一種用于熱浸鍍實(shí)驗(yàn)的氣氛聯(lián)合配氣裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱浸鍍鋅、鍍鋁技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于熱浸鍍實(shí)驗(yàn)的氣氛聯(lián)合配氣裝置及其配氣方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱浸鍍簡稱熱鍍，是將用于浸鍍的金屬基體材料在通過預(yù)處理階段后，把金屬基體材料浸入配置好的低熔點(diǎn)金屬或合金鍍液中，從而得到表面具有更高保護(hù)性鍍層的金屬基體的一種工藝方法，其中，還原法連續(xù)熱鍍是當(dāng)今鋼帶生產(chǎn)的主要生產(chǎn)方法。
[0003]隨著對熱浸鍍技術(shù)研究的逐步加深，人們也加強(qiáng)了熱浸鍍工藝的優(yōu)化和新型鍍層的開發(fā)工作。由于連續(xù)熱浸鍍生產(chǎn)線設(shè)備復(fù)雜、鋼帶運(yùn)行速度快，在新工藝和新產(chǎn)品研發(fā)時(shí)不可能在實(shí)際生產(chǎn)線上進(jìn)行，故采用熱浸鍍實(shí)驗(yàn)裝置模擬實(shí)際熱浸鍍生產(chǎn)流程和工藝是一種低成本、高效率的研究方法。
[0004]熱浸鍍實(shí)驗(yàn)裝置模擬退火過程是在還原性保護(hù)氣氛中進(jìn)行的，而保護(hù)氣氛的水蒸氣含量，既露點(diǎn)值對金屬基體的氧化行為影響顯著，普通低碳鋼基體在熱浸鍍時(shí)要求露點(diǎn)值越低越好，近年來開發(fā)的雙相鋼先進(jìn)高強(qiáng)鋼品種，如Trip鋼、IF鋼等，其基體中添加了較高含量的S1、Mn等合金元素，熱浸鍍退火時(shí)需要使用預(yù)氧化-還原工藝，即在退火開始工藝段，通過提高鋼板在還原氣氛中的露點(diǎn)值(至O?20°C)，使鋼板內(nèi)氧化深度更大，減少合金元素在鋼板表面氧化物的形成，在退火后期工藝段，通過降低還原氣氛的露點(diǎn)值(-30?-50°C)，促進(jìn)鋼板表面的氧化物還原成海綿鐵，提高鋼板與鍍液的浸潤性，形成表面質(zhì)量優(yōu)異的鍍層產(chǎn)品。因此熱浸鍍實(shí)驗(yàn)裝置要求在配比還原性保護(hù)氣氛時(shí)需要對其進(jìn)行加濕處理，即調(diào)節(jié)保護(hù)氣氛的露點(diǎn)值。
[0005]熱浸鍍實(shí)驗(yàn)裝置屬于實(shí)驗(yàn)室裝置，因此所使用的低濕加濕裝置也屬于實(shí)驗(yàn)室裝置?，F(xiàn)有的低濕加濕裝置的不足在于流量過低(配比露點(diǎn)為(TC的保護(hù)氣氛時(shí)最高流量只能達(dá)到3?4L/min)，且需要手工同時(shí)調(diào)節(jié)多路流量閥及開關(guān)閥，調(diào)節(jié)過程緩慢，不能滿足設(shè)備要求，限制了低濕加濕裝置的應(yīng)用，不利于熱浸鍍新工藝和新產(chǎn)品的開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是解決熱浸鍍裝置保護(hù)氣氛配氣問題，提供一種用于熱浸鍍實(shí)驗(yàn)的氣氛聯(lián)合配氣裝置及其配氣方法，能夠配比帶有定露點(diǎn)、定氫含量及定流量的氮?dú)浠旌霞訚駳夥铡?br>[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種用于熱浸鍍實(shí)驗(yàn)的氣氛聯(lián)合配氣裝置，該裝置包括氮?dú)饪偣苈穉、氮?dú)庵Ь€管路b、氮?dú)饧訚窆苈稢、氫氣管路d、混合氣體總管路e、放空管路f、氫分儀管路g、露點(diǎn)儀管路h、自動(dòng)化控制系統(tǒng)20和多個(gè)氣體控制閥和過濾器;其中，氮?dú)饪偣苈穉的出端分成氮?dú)庵Ь€管路b和氮?dú)饧訚窆苈稢，氮?dú)庵Ь€管路b、氮?dú)饧訚窆苈穋和氫氣管路d的出端匯成混合氣體總管路e，該混合氣體總管路e上裝有氫分儀17、露點(diǎn)儀18及流量計(jì)9，形成閉環(huán)伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確控制氫含量、露點(diǎn)及氣流量;所述各個(gè)管路分別安裝有由自動(dòng)化控制系統(tǒng)20控制的各個(gè)氣體控制閥。
[0009]所述氮?dú)庵Ь€管路b、所述氮?dú)饧訚窆苈穋和所述氫氣管路d上分別安裝單向閥和質(zhì)量流量控制器;所述混合氣體總管路e上安裝流量計(jì)9，并且混合氣體總管路e在連通放空管路f的節(jié)點(diǎn)之后安裝混合氣體總管路電磁閥11;所述排空管路f上安裝排空管路電磁閥19；
[0010]混合氣體總管路e上連通有氫分儀管路g、露點(diǎn)儀管路h和放空管路f，并且氫分儀管路g和露點(diǎn)儀管路h的出端與放空管路f連通。
[0011 ]所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)20分別與氮?dú)饪偣苈冯姶砰y2、混合氣體總管路電磁閥11、排空管路電磁閥19、氮?dú)庵Ь€管路質(zhì)量流量控制器5、氮?dú)饧訚窆苈焚|(zhì)量流量控制器6、氫氣管路質(zhì)量流量控制器15、氫分儀17、露點(diǎn)儀18、流量計(jì)9和高濕加濕器16連接。
