CN100535663C - 带钢连续退火工艺模拟装置 - Google Patents

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Abstract

一种带钢连续退火工艺模拟装置，其包含从上而下依次安装的加热室，均热室，过时效室，冷却室和装卸试样室，还包含一试样传动装置；该加热室、均热室和过时效室由一个内胆制成，从上到下连成一体，该冷却室设置在过时效室下端，该冷却室内设置有冷却介质入口，冷却介质喷气箱和喷气箱间距调节装置；试样传动装置包含试样料架，钢丝绳和传动电机。本发明提供的带钢连续退火工艺模拟装置，可对大尺寸试样进行模拟过程、而且冷却方式多、冷却速度快、设备简单、成本低廉，可连续模拟带钢试样在连续退火炉内的加热、均热、缓冷、快冷、过时效的过程。

Description

带钢连续退火工艺模拟装置
技术领域
本发明涉及一种带钢连续退火工艺模拟装置。
背景技术
带钢生产过程中的一个环节是退火工序，大型带钢连续退火生产线已成为生产高质量带钢的主要工序。研究和开发带钢连续退火工艺过程是不断提高带钢产品质量和产量，降低成本，开发新产品的保证。模拟带钢连续退火工艺过程是研究和开发连续退火工艺的重要手段。带钢连续退火生产过程主要工序有加热、保温、缓冷、快冷和过时效处理，其工艺曲线如图1所示。
目前已经在使用的带钢连续退火模拟装置有以下两种：
如图2所示，是卧式带钢连续退火模拟装置1’，在模拟的试验过程时，将试样2’固定在试样支架101’上，经红外加热室102’加热到设定温度后，由试样推进装置103’将试样水平送入冷却室104’，喷气箱105’将氮气喷入冷却室104’对试样进行冷却。因该卧式带钢连续退火模拟装置1’只有一个加热室102’，很难及时缓冷和均热，冷却后过时效时温度控制较难；而且由于受到加热和冷却能力的限制，该卧式带钢连续退火模拟装置1’只适用于尺寸偏小的试样，仅为200mm×70mm。
如图3所示，是立式带钢连续退火模拟装置3’，在模拟的试验过程时，在试样装卸室301’安装好试样后，把试样放置在加热室302内’，当试样温度升高达到设定的温度值后，将试样放置在均热室303’内，达到设定的时间和温度后，再将试样放置在冷却室304’内，使用氮气对试样进行快速冷却，最后将试样放置在过时效室305’进行过时效处理。该立式带钢连续退火模拟装置3’，可以较好的模拟带钢连续退火的过程，但该立式带钢连续退火模拟装置3’体积庞大，配置复杂，在装置布置中将过时效室305’放置在冷却室304’下部，有二个缺陷：一是随着试验的进行，冷却室304’内的温度会逐渐升高，对冷却速度有影响；二是过时效室305’本身温度很难保持均匀，更重要的是该立式带钢连续退火模拟装置3’使用氮气进行冷却过程，使得冷却速度很难提高，最高冷却速度只可达到50℃/s左右，对开发高强度带钢非常不利。
而且上述两种带钢连续退火模拟装置都是从国外引进的设备，引进成本非常高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带钢连续退火工艺模拟装置，其可对大尺寸试样进行模拟过程、而且冷却方式多、冷却速度快、设备简单、成本低廉，可连续模拟带钢试样在连续退火炉内的加热、均热、缓冷、快冷、过时效的过程。
为达到上述目的，本发明提供一种带钢连续退火工艺模拟装置，其包含从上而下依次安装的加热室，均热室，过时效室，冷却室和装卸试样室，还包含一试样传动装置；
所述的加热室、均热室和过时效室由一个内胆制成，从上到下连成一体，加热室、均热室和过时效室之间均设置有收缩型通道；所述的内胆是不锈钢制的；该内胆的正面外侧设置有加热元件，该加热元件外包覆保温材料和外壳，内胆的侧面设置有控温热电偶；
所述的冷却室设置在过时效室下端，通过法兰结构连接安装，并且采用耐高温的密封垫圈隔离密封过时效室和冷却室；该冷却室内设置有冷却介质入口，冷却介质喷气箱和喷气箱间距调节装置；
所述的冷却室还设置有抽真空口；
所述的试样传动装置包含试样料架，钢丝绳和传动电机；所述的试样料架与钢丝绳连接，所述的传动电机设置在加热室上端，该传动电机使钢丝绳上下移动，同时带动试样料架在加热室，均热室，过时效室，冷却室和装卸试样室内上下移动。
使用本发明提供的带钢连续退火工艺模拟装置，工作过程如下：
打开装卸试样室，将试样固定在试样支架上，根据实际需要，用专用焊笔将热电偶焊接在试样表面上，用喷气箱间距调节装置调整好冷却介质喷气箱之间的距离，再通过抽真空口将冷却室内的空气全部抽出，从冷却介质入口通入氮气，通过冷却介质喷气箱使氮气充入冷却室，再通过抽真空口将冷却市内的氮气抽出，再充入氮气，如此反复操作直到冷却室内的氧气含量小于0.5％。同时，加热室、均热室、过时效室同时开始加热升温，直到达到设定温度后。启动传动电机，通过钢丝绳将试样连同试样料架一起提升到加热室加热，此时试样料架的上下边与收缩通道配合，将加热室密封隔离，当试样温度升高到设定温度后，试样传动装置带动试样和试样料架进入均热室，此时试样料架的上下边与收缩通道配合，将均热室密封隔离，当试样均热的时间和温度到达设定值后，试样传动装置带动试样和试样料架进入冷却室，冷却介质从冷却介质入口通过冷却介质喷气箱进入冷却室，对试样进行冷却，冷却结束后试样和试样料架被试样传动装置提升到过时效室，再进行过时效处理，过时效处理完成后，试样和试样料架再进入冷却室冷却到室温，再抽出冷却室内的冷却介质，再次充入氮气，使冷却室恢复到常压，此时即可取出试样，完成一个实验模拟周期。
