热镀锌第2节工艺及主要设备介绍

第二节工艺及主要设备介绍8-23 镀锌工艺流程图生产时用吊车将钢卷吊放到镀锌机组入口段的受料台上，再由1#上卷小车或2#上卷小车将钢卷送到1#开卷机或2#开卷机上。

1#开卷机或2#开卷机将带头引进矫直机对带头进行矫直，然后带头分别进入1#、2#下切剪进行切头，切完带头后进入焊机，当2#开卷机或1#开卷机甩尾后，切掉板尾。

焊机将第一卷带尾与第二卷带头焊接起来，然后带钢进入入口活套，快速充满入口活套。

带钢从入口活套出来，经活套出口的张力辊组将带钢送入立式退火炉，带钢通过密封辊进入炉内后，先经过无氧化加热段，在1232℃（最高1315℃）的炉温下将带钢快速加热，再经过辐射管加热将带钢加热到720℃或820℃或850℃，在保温/慢冷段保温16秒以上，在快速冷却段将带钢冷却到475℃，然后进入锌锅出锌锅后的带钢经气刀进入冷却塔，带钢在垂直向上的后冷段快速冷却，到顶辊温度将到300℃以下，再经过水平及垂直向下的后冷段，带纲进入水淬槽，进水淬槽前带钢温度降到160℃，经过水淬后带钢温度降到42℃。

经冷却塔冷却后带钢经光整机光整，拉矫机矫直，再经钝化处理，然后进入烘干机，带钢烘干后进入出口活套，而后带钢进入水平检查台进行表面质量检查，再进入涂油机进行涂油，出涂油机后进行分剪，夹送辊自动将带钢头部引入卷取机，助卷器自动开进。

卷取机卷取成品卷后，由卸料小车卸下，称重打捆后，由吊车送往成品放置场存放，对镀锌板进行包装，然后送入成品库存放。

二、工艺参数及产品大纲1、工艺参数1.1机组速度，见表8-4表8-4 机组速度1.2机组加速度，见表8-5表8-5 机组加速度1.3全线张力，见表8-6表8-6 生产线稳定时，最大带钢断面(2.5x1240=3100mm2)的张力1.4各种级别热处理温度制度，见表8-7表8-7 不同级别热处理温度制度1.5锌液成分要求，见表8-8表8-8 正常锌花锌液成份要求无锌花1.6涂敷要求1.7涂油量2、产品大纲三、主要单体设备主要性能1、焊机采用德国Miebach 公司的窄搭接电阻焊机，带有前后自动对中功能，实现全自动焊接，并有冲孔装置，实现全线焊缝跟踪功能。

焊接的作用是保证生产的连续化，因此对焊机而言主要是保证焊缝的质量，即焊接的强度和对中性。

这就对来料的厚度偏差和板形提出了一定的要求。

在开工初期应积累来料情况与各种焊接参数之间的关系，并对各种材质与规格的焊缝强度进行实验。

图8-24 焊机简易图2、退火炉及其工作方式退火炉采用美国EF公司的连续立式退火炉，主要特点是使用明火加热的无氧化炉，清除带钢表面的残余物质，热效率高，加热速度快，立式炉型可以无过烧，无斑点，无划痕，炉况稳定性好，炉内设热张力辊和控制辊，便于调节张力使带钢沿着正确的轨迹前进，以获得好的板形和镀层质量。

炉子段的目的就是使冷轧硬化的带钢在温度和时间作用下产生回复和再结晶过程，并使再结晶晶粒长大成需要的大小。

图8-25 炉子简易图1-预热段；2-明火加热段；3-辐射管加热段；4-缓冷/保温段；5-快冷段；6-下溜槽；7-上行风冷；8-水淬槽。

退火炉由预热段、明火加热段、辐射管加热段、缓冷/保温段、快冷段和下溜槽组成，带钢出锌锅后，经两个上行风冷、一个水平风冷、二个下行风冷和一个水淬槽。

2.1预热段PRF预热段指炉子第一个PASS，利用明火段燃烧烟气的热量加热带钢。

在带钢入口处设一对密封辊，可减少炉内空气向炉内倒灌。

在预热段下方设有排烟管道，将烟气从炉内排出。

由于明火段采用欠氧燃烧，烟气中有较多的可燃成份，因此在炉外设了一个后燃烧段，烟气在后燃烧段混合少量空气后继续燃烧，产生的热量用来预热明火段的燃烧空气，提高明火段的热效率，同时防止在风道中蓄积易爆混合物以及将CO直接排放到大气中。

