具体实施方式

本申请实施例通过提供一种退火炉预氧化设备，解决了现有技术中山峰纹、漏镀等缺陷，保证了产品质量的稳定性。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

现有技术中山峰纹、漏镀等缺陷的原因分析：

本申请人经探究发现：退火炉中含有的少量氧气或水蒸气优先与Mn、Si、Cr等元素反应生成氧化物，随着表面合金元素的不断消耗，带钢内部的合金元素也会扩散到带钢表面，形成表面偏聚，这就形成了外氧化。这些氧化物覆盖在带钢表面，当带钢进入锌锅时，这些氧化物对锌和铁的扩散起着物理屏障作用，使得锌液对钢表面的润湿性变差，不能够形成完整而致密的抑制层，产生漏镀缺陷。

作为本申请实施例的一种典型的实施方式，提供了一种退火炉预氧化设备，如图1所示，包括：

预氧化装置1，用于对带钢进行预氧化，获得高表面质量的带钢；

氮气输送装置2，用于将热氮气输送至所述预氧化装置1内；所述氮气输送装置2包括氮气输送管道21、氮气调节阀门22、氮气流量计23和加热器24，所述氮气输送管道21与所述预氧化装置1相连通；所述氮气输送管道21上从远离所述预氧化装置向靠近所述预氧化装置方向依次设有所述氮气调节阀门22、所述加热器24和所述氮气流量计23；

蒸汽输送装置3或/和空气输送装置4；所述蒸汽输送装置3用于将热蒸汽输送至所述预氧化装置1内；所述空气输送装置4用于将空气输送至所述预氧化装置1内。

本申请实施例氮气输送装置2通过输送热氮气，将热氮气与蒸汽或/和空气均匀混合后，一同注入预氧化仓内，从而提高露点的均匀稳定性，具体可将预氧化仓的露点稳定的控制在5～10℃之间，防止带钢局部被过氧化的问题，从而保证了高强钢表面质量的稳定性。

如图1所示，作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述预氧化装置1包括：

预氧化仓11，用于带钢经过所述预氧化仓时对所述带钢进行预氧化；

喷气组件，用于对所述预氧化仓注入气体，所述喷气组件设置于所述预氧化仓内，所述喷气组件与所述氮气输送管道相连通。

所述喷气组件包括第一喷气组件12和第二喷气组件13，所述第一喷气组件12和所述第二喷气组件13相对设置，所述第一喷气组件12和所述第二喷气组件13分别与所述氮气输送管道相连通。

热氮气与蒸汽或/和空气通过喷气组件注入到所述预氧化仓11内，使得预氧化仓11保持一定的预氧化的气氛，有利于获得高表面质量的带钢。

如图1所示，作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述退火炉预氧化设备还包括：

第一输送总管5，一端与所述氮气输送管道2相连通，另一端所述第一喷气组件12相连通；所述第一输送总管5上设有第一控制阀6；

第二输送总管7，一端与所述氮气输送管道2相连通，另一端所述第二喷气组件13相连通；所述第二输送总管7上设有第二控制阀8。

通过设置第一控制阀6和第二控制阀8，从而可以方便控制所述第一喷气组件12和所述第二喷气组件13的流量、开启和关闭；

如图1所示，作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述蒸汽输送装置3包括：

蒸汽发生器31，用于将水加热获得蒸汽；

热电阻32，用于测量所述蒸汽的温度；

蒸汽输送管道33，一端与所述蒸汽发生器31相连通，另一端与所述预氧化装置1相连通；

蒸汽阀门34，设置于所述蒸汽输送管道33上。

脱盐水注入到蒸汽发生器31内；蒸汽发生器31通过设定一个输出功率，把水加热变成蒸汽，当热电阻32检测温度到达90℃以上时，可以打开蒸汽阀门34，开始注入蒸汽。蒸汽通过蒸汽阀门34，分别进入所述第一喷气组件12和所述第二喷气组件13，从而吹到预氧化仓11内部。蒸汽或/和对带钢表面提供较高的氧分压，使Mn、Si等易氧化的元素在带钢的次表层进行氧化，即内氧化。而带钢表面形成了一层Fe元素的氧化物，在随后的冷却过程中，把带钢表面的氧化铁还原成海绵铁，带钢进入锌锅后表层的海绵铁与锌锅中的铝元素反应，形成Fe₂Al₅抑制层，提高可镀性。

