)退火的周期就可以是自由的，也就是說，處理操作實(shí)際上與爐溫、板厚、板寬等沒有關(guān)系。
另外，在上述的連續(xù)作業(yè)線上，明火加熱爐的前面設(shè)置有預(yù)熱爐，帶鋼在此預(yù)熱爐中通過從明火加熱爐導(dǎo)引入的廢氣預(yù)熱后，進(jìn)入明火加熱爐。在進(jìn)行連續(xù)退火時，因?yàn)榧訜釙r間短，加熱的時間效果小，與分批式退火爐相比，可以在加熱溫度設(shè)定得較高情況下進(jìn)行操作，特另提在配置了本發(fā)明的還原明火加熱爐的設(shè)備上，為了進(jìn)行快速退火操作，這種傾向更強(qiáng)，即，設(shè)定的加熱溫度更高。從而，在這樣的帶鋼連續(xù)退火處理過程中，通過對帶鋼進(jìn)行預(yù)熱，減輕了在明火加熱爐中加熱負(fù)荷，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)母邷?、快速退火。同時，通過預(yù)熱，即使帶鋼表面有一定程度的氧化，但由于設(shè)置了能使其還原的明火加熱爐，因此，在預(yù)熱爐中可以進(jìn)行250～500℃的高溫預(yù)熱，可將附著在帶鋼表面上的軋制油燒掉，與在明火加熱爐中去除軋制油相結(jié)合，使本發(fā)明具有良好的燃燒去油性能。
此外，用明火加熱方式，因加熱速度快，與間接加熱方式相比，加熱溫度(最終加熱溫度)高，因此，相應(yīng)地需要額外的能量。但是，通過設(shè)置預(yù)熱爐對帶鋼進(jìn)行預(yù)熱，可使升溫梯度降低，不需要把加熱溫度提高到需要的溫度以上。
另外，在上述(3)的連續(xù)作業(yè)線上，在上述的預(yù)熱爐之前設(shè)置有帶鋼表面清洗設(shè)備，該清洗設(shè)備主要目的是去除附著在帶鋼表面上的鐵粉。在經(jīng)過冷軋的帶鋼表面上，通常附著軋制油和鐵粉(軋制屑等)。其中的軋制油可在上述那樣的明火加熱爐和預(yù)熱爐中去除掉，但鐵粉不能去除，于是就會堆積在爐內(nèi)，與爐內(nèi)氣體一起在爐內(nèi)循環(huán)，挾在輥?zhàn)雍蛶т撝g，在成品上產(chǎn)生擦傷缺陷。在此作業(yè)線上，則可用上述清洗設(shè)備將這種鐵粉除去。此外，在對含Si、P、Mn、Ti、Cr等含量高的帶鋼進(jìn)行連續(xù)退火時，這些元素生成難以還原的氧化膜，因此，為減輕在預(yù)熱和明火加熱(還原加熱前的加熱)過程中的氧化，可降低燃燒用氣體的過剩系數(shù)。這樣做，在預(yù)熱爐和明火加熱爐里，帶鋼表面的軋制油的燃燒去除特性會有一定程度的降低。但是，采用上述清洗設(shè)備可以彌補(bǔ)這種燃燒去油特性的降低，可得到恰當(dāng)?shù)娜コ堉朴偷淖饔谩?br>圖12表示對應(yīng)于上述(1)的連續(xù)作業(yè)線的實(shí)施例，從入口開始依次設(shè)置有明火加熱爐(8)，間接加熱爐(9)，冷卻爐(14)，過時效處理爐(15)，最終冷卻爐(16)，在最終冷卻爐(16)的出口側(cè)，通過出口活套(17)后配置有平整軋機(jī)(18)。
接在明火加熱爐后面的間接加熱爐(19)采用輻射管的加熱方式進(jìn)行加熱，基本上與以往的間接加熱爐一樣。但是，在這種連續(xù)退火作業(yè)線上，明火加熱爐(8)有還原能力，帶鋼在無氧化狀態(tài)下送入間接加熱爐(9)，因此，在這種間接加熱爐中使用不使帶鋼氧化的保護(hù)氣氛，即含氫3～10％(通常希望含氫4～6％)的保護(hù)氣氛就足夠了。
在后續(xù)的冷卻爐(14)中配置多個冷卻輥(19)(通常是水冷輥)，通過改變該冷卻輥(19)與帶鋼(s)的接觸長度可以調(diào)整冷卻終點(diǎn)的溫度。
另外，平整軋機(jī)(18)的工作輥用硬質(zhì)鉻輥為好。這種輥?zhàn)幼詈糜脤＠枮檎?0-41009和專利號為昭60-41011的專利中介紹的那樣的輥?zhàn)?。這種輥?zhàn)硬灰桩a(chǎn)生由帶鋼邊棱造成的擦傷，因此，可以適當(dāng)?shù)胤乐褂捎谳佔(zhàn)尤毕荻箮т摫砻娈a(chǎn)生缺陷，而且可以使帶鋼表面有一定的粗度以保持較高的印花率。這樣，不同寬度的帶鋼可自由地按排進(jìn)行連續(xù)退火。也就是說，用以往的連續(xù)退火方法，為了避免上述那種由邊痕和輥?zhàn)尤毕輰т撛斐傻牟涣加绊懀幚淼膸т摫仨毎雌鋵捳来芜B續(xù)進(jìn)行，但是通過采用上述那種不產(chǎn)生擦傷的硬質(zhì)鉻輥，即可不受上述約束，因此可以不考慮帶鋼的寬窄進(jìn)行連續(xù)退火操作。
圖13表示上述(2)的連續(xù)作業(yè)線的實(shí)施例，在明火加熱爐(8)的前面設(shè)置有預(yù)熱爐(20)(2段式)。在此預(yù)熱爐中引入從明火加熱爐(8)或間接加熱爐(9)中排出的燃燒廢氣來預(yù)熱帶鋼。此外，根據(jù)本發(fā)明者的研究確認(rèn)，帶鋼的氧化取決于預(yù)熱溫度和生成燃燒廢氣時使用的空氣過剩系數(shù)，調(diào)整預(yù)熱溫度，使用在燃燒時空氣過剩系數(shù)不同的燃燒廢氣，帶鋼就可以在幾乎不氧化的狀態(tài)下進(jìn)行預(yù)熱。具體地說，如圖16所示那樣，帶鋼在280℃以下進(jìn)行預(yù)熱時，采用空氣過剩系數(shù)為0.1以上時所生成的燃燒廢氣，而帶鋼在280℃以上預(yù)熱時，采用空氣過剩系數(shù)為0.1以下時所生成的燃燒廢氣，這樣，盡管帶鋼的預(yù)熱溫度不同，但都是在無氧化狀態(tài)下進(jìn)行預(yù)熱，而且還可以高效率地進(jìn)行預(yù)熱。
這樣，在預(yù)熱爐(20)中，用規(guī)定的燃燒用氣體的空氣過剩系數(shù)，就可以進(jìn)行無氧化預(yù)熱，但是由于在后面的明火加熱爐(8)中氧化膜可得到還原，因此允許在預(yù)熱爐(20)中有一定程度的氧化，結(jié)果如圖16中點(diǎn)劃線所示，允許預(yù)熱溫度提高50℃左右。因此，在空氣過剩系數(shù)為1.0左右也可以預(yù)熱到400℃左右，而且預(yù)熱爐(20)可以起到燃燒去除帶鋼表面軋制油的作用。
圖14表示對應(yīng)于上述(3)的連續(xù)作業(yè)線的實(shí)施例，在預(yù)熱爐(20)的前面，經(jīng)過入口活套(21)設(shè)置有以去除鐵粉為主要目的的清洗設(shè)備(22)。此清理設(shè)備(22)主要是為了去除鐵粉用的，因此用簡易的設(shè)備足夠了。圖15表示這種清洗設(shè)備的一個例子，(23)為堿洗槽，(24)為洗凈機(jī)(輥刷)，(25)為支撐輥，(26)為溫水噴淋噴嘴，(27)為溫水沖洗槽，(28)為干燥機(jī)，用這樣的清洗設(shè)備可以充分地去除鐵粉。
此外，連續(xù)退火作業(yè)線的其它例子還可舉出以下幾種形式(4)依次配置有明火加熱爐、間接加熱爐及以冷卻液體為主的冷卻爐，而且在最終處理帶的出口設(shè)有平整軋機(jī)的連續(xù)作業(yè)線；(5)在上述的連續(xù)作業(yè)線的明火加熱爐爐之上游方設(shè)置預(yù)熱爐的連續(xù)作業(yè)線；(6)在上述(5)的連續(xù)作業(yè)線的預(yù)熱爐之上游方設(shè)置清洗設(shè)備的連續(xù)作業(yè)線。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，與上述(1)～(3)的連續(xù)作業(yè)線相同，帶鋼在明火加熱爐中在無氧化和還原氣氛中進(jìn)行加熱，而后送入間接加熱爐中，在還原氣氛中進(jìn)行均熱。由于帶鋼在幾乎無氧化的狀態(tài)下送入該間接加熱爐，而且通過后續(xù)的中間酸洗，因液體冷卻而產(chǎn)生的新的氧化膜也可以去除，因此，還原氣氛能保持住無氧化狀態(tài)程度的弱還原性(氫2～5％)就足夠了。在后面的冷卻爐中進(jìn)行以液體冷卻為主的急冷，將帶鋼基本上冷卻到常溫，或者用熱水等冷卻到過時效或回火溫度。隨后，帶鋼用中間酸洗設(shè)備去除因急冷而產(chǎn)生的氧化膜。而后，在過時效處理爐中進(jìn)行過時效或回火處理，從最終冷卻帶出來的帶鋼用平整軋機(jī)進(jìn)一步進(jìn)行平整。
