CN119082646A - 一种深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组及生产方法，包括入口段、工艺段和出口段，工艺段包括沿带钢生产方向依次设置的清洗段、连续退火段、锌锅段、镀后冷却段、光整拉矫段和辊涂后处理段，锌锅段设置有锌锅和锌锅升降组件，锌锅升降组件驱动锌锅升、降，使带钢浸入或远离锌锅内的锌液，以供选择在带钢上是否镀锌，且生产深冲钢或热镀锌钢时共用其他工段的原有设备，不仅能够生产热镀锌钢，还能生产深冲钢，且能够在同一生产机组上快速切线、生产深冲钢产品或热镀锌钢产品，以解决传统连续热镀锌机组生产的产品单一问题，也有利于快速响应市场对不同产品的需求，进而提升综合效益。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料生产技术领域，特别涉及一种深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组及生产方法。
背景技术
冷轧普碳钢是经过冷轧生产的普通碳素结构钢，且工程机械、贸易进出口、货运等行业均对冷轧普碳钢有较大需求。
一般通过碳钢连续退火机组生产普冷板卷或深冲钢，以及通过连续热镀锌机组生产镀层板卷或热镀锌钢，若两种材料都有需求，则需要同时投资两个不同机组来生产对应的材料，且使用成本较高以及占地面积较大。
目前可通过热镀锌-连续退火两用机组来生产上述两种材料，其工艺布置为通过旁道设计，即在热张辊区并联设置过时效段和二次冷却段，使得两用机组不仅能够生产热镀锌钢，还能生产深冲钢，但在生产深冲钢和热镀锌钢的过程中需要进行旁通切换，造成无法在同一生产机组上快速切线、生产深冲钢产品或热镀锌钢产品，进而难以快速响应市场对不同产品的需求。
发明内容
为此，本发明为解决上述问题，提供一种深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组及生产方法，不仅能够生产热镀锌钢，还能生产深冲钢，且能够在同一生产机组上快速切线、生产深冲钢产品或热镀锌钢产品，以解决传统连续热镀锌机组生产的产品单一问题，也有利于快速响应市场对不同产品的需求，进而提升综合效益。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组，包括沿带钢生产方向依次设置的入口段、工艺段和出口段，所述入口段用于供给未热镀锌的带钢原材，所述出口段用于收卷带钢产品，所述工艺段包括沿带钢生产方向依次设置的清洗段、连续退火段、锌锅段、镀后冷却段、光整拉矫段和辊涂后处理段；所述锌锅段设置有锌锅和锌锅升降组件，所述锌锅升降组件驱动所述锌锅升、降，使带钢浸入或远离所述锌锅内的锌液，以供选择在带钢上是否镀锌，且生产深冲钢或热镀锌钢时共用所述清洗段、所述连续退火段、所述镀后冷却段、所述光整拉矫段和所述辊涂后处理段的原有设备，进而在同一生产机组上生产出对应的热镀锌钢产品或深冲钢产品。
进一步的，所述清洗段设置有碱喷洗槽、碱刷洗槽、电解超声清洗槽、热水刷洗槽、漂洗槽和热风干燥器；所述连续退火段包括有依次设置的预热段、加热段、均热段、冷却段、均衡段、过时效段和二次冷却段；所述锌锅段还设置有气刀，所述气刀布置在所述锌锅的上方，且分别位于带钢的上、下两侧，且所述气刀喷出的气流刮削带钢表面的镀锌层，以控制带钢表面的镀锌层厚度；所述镀后冷却段包括空气冷却段和水淬段；所述光整拉矫段设置有光整机、光整后清洗组件、光整后热风干燥组件、拉矫机和拉矫后热风干燥组件；所述辊涂后处理段设置有辊涂机和辊涂后处理组件。
