CN101203620B - 分批热处理退火产品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种分批热处理退火产品的方法，将退火产品在退火室内，在用冲洗气体将空气冲洗出后，在保护气体下加热到处理温度，其中，与杂质的产生相关地，保护气体以不同的量输送经过退火室。为了能够实现经济地使用保护气体，建议，当杂质的主产生后从退火室抽出的载有残余量杂质的保护气体任选在中间存储后在下一批的杂质主产生期间，在未载荷的保护气体引入退火室中之前输送入退火室中。

Description

分批热处理退火产品的方法

技术领域

本发明涉及一种分批热处理退火产品的方法，将退火产品在退火室内，在用冲洗气体将空气冲洗出后，在保护气体下加热到预定的处理温度，其中，与杂质的产生量相关地，保护气体以不同的量输送经过退火室。

背景技术

金属带和金属丝在保护气体下进行热处理，从而进行重结晶，这尤其应该阻止由空气中的氧气造成退火产品表面上的氧化过程。在保护气体，例如氮气或者氢气下进行热处理之前，首先通过不可燃的气体，优选氮气将空气从退火室冲洗出去，直至氧含量下降到允许的最高水平。由于在退火产品上通常粘有润滑剂残留物，在将退火产品加热到处理温度时，这些杂质在蒸发阶段被蒸发掉，其中，蒸发掉的杂质被输送经过退火室的保护气体所稀释，并冲洗出去。由于经济上的原因，输送经过退火室的保护气体量取决于每种情况下产生的蒸发掉的杂质量来控制。随着退火产品表面温度的升高，蒸发掉的杂质量首先迅速增加，随后当主要量的杂质都蒸发后，尽管表面温度提高，也会再次下降。整个蒸发阶段的蒸发掉杂质量的变化曲线在蒸发掉杂质的主产生过程中决定了通过退火室的保护气体的最大输送流量，其中随着蒸发掉的杂质不断减少以及保护气体内的杂质不断稀释，输送经过退火室的保护气体量可能减少，直到接近热处理操作结束时，在退火室内只存在不再对退火产品的处理有妨碍的杂质残留，因此，在冷却退火产品时仍要补偿由于热而造成的体积减小，以在退火室内保持预定的最小压力。尽管输送经过退火室的保护气体量与蒸发阶段是相匹配的，但是每批所使用的保护气体量还是比较高。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种开头描述类型的用来热处理退火产品的方法，使得每批所需的保护气体的量可以降低。

本发明是这样解决所提出的任务的，当杂质的主产生之后从退火室抽走的载有残余量杂质的保护气体任选在中间存储后，在下一批的杂质的主产生过程中，在未载荷的保护气体引入退火室之前，引入退火室中。

本发明是基于以下认识：适当高纯度的保护气体只是在热处理退火产品结束时是必要的，因此，在杂质的主产生过程中，也可以使载有这样的杂质的保护气体输送经过退火室，如果载荷有限并因此保证足够的稀释作用。基于这个原因，在杂质的主产生之后，从退火室抽出的载有残余量杂质的下一批的保护气体在杂质的主产生过程中又被输送到退火室内，因此，来自上一批的在其它情况下废弃的很大一部分保护气体量可被再利用，并可使用一部分在其它情况下所必需的未载荷的保护气体，而没有不利影响对退火产品的处理。这些未载荷的保护气体只以热处理结束时允许基本上无杂质的保护气氛的尺度使用，如也在常规热处理中存在的那样。为了使这种从一批热处理过程抽出并且载有有限残余含量的杂质的保护气体能够应用到下一批的热处理过程中，可以将这些由退火室抽出的保护气体导入另外一个并行的，但是装料方面时间上错开的退火室内。当然，另一种可能是将从退火室内抽出的保护气体进行中间存储，这在只设计唯一一个退火室时确保本发明的保护气体控制并使得多个退火室的装料在时间上彼此独立。

相类似的情况下，也可将冲洗过程接近结束时只使用载有残余量氧气的冲洗气体用于下一批的操作中，其中载有残余杂质的冲洗气体在下一批中使用取决于是否冲洗气体也可以作为保护气体使用。如果例如氮气作为冲洗气体和保护气体使用，则从退火室内抽出的冲洗气体在相应低的由残余氧气含量导致的污染的情况下也可以在冲洗过程之后的热处理过程中导入退火室中，这在对于冲洗和热处理过程使用不同的气体的情况下是不可能的。

由于尤其在对表面带有杂质的退火产品热处理时，在蒸发阶段的排放区域中杂质产生是以渐近线的方式减少，因此对于中间储存的由退火室内抽出的保护气体得到平均污染值，其鉴于蒸发阶段期间退火室内的情况而受上限控制。为了可以按照简单的方式保持所预定的上限值，一旦其杂质的含量未超过上限，则载有杂质的保护气体或冲洗气体就可以被中间存储，所述上限高于中间存储的保护气体或冲洗气体的杂质平均含量的10％。

附图说明

借助附图，更详细地解释根据本发明的方法。

图1以示意框图显示用于根据本发明的方法热处理退火产品的设备，

图2显示退火产品在其表面和在其内部的随处理时间变化的温度曲线以及在此出现的蒸发掉的杂质的产生量，和

图3显示在处理时间期间出现的保护气体的需求量。

具体实施方式

根据图1，为了热处理退火产品，例如金属带或金属丝束，提供退火室1，以间歇方式向其供应退火产品。这种例如通过罩式炉形成的退火室1以通常的方式与保护气体进料管线2和保护气体排出管线3相连。此外还提供废气管线4，通过该废气管线可以装填存储器5，而且根据实施例，是借助压缩机6来装填的。通过与退火室1相连的管线7来排空存储器5，管线7通过用于调节压力的装置8与存储器5相连。