如图1所示，作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述蒸汽发生器31设置有入口和出口，所述入口处设置有输水管35和补水阀36，所述输水管35与所述蒸汽发生器31的所述入口相连通，所述输水管35上设有所述补水阀36。

通过所述输水管35将脱盐水注入到蒸汽发生器31内，补水阀36的设置方便调控脱盐水注入的速率、开启和关闭状态。

如图1所示，作为本申请实施例一种可选的实施方式，所述空气输送装置4包括：

空气输送管道41，与所述预氧化装置1相连通；

空气阀门42，设置于所述空气输送管道41上；

空气流量计43，设置于所述空气输送管道41上。

根据空气流量计43的流量，设定空气经过空气阀门42的开度，空气与氮气混合均匀后，注入预氧化仓内。通过控制仓室的氧含量，从而预氧化+还原的作用，所述预氧化是指空气提供较高的氧分压，使Mn、Si等易氧化的元素在带钢的次表层进行氧化，即内氧化；所述还原作用是指：带钢表面形成了一层Fe元素的氧化物，在随后的冷却过程中，把带钢表面的氧化铁还原成海绵铁，带钢进入锌锅后表层的海绵铁与锌锅中的铝元素反应，形成Fe₂Al₅抑制层。

如图1所示，作为本申请实施例一种可选的实施方式，第一喷气组件12和第二喷气组件13具体可以均为管道喷梁，所述管道喷梁设有多个喷水口或者喷嘴；

根据hf＝[λ×(L/d)×γ×(v^2)]÷(2×g),L—管段长度(m)；d—管径(m)；λ—沿程阻力因数；γ—介质重度(N/m²)；v—断面平均流速(m/s)；g—重力加速度(m/s²)。以上是沿程阻力损失方程，管道的能量损失和管道长度成正比，管道的距离越短，能量损失越低。所以将蒸汽发生器31到第一喷气组件12和第二喷气组件13之间距离设计改造的尽可能短(实际操作中该距离的范围大约为6-10m)。其次，根据伯努利方程，管道弯头越多，损失越大，所以设计改造减少弯头数量，将少能量损失。

本发明实施例中，减少了管道的长度，并且将直角弯头，全部更改为带有弧度的弯头，减少了管道的沿程损失，防止蒸汽的冷凝，保证露点控制的均匀性。

作为本申请实施例的另一种典型的实施方式，提供了一种退火炉预氧化设备，如图2所示，所述方法包括：

S1、将带钢放置于所述预氧化装置内；

S2、通过所述蒸汽输送装置或/和空气输送装置将热蒸汽或/和空气输送至所述预氧化装置内，以使所述带钢表面发生氧化；

所述蒸汽的温度≥100℃，这样有利于形成充足的蒸汽，若小于100℃，蒸汽量小，并且容易产生冷凝水；

S3、通过所述氮气输送装置将热氮气输送至所述预氧化装置内，以防止所述带钢表面发生过氧化，获得高表面质量的带钢。

作为一种可选的实施方式，所述热氮气的流量为12～14m³/h，所述热氮气的温度≥150℃；

热氮气的流量控制在12～14m³/h的原因：保证蒸汽能够均匀的通过喷梁进入炉内，流量大于14m³/h，喷出的蒸汽速度过快，导致带钢局部产生过氧化；流量小于12m³/h，蒸汽的浓度过大，炉内局部气氛突变，带钢容易产生块状过氧化现象；