這樣的連續(xù)退火設(shè)備，由于采用可以無氧化加熱的明火加熱爐，加熱均熱后的急冷是用淬火液或水等液體冷卻方式，因此，可以得到表面質(zhì)量良好的帶鋼。也就是說，加熱均熱后用水進(jìn)行冷卻時，帶鋼表面生成氧化膜不可避免的。以往，明火加熱爐與液體冷卻方式結(jié)合起來使用時，即使在明火加熱爐的后面設(shè)置還原爐，殘留氧化膜也是不可避免的，而且因?yàn)橥ㄟ^液體冷卻進(jìn)一步生成氧化膜，即使后面接著設(shè)置酸洗設(shè)備等去除氧化膜的設(shè)備，仍然殘留有氧化膜，因此確保成品質(zhì)量是比較困難的。這種傾向在生成堅(jiān)固氧化膜的高Si、Mn、P、Cr、Ti含量的帶材上特別顯著。關(guān)于這一點(diǎn)，在本發(fā)明的連續(xù)作業(yè)線上，由于帶鋼在無氧化狀態(tài)下從可還原加熱的明火加熱爐送入間接加熱爐，冷卻爐，因此在接在冷卻爐后面的中間酸洗設(shè)備中只去除因急冷而產(chǎn)生的氧化膜就可以了，這樣就能確保通過酸洗將氧化膜去除。此外，在此連續(xù)作業(yè)線上，沒有設(shè)置最終酸洗設(shè)備，而在過時效處理爐前設(shè)置中間酸洗設(shè)備，即使這樣，也可以提高去除上述氧化膜的效果。也就是說，為了提高用酸洗去除氧化膜的效果，使用強(qiáng)酸為好，但在使用強(qiáng)酸時，生成了對帶鋼表面處理性能有害的Fe(OH)2，而且，在最后面，即在過時效處理爐的后面進(jìn)行酸洗時，生成的Fe(OH)2原樣殘留在帶鋼表面，這給帶鋼的化學(xué)處理性能帶來了各種問題。這一點(diǎn)，在過時效處理爐前面設(shè)置中間酸洗設(shè)備的本連續(xù)作業(yè)線上，即使因酸洗生成后Fe(OH)2，但是因?yàn)樵诤竺娴倪^時效處理爐中在還原氣氛下進(jìn)行還原，故不必?fù)?dān)心會殘留Fe(OH)2，因此實(shí)際上可以用強(qiáng)酸進(jìn)行酸洗。另外，用還原性明火進(jìn)行高溫退火時，有時有少量的碳附著在帶鋼表面上。但是這樣的碳通過中間酸洗也可以適當(dāng)?shù)厝コ?br>此外，上述(5)的連續(xù)作業(yè)線與上述(2)的連續(xù)作業(yè)線一樣，采用預(yù)熱爐進(jìn)行預(yù)熱，而(6)的連續(xù)作業(yè)線與上述(3)的連續(xù)作業(yè)線一樣，采用清洗設(shè)備進(jìn)行清洗。
通過上述預(yù)熱，帶鋼表面即使產(chǎn)生一定的氧化，由于設(shè)置了可還原氧化膜的明火加熱爐，而且設(shè)置了中間酸洗設(shè)備，因此，在預(yù)熱爐中也可進(jìn)行250～600℃的高溫預(yù)熱。
另外，在明火加熱爐中，在設(shè)置還原型燒嘴的區(qū)域，為了對帶鋼表面進(jìn)行還原加熱，必須經(jīng)常保持燃燒狀態(tài)。因此，由于帶鋼厚度等的不同，調(diào)整加熱爐的熱負(fù)荷時，有必要采用將其它區(qū)域的加熱燒嘴熄火的方法，而設(shè)置預(yù)熱爐使其具有輔助燃燒的作用，特別是對薄材加熱爐，可微妙地調(diào)整熱負(fù)荷。
圖17表示對應(yīng)于上述(4)的連續(xù)作業(yè)線的實(shí)施例，從入口開始依次設(shè)置有明火加熱爐(8)，間接加熱爐(9)，冷卻爐(14)，中間酸洗設(shè)備(29)，過時效處理爐(15)，最終冷卻爐(16)，在最終冷卻爐(16)的出口處通過出口活套后設(shè)置有平整軋機(jī)。
接在明火加熱爐(8)后面的間接加熱爐(9)采用輻射管的間接加熱方式進(jìn)行加熱，基本上與以往的間接加熱爐一樣。但是，在此連續(xù)退火作業(yè)線上，明火加熱爐(8)具有還原能力，帶鋼在無氧化狀態(tài)下送入間接加熱爐(9)，而且因?yàn)楹竺娼又渲昧酥虚g酸洗設(shè)備，因此在此均熱帶用不使帶鋼氧化的保護(hù)氣氛，即用含氫2～5％，通常希望3～4％的保護(hù)氣氛就可以了。
接著在冷卻爐(14)中將帶鋼浸入水中進(jìn)行急冷。在水中從噴嘴出來的、噴射到帶鋼上噴流，將蒸氣膜去除。
中間酸洗設(shè)備(29)由酸洗槽(30)，清洗槽(31)及干燥機(jī)(32)等組成，例如，用HCl5％的水溶液在40～60℃下酸洗處理1.5秒鐘左右，然后用80℃的水進(jìn)行清洗。
在過時效處理爐(15)中，帶鋼(s)在弱還原性氣氛中進(jìn)行過時效處理或回火處理。
另外，平整軋機(jī)(18)最好使用與上述(1)的連續(xù)作業(yè)線上一樣的設(shè)備。
圖18表示對應(yīng)于上述(5)的連續(xù)作業(yè)線的實(shí)施例，在明火加熱爐(8)的前面設(shè)置預(yù)熱爐(20)。此預(yù)熱爐(20)的結(jié)構(gòu)與上述(2)的連續(xù)作業(yè)線中介紹的一樣。
圖19表示對應(yīng)于上述(6)的連續(xù)作業(yè)線的實(shí)施例，在預(yù)熱爐(20)前面，通過入口活套(21)設(shè)置有以去除鐵粉為主要目的的清洗設(shè)備(22)。此清洗設(shè)備的結(jié)構(gòu)與在上述(3)的連續(xù)作業(yè)線中介紹的一樣。
此外，關(guān)于在上述(1)～(6)的連續(xù)作業(yè)線中的平整軋機(jī)，除了用平整軋機(jī)之外，還可以用張力矯直機(jī)，或者可以同時采用這兩種設(shè)備。
在冷卻爐的后面，還可以設(shè)置鍍鋅等鍍層裝置。
此外，將本發(fā)明用于連續(xù)退火作業(yè)線時，在此作業(yè)線上可以采用下述熱循環(huán)，即帶鋼在明火加熱爐內(nèi)加熱后，在間接加熱式的加熱、均熱爐內(nèi)在規(guī)定的溫度區(qū)保溫5秒鐘以上。帶鋼在加熱帶后半部分，在超過再結(jié)晶溫度時產(chǎn)生晶核，晶粒開始成長，而上述均熱時間是為這種晶粒成長到規(guī)定晶粒直徑所需的最短時間。
進(jìn)而，經(jīng)過加熱、均熱的帶鋼，根據(jù)需要保持到規(guī)定的溫度后，在急冷爐中以40℃/秒以上的冷卻速度急冷。為了改善成品的時效性能，在加熱、均熱爐中固溶的〔C〕，在急冷后面的過時效爐中，必須使之在盡量短的時間內(nèi)析出，為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，使固溶〔C〕達(dá)到過飽和狀態(tài)，上述冷卻速度是必要的。也就是說，冷卻速度越快，固溶〔C〕的過飽和度越高，過時效處理時間越短，故必須限定最慢的冷卻速度。
然后，經(jīng)過這樣一連串熱處理的帶鋼，根據(jù)需要經(jīng)過時效處理，最終冷卻等工序加工成成品。
下面的(1)～(7)表示在具有預(yù)熱爐—明火加熱爐—間接加熱爐—?dú)怏w噴射冷卻爐—輥式冷卻爐—過時效處理爐—最終冷卻爐的連續(xù)退火作業(yè)線上具體的熱循環(huán)的一個實(shí)例。
(1)預(yù)熱爐用從明火加熱爐排出的1200～1400℃高溫燃燒廢氣，將冷帶鋼預(yù)熱到250～330℃。
(2)明火加熱爐用明火加熱燒嘴將預(yù)熱后的冷軋帶鋼還原加熱到430～800℃。
(3)間接加熱爐因?yàn)樵诿骰鸺訜釥t中加熱溫度的上限為900℃，如需要加熱到更高的溫度，用間接加熱爐加熱。當(dāng)帶鋼的溫度達(dá)到加熱上限后，在弱還原氣氛中均熱5～120秒鐘左右。
(4)氣體噴射冷卻爐將均熱帶的帶鋼慢速冷卻到用輥式冷卻帶快速冷卻的開始溫度(550～750℃)。
(5)輥式冷卻爐使帶鋼與水冷輥接觸，以40℃/秒以上的快速急冷到250～400℃進(jìn)行淬火。
(6)過時效處理爐在400℃～150℃的區(qū)域內(nèi)保持30秒鐘以上，進(jìn)行過時效處理。
(7)最終冷卻爐將過時效處理后的帶鋼冷卻到150℃以下，在大氣中出爐。
下面就本發(fā)明的連續(xù)處理作業(yè)線中的一個基本方式，即連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線進(jìn)行說明。
圖20(A)表示連續(xù)熱鍍鋅線的一個例子，(33)是明火氧化爐，(34)是明火還原爐，(35)是間接加熱方式的均熱爐，在此均熱爐(35)的后面配置熱鍍鋅裝置。在上述明火還原爐(34)內(nèi)，按一定的間隔設(shè)置還原型加熱燒嘴。