进一步的，所述连续退火段设置有卧式退火炉或立式退火炉；通过燃气加热、电加热、辐射管加热或感应加热实现对炉内带钢加热，以及通过喷吹冷却、气雾冷却或水冷辊冷却对炉内带钢冷却。
进一步的，所述喷吹冷却、气雾冷却的冷却介质为氮气、氢气、惰性气体或它们的混合气体，且同时作为保护气体；所述水冷辊冷却的冷却介质为液态的水或戊烷。
进一步的，所述入口段设置有开卷机、夹送矫直组件、入口剪、焊机、月牙剪和入口活套；所述出口段设置有出口活套、检查台、静电涂油组件、出口剪和卷取机；所述镀后冷却段和所述光整拉矫段之间设置有中间活套。
进一步的，所述入口段、所述工艺段和所述出口段的设备之间设置有转向辊、张力辊和纠偏辊，以保证带钢在设备之间的连接。
本发明提供一种深冲钢和热镀锌钢的共线生产方法，并采用上述的深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组分别生产深冲钢或热镀锌钢，包括如下步骤：S1，将入口段的带钢开卷，之后依次进行夹送矫直和剪切焊接；S2，将S1得到的带钢输送到工艺段后先清洗，之后再依次进入连续退火炉的预热段、加热段、均热段、冷却段、均衡段、过时效段和二次冷却段进行退火处理；S3，将S2得到的带钢浸入锌锅内的锌液进行热镀锌处理，以得到热镀锌钢半品，且通过锌锅被锌锅升降组件驱使，以保证带钢浸入锌锅内的锌液；或将S2得到的带钢直接通过锌锅的上方，且此时的锌锅被锌锅升降组件驱使，以使之远离带钢，进而保证带钢不接触锌锅内的锌液，以得到深冲钢半品；S4，将S3得到的热镀锌钢半品或深冲钢半品依次进行镀后空气冷却和终淬，之后再进行光整拉矫和辊涂后处理；S5，将S4得到的热镀锌钢半品或深冲钢半品依次经过出口段的检查、静电涂油和卷取，以得到深冲钢产品或热镀锌钢产品；且生产深冲钢或热镀锌钢时，通过控制锌锅的升、降，以供选择在带钢上是否镀锌，同时共用工艺段中的其他原有设备，进而在同一生产机组上生产出对应的热镀锌钢产品或深冲钢产品。
进一步的，S2中，所述连续退火炉内的保护气体为氮氢混合气体，氧气含量≤50ppm，露点温度≤-40℃；所述连续退火炉内的氮气含量为30至95％；或所述连续退火炉内的氢气含量为5至70％。
进一步的，当生产深冲钢产品时，所述连续退火炉的入口温度为20至40℃；所述预热段的带钢出口温度为200至280℃；所述加热段的带钢出口温度为700至920℃；所述均热段的带钢炉内温度为750至920℃，其均热时间至少30s；所述冷却段的带钢出口温度为600至700℃；所述过时效段的带钢炉内温度为400至500℃，其均热时间为60至120s；所述过时效段的带钢出口温度为300至400℃；所述二次冷却段的带钢出口温度为150至250℃；带钢在所述镀后空气冷却之后再进行水淬。
进一步的，当生产热镀锌产品时，所述连续退火炉的入口温度为20至40℃；所述预热段的带钢出口温度为200至280℃；所述加热段的带钢出口温度为750至900℃；所述均热段的带钢炉内温度为750至920℃，其均热时间至少30s；所述冷却段的带钢出口温度为650至700℃；所述过时效段的带钢炉内温度为350至500℃，其均热时间为30至60s；带钢入锌锅的温度为450℃至500℃；镀锌后的带钢经过空气冷却，其温度降至150℃至180℃时进行水淬。
通过本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：