[0012]所述氮?dú)饪偣苈穉上安裝帶壓力表的氮?dú)饪偣苈窚p壓閥I和氮?dú)饪偣苈冯姶砰y2。
[0013]所述氮?dú)饧訚窆苈穋上進(jìn)一步安裝高濕加濕器16，用于發(fā)生高露點(diǎn)濕氣；高濕加濕器16為恒定50°C露點(diǎn)的高濕加濕器，最高加濕能力為20L/min。
[0014]所述氫氣管路d上還安裝帶壓力表的氫氣管路減壓閥12和氫氣管路電磁閥13。
[0015]所述排空管路f上還安裝排空管路單向閥10;
[0016]所述排空管路電磁閥19位于連通氫分儀管路g和露點(diǎn)儀管路h的節(jié)點(diǎn)之前。
[0017]所述氫分儀管路g上在氫分儀17之前還安裝氫分儀管路過濾器7;
[0018]所述露點(diǎn)儀管路h上在露點(diǎn)儀18之前還安裝露點(diǎn)儀管路過濾器8。
[0019]所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)20包括PLC控制器和HMI人機(jī)交互界面；
[0020]所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)20還分別與氮?dú)饪偣苈冯姶砰y2、氫氣管路電磁閥13電連接。[0021 ]配比的氮?dú)浠旌霞訚駳怏w，其氫氣含量為O?50%，露點(diǎn)值為-50?20 V，氣流量為20?50L/min。
[0022]該裝置適用于熱浸鍍鋅及鋅基合金、熱浸鍍鋁及鋁基合金的熱浸鍍實(shí)驗(yàn)。
[0023]—種用于熱浸鍍實(shí)驗(yàn)的氣氛聯(lián)合配氣裝置的配氣方法，其特征在于:
[0024]包括如下步驟:
[0025]I)配氣前準(zhǔn)備:通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)20關(guān)閉氮?dú)饪偣苈冯姶砰y2、混合氣體總管路電磁閥11、氫氣管路電磁閥13、排空管路電磁閥19、氮?dú)庵Ь€管路質(zhì)量流量控制器5、氮?dú)饧訚窆苈焚|(zhì)量流量控制器6、氫氣管路質(zhì)量流量控制器15、氫分儀17、露點(diǎn)儀18和流量計(jì)9，開啟高濕加濕器16;
[0026]Π )設(shè)置參數(shù):通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)20設(shè)置氫含量值、露點(diǎn)值和混合氣體流量值；
[0027]m)配氣:通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)20進(jìn)行自動(dòng)控制，開啟氮?dú)饪偣苈冯姶砰y2、氫氣管路電磁閥13和排空管路電磁閥19，并控制氮?dú)庵Ь€管路質(zhì)量流量控制器5、氮?dú)饧訚窆苈焚|(zhì)量流量控制器6和氫氣管路質(zhì)量流量控制器15的開度，開啟氫分儀17、露點(diǎn)儀18和流量計(jì)9測量混合氣體總管路e中實(shí)際的氫含量值、露點(diǎn)值和混合氣體流量值，形成反饋信號，自動(dòng)化控制系統(tǒng)20進(jìn)一步調(diào)節(jié)質(zhì)量流量控制器5、質(zhì)量流量控制器6和質(zhì)量流量控制器15的開度；
[0028]IV)配氣完畢:當(dāng)混合氣體總管路e中實(shí)際的氫含量值、露點(diǎn)值和混合氣體流量值達(dá)到設(shè)定值后，通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)20關(guān)閉電磁閥19，開啟電磁閥11，向熱浸鍍實(shí)驗(yàn)裝置中通入保護(hù)氣體，配氣完畢。
[0029]步驟I中，調(diào)節(jié)氮?dú)饪偣苈穉和氫氣管路d的壓力為不超過0.4Mpa。
[0030]還包括如下步驟:
[0031 ] V )改變參數(shù):實(shí)驗(yàn)過程中，改變氫含量值、露點(diǎn)值和混合氣體流量值時(shí)，重新進(jìn)入步驟1-1V。
[0032]采用所述的用于熱浸鍍實(shí)驗(yàn)的氣氛聯(lián)合配氣裝置的配氣方法配比的氮?dú)浠旌霞訚駳怏w，其氫氣含量為O?50%，露點(diǎn)值為-50?20°C，氣流量為20?50L/min。
[0033]用于熱浸鍍實(shí)驗(yàn)的氣氛聯(lián)合配氣裝置的配氣方法適用于熱浸鍍鋅及鋅基合金、熱浸鍍鋁及鋁基合金的熱浸鍍實(shí)驗(yàn)。
[0034]本發(fā)明的有益效果在于:
[0035]本發(fā)明的用于熱浸鍍實(shí)驗(yàn)的氣氛聯(lián)合配氣裝置及其配氣方法操作簡單，反應(yīng)迅速，配氣速度快，氣流量大，自動(dòng)化程度高，可配比定露點(diǎn)、定氫含量、定流量的氮?dú)浠旌霞訚駳夥?，其氫氣含量范圍是O?50%，露點(diǎn)范圍是-50?20 °C，氣流量范圍是20?50L/min，大幅提高了熱浸鍍實(shí)驗(yàn)設(shè)備適用性。
[0036]本發(fā)明適用于熱浸鍍鋅及鋅基合金、熱浸鍍鋁及鋁基合金的熱浸鍍實(shí)驗(yàn)。
【附圖說明】
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