圖20(B)表示連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線的其它例子，在這種情況下，不設(shè)置均熱爐，在明火加熱爐的后面設(shè)置熱鍍鋅裝置。這種作業(yè)線是在明火氧化爐(33)及明火還原爐(34)中進(jìn)行不充分的帶鋼(s)加熱、均熱時采用。
在上述各種鍍鋅作業(yè)線上，帶鋼(s)首先在明火氧化爐(33)中進(jìn)行明火加熱，與此同時將帶鋼表面上附著的油燒掉。用這樣的加熱方法，帶鋼就被氧化了。帶鋼(s)繼續(xù)在明火還原爐(34)中進(jìn)行明火還原加熱，還原擊除了帶鋼表面生成的氧化膜。帶鋼通過在明火還原爐(34)中加熱，表面的氧化膜被強(qiáng)還原，與在明火氧化爐(33)的氧化一起實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)氧化—強(qiáng)還原。
這樣加熱后，立即將帶鋼浸入圖20(B)所示的連續(xù)作業(yè)線的鋅槽內(nèi)進(jìn)行熱鍍鋅。
此外，在圖20(A)所示的作業(yè)線上，帶鋼(s)在明火氧化爐(33)及明火還原爐(34)中加熱到規(guī)定的溫度后，在無氧化狀態(tài)下送入均熱爐(35)。此均熱爐(35)采用間接加熱方式。因?yàn)閺拿骰疬€原爐送來的帶鋼(s)是處在無氧化狀態(tài)下的，因此從理論上來說不需要還原氣體，用惰性氣體就足夠了。但是，在實(shí)際生產(chǎn)中因爐子漏氣等原因，為了彌補(bǔ)這個問題，最好在爐氣中含有一定量的氫。但是在這種情況下，氫濃度在5％以下也就足夠了。這樣均熱后，將帶鋼浸入鋅槽中進(jìn)行熱鍍。
圖21表示出圖20(A)中所示的作業(yè)線與以往的作業(yè)線(分解氨熱鍍鋅法和NOF法)各種退火周期升溫曲線的比較。在圖20(A)的作業(yè)線上，因完全用明火進(jìn)行加熱，加熱效率比以往的方式高很多，因此，在短時間內(nèi)可以加熱到規(guī)定的溫度，其結(jié)果是爐子長度可大幅度地縮短。
此外，在本發(fā)明的上述明火加熱爐的基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還可采用下面的結(jié)構(gòu)。
(1)在設(shè)有明火加熱爐和其后的保護(hù)氣氛爐的作業(yè)線的結(jié)構(gòu)中，為防止大氣進(jìn)入保護(hù)氣氛爐中，在保護(hù)氣氛爐出口密封輥之上游方設(shè)置密封室，并且設(shè)置有檢測保護(hù)氣氛爐內(nèi)壓力的裝置，和當(dāng)爐壓降低時把密封氣體吹入上述密封室內(nèi)的裝置。
(2)在預(yù)熱爐、明火加熱爐及間接加熱爐依次排列的帶鋼連續(xù)處理作業(yè)線上，為了防止?fàn)t內(nèi)氣體向其它爐內(nèi)擴(kuò)散，以及為了防止由于爐內(nèi)氣體壓力變化而引起的各爐子之間的互相干撓，在上述各爐間設(shè)置有防止?fàn)t內(nèi)氣體擴(kuò)散的中間室。
(3)在預(yù)熱爐、明火加熱爐及間接加熱爐依次排列的帶鋼連續(xù)處理作業(yè)線上，除了上述(2)的目的之外，為提高利用燃燒廢氣預(yù)熱帶鋼的效率，在上述(2)的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在明火加熱爐和預(yù)熱爐之間設(shè)置二次燃燒室，使上述明火爐內(nèi)的燃燒廢氣完全燃燒后供給預(yù)熱爐。
圖22表示在(1)中介紹的作業(yè)線的一個實(shí)施例，該作業(yè)線從帶鋼入口開始依次設(shè)有預(yù)熱爐(7)，明火加熱爐(8)及保護(hù)氣氛爐(36)。此保護(hù)氣氛爐(36)設(shè)有均熱帶、冷卻帶，而且根據(jù)需要還可以設(shè)有過時效處理帶等各種處理帶。
在上述保護(hù)氣氛爐(36)的帶鋼出口處設(shè)置密封輥(37)，在此密封輥(37)之上游方設(shè)置密封室(38)。在此密封室(38)中設(shè)置吹入密封氣體的裝置(39)，并在密封室內(nèi)設(shè)置有測定保護(hù)氣氛爐內(nèi)壓力的測壓儀(40)。
用這樣的連續(xù)作業(yè)線時，帶鋼(s)經(jīng)預(yù)熱爐(7)后，在明火加熱爐(8)中，在無氧化或還原狀態(tài)下加熱到500～800℃，在其后的保護(hù)氣氛爐(36)中進(jìn)一步加熱到高溫，并進(jìn)行均熱、急冷、過時效處理等，然后冷卻到在大氣中沒有氧化問題的150℃左右，再經(jīng)密封輥(37)取至爐外。
在上述明火加熱爐(8)中，通過燃?xì)?41)和燃燒空氣(42)，將高溫燃燒氣體供給燒嘴。此燃燒氣體直接沖擊到帶鋼(s)上，將帶鋼(s)加熱到規(guī)定的溫度以后，變成爐廢氣，在預(yù)熱爐(7)中將帶鋼預(yù)熱到200～450℃后，經(jīng)過爐壓控制閘(44)和抽風(fēng)機(jī)(45)從煙囪中排出。
為防止燃燒廢氣進(jìn)入保護(hù)氣氛爐中，應(yīng)縮小上述明火加熱爐(8)與保護(hù)氣氛爐(36)之間的通道，但是，為使帶鋼(s)無阻礙地通過，卻需要相當(dāng)大的通道(100mm×2000mm)，因此在這里不能進(jìn)行氣封。從而，明火加熱爐(8)的爐壓變化會直接影響保護(hù)氣氛爐(36)的爐壓變化。在保護(hù)氣體(46)從保護(hù)氣氛爐(36)流入明火加熱爐(8)的部位，設(shè)壓力計(jì)(48)，用爐壓控制閘(44)進(jìn)行控制，使此處的壓力為5～15mm水柱。
在正常情況下爐內(nèi)保持一定的壓力是可能的，但是，當(dāng)明火加熱爐(8)的燃燒條件變化時，例如幾個區(qū)域中的一個區(qū)域熄火時，爐內(nèi)控制閘(44)的閉合動作不可能同步，有時在短時間(5～10秒鐘左右)內(nèi)保護(hù)氣氛爐(36)內(nèi)變成負(fù)壓。在這種情況下，盡管在帶鋼(s)從保護(hù)氣氛爐(36)出來的部位設(shè)置了密封輥，但是在此處仍有大的間隙，空氣容易侵入。
在本發(fā)明中，為了防止大氣的侵入，在密封輥(37)的上游方設(shè)置密封室(38)，在此密封室(38)與保護(hù)氣氛爐(36)之間設(shè)置節(jié)流裝置，用壓力計(jì)檢測保護(hù)氣氛爐(36)壓力的降低(例如比設(shè)定的壓力低5mm水柱)，這時，從裝在密封室(38)內(nèi)的吹入裝置吹入密封氣體。這種密封氣體可以單獨(dú)使用N2，也可以使用混入3～20％H2的氣體。
在上述密封室(38)內(nèi)，在正常情況下也有必要不斷吹入少量的N2或其它保護(hù)氣體，因此，可以在關(guān)閉閥(47)上設(shè)置小直徑旁通管，或者可以將另外的配管連接到密封室上。
密封氣體的吹入量根據(jù)節(jié)流裝置的尺寸來決定，但只需有300～600Nm3/l的吹入量就足夠了，吹入時間為10～20秒左右。
圖23表示上述(2)及(3)的作業(yè)線結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。在該圖中，I指予熱爐，II指明火加熱爐，III指間接加熱爐。
在此連續(xù)作業(yè)線上，在入口設(shè)備后面依次設(shè)置有預(yù)熱爐(7)，明火加熱爐(8)，間接加熱爐(9)，氣體噴射冷卻爐(58)，在此冷卻爐(58)的后面，依次設(shè)置用輥式冷卻的冷卻爐，過時效處理爐及出口設(shè)備等。而且在預(yù)熱爐(7)和明火加熱爐(8)之間設(shè)置了第一中間室(49a)，在明火加熱爐(8)的上部轉(zhuǎn)折部設(shè)置了第二中間室(49b)，在明火加熱爐(8)與間接加熱爐(9)之間設(shè)置了第三中間室(49c)。