通过控制带钢速度来调整带钢在预热段中的停留时间，以及通过控制明火段的加热制度，可以把预热段清洗带钢表面的乳化液的效果达到最佳。

2.2明火加热段F1F1是炉子的第二个PASS，采用焦炉煤气做为燃料，空气使用热空气，通过直接火焰幅射、对流对带钢进行快速加热。

F1分为四个区，每个区的温度可以单独控制，温度控制可分为控制炉温和控制带钢温度两种方式。

F1共有32个烧嘴，每个区有8个烧嘴，烧嘴被设计成长火焰型，当每区的煤气流量达到480Nm3/h，即区燃烧率达到60%以上时，火焰长度可达2米，这时带钢宽度方向上的受热烧嘴在炉子长度方向的布置也考虑到使带钢的温度更均匀。

当生产线停车时，控制系统断开烧嘴并引进氮气以快速吹扫，排出CO以及使炉子快速降温，避免带钢因高温而造成的瓢曲，这种瓢曲最易在生产线再次开车时造成断带。

基于上述考虑，炉子设计两套热电偶，当生产用电偶超温时，计算机自动减少空气和煤气的流量，当安全电偶超温时，控制系统将断开烧嘴并引进吹扫氮气，避免高温造成带钢瓢曲。

连接喉段通过一个连接喉直接将预热炉连接到幅射管加热炉上。

如前所述，明火段的烟气是微氧化性的，尽管其压力小，但在带钢高速运行的条件下，烟气还是有可能向后流动，因此必须防止这些烟气扩散到加热炉室内。

除了限制了喉部的高度，还设置了氮气幕。

2.2幅射管加热段F2F2是炉子的第3、4个PASS，使用高炉煤气做为燃料，通过燃烧的热量加热辐射管，辐射管再以辐射的方式加热带钢，因此是间接加热。

在该阶段，为了保持带钢表面化学上的清洁条件以保证在以后的工艺中获得良好的镀层质量，需要氢气和氮气，在气氛中保持低露点是非常重要的，。

在适当的间隔里，为了检查和维护的目的，设置了出入人孔。

在正常操作期间，这些是用隔热材料填上并盖有盖板，盖板焊在炉壳的法兰上。

F2共27个辐射管，分三排布置，分四个区，每个区单独控制煤气流量和空气流量。

辐射管垂直布置，上方是烧嘴，下方是换热器，通过烟气的热量预热燃烧空气，以提高热效率。

关于如何控制煤气流量、压力等参数，使辐射管的热效率达到最佳，以及使辐射管的寿命最长，目前笔者还没有这方面的经验，还需要进一步的试验研究。

由于辐射管属间接加热，炉温变化缓慢，一般需要把输出设定在较大的数值上，比如95%，当带钢规格或工艺速度发生变化时，主要通过调节F1的带钢温度来达到快速适应的目的。