通过所述锌锅升降组件驱动所述锌锅升、降，使带钢浸入或远离所述锌锅内的锌液，以供选择所述锌锅是否投入生产，即能够选择在带钢上是否镀锌，且生产深冲钢或热镀锌钢时共用所述清洗段、所述连续退火段、所述镀后冷却段、所述光整拉矫段和所述辊涂后处理段的原有设备，如此能够通过合理的机组布置及相应的生产方法，不仅能够实现生产热镀锌钢，还能实现生产深冲钢，且能够在同一生产机组上快速切线、生产深冲钢产品或热镀锌钢产品，以解决传统连续热镀锌机组生产的产品单一问题，也有利于快速响应市场对不同产品的需求，进而提升综合效益。
附图说明
图1所示为实施例中深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组的连接示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参照图1所示，本实施例提供一种深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组(以下简称为生产机组)，用于共线生产深冲钢产品或热镀锌钢产品，且生产机组包括沿带钢生产方向依次设置的入口段、工艺段和出口段，入口段用于供给未热镀锌的带钢原材，出口段用于收卷带钢产品，工艺段包括沿带钢生产方向依次设置的清洗段5、连续退火段、锌锅段、镀后冷却段、光整拉矫段和辊涂后处理段，其中，锌锅段设置有锌锅13和锌锅升降组件，锌锅升降组件驱动锌锅13升、降，使带钢浸入或远离锌锅13内的锌液，以供选择在带钢上是否镀锌，且生产深冲钢或热镀锌钢时共用清洗段5、连续退火段、镀后冷却段、光整拉矫段和辊涂后处理段的原有设备，进而在同一生产机组上生产出对应的热镀锌钢产品或深冲钢产品。
本实施例中，入口段设置有开卷机1、夹送矫直组件、入口剪2、焊机3、月牙剪和入口活套4，且入口剪2、焊机3和月牙剪相配合，以实现对带钢的剪切焊接。
出口段设置有出口活套22、检查台23、静电涂油组件24、出口剪25和卷取机26，镀后冷却段和光整拉矫段之间设置有中间活套17，且入口段、工艺段和出口段的设备之间设置有转向辊、张力辊和纠偏辊，以保证带钢在设备之间的连接。
再具体的，清洗段5设置有碱喷洗槽、碱刷洗槽、电解超声清洗槽、热水刷洗槽、漂洗槽和热风干燥器，且清洗段5的入料口连接入口活套4的出料口，并采用物理化学方法对带钢表面进行清洗，以除去带钢表面油污、铁粉等杂质。
连续退火段包括有依次设置的预热段6、加热段7、均热段8、冷却段9、均衡段10、过时效段11和二次冷却段12，以实现对带钢的热处理，进而改善带钢的显微组织以及提升带钢的力学性能。
锌锅段还设置有气刀14，气刀14布置在锌锅13的上方，且分别位于带钢的上、下两侧，且气刀14喷出的气流刮削带钢表面的镀锌层，以控制带钢表面的镀锌层厚度，当然的，锌锅段还配设有炉鼻段、上锌锭机构、抽锌灰机构以及加湿机构等常规设备。
通过将锌锅段设置在连续退火段的下一工段，此时锌锅13内的锌熔融，且通过生产机组的控制系统保持熔融状态的锌液温度，进而保证在带钢表面镀上锌液。
镀后冷却段包括空气冷却段15和设有水淬设备的水淬段16，通过空气冷却段15的空冷将带钢冷却到工艺所要求的温度，并保证在工艺所要求的温度下凝固的锌镀层不会粘在镀后冷却段的顶辊上，然后继续冷却到水淬所需温度，当然的，镀后冷却段还可配设有镀后塔顶去锌皮机构。
光整拉矫段设置有光整机18、光整后清洗组件、光整后热风干燥组件、拉矫机19和拉矫后热风干燥组件，此时，光整拉矫段设置在镀后冷却段的下一工段，带钢通过光整机18光整后，可提高带钢的机械性能、改善带钢板形、调整带钢的表面粗糙度，接着光整后的带钢进入拉矫机19对带材进行连续拉伸、弯曲矫直，以消除带材的边波、中波、瓢曲等板型缺陷，进而改善带材的平直度，从而获得符合使用要求的带钢，最终实现板型调控。