在圖24中詳細(xì)說明中間室(49a)、(49b)、(49c)的結(jié)構(gòu)。圖中(49)是中間室，(50)是在此中間室內(nèi)支承帶鋼(S)的輥?zhàn)樱?51)是中間通過帶鋼(S)、相對配置中間空出小間隙的密封板，(52)是夾著帶鋼(S)相對布置的密封輥，(53)是中間通過帶鋼(S)相對配置的迷宮式密封環(huán)。密封板(51)、密封輥(52)及迷宮式密封環(huán)(53)在遠(yuǎn)離輥(50)的方向上依次設(shè)置。密封輥(52)的輥縫可達(dá)到幾個毫米。密封輥(52)的內(nèi)部可以水冷，也可以不水冷。不進(jìn)行水冷時，使用耐熱鋼或陶瓷材料。因?yàn)槊詫m式密封環(huán)(53)保護(hù)密封輥(52)不受來自爐內(nèi)高溫區(qū)的熱輻射，所以使用耐火材料制造。密封板(51)是作為最終密封用的，不一定需要。但是因?yàn)樗o設(shè)在密封輥(52)的后面，相當(dāng)接近帶鋼(s)，所以密封效果大。密封板(51)與迷宮式密封環(huán)(53)之間的距離為50～100mm。在這些密封裝置中，首先用迷宮式密封環(huán)(53)進(jìn)行初步密封，用密封輥(52)大體上進(jìn)行密封，用密封板(51)進(jìn)一步進(jìn)行密封。
在圖23中，預(yù)熱爐(7)與明火加熱爐(8)之間的第一中間室(49a)的溫度并不怎么高，最高為300℃左右，不需對輥?zhàn)硬扇√貏e的保護(hù)措施。第一中間室(49a)的氣體用還原性氣體(H2+N2)或燃燒廢氣都可以。但是，為使各個爐子獨(dú)立分開，需要充分密封。
圖23中的例子表示明火加熱爐(8)是由兩段構(gòu)成的，在各段之間設(shè)置中間室(49b)。在第二中間室(49b)和第三中間室(49c)中，為保護(hù)輥?zhàn)幼詈糜眠€原氣氛，特別是第三中間室(49c)，為防止明火加熱爐的燃燒廢氣侵入間接加熱爐(9)，必須用還原性氣氛。
在明火加熱爐(8)與預(yù)熱爐(7)之間設(shè)置二次燃燒室(54)，它使明火加熱爐(8)內(nèi)的燃燒廢氣完全燃燒后再供給預(yù)熱爐(7)。明火加熱爐(8)的出口處的廢氣溫度為800～1200℃，在未燃?xì)怏w自燃溫度以上，因此只要在二次燃燒室(54)里供給空氣，就可使未燃?xì)怏w很容易地燃燒。采用二次燃燒室(54)不會將廢氣中的未燃?xì)怏w放散到大氣中，可提高廢氣溫度，有利于帶鋼預(yù)熱。在二次燃燒室(54)的出口設(shè)置兩條通道，一條通向預(yù)熱爐(7)，另一條通向排出口。通過調(diào)節(jié)閥(55)(56)將適量的廢氣導(dǎo)入預(yù)熱室(7)。
若第三中間室(49c)的保護(hù)氣體和間接加熱爐(9)的保護(hù)氣體流入明火加熱爐(8)的還原加熱區(qū)時，會使其還原能力降低。也就是說，這些保護(hù)氣體的溫度接近帶鋼的均熱溫度(700～900℃)，比還原加熱區(qū)的燃燒氣體的溫度(1400～1600℃)低，因此保護(hù)氣體的侵入，就會還原加熱區(qū)的溫度降低，并使還原能力顯著降低。為此設(shè)置第2個二次燃燒室(57)，將第三中間室(49c)和間接加熱爐(9)的保護(hù)氣體導(dǎo)入第2二次燃燒室(57)的話，上述問題即可得到解決。
下面對上述示于圖3和圖4中的加熱燒嘴的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的說明。
圖中(59)是在燒嘴磚的內(nèi)壁(4)上突出設(shè)置的燃?xì)鈬娮?，在本?shí)施例中，在此燃?xì)鈬娮?59)的圓周方向以一定的間隔設(shè)置燃?xì)鈬娚淇?3)。
在這種加熱燒嘴中，使其空氣噴射孔(2)具有一定空氣供給角θ，這是為了在燒嘴磚內(nèi)使燃燒用的空氣產(chǎn)生旋流，由此旋流在燒嘴內(nèi)側(cè)形成負(fù)壓區(qū)，由于這個負(fù)壓的作用燃?xì)庠傺h(huán)，從而促進(jìn)燃燒，而且可以形成適當(dāng)?shù)姆瞧胶鈪^(qū)。此空氣供給角最大為60°，最好取20～40°，采用這種角度就會使空氣流的旋流保持穩(wěn)定。
燃?xì)鈬娚淇?3)和空氣噴射孔(2)在燒嘴軸向上的距離為N，當(dāng)N在(—)側(cè)時，氣體溫度高，而且中間燃燒生成物在徑向上分布的很寬，而相反，游離O2(未反應(yīng)O2)則在軸向上分布的很長。為形成適當(dāng)?shù)姆瞧胶鈪^(qū)，必須將此游離O2在燒嘴軸向殘留的距離限制到最小，求出其極限值為-0.1D。
圖25表示燃?xì)鈬娚淇?3)和空氣噴射孔(2)在燒嘴軸向上距離N取-0.25D時，離燒嘴出口的燒嘴軸向距離與燒嘴磚內(nèi)氣體溫度、O2的濃度及離子強(qiáng)度的關(guān)系，根據(jù)此圖表明，N在(-)側(cè)時，游離O2在軸向上殘留的距離L0大，表明其存在。
圖26表示燃?xì)鈬娚淇缀涂諝鈬娚淇自跓燧S向上的距離N與游離O2在軸向線上殘留距離L0的關(guān)系。根據(jù)此圖表明，N在(-)側(cè)并大于-0.1D時，L0急劇變大，因此，在(-)側(cè)的極限值為-0.1D。
圖27表示N取+0.1D時離燒嘴出口的燒嘴軸向距離與O2濃度、離子強(qiáng)度及氣體溫度的關(guān)系。
圖26及圖27表明，N在(+)側(cè)時，O2的濃度沒有問題，離燒嘴出口的距離在0.5D以上時能形成適當(dāng)?shù)姆瞧胶鈪^(qū)。
N在(+)側(cè)時，形成適當(dāng)?shù)姆瞧胶鈪^(qū)，但是，N超過0.4D時，空氣與燃?xì)獾幕旌献饔米兊貌怀浞?，也就是說，本發(fā)明的燒嘴，通過從中心部位將燃料噴射到空氣的急旋流中，由此來促進(jìn)空氣和燃?xì)獾幕旌?，但是N過大時，不能充分得到這種促進(jìn)混合的作用，不能穩(wěn)定地形成的平衡區(qū)。因此，N以+0.4D為極限。
根據(jù)以上所述，燃?xì)鈬娚淇着c空氣噴射孔在燒嘴軸向上的距離N的范圍是-0.1D～0.4D。
此外，增大N時，燒嘴磚內(nèi)端壁的溫度上升。圖28表示距離N與燒嘴內(nèi)端壁溫度Tb的關(guān)系。N為+0.25D時，Tb為1400℃。一般來說，達(dá)到這樣的溫度可以使用普通耐火材料的燒嘴磚。N為0.4D時，燒嘴磚內(nèi)端壁的溫度上升到1800℃以上，在這種情況下，燒嘴磚必須使用高耐熱性材料。
從空氣噴射孔(2)到燒嘴磚出口(5)的距離L與非平衡區(qū)的形成范圍有密切的關(guān)系。也就是說，L超過3D時，非平衡區(qū)只在緊靠著燒嘴磚出口后面的部位形成，這是不希望的。另外，L在0.6D以下時，火焰在緊接著燒嘴磚出口的后面變成花瓣?duì)畹幕鹧?，不能在燒嘴軸向上得到適當(dāng)?shù)姆瞧胶鈪^(qū)。因此，將L的范圍定為0.6D～3.0D為好。
連續(xù)加熱薄鋼板時，燒嘴磚出口(5)與鋼板之間必須保持一定的距離(通常在100mm以上)，否則在鋼板穿過時有接觸燒嘴的危險。因此，火焰中的非平衡區(qū)最好在盡可能寬的范圍(包括距燒嘴出口一定距離的帶鋼穿過位置)內(nèi)形成。圖29表示距離L與從燒嘴出口到非平衡區(qū)末端(燒嘴反側(cè)的末端，例如圖27中的A點(diǎn))距離LR的關(guān)系。根據(jù)此圖，L超過3D時，非平衡區(qū)只在燒嘴磚出口處的緊后面形成，在此前面幾乎不形成非平衡區(qū)。隨著L變小，形成非平衡區(qū)的范圍擴(kuò)大，但是L在小于0.6D的范圍(×)內(nèi)，在燒嘴磚出口的緊后面火焰變成花瓣形的放射狀，在燒嘴軸向上不能穩(wěn)定地形成適當(dāng)?shù)姆瞧胶鈪^(qū)。根據(jù)以上所述，從空氣噴射孔(2)到燒嘴磚出口(5)的距離L最好在0.6D～3.0D范圍內(nèi)。
在上述加熱燒嘴的結(jié)構(gòu)中，從燃燒用空氣的噴射孔(2)噴出的空氣旋流過強(qiáng)的話，在燒嘴出口側(cè)的燃?xì)庠跓鞆较蛏系臏囟确植疾痪鶆?，結(jié)果，往往不易形成穩(wěn)定的寬范圍的非平衡區(qū)。在這種情況下，為緩和空氣的旋流，使溫度分布均勻，可以單獨(dú)使用以下兩種結(jié)構(gòu)，或者將其結(jié)合起來使用。第一種結(jié)構(gòu)是，燃?xì)鈬娚淇?3)的噴射方向與燃料噴嘴外周的切線不成直角，而且通過它的燃?xì)饬髋c從燃燒用空氣噴射孔(2)出來的空氣流形成相反的旋流，也就是說，形成從反向上與空氣旋流沖突的旋流。另一種結(jié)構(gòu)是，燃?xì)鈬娚淇?3)的噴射方向與燒嘴的軸向一致，或傾斜于燒嘴的軸線方向，并且在空氣噴射孔(2)上帶有傾斜角(扭轉(zhuǎn)角)，該傾斜角相對于燒嘴磚的徑向來說，向燒嘴開口方向傾斜。