热氮气的温度小于150℃，会使氮气在送蒸汽的过程中，蒸汽容易冷凝，形成冷凝水；

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

另外，文本中出现的“内”和“外”是常规意义的内和外，是为了便于描述清楚，并不是任何限定。

实施例1

如图1所示，本实施例中，一种退火炉预氧化设备，包括：

预氧化装置1，用于对带钢进行预氧化，获得高表面质量的带钢；所述预氧化装置1包括：预氧化仓11，用于放置带钢并对所述带钢进行预氧化；喷气组件，用于对所述预氧化仓注入气体，所述喷气组件设置于所述预氧化仓内，所述喷气组件与所述氮气输送管道相连通。所述喷气组件包括第一喷气组件12和第二喷气组件13，所述第一喷气组件12和所述第二喷气组件13相对设置，所述第一喷气组件12和所述第二喷气组件13分别与所述氮气输送管道相连通；

氮气输送装置2，用于将热氮气输送至所述预氧化装置1内；所述氮气输送装置2包括氮气输送管道21、氮气调节阀门22、氮气流量计23和加热器24，所述氮气输送管道21与所述预氧化装置1相连通；所述氮气输送管道21上从远离所述预氧化装置向靠近所述预氧化装置方向依次设有所述氮气调节阀门22、所述加热器24和所述氮气流量计23；

蒸汽输送装置3，用于将热蒸汽输送至所述预氧化装置1内；所述蒸汽输送装置3包括：蒸汽发生器31，用于将水加热获得蒸汽；热电阻32，用于测量所述蒸汽的温度；蒸汽输送管道33，一端与所述蒸汽发生器31相连通，另一端与所述预氧化装置1相连通；蒸汽阀门34，设置于所述蒸汽输送管道33上；所述蒸汽发生器31设置有入口和出口，所述入口处设置有输水管35和补水阀36，所述输水管35与所述蒸汽发生器31的所述入口相连通，所述输水管35上设有所述补水阀36。

第一输送总管5，包括分别与所述氮气输送管道2和蒸汽输送管道33相连通的第一端，与所述第一喷气组件12相连通的第二端；所述第一输送总管5上设有第一控制阀6；

第二输送总管7，包括分别与所述氮气输送管道2和蒸汽输送管道33相连通的第三端，与所述第二喷气组件13相连通的第四端；所述第二输送总管7上设有第二控制阀8。

下面根据图1所示的退火炉预氧化设备，对其工作原理和使用方法进行进一步的说明，如图1和图4所示。

脱盐水通过补水阀36注入到蒸汽发生器31内；蒸汽发生器31通过设定一个输出功率，把水加热变成蒸汽，当热电阻32检测温度到达90℃以上时，可以打开蒸汽阀门(可以具体为电磁阀)，开始注入蒸汽，蒸汽分别进入第一输送总管5和第二输送总管7中；

氮气流量计23将氮气的流量设定值一般为13m³/h，通过调节氮气调节阀门22的比例开度，把流量控制在13m³/h，加热器24将温度设定在150℃，150℃的氮气经过流量计后通过氮气输送管道21分别进入第一输送总管5和第二输送总管7中；

第一输送总管5和第二输送总管7中蒸汽与氮气均匀混合后，通过调节第一控制阀6和第二控制阀8，分别进入第一喷气组件12和第二喷气组件13，从而将混匀的蒸汽与氮气一同吹到预氧化仓11内部，通过热氮气将蒸汽稀释、均匀混合，从而提高露点的均匀稳定性，从而防止带钢局部被过氧化的问题。