辊涂后处理段设置有辊涂机20和辊涂后处理组件21，此时，辊涂后处理段设置在光整拉矫段的下一工段，采用辊涂机20使镀锌层后的带钢表面涂敷一层保护膜，之后经过辊涂后处理组件21的干燥，即通过向带钢表面喷吹高速热风，来吹干、钝化留在带钢表面上的水分，然后经过辊涂后处理组件21的后处理冷却，使带钢冷却至45℃，以完成对带钢的整个辊涂后处理。
通过锌锅升降组件驱动锌锅13升、降，使带钢浸入或远离锌锅13内的锌液，以供选择锌锅13是否投入生产，即能够选择在带钢上是否镀锌，且生产深冲钢或热镀锌钢时共用清洗段5、连续退火段、镀后冷却段、光整拉矫段和辊涂后处理段的原有设备，如此能够通过合理的机组布置及相应的生产方法，不仅能够实现生产热镀锌钢，还能实现生产深冲钢，且能够在同一生产机组上快速切线、生产深冲钢产品或热镀锌钢产品，以解决传统连续热镀锌机组生产的产品单一问题，也有利于快速响应市场对不同产品的需求，进而提升综合效益。
还有，本实施例的生产机组能够节约机组初始设备投资，有效减少总占地面积，而且既满足了普冷板卷生产的工艺需要，又满足了镀层板卷生产的工艺要求，进而提高本实施例的生产机组的作业率和灵活性。
在另一优选的实施例中，连续退火段设置有卧式退火炉，且卧式退火炉内设有预热段6、加热段7、均热段8、冷却段9、均衡段10、过时效段11和二次冷却段12。
通过燃气加热、电加热、辐射管加热或感应加热等加热方式，以实现对炉内带钢加热，以及通过喷吹冷却或气雾冷却等冷却方式，以实现对炉内带钢冷却。
当然的，在其他实施例中，也可以采用立式退火炉替代，或采用水冷辊冷却的冷却方式，以实现对炉内带钢冷却，且水冷辊冷却的冷却介质为液态的水或戊烷等。
在另一优选的实施例中，喷吹冷却、气雾冷却的冷却介质为氮气和氢气混合形成的氮氢混合气体，且起到保护气体作用。
当然的，气冷的冷却介质也可以为氮气、氢气、惰性气体或它们的混合气体。
另外，本具体实施例中，采用本实施例的生产机组按照下述的深冲钢和热镀锌钢的共线生产方法分别生产深冲钢或热镀锌钢，具体包括如下步骤：
步骤S1，将入口段的带钢通过开卷机1进行开卷，之后依次通过夹送矫直组件进行夹送矫直，以及通过入口剪2、焊机3和月牙剪相配合进行剪切焊接。
步骤S2，将步骤S1得到的带钢输送到工艺段后先通过清洗段5进行清洗，之后再依次进入连续退火炉的预热段6、加热段7、均热段8、冷却段9、均衡段10、过时效段11和二次冷却段12进行退火处理。
步骤S3，当需要生产热镀锌钢产品时，将步骤S2得到的带钢浸入锌锅13内的锌液进行热镀锌处理，以得到热镀锌钢半品，且通过锌锅13被锌锅升降组件驱使，以保证带钢浸入锌锅13内的锌液。
当需要生产深冲钢产品时，将步骤S2得到的带钢直接通过锌锅13的上方，且此时的锌锅13被锌锅升降组件驱使，以使之远离带钢，进而保证带钢不接触锌锅13内的锌液，以得到深冲钢半品，即在工艺段中，钢带依次经过清洗段5、连续退火炉所在的连续退火段、锌锅段、镀后冷却段、光整拉矫段及辊涂后处理段等具体工段，且钢带仅是经行锌锅段，锌锅段的镀锌设备并不投入实际生产。
步骤S4，将步骤S3得到的热镀锌钢半品或深冲钢半品依次通过空气冷却段15进行镀后空气冷却，以及通过水淬段16进行终淬，之后再通过光整拉矫段进行光整拉矫以及通过辊涂后处理段进行辊涂后处理。
步骤S5，将步骤S4得到的热镀锌钢半品或深冲钢半品依次经过出口段的检查台23进行检查、经过静电涂油组件24进行静电涂油以及经过卷取机26进行卷取，以得到深冲钢产品或热镀锌钢产品。
且生产深冲钢或热镀锌钢时，通过控制锌锅13的升、降，以供选择在带钢上是否镀锌，同时共用工艺段中的其他原有设备，进而在同一生产机组上生产出对应的热镀锌钢产品或深冲钢产品。