為了擴(kuò)大燒嘴的加熱面積，可以采用以下兩種結(jié)構(gòu)。一種結(jié)構(gòu)是，在燒嘴磚(1)內(nèi)壁上，至少是在燃燒用空氣噴射孔形成部位的前端開口的內(nèi)壁上，帶有燒嘴內(nèi)徑在前端開口處擴(kuò)徑的擴(kuò)展角。另一種結(jié)構(gòu)是，為了容易形成空氣噴射孔(2)，在筒狀燃燒磚內(nèi)設(shè)置沿?zé)靾A周方向的燃燒空氣用的旋轉(zhuǎn)流道，并設(shè)置多個燃燒空氣噴射孔使旋轉(zhuǎn)流道與燒嘴內(nèi)部連通。
權(quán)利要求
1.設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，明火加熱爐具有數(shù)個還原型加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰中具有燃燒中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各還原型加熱燒嘴的配置方式是，便火焰與帶鋼表面大體呈直角，而且在非平衡區(qū)域里火焰能夠噴射到帶鋼表面上，這些還原型加熱燒嘴在連續(xù)處理線方向上是按下述間隔配置的，即燒嘴內(nèi)徑與燒嘴間距之比，大于0.3。
2.根據(jù)權(quán)利要求
(1)中所述的連續(xù)處理線其特征在于，在其明火加熱爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴都是按上述間隔進(jìn)行配置的。
3.根據(jù)權(quán)利要求
(1)中所述的連續(xù)處理線其特征在于，在其明火加熱爐的有效長度內(nèi)，還原型加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按上述間距配置；而其余的有效長度上，則配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式進(jìn)行計(jì)算∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火加熱爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/sec)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕
4.根據(jù)權(quán)利要求
(1)中所述的連續(xù)處理線其特征在于，在其明火加熱爐各段的出口側(cè)區(qū)域內(nèi)，至少是包括出口側(cè)穿帶輥緊前面的加熱范圍的各段出口側(cè)區(qū)域內(nèi)，按照上述間距來配置還原型加熱燒嘴。
5.設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于它在明火加熱爐之后還設(shè)有間接加熱爐，明火加熱爐具有數(shù)個加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰內(nèi)具有燃燒中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各個燒嘴的配置方式是，要使火焰與帶鋼的表面大體呈直角，而且在非平衡區(qū)域里，火焰能噴射到帶鋼的表面上，這些還原型加熱燒嘴在連續(xù)處理線方向上是按下述間距配置的，即燒嘴內(nèi)徑與燒嘴間距之比要大于0.3。
6.根據(jù)權(quán)利要求
(5)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于在其明火加熱爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距進(jìn)行配置的。
7.根據(jù)權(quán)利要求
(5)中所述的連續(xù)處理線，其特征是在其明火加熱爐的有效長度中，還原型加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按上述間距配置；而在爐子其余的有效長度上，則配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式計(jì)算；∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINTB(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火加熱爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕。
8.根據(jù)權(quán)利要求
(5)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在其明火加熱爐各段，至少是包括出口側(cè)穿帶輥緊前面加熱范圍的各段出口側(cè)區(qū)域內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按照上述間距配置的。
9.設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，它順序地設(shè)有明火氧化爐、明火還原爐、間接加熱爐和熱鍍鋅裝置，明火還原爐具有數(shù)個還原型加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰內(nèi)具有燃燒中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各還原型加熱燒嘴的配置方式是，要使火焰與帶鋼的表面大體呈直角，而且在非平衡區(qū)域里火焰能夠噴射到帶鋼表面上，這些還原型加熱燒嘴在連續(xù)處理線方向上是按下述間距配置的，即燒嘴內(nèi)徑與燒嘴間距之比要大于0.3。
10.權(quán)利要求
(9)中所述的連續(xù)處理線，其特求是，在其明火還原爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距配置的。
11.根據(jù)權(quán)利要求
(9)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于在其明火加熱爐的有效長度內(nèi)，還原型加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按上述間距配置；而在其余的有效長度上，則配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式計(jì)算∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火還原爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火還原爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域的分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕。
12.根據(jù)權(quán)利要求
(9)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在其明火還原爐各段，至少是包括出口側(cè)穿帶輥緊前面加熱范圍的各段出口側(cè)區(qū)域里，還原型加熱燒嘴是按照上述間距配置的。
13.設(shè)有明火加熱爐的連續(xù)處理線，其特征在于它設(shè)有明火氧化爐，明火還原爐以及與此相連接的熱鍍鋅裝置，明火還原爐具有數(shù)個還原型加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰里具有燃燒中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各還原型加熱燒嘴的配置方式是，要使火焰與帶鋼的表面大體成直角，亞且在非平衡區(qū)域里火焰能噴射到帶鋼的表面上，這些還原型加熱燒嘴在連續(xù)處理線方向上是按照下述間距排列的，也就是燒嘴內(nèi)徑與燒嘴間距之比要大于0.3。
14.根據(jù)權(quán)利要求
(13)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在其明火還原爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距進(jìn)行配置的。