实施例2

如图2所示，本实施例中，一种退火炉预氧化设备，包括：

预氧化装置1，用于对带钢进行预氧化，获得高表面质量的带钢；所述预氧化装置1包括：预氧化仓11，用于放置带钢并对所述带钢进行预氧化；喷气组件，用于对所述预氧化仓注入气体，所述喷气组件设置于所述预氧化仓内，所述喷气组件与所述氮气输送管道相连通。所述喷气组件包括第一喷气组件12和第二喷气组件13，所述第一喷气组件12和所述第二喷气组件13相对设置，所述第一喷气组件12和所述第二喷气组件13分别与所述氮气输送管道相连通；

氮气输送装置2，用于将热氮气输送至所述预氧化装置1内；所述氮气输送装置2包括氮气输送管道21、氮气调节阀门22、氮气流量计23和加热器24，所述氮气输送管道21与所述预氧化装置1相连通；所述氮气输送管道21上从远离所述预氧化装置向靠近所述预氧化装置方向依次设有所述氮气调节阀门22、所述加热器24和所述氮气流量计23；

空气输送装置4，用于将空气输送至所述预氧化装置1内；所述空气输送装置4包括：空气输送管道41，与所述预氧化装置1相连通；空气阀门42，设置于所述空气输送管道41上；空气流量计43，设置于所述空气输送管道41上。

第一输送总管5，包括分别与所述氮气输送管道2和空气输送管道41相连通的第一端，与所述第一喷气组件12相连通的第二端；所述第一输送总管5上设有第一控制阀6；

第二输送总管7，包括分别与所述氮气输送管道2和空气输送管道41相连通的第三端，与所述第二喷气组件13相连通的第四端；所述第二输送总管7上设有第二控制阀8。

下面根据图2所示的退火炉预氧化设备，对其工作原理和使用方法进行进一步的说明，如图2和图4所示。

根据空气流量计43的流量，设定空气经过空气阀门42的开度，空气分别进入第一输送总管5和第二输送总管7中；

氮气流量计23将氮气的流量设定值一般为12m³/h，通过调节氮气调节阀门22的比例开度，把流量控制在12m³/h，加热器24将温度设定在150℃，150℃的氮气经过流量计后通过氮气输送管道21分别进入第一输送总管5和第二输送总管7中；

第一输送总管5和第二输送总管7中蒸汽与空气均匀混合后，通过调节第一控制阀6和第二控制阀8，分别进入第一喷气组件12和第二喷气组件13，从而将混匀的空气与氮气一同吹到预氧化仓11内部，通过热氮气将空气稀释、均匀混合，从而提高露点的均匀稳定性，从而防止带钢局部被过氧化的问题。

实施例3

如图3所示，本实施例中，一种退火炉预氧化设备，包括：

预氧化装置1，用于对带钢进行预氧化，获得高表面质量的带钢；所述预氧化装置1包括：预氧化仓11，用于放置带钢并对所述带钢进行预氧化；喷气组件，用于对所述预氧化仓注入气体，所述喷气组件设置于所述预氧化仓内，所述喷气组件与所述氮气输送管道相连通。所述喷气组件包括第一喷气组件12和第二喷气组件13，所述第一喷气组件12和所述第二喷气组件13相对设置，所述第一喷气组件12和所述第二喷气组件13分别与所述氮气输送管道相连通；

氮气输送装置2，用于将热氮气输送至所述预氧化装置1内；所述氮气输送装置2包括氮气输送管道21、氮气调节阀门22、氮气流量计23和加热器24，所述氮气输送管道21与所述预氧化装置1相连通；所述氮气输送管道21上从远离所述预氧化装置向靠近所述预氧化装置方向依次设有所述氮气调节阀门22、所述加热器24和所述氮气流量计23；

蒸汽输送装置3，用于将热蒸汽输送至所述预氧化装置1内；所述蒸汽输送装置3包括：蒸汽发生器31，用于将水加热获得蒸汽；热电阻32，用于测量所述蒸汽的温度；蒸汽输送管道33，一端与所述蒸汽发生器31相连通，另一端与所述预氧化装置1相连通；蒸汽阀门34，设置于所述蒸汽输送管道33上；所述蒸汽发生器31设置有入口和出口，所述入口处设置有输水管35和补水阀36，所述输水管35与所述蒸汽发生器31的所述入口相连通，所述输水管35上设有所述补水阀36。