在另一优选实施例的步骤S2中，连续退火炉内氮氢混合气体中的氧气含量≤50ppm，露点温度≤-40℃，且连续退火炉内的氮气含量为30至95％，以配合连续退火炉内的加热与冷却，同时对带钢形成气体保护。
当然的，在其他实施例中，连续退火炉内的氢气含量也可以为5至70％。
在另一优选实施例的步骤S3中，当生产深冲钢产品时，连续退火炉的入口温度为20至40℃，预热段6的带钢出口温度为200至280℃，加热段7的带钢出口温度为700至920℃，均热段8的带钢炉内温度为750至920℃，均热段8的均热时间至少30s，冷却段9的带钢出口温度为600至700℃，过时效段11的带钢炉内温度为400至500℃，且过时效段11的均热时间为60至120s，过时效段11的带钢出口温度为300至400℃，二次冷却段12的带钢出口温度为150至250℃，带钢在镀后空气冷却之后再进行水淬，如此能够保证深冲钢产品的热处理效果。
当生产热镀锌产品时，连续退火炉的入口温度为20至40℃，预热段6的带钢出口温度为200至280℃，加热段7的带钢出口温度为750至900℃，均热段8的带钢炉内温度为750至920℃，均热段8的均热时间至少30s，冷却段9的带钢出口温度为650至700℃，过时效段11的带钢炉内温度为350至500℃，过时效段11的均热时间为30至60s，带钢入锌锅13的温度为450℃至500℃，镀锌后的带钢经过空气冷却，其温度降至150℃至180℃时进行水淬，如此能够保证热镀锌产品的热处理效果。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组，包括沿带钢生产方向依次设置的入口段、工艺段和出口段，所述入口段用于供给未热镀锌的带钢原材，所述出口段用于收卷带钢产品，其特征在于：
所述工艺段包括沿带钢生产方向依次设置的清洗段、连续退火段、锌锅段、镀后冷却段、光整拉矫段和辊涂后处理段；
所述锌锅段设置有锌锅和锌锅升降组件，所述锌锅升降组件驱动所述锌锅升、降，使带钢浸入或远离所述锌锅内的锌液，以供选择在带钢上是否镀锌，且生产深冲钢或热镀锌钢时共用所述清洗段、所述连续退火段、所述镀后冷却段、所述光整拉矫段和所述辊涂后处理段的原有设备，进而在同一生产机组上生产出对应的热镀锌钢产品或深冲钢产品。
2.根据权利要求1所述的深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组，其特征在于：所述清洗段设置有碱喷洗槽、碱刷洗槽、电解超声清洗槽、热水刷洗槽、漂洗槽和热风干燥器；所述连续退火段包括有依次设置的预热段、加热段、均热段、冷却段、均衡段、过时效段和二次冷却段；所述锌锅段还设置有气刀，所述气刀布置在所述锌锅的上方，且分别位于带钢的上、下两侧，且所述气刀喷出的气流刮削带钢表面的镀锌层，以控制带钢表面的镀锌层厚度；所述镀后冷却段包括空气冷却段和水淬段；所述光整拉矫段设置有光整机、光整后清洗组件、光整后热风干燥组件、拉矫机和拉矫后热风干燥组件；所述辊涂后处理段设置有辊涂机和辊涂后处理组件。
3.根据权利要求2所述的深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组，其特征在于：所述连续退火段设置有卧式退火炉或立式退火炉；通过燃气加热、电加热、辐射管加热或感应加热实现对炉内带钢加热，以及通过喷吹冷却、气雾冷却或水冷辊冷却对炉内带钢冷却。
4.根据权利要求3所述的深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组，其特征在于：所述喷吹冷却、气雾冷却的冷却介质为氮气、氢气、惰性气体或它们的混合气体，且同时作为保护气体；所述水冷辊冷却的冷却介质为液态的水或戊烷。