如果退火产品在相应的退火室1中，在借助冲洗气体的冲洗过程后，在保护气体气氛下被加热，则得到根据图2所示的退火产品表面的温度曲线T₁。曲线T₂表示退火产品内部的温度曲线。由于退火产品的表面加热，粘在表面上的润滑油残留物被蒸发掉，在此根据曲线9，其阐明在蒸发阶段10中被蒸发掉的杂质量，首先，被蒸发掉的杂质量随着表面温度T₁而急剧增加，然后，由于表面不断净化而下降，并接近可以忽略的残留值。这表明，在蒸发掉的杂质的主产生区域内，必须使最大量的保护气体输送经过退火室1，以用于确保冲洗出并从而确保稀释杂质。在图3中，通过阶梯状曲线11表示每种情况所需的保护气体量。区段a相应于在蒸发中的杂质的主产生过程中对保护气体的最大需要。由于该杂质的主产生部分不必通过来自保护气体管线2的未载荷的保护气体来稀释和冲洗出，因此为此利用来自存储器5的保护气体，这种保护气体中仅有限载有杂质。这种预先载荷的并还载有杂质的主产生量的保护气体被从退火室1抽出和废弃，或者被烧掉，如果它是可燃的保护气体。在区段a之后，在区段b和区段c过程中，将来自保护气进料管线2的未载荷的保护气体引入退火室1中，以当热处理中断并冷却阶段开始时确保退火室1中的保护气体气氛的相应净化。由于随着根据曲线9的下降分支的蒸发掉的杂质产生量的减少以及未载荷的保护气体的输入，保护气体的载荷随着蒸发掉的杂质而下降，可以将其从退火室1中抽出，将只轻微载有蒸发掉的杂质的保护气体中间存储，用于随后在下一批中在蒸发中的杂质的主产生期间使用。为了这个目的，该保护气体经管线4进入压缩机6中，以装填存储器5。由于在蒸发阶段10的排出过程中蒸发速率不断下降，因此在存储器5中得到保护气体被蒸发掉的杂质的平均载荷量。为了使该平均值可以被保持到预定的极限值之下，当抽出的保护气体的载荷不超出上限值m时，从退火室1内抽出的气体才经管线4而被利用，所述上限值高于存储器5内中间存储的保护气体的杂质平均含量10％。然后，来自存储器5的载荷的保护气体可以用于下一批的蒸发阶段10的初始阶段，更确切说是在曲线11的区段d和a区域。如果在蒸发阶段10期间在某一时间t₁，抽出的保护气体的载荷达到了上限值m，则由图3中用阴影线所表示的保护气体量可以在存储器5内被暂时存储。

如果可燃保护气体，如氢气作为保护气体使用，则退火室1内的空气在每次退火前可以不通过这种保护气体冲洗出，而是必须使用一种非可燃冲洗气体。在图3中曲线12描述了这种冲洗气体的使用情况。一种类似的方法是，在冷却阶段结束时在退火室1通风之前，这种可烯性的保护气体借助一种非可燃冲洗气体冲洗出，如曲线13所示。在图1中，14表示冲洗气体进料管线。冲洗气体的排出通过管线15进行。

当然，本发明并不限于所描述的实施例。例如，当退火室1的装料在时间上错开，使得从时间t₁起将由退火室1内抽出的保护气体量输入到另外一个退火室1，更确切地是处于蒸发掉的杂质的主产生过程中，因此，图3中区段d与区段a所需的保护气体量至少部分地被从相应的另一个退火室1中抽出的保护气体量覆盖时，可以省去存储器5的提供。

另外一种可能性是，根据曲线12和13使用的冲洗气体可以进行部分再利用，当这种由退火室1抽出的冲洗气体的杂质含量相应地小时，该杂质在将空气冲洗出时由空气中的氧气决定，在保护气体冲洗出时由保护气体决定。只有比较少量载荷的冲洗气体可在下一批的过程中有利地被用于冲洗过程的初始阶段。如果冲洗气体与保护气体相一致，当然还存在另一种可能性，轻微载有杂质的冲洗气体也可以在热处理过程中在保护气体气氛下以所述方式使用。

Claims (3)

1.分批热处理退火产品的方法，将退火产品在退火室内、在用冲洗气体将空气冲洗出后、在保护气体下加热到预定的处理温度，其中，与杂质的产生相关地，保护气体以不同的量输送经过退火室，其特征在于，在杂质的主产生后从退火室抽出的载有残余量杂质的保护气体，任选在中间存储后，在下一批的杂质主产生期间，在未载荷的保护气体引入退火室之前输送入退火室中。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在接近冲洗过程结束时仍载有残余量氧气的冲洗气体从退火室内抽出，并任选在中间存储后，在下一批过程中输送入退火室中。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，一旦载有杂质的保护气体或冲洗气体的杂质含量不超过上限值，就将其进行中间存储，所述上限值高于中间存储的保护气体或冲洗气体的杂质平均含量的10％。

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