本发明提供的带钢连续退火工艺模拟装置，具有如下优点：
1、本发明采用立式的带钢连续退火工艺模拟装置，将加热室、均热室和过时效室设置在冷却室的上方，可以大大减少对冷却室冷却效果的影响，并使过时效室内的温度保持均匀。
2、本发明采用N2、H2、H2+H2O气雾等多种冷却介质以适应不同的试样的冷却速度的要求。
3、应用本发明，可以更完善更方便的模拟带钢连续退火工艺过程，可根据研究需要，控制加热速度，控制冷却速度。
4、本发明可以对大尺寸的试样进行模拟过程，冷却速度高，可研究连续退火炉内的环境对试样质量的影响，研究各种露点条件下，带钢表面耐腐蚀的特性和规律，为研究和开发新钢种提供了必要条件。
附图说明
图1为带钢连续退火的工艺曲线；
图2为背景技术中卧式带钢连续退火模拟装置的结构示意图；
图3为背景技术中立式带钢连续退火模拟装置的结构示意图；
图4为本发明提供的带钢连续退火模拟装置的框图；
图5为本发明提供的带钢连续退火模拟装置的结构示意图。
具体实施方式
以下根据图4和图5，说明本发明的一种最佳实施方式。
如图4所示，为本发明提供的带钢连续退火模拟装置1的框图，如图5所示，为本发明提供的带钢连续退火模拟装置1的结构示意图，该带钢连续退火模拟装置1包含从上而下依次安装的加热室102，均热室103，过时效室105，冷却室104和装卸试样室101，还包含一试样传动装置；
所述的加热室102、均热室103和过时效室105由一个内胆制成，从上到下连成一体，加热室102、均热室103和过时效室105之间均设置有收缩型通道106；所述的内胆是不锈钢制的；该内胆的正面外侧设置有加热元件(未在图中示出)，该加热元件外包覆保温材料和外壳，内胆的侧面设置有控温热电偶107；
所述的冷却室104设置在过时效室105的下端，通过法兰结构连接安装，并且采用耐高温的密封垫圈隔离密封过时效室105和冷却室104；该冷却室104内设置有冷却介质入口1041，冷却介质喷气箱1042和喷气箱间距调节装置1043；
所述的冷却室还设置有抽真空口1044；
所述的试样传动装置包含试样料架1081，钢丝绳1082和传动电机1083；所述的试样料架1081与钢丝绳1082连接，所述的传动电机1083设置在加热室102上端，该传动电机1083使钢丝绳1082上下移动，同时带动试样料架1081在加热室102，均热室103，过时效室105，冷却室104和装卸试样室101内上下移动。
使用本发明提供的带钢连续退火工艺模拟装置1，工作过程如下：
打开装卸试样室101，将试样2固定在试样支架1081上，根据实际需要，用专用焊笔将热电偶焊接在试样2的表面上，用喷气箱间距调节装置1043调整好冷却介质喷气箱1042之间的距离，再通过抽真空口1044将冷却室104内的空气全部抽出，从冷却介质入口1041通入氮气，通过冷却介质喷气箱1042使氮气充入冷却室104，再通过抽真空口1044将冷却室104内的氮气抽出，再充入氮气，如此反复操作直到冷却室104内的氧气含量小于0.5％。同时，加热室102、均热室103、过时效室105同时开始加热升温，直到达到设定温度后。启动传动电机1083，通过钢丝绳1082将试样2连同试样料架1081一起提升到加热室102加热，此时试样料架1081的上下边与收缩通道106配合，将加热室102密封隔离，当试样2温度升高到设定温度后，试样传动装置带动试样2和试样料架1081进入均热室103，此时试样料架1081的上下边与收缩通道106配合，将均热室103密封隔离，当试样2均热的时间和温度到达设定值后，试样传动装置带动试样2和试样料架1081进入冷却室104，冷却介质从冷却介质入口1041通过冷却介质喷气箱1042进入冷却室104，对试样2进行冷却，冷却结束后试样2和试样料架1081被试样传动装置提升到过时效室105，再进行过时效处理，过时效处理完成后，试样2和试样料架1081再进入冷却室104冷却到室温，再抽出冷却室104内的冷却介质，再次充入氮气，使冷却室104恢复到常压，此时即可取出试样2，完成一个实验模拟周期。
本发明提供的带钢连续退火工艺模拟装置，具有如下优点：
1、本发明采用立式的带钢连续退火工艺模拟装置，将加热室102、均热室103和过时效室105设置在冷却室104的上方，可以大大减少对冷却室104冷却效果的影响，并使过时效室105内的温度保持均匀。
2、本发明采用氢气作为一种快速冷却的冷却介质，由于氢气导热系数非常高，而且还是有性气体，对带钢的加热和冷却非常有利。同时本发明采用N2、H2、H2+H2O气雾等多种冷却介质以适应不同的试样的冷却速度的要求，可按需求控制冷却速度，使其在40~200℃/s范围内调节。
3、应用本发明，可以更完善更方便的模拟带钢连续退火工艺过程，可根据研究需要，控制加热速度，控制冷却速度。
4、本发明可以对大尺寸的试样进行模拟过程，冷却速度高，能达到200℃/s，可研究连续退火炉内的环境对试样质量的影响，研究各种露点条件下，带钢表面耐腐蚀的特性和规律，为研究和开发新钢种提供了必要条件。