5.根据权利要求1-4任一所述的深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组，其特征在于：所述入口段设置有开卷机、夹送矫直组件、入口剪、焊机、月牙剪和入口活套；所述出口段设置有出口活套、检查台、静电涂油组件、出口剪和卷取机；所述镀后冷却段和所述光整拉矫段之间设置有中间活套。
6.根据权利要求1-4任一所述的深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组，其特征在于：所述入口段、所述工艺段和所述出口段的设备之间设置有转向辊、张力辊和纠偏辊，以保证带钢在设备之间的连接。
7.一种深冲钢和热镀锌钢的共线生产方法，并采用权利要求1-6任一所述的深冲钢和热镀锌钢的两用生产机组分别生产深冲钢或热镀锌钢，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将入口段的带钢开卷，之后依次进行夹送矫直和剪切焊接；
S2，将S1得到的带钢输送到工艺段后先清洗，之后再依次进入连续退火炉的预热段、加热段、均热段、冷却段、均衡段、过时效段和二次冷却段进行退火处理；
S3，将S2得到的带钢浸入锌锅内的锌液进行热镀锌处理，以得到热镀锌钢半品，且通过锌锅被锌锅升降组件驱使，以保证带钢浸入锌锅内的锌液；或将S2得到的带钢直接通过锌锅的上方，且此时的锌锅被锌锅升降组件驱使，以使之远离带钢，进而保证带钢不接触锌锅内的锌液，以得到深冲钢半品；
S4，将S3得到的热镀锌钢半品或深冲钢半品依次进行镀后空气冷却和终淬，之后再进行光整拉矫和辊涂后处理；
S5，将S4得到的热镀锌钢半品或深冲钢半品依次经过出口段的检查、静电涂油和卷取，以得到深冲钢产品或热镀锌钢产品；且生产深冲钢或热镀锌钢时，通过控制锌锅的升、降，以供选择在带钢上是否镀锌，同时共用工艺段中的其他原有设备，进而在同一生产机组上生产出对应的热镀锌钢产品或深冲钢产品。
8.根据权利要求7所述的深冲钢和热镀锌钢的共线生产方法，其特征在于：S2中，所述连续退火炉内的保护气体为氮氢混合气体，氧气含量≤50ppm，露点温度≤-40℃；所述连续退火炉内的氮气含量为30至95％；或所述连续退火炉内的氢气含量为5至70％。
9.根据权利要求7或8所述的深冲钢和热镀锌钢的共线生产方法，其特征在于：当生产深冲钢产品时，所述连续退火炉的入口温度为20至40℃；所述预热段的带钢出口温度为200至280℃；所述加热段的带钢出口温度为700至920℃；所述均热段的带钢炉内温度为750至920℃，其均热时间至少30s；所述冷却段的带钢出口温度为600至700℃；所述过时效段的带钢炉内温度为400至500℃，其均热时间为60至120s；所述过时效段的带钢出口温度为300至400℃；所述二次冷却段的带钢出口温度为150至250℃；带钢在所述镀后空气冷却之后再进行水淬。
10.根据权利要求7或8所述的深冲钢和热镀锌钢的共线生产方法，其特征在于：当生产热镀锌产品时，所述连续退火炉的入口温度为20至40℃；所述预热段的带钢出口温度为200至280℃；所述加热段的带钢出口温度为750至900℃；所述均热段的带钢炉内温度为750至920℃，其均热时间至少30s；所述冷却段的带钢出口温度为650至700℃；所述过时效段的带钢炉内温度为350至500℃，其均热时间为30至60s；带钢入锌锅的温度为450℃至500℃；镀锌后的带钢经过空气冷却，其温度降至150℃至180℃时进行水淬。
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