这样做还有个好处是，保持带钢在F1和F2有较大的温度差，有利于减少带钢氧化铁皮的厚度以及提高F2气氛的还原能力。

2.3保温/慢冷炉H/SC保温/慢冷炉是炉子的第5、6个PASS。

为了把幅射管加热与保温/慢冷段分开提供了一保温/慢冷段配备有空气管以便冷却，和电气电阻加热元件，何时投入空冷管以及何时投入电加热，主要是根据工艺要求。

从考虑锌层粘附性的角度，电加热的输出达到最大时，有利于维持带钢表面温度，使H2的还原能力加强。

在生产IF钢时，电加热的输出达到最大，可以使晶粒进一步长大，有利于提高带钢的冲压性能。

在幅射管加热和保温/慢冷段之间悬挂着一个垂直的分段隔离挡板以分开加热和保温区。

由在炉子侧壁上悬挂的HH2（12.5%Ni，26%Cr）的合金管支承着挡板。

挡板用1mm厚309不锈钢金属盖的陶瓷纤维隔热材料进行隔热。

2.4喷射冷却段由4台设备按2个垂直通道布置的该喷射冷却段的目的是快速地将带钢的温度降到规定的镀锅入口的温度上。

炉子边部布置的电幅射管加热器投入使用时，可以保证带钢宽度方向的温度均匀性。

在面对带钢的每一侧，每台喷射冷却设备有一系列的炉底风冷盘室，布置的交叉的喷射开口在移动带钢的两侧分配高速冷却的气体。

由带钢加热的气体连续地沿着室的一侧移动，到达一个风道，该风道直接通向位于室外的一个水冷翅片式盘管。

从盘管，冷却的气体进入到一个离心风机中，从风机在压力下通过风道返回到炉底风冷盘室，以在移动的带钢上循环。

每个喷射冷却段提供有2台循环风机和热交换器。

3、锌锅图8-26 锌锅锌锅为英国AJAX公司的陶瓷感应锌锅，采用两线三个锌锅，带有升降装置和横移轨道，两侧的1#锅、3#锅装有含铅锌液，中间的2#锅装有无铅锌液。

2#锌锅可移动到1#线或3#线的工作位，这样两条镀锌线都可以生产普通锌花和无锌花产品。

锌锅采用感应加热的方式，感应体分低功率、高功率两种加热方式。

当正常生产时，感应体处于低功率加热方式，锌锅的热平衡主要通过调节带钢的入锌锅温度与速度来维持。

在加锌锭等锌液温度降低时，感应体切换到高功率加热方式，维持锌锅温度稳定。

高功率分有更细档位，可根据生产生产情况自行调整。

鞍钢镀锌线的锌锅包含两个部分：PCU电加热系统；锌锅平台升降及锅体移行系统。

锌锅PCU电加热系统是整个锌锅的灵魂。

它主要包括两部分，其一是感应体，其二是PCU控制柜。

锌锅需要一天24小时不间断工作，并且供电系统停电时间原则上不得超过20分钟，否则感应体内的锌液会冷却凝固，进而整个锅体的锌液也随之冷却，危害极大。

锅感应体锌锅感应体由冷却风机、二次电感线圈、耐火材料、隔热铜套四部分组成。

（1）感应体风机用于保持感应体内二次线圈的冷却。

永久保持感应体内耐火材料温差的倾斜度，防止耐火材料由于高温破裂。

必须时刻保持感应体风机不间断运行。

（2）二次电感线圈相当于变压器的一次测，而在感应体通道内流动的锌液相当于变压器的二次测。

PCU将变化的电流传给二次电感线圈，产生变化的磁场，使感应体通道内流动的锌液产生巨大的加热电流，1700A左右，同时锌液的电压变得非常小，只有几伏。

（3）耐火材料的作用是保护电感线圈，防止其受高温侵蚀，并给锌液流动提供通道。

它是感应体的硬件骨骼。

（4）铜套也是保护电感线圈并提供测量电感线圈温度的工具。

锅平台升降及锅体移行系统锌锅平台升降及锅体移行系统主要采用GE PLC控制。

检测元件主要使用各种类型的接近开关。

（1）平台升降平台升降是靠大电机带动四个来提升、降落载有500多吨锌液的平台。

螺旋千斤顶的每个螺帽上有四个检测螺帽旋转的接近开关。

其主要作用是检测千斤顶旋转是否同步。

另外还安装了温度、磨损接近开关。

平台的下面还安装了四个支撑柱，在平台到达工作位后，所有的力都卸载到了支撑柱上。

对螺旋千斤顶起到了保护的作用。

平台的底部和顶部装有检测平台位置的接近开关，及检测支撑柱位置的接近开关。

（2）平台移行平台移行比较简单，主要靠接近开关来检测锌锅所到达的的位置：平台位置、存储位置，并由锁销电机来锁定锌锅。

移行的动力主要来自锌锅本身的移行电机。

4、气刀气刀为德国FOEN公司的气刀，采用框架式设计，锌锅内沉没辊和双稳定辊组成的三辊系统，可以使带钢运行带钢稳定。

气刀风机气刀风机的压力控制比较复杂，主要采用PID 闭环控制，使用FM355来调节压力输出，根据实际需要的压力，计算出电机所需的转速，发送给ALSTOM的变频器，由它来具体控制电机的实际转速，再跟据气刀本身的压力传感器检测出实际压力与设定压力的不同，继续调节。