Claims (6)

1.一种带钢连续退火模拟装置，其包含从上而下依次安装的加热室(102)，均热室(103)，过时效室(105)，冷却室(104)和装卸试样室(101)；
特征在于，还包含一试样传动装置；
所述的加热室(102)、均热室(103)和过时效室(105)由一个内胆制成，从上到下连成一体，该加热室(102)、均热室(103)和过时效室(105)之间均设置有收缩型通道(106)；
所述的冷却室(104)设置在过时效室(105)的下端；
所述的试样传动装置包含试样料架(1081)，钢丝绳(1082)和传动电机(1083)；所述的试样料架(1081)与钢丝绳(1082)连接，所述的传动电机(1083)设置在加热室(102)上端。
2.如权利要求1所述的带钢连续退火模拟装置，其特征在于，所述内胆的正面外侧设置有加热元件，该加热元件外设置有包覆的保温材料和外壳，所述内胆的侧面设置有控温热电偶(107)。
3.如权利要求1或2所述的带钢连续退火模拟装置，其特征在于，该冷却室(104)内设置有冷却介质入口(1041)，冷却介质喷气箱(1042)和喷气箱间距调节装置(1043)。
4.如权利要求1所述的带钢连续退火模拟装置，其特征在于，所述的冷却室(104)与过时效室(105)由法兰结构连接安装，还设置有耐高温的密封垫圈隔离密封过时效室(105)和冷却室(104)。
5.如权利要求3所述的带钢连续退火模拟装置，其特征在于，所述的冷却室还设置有抽真空口(1044)。
6.如权利要求1所述的带钢连续退火模拟装置，其特征在于，所述的试样料架(1081)的上下边与收缩通道(106)配合密封。
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