一种对不同氢浓度段保护气氛的供气方法.pdf

背景技术

汽车板及其生产技术的发展是随着汽车工业和冶金技术的发展而发展的，而作为汽车工业原材的高端钢材产品是衡量一个国家钢铁工业发展水平和结构的重要标志。近几年，发展高端产品、调整产品结构、替代进口一直是钢铁工业发展中各方关注的重点，也是结构调整中的发展重点。作为汽车板生产中退火工艺显的尤为重要，其中核心技术为连续退火的快冷技术。高强钢生产中冷却速率能不能达到生产工艺要求直接影响到产品的机械性能。因此，提高快冷段的冷却速率，对提高产品性能、满足用户要求，提升市场竞争力等方面发挥着非常重要的作用。

与生产普通钢板不通，生产高强钢冷轧板的退火机组必须具有快速冷却装置以确保获得马氏体或贝氏体组织。其典型的退火工艺流程为加热-均热-缓冷-快冷-过时效-最终冷却-水淬冷却。不同品种高强钢的生产关键在于能实现各种高强钢不同退火工艺的设备或装置。其中核心技术为连续退火的快冷技术。

用于连续退火炉的带钢冷却技术主要有喷气冷却、辊式冷却、水冷却以及两种以上方式同时使用的混合冷却等。目前发展最快使用最广的是喷气冷却。这种冷却方式以其设备投资少，维护量小，控制简单，产品质量好，技术比较成熟得到用户的认同。以前由于冷却能力受到限制故此人们开发其它冷却方式。随着喷气冷却技术进步和研发的投入，喷气冷却技术得到飞跃的发展。

在连续退火机组退火炉中，退火炉一般为由预热段、加热段、缓却段、快冷段、过时效段、终冷段组成，为了防止带钢表面氧化，带钢退火一般处于退火炉内保护气氛中进行。在带钢退火过成中，退火炉中的保护气氛一般采用95％左右氮气和5％左右的氢气的混合气作为保护气氛。

为了生产高强钢，带钢在冷却段必须达到一定的冷却速率才能生产出满足一定机械性能的产品。因氢气的导热系数约为氮气导热系数7倍左右，为了提高快冷段的冷却能力，通常采用提高快冷段氢浓度的办法来达到所要求的冷却速率。

因生产高强钢，退火炉中冷却段的氢浓度一般高于其他各段，所以，冷却段保护气氛的供应一般不同于其他段保护气氛的供应。例如，采用不同混合站对不同氢浓度段保护气氛的供气方法，参见图2，该方法是：

首先打开第二N₂管路26、第三N₂管路41与第三H₂管路34、第四H₂管路49的所有阀门，其包括：第二N₂管路上的第二N₂管路TOP节点前手动阀27、第二N₂管路TOP节点后手动阀28、第二N₂管路自动切断阀29、第二N₂管路压力调节阀30、第二N₂管路流量孔板31、第二N₂管路流量调节阀32，第三H₂管路34上的第三H₂管路TOP节点前手动阀35、第三H₂管路TOP节点后手动阀36、第三H₂管路自动切断阀37、第三H₂管路压力调节阀38、第三H₂管路流量孔板39、第三H₂管路流量调节阀40，第三N₂管路41上的第三N₂管路TOP节点前手动阀42、第三N₂管路TOP节点后手动阀43、第三N₂管路自动切断阀44、第三N₂管路压力调节阀45、第三N₂管路流量孔板46、第三N₂管路流量调节阀47，第四H₂管路49上的第四H₂管路TOP节点前手动阀50、第四H₂管路TOP节点后手动阀51、第四H₂管路自动切断阀52、第四H₂管路压力调节阀53、第四H₂管路流量孔板54、第四H₂管路流量调节阀55。

然后通过调节第二N₂管路流量调节阀32、第三H₂管路流量调节阀40，使第二N₂管路26中N₂流量与第三H₂管路34中H₂流量按95％与5％的比例进入第二混合站33，使第二混合站33中H₂比例达5％左右，同时调节第三N₂管路流量调节阀47、第四H₂管路流量调节阀55，使第三N₂管路41中N₂流量与第四H₂管路49中H₂流量按75％与25％的比例进入第三混合站48，使第三混合站48中H₂比例达25％左右，然后通过使第三混合站48对冷却段23供气，第二混合站33对退火炉其他各段预热段21、加热段22、过时效段24、终冷段25供气，达到冷却段23与其他各段不同H₂浓度保护气氛。

因冷却段所要求的保护气氛氢浓度不一样，所以单独采用高氢混合站进行供气；而其他各段采用5％左右的氢气和95％左右的氮气混合站供气。

由上述可知，现有供气方法存在如下不足之处：

1.采用多个的混合站对不同炉段供气，需增加混合站的数量，设备投资成本高。

2.采用多个的混合站对不同炉段供气，需增加混合站的数量，占地面积大。

3.采用多个的混合站对不同炉段供气，需增加混合站的数量，设备数量增加，维护检修成本增加。