1 前言
随着锌价格的大幅上扬，镀锌钢带的成本居高不下。热镀铝锌硅产品的成本优势更加突出，而且其耐蚀性能优于镀锌产品[1]，特别是较厚规格(1.5～2.Omm)的铝锌硅产品用于制造高压控制柜，市场较好。为此，新冶高科技集团有限公司开发了年产30万t热镀铝锌硅带钢生产线，该生产线采用了国内首创的折叠式还原退火炉。
2炉型的确定
(1)冷轧带钢热镀锌连续还原退火炉有卧式、立式、L式3种炉型，由于该生产线要建立在已有的厂房内，车间的长度、高度均已限定。炉区轨高只有11m，所以只能选用卧式炉型。
(2)该生产线所在区域只能以电能作为炉子的能源，带钢下方炉底为电阻带，上方为电辐射管，根据热镀铝锌硅产品生产的实践经验，工艺速度不小于70m/min时可获得较满意的镀层表面质量。1250mmX 2mm为典型钢带规格，小时产量要达到82t/h。这样，卧式炉在以较密集的电功率布置下，炉长仍达到220m，而车间厂房总长只有300m。为此，开发了卧式折叠炉。
3 卧式折叠炉工艺流程及主要技术参数
卧式折叠还原退火炉工艺流程及结构见图1。钢带经入口段进入下层加热段，再由折叠室到上层加热段、均热段完成钢带的再结晶退火工艺。钢带在还原炉内高纯氮氢混合保护气体的作用下，其表面被还原成海绵状的纯铁层，接着进入快冷炉，经喷射冷却后达到进镀液锅前要求的温度580～600℃。钢带从快冷炉出来，进入均衡炉使钢带温度均匀化，再经过热张辊室、炉鼻子，在密闭的状态下进入镀液锅，完成热浸镀工艺。
还原退火炉主要技术参数：最大产量82t/h，钢带最高运行速度150m/min，钢带规格为1.O～2.Omm×800～1250mm。产品性能等级为CQ、DQ。加热、均热段最高炉温900℃，钢带最高温度780℃。加热段、均热段炉底为电阻带加热，钢带上方为电辐射管加热，折叠室为电辐射管加热，热张辊室为炉墙电阻带加热。退火炉总加热功率15000kW。保护气体为氮氢混合气，其中[H2]5%～30%，露点≤一60℃，[0]≤5×10一6。
4卧式折叠炉的特点
(1)为节省炉体占用车间的长度，总长220m的炉体分成上下两层，下层入口段前需要设置转向辊和穿带平台，所以下层炉体总长100m，上层炉体总长(不含炉鼻子)120m，这样炉体占用长度与一般卧式炉近似，满足了生产线现有车间的布置要求。上下两层各采用独立炉体，安置在双层钢结构平台上，两层之间留有适宜的空间，以便施工及维修，其中折叠室实现钢带分层反向功能。为满足穿带要求，采取了图1中所示的三辊转向并配有穿带孔和入孔的方式。
(2)卧式炉快冷段的循环冷却风机一般设置在该段的炉顶，炉体热膨胀时随炉体一起运动。而由于折叠炉炉体为上下两层，对吊车轨高只有1lm的高度空间，快冷段的循环冷却风机(高度占用2.2m)不能设置在炉顶，而把风机设置在炉体两侧的钢结构平台上，又会使炉体热膨胀时风机不能随炉体一起运动。为解决这个问题，不仅把折叠室和热张辊室设置为固定端，还把快冷段的中部也设置为固定，在快冷段两端设置长、短补偿器各1个，使快冷段两端的热膨胀量达到最小。各风机的出、入风道端均设有补偿器，使其补偿量能补偿该处炉体的热膨胀。这样全炉各段也合理解决了热膨胀的问题。
(3)全炉段设置了2套炉内纠偏系统：在折叠室的下层两个炉辊组成自动闭环纠偏机构(±100mm)，保证钢带在炉内的对中运行;在热张辊室由3个热张辊组成手动纠偏机构(±35mm)，保证钢带入镀液锅时的对中运行。两套纠偏系统一均设置摄像系统予以监控。一般炉内纠偏执行机构无实际摆动旋转轴，是由炉体两侧各自分离的按几何旋转中心设置圆弧轨道的摆动机构实现纠偏辊系的摆动旋转[2]。此时，两侧摆动机构各需要一个驱动油缸(或电动推杆)，并要严格保证同步。而该折叠炉上的两套纠偏机构均把炉体两侧的摆动机构刚性连接成为一体，只由一个驱动油缸(或电动推杆)驱动，两侧完全同步。
(4)由于用户还有进行厚板镀锌的要求，故配备有2个镀液锅，即2锅3位，设置为平移换位方式。换锅时，炉鼻子要向上移动脱离镀液锅，使锅体能平行移动。而此时炉鼻子口已与空气接触，炉鼻子必须采取密封措施。所以要求炉鼻子既能移动脱离镀液锅，又能保持炉鼻子的密封。一般炉鼻子移动形式有伸缩式和摆动式，而密封有单阀板和双阀板。本设计采用了电动摆动式抬起机构，见图2a，密封采用气动双阀板加氮气密封，见图2b。该机构结构简单，运行可靠。
5 结语
该炉型可显著减少投资，节省厂房长度、高度空间，且工艺流程配置灵活，有较强的实用性。其投产1年多来，运行良好，镀铝锌硅钢带厚度可达2.5mm。
参考文献：
[1]李华飞，郑家，俞敦义，等.热浸镀55%AI-Zn后钢的拉伸性能和耐蚀性能研究[J].机械工程材料，2002，(3)：25—28.
[2]刘忠诚，王永亮，安俊博，等.冷轧带钢连续退火炉炉内自动纠偏系统探析[J].轧钢，2007，24(1)：42—44.