空气输送装置4，用于将空气输送至所述预氧化装置1内；所述空气输送装置4包括：空气输送管道41，与所述预氧化装置1相连通；空气阀门42，设置于所述空气输送管道41上；空气流量计43，设置于所述空气输送管道41上。

第一输送总管5，包括分别与所述氮气输送管道2、蒸汽输送管道33和空气输送管道41相连通的第一端，与所述第一喷气组件12相连通的第二端；所述第一输送总管5上设有第一控制阀6；

第二输送总管7，包括分别与所述氮气输送管道2、蒸汽输送管道33和空气输送管道41相连通的第三端，与所述第二喷气组件13相连通的第四端；所述第二输送总管7上设有第二控制阀8。

下面根据图3所示的退火炉预氧化设备，对其工作原理和使用方法进行进一步的说明，如图3-4所示。

脱盐水通过补水阀36注入到蒸汽发生器31内；蒸汽发生器31通过设定一个输出功率，把水加热变成蒸汽，当热电阻32检测温度到达90℃以上时，可以打开蒸汽阀门(可以具体为电磁阀)，开始注入蒸汽，蒸汽分别进入第一输送总管5和第二输送总管7中；

根据空气流量计43的流量，设定空气经过空气阀门42的开度，空气分别进入第一输送总管5和第二输送总管7中；

氮气流量计23将氮气的流量设定值一般为14m³/h，通过调节氮气调节阀门22的比例开度，把流量控制在14m³/h，加热器24将温度设定在150℃，150℃的氮气经过流量计后通过氮气输送管道21分别进入第一输送总管5和第二输送总管7中；

第一输送总管5和第二输送总管7中蒸汽、空气与氮气均匀混合后，通过调节第一控制阀6和第二控制阀8，分别进入第一喷气组件12和第二喷气组件13，从而将混匀的蒸汽、空气与氮气一同吹到预氧化仓11内部，通过热氮气将蒸汽和空气稀释、均匀混合，从而提高露点的均匀稳定性，从而防止带钢局部被过氧化的问题。

对比例1

该对比例中热氮气的流量控制在10m³/h，其他均同实施例1。

对比例2

该对比例中热氮气的流量控制在18m³/h，其他均同实施例1。

对比例3

该对比例中热氮气的温度为120℃，其他均同实施例1。

对比例4

该对比例不含氮气输送装置，其他均同实施例1。

实验例1

将实施例1-实施例3和对比例1-4中的获得带钢表面质量统计如下：

表1

由表1的数据可知：

对比例1中，热氮气的流量控制在10m³/h，小于本发明实施例12-14m³/h的范围，蒸汽混合不均匀，DP980的降级品率为1.8％；

对比例2中，热氮气的流量控制在18m³/h，大于本发明实施例12-14m³/h的范围，喷梁气体的喷射速度过快，直接局部接触带钢，造成带钢表面过氧化；

对比例3中，热氮气的温度为120℃，小于本发明实施例≥150℃的范围，氮气的温度低会加剧蒸汽变成冷凝水，聚集在管道内；

对比例4中，不含氮气输送装置，蒸汽的浓度过大，炉内露点难以精确控制，带钢局部块状山峰纹明显；

实施例1-实施例3中无山峰纹缺陷问题，钢板的表面质量好。高强镀锌产线生产超高强钢，每月预估3000吨，吨钢差价按照300元计算，产生的年效益＝3000×12×(3.1％-0.2％)×300＝31.3万元。本发明实施例的一种退火炉预氧化设备和方法，解决的山峰纹的缺陷，创造的经济效益为31.3万元，保证了产品质量的稳定性。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明实施例权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明实施例也意图包含这些改动和变型在内。