15.根據(jù)權(quán)利要求
(13)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于在其明火還原爐的有效長度內(nèi)，還原型加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按上述間距進(jìn)行配置；而在爐子其余的有效長度上，則配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式計(jì)算∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火還原爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火還原爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕。
16.根據(jù)權(quán)利要求
(13)中所述的連續(xù)處理線，其特征是，在其明火還原爐各段，至少是包括出口側(cè)穿帶輥緊前面的加熱范圍的各段出口側(cè)區(qū)域內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按照上述間距配置的。
17.設(shè)有明火加熱爐的連續(xù)處理線，其特征在于它在明火加熱爐后還設(shè)有與之相連接的保護(hù)氣氛爐，在該氣氛爐的出口密封輥的上游方設(shè)有密封室，而且還設(shè)有檢測該氣氛爐爐壓的裝置，以及當(dāng)爐壓降低時往密封室內(nèi)吹入密封氣體的裝置。明火加熱爐具有數(shù)個還原型加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰內(nèi)具有燃燒中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各還原型加熱燒嘴的配置方式是，要使火焰與帶鋼表面大體呈直角，而且在它的非平衡區(qū)域里，火焰能夠噴射到帶鋼的表面上，這些還原型加熱燒嘴在連續(xù)處理線方向上是按下述間距配置的，即燒嘴內(nèi)徑與燒嘴間距之比，要大于0.3。
18.根據(jù)權(quán)利要求
(17)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在其明火加熱爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距進(jìn)行配置的。
19.根據(jù)權(quán)利要求
(17)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在其明火加熱爐的有效長度中，還原型加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按上述間距配置；而在爐子其余的有效長度上，則配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式計(jì)算∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火加熱爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域的分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕
20.根據(jù)權(quán)利要求
(17)中所述的連續(xù)處理，其特征在于，在其明火加熱爐各段，至少是包括出口側(cè)穿帶輥緊前面加熱范圍的各段出口側(cè)區(qū)域內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按照上述間距配置的。
21.設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，它順序地設(shè)有預(yù)熱爐、明火加熱爐及間接加熱爐，在上述各個爐子之間，設(shè)有防止?fàn)t內(nèi)氣體串動的中間室，明火加熱爐設(shè)有數(shù)個還原型加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰內(nèi)具有燃燒的中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各個還原型加熱燒嘴的配置方式是，要使火焰與帶鋼的表面大體成直角，而且在非平衡區(qū)域里火焰應(yīng)能噴射到帶鋼的表面上，這些還原型加熱燒嘴在連續(xù)處理線方向上是按下述間距配置的，即燒嘴內(nèi)徑與燒嘴間距之比要大于0.3。
22.根據(jù)權(quán)利要求
(21)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在其明火加熱爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距配置的。
23.根據(jù)權(quán)利要求
(21)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在其明火加熱爐的有效長度內(nèi)，還原型加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按上述間距配置的；而在其余的有效長度上，則配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式計(jì)算∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火加熱爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域的分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕。
24.根據(jù)權(quán)利要求
(21)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在其明火加熱爐各段，至少是包括出口側(cè)穿帶輥緊前面的加熱范圍的各段出口側(cè)區(qū)域內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按照上述間距配置的。
25.設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，它順序地設(shè)有預(yù)熱爐、明火加熱爐及間接加熱爐，在上述各個爐子之間，設(shè)有防止?fàn)t內(nèi)氣體串動的中間室，在上述明火加熱爐和上述預(yù)熱爐之間，設(shè)有二次燃燒室，該燃燒室是使明火加熱爐內(nèi)的燃燒廢氣完全燃燒后，再供給預(yù)熱爐內(nèi)，明火加熱爐具有數(shù)個還原型加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰內(nèi)具有燃燒的中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各個還原型加熱燒嘴的配置方式是，要使火焰與帶鋼的表面大體呈直角，而且在它的非平衡區(qū)域里，火焰能夠噴射到帶鋼的表面上，這些還原型加熱燒嘴在連續(xù)處理線方向上是按下述間距配置的，即燒嘴內(nèi)徑與燒嘴間距之比，大于0.3。
26.根據(jù)權(quán)利要求
(25)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在其明火加熱爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距進(jìn)行配置的。
27.根據(jù)權(quán)利要求
(25)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在其明火加熱爐的有效長度中，還原型加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按上述間距配置；而在爐子其余的有效長度上，則配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式計(jì)算∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火加熱爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕。
28.根據(jù)權(quán)利要求
(25)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在其明火加熱爐各段，至少包括出口側(cè)穿帶輥緊前面的加熱范圍內(nèi)的各段出口側(cè)區(qū)域內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按照上述間距配置的。
29.設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，它順序地設(shè)有明火加熱爐、間接加熱爐和以輥式冷卻為主體的冷卻爐，在最終處理帶鋼的出口側(cè)設(shè)有平整軋機(jī)，明火加熱爐具有數(shù)個還原型加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰內(nèi)具有燃燒中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各還原型加熱燒嘴的配置方式是，要使火焰與帶鋼的表面大體成垂直，而且在非平衡區(qū)域里，火焰能夠噴射到帶鋼的表面上，這些還原型燒嘴在連續(xù)處理線方向上是按下述間距配置的，即燒嘴內(nèi)徑與燒嘴間距之比要大于0.3。
30.根據(jù)權(quán)利要求
(29)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在明火加熱爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距配置的。
31.根據(jù)權(quán)利要求
(29)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在明火加熱爐的有效長度內(nèi)，還原型加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按上述間距配置，而在其余的有效長度上，則配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式計(jì)算∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火加熱爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕。
32.根據(jù)權(quán)利要求
(29)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于，在其明火加熱爐各段，至少是包括出口側(cè)穿帶輥緊前面的加熱范圍的各段出口側(cè)區(qū)域內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按照上述間距配置的。
33.設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，它順序地設(shè)有明火加熱爐、間接加熱爐和以輥式冷卻為主體的冷卻爐，在最終處理帶的出口側(cè)設(shè)有平整軋機(jī)，明火加熱爐具有數(shù)個還原型加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰內(nèi)具有燃燒中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各個還原型燒嘴的配置方式是，要使火焰與帶鋼的表面大體呈直角，而且在非平衡區(qū)域里，火焰能夠噴射到帶鋼的表面上，這些還原型加熱燒嘴在連續(xù)處理線方向上是按下述間距配置的，即燒嘴內(nèi)徑與燒嘴間距之比要大于0.3。
34.根據(jù)權(quán)利要求
(33)中所述的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，在明火加熱爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距配置的。
35.根據(jù)權(quán)利要求
(33)中所述的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，在明火加熱爐的有效爐子長度內(nèi)，還原型加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按上述間距配置，而在爐子其余的有效長度上，則配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式計(jì)算∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火加熱爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域的分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕。
36.根據(jù)權(quán)利要求
(33)中所述的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，在明火加熱爐各段，至少包括出口側(cè)穿帶輥緊前面加熱范圍的各段出口側(cè)區(qū)域內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距配置的。
37.設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，該線順序地設(shè)有帶鋼表面清洗設(shè)備、預(yù)熱爐、明火加熱爐、間接加烈爐和以輥式冷卻為主體的冷卻爐，在最終處理帶的出口側(cè)，設(shè)有平整軋機(jī)，明火加熱爐具有數(shù)個還原型加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰內(nèi)具有燃燒中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各個還原型加熱燒嘴的配置方式是，使火焰與帶鋼的表面大體呈直角，而且在非平衡區(qū)域里，火焰能夠噴射到帶鋼的表面上，這些還原型加熱燒嘴在帶鋼連續(xù)處理線方向上是按下述間距配置的，即燒嘴內(nèi)徑與燒嘴間距之比要大于0.3。
38.根據(jù)權(quán)利要求
(37)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于在明火加熱爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距配置的。
39.根據(jù)權(quán)利要求
(37)里所述的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于在其明火加熱爐的有效長度內(nèi)，還原加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按照上述間距配置；而在爐子其余的有效長度上，則是配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式計(jì)算∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火加熱爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕。
40.根據(jù)權(quán)利要求
(37)中所述的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于在它的明火加熱爐各段至少是包括出口側(cè)穿帶輥緊前面加熱范圍的各段出口側(cè)區(qū)域內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按照上述間距配置的。
41.設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，它順序地設(shè)有明火加熱爐、間接加熱爐、以液體冷卻為主的冷卻爐，中間酸洗設(shè)備以及過時效爐，在最終處理帶的出口側(cè)，配置有平整軋機(jī)，明火加熱爐具有數(shù)個還原型加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰中具有燃燒中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各還原型加熱燒嘴的配置方式是，使火焰與帶鋼表面大體呈垂直，而且在其非平衡區(qū)域里，火焰能夠噴射到帶鋼的表面，這些還原型加熱燒嘴在連續(xù)處理線方向上是按下述間隔配置的，即燒嘴內(nèi)徑與燒嘴間距之比，大于0.3。
42.根據(jù)權(quán)利要求
(41)中所述的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于在其明火加熱爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間隔配置的。
43.根據(jù)權(quán)利要求
(41)中所述的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于在其明火加熱爐的有效長度內(nèi)，還原型加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按上述間隔配置；而在爐子其余的有效長度上，則配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式計(jì)算∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火加熱爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕。
44.根據(jù)權(quán)利要求
(41)中所述的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于在它的明火加熱爐各段至少是包括出口側(cè)穿帶輥緊前面加熱范圍的各段出口側(cè)區(qū)域里，還原型加熱燒嘴是按上述間距配置的。
45.設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，它順序地設(shè)有預(yù)熱爐、明火加熱爐、間接加熱爐、以液體冷卻為主的冷卻爐、中間酸洗設(shè)備以及過時效處理爐，在最終處理帶的出口側(cè)，設(shè)有平整軋機(jī)，明火加熱爐設(shè)有數(shù)個原型加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰里具有燃燒中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各個還原型加熱燒嘴的配置方式是，使火焰與帶鋼的表面大體呈直角，而且在其非平衡區(qū)域里火焰可以噴射到帶鋼的表面上。這些還原型加熱燒嘴在連續(xù)處理線方向上是按照下述間距配置的，即燒嘴內(nèi)徑與燒嘴間距之比要大于0.3。
46.根據(jù)權(quán)利要求
(45)中所述的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于在它的明火加熱爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距配置的。
47.根據(jù)權(quán)利要求
(45)中所述的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于在它的明火加熱爐的有效長度中，還原型加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按上述間距配置；而在爐子其余的有效長度上，則配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式計(jì)算∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火加熱爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域的分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕
48.根據(jù)權(quán)利要求
(45)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于在它的明火加熱爐各段至少是包括出口側(cè)穿帶輥緊前面加熱范圍的出口側(cè)區(qū)域內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距配置的。
49.設(shè)有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于，該線順序地設(shè)有帶鋼表面清洗設(shè)備，預(yù)熱爐、明火加熱爐、間接加熱爐、以液體冷卻為主的冷卻爐、中間酸洗設(shè)備以及過時效處理爐，在最終處理帶的出口側(cè)，設(shè)有平整軋機(jī)，明火加熱爐設(shè)有數(shù)個還原型加熱燒嘴，這些燒嘴可以形成在火焰中具有燃燒中間生成物，而沒有游離氧的非平衡區(qū)域，各還原型加熱燒嘴的配置方式是，要使火焰與帶鋼的表面大體呈直角，而且在其非平衡區(qū)域里，火焰要能夠噴射到帶鋼表面上，這些還原型加熱燒嘴在連續(xù)處理線方向上是按下述間距配置的，即燒嘴內(nèi)徑與燒嘴的間距之比要大于0.3。
50.根據(jù)權(quán)利要求
(49)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于在它的明火加熱爐的整個有效加熱范圍內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按上述間距配置的。
51.根據(jù)權(quán)利要求
(49)中所述的帶鋼連續(xù)處理線，其特征在于在它的明火加熱爐的有效長度中，還原型加熱燒嘴在爐子出口側(cè)長度大于γ％的部分上按上述間距配置；而在爐子其余的有效長度上，則是配置非還原型加熱燒嘴，γ值由下式計(jì)算∫T*TOUTA(T)·dTF(T)-∫TINT*B(T)·dTF(T)=0]]>γ＝〔(TOUT-T*)/(TOUT-TIN)〕×100式中TIN明火加熱爐入口帶鋼溫度(°K)TOUT明火加熱爐出口帶鋼溫度(°K)A(T)帶鋼還原速度(/秒)[=127000e-(6433T)]]]>T*非還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域與還原型加熱燒嘴設(shè)置區(qū)域分界處的帶鋼溫度(°K)B(T)帶鋼氧化速度(/秒)[=69200e-(6126T)]]]>F(T)加熱速度(°K/秒)〔＝dT/dt〕
52.根據(jù)權(quán)利要求
(49)中所述的連續(xù)處理線，其特征在于在它的明火加熱爐各段至少是包括出口側(cè)穿帶輥緊前面加熱范圍的各段出口側(cè)區(qū)域內(nèi)，還原型加熱燒嘴是按照上述間距配置的。
專利摘要
本發(fā)明是關(guān)于具有明火加熱爐的帶鋼連續(xù)處理作業(yè)線。為了在無氧化或還原狀態(tài)下加熱帶鋼，明火加熱爐配備多個還原型加熱燒嘴(還原型加熱燒嘴可在火焰中形成作為還原區(qū)域的非平衡區(qū)域)，各還原型加熱燒嘴相對于帶鋼配置成所規(guī)定的位置狀態(tài)，并且這些還原型加熱燒嘴在作業(yè)線方向上的配置方式是，根據(jù)與燒嘴內(nèi)徑的關(guān)系所確定的一定間距來配置的。
文檔編號C21D9/56GK86104502SQ86104502
公開日1987年2月25日 申請日期1986年7月10日
發(fā)明者福田修三, 阿部正廣, 福中司郎, 中山道夫, 山崎雅之, 金藤秀司, 有馬興一郎 申請人:日本鋼管株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan