CN101792849B - 立式连续退火炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了立式连续退火炉，包括退火管，内部设有加热装置，用于对丝材提供预定的退火温度环境；下冷却管，串联于所述退火管下端，用于对退火后的丝材冷却；冷却系统，为退火炉和丝材提供冷却保护；丝材导入装置，用于丝材进入炉体的导入；丝材导出装置，用于丝材从炉体中的导出；上冷却管，串联于所述退火管上端，并与所述下冷却管一样其内部的丝材通道内通有冷却保护气，外部设有水冷壁；相应地所述冷却系统包括冷却液循环系统和保护气冷却装置。本方案可以保证丝材的退火质量。

Description

立式连续退火炉 
技术领域
本发明涉及一种立式连续退火炉，主要用于稀有金属、贵金属丝材的半成品及成品的退火处理，以提高其机加工性能。
背景技术
普通卧式退火炉因其所适用的退火工艺是将整卷或整盘的丝材放置于退火炉内进行退火，而在高温条件下的该退火过程中丝材挤压在一起，金属的扩散作用增强，很容易造成丝材的粘结而伤及其表面，且还存在丝材里外圈、四周力学性能差异和弯曲的问题。因此，此类退火炉正在逐步被淘汰。基于上述原因，目前稀有金属和贵金属丝材的退火工艺主要使用的是连续退火炉，连续退火炉又分为卧式连续退火炉和立式连续退火炉，其中前者因在退火过程中丝材在炉中两支点的跨距比较大，且丝材在高温条件下的钢性变差，塑性变强，很容易因丝材自身重力而产生下沉，加之丝材周围力学性能存在差异，冷却管长的问题，不容易控制退火质量；且在相应退火炉退火过程中不宜使多根丝材同时退火，不然很容易造成丝材间的干涉，也容易造成丝材间的粘连。因此，通常情况下，卧式连续退火炉适用于单根丝材的连续退火，效率比较低。
公知的立式连续退火炉可以适用多根丝材的同时连续退火，并对应每根丝材成对地设置有放丝辊和收丝辊，为了能同时适用多根丝材的退火，所说的放丝辊和收丝辊在进炉口和出炉口的径向留有一定的距离，因此，在所说的进炉口和出炉口要成对的设置导向辊，以使水平输送的丝材转换为竖直输送状态。虽然所说的导向辊具有楔形的辊端凸缘，但在丝材的输送过程中仍然经常会出现丝材跑偏或者脱开导向辊的情况，使丝材无法稳定的通过退火区。由于丝材在高温条件下的塑性比较强，所以为了防止丝材轴向的过度拉伸，不可能通过增加张紧力以提高防跑偏能力。
发明内容
因此，本发明为了克服目前立式连续退火炉的上述缺陷，提供了一种在可以满足同时给多根丝材退火的情况下可以保证丝材的退火质量的立式连续退火炉，且易于操作。
本发明采用以下技术方案：
该发明立式连续退火炉，包括：
退火管，内部设有加热装置，用于对丝材提供预定的退火温度环境；
下冷却管，串联于所述退火管下端，用于对退火后的丝材冷却；
冷却系统，为退火炉和丝材提供冷却保护；
丝材导入装置，用于丝材进入炉体的导入；
丝材导出装置，用于丝材从炉体中的导出；
上冷却管，串联于所述退火管上端，并与所述下冷却管一样其内部的丝材通道内通有冷却保护气，外部设有水冷壁；相应地
所述冷却系统包括冷却液循环系统和保护气冷却装置。
根据本发明技术方案的立式连续退火炉采用了双介质冷却的方案，首先采用了水冷进行强制冷却，以最大限度地对丝材进行冷却。其中冷却保护气直接形成低温保护气气氛，并有一定的冷却作用，经验证，使用本方案的丝材退火工艺，在退火温度为1400-1600摄氏度，丝材速度5米/秒的条件下，可以保证退火完毕后的丝材表面含氧低于100ppm(丝材表面原含氧量低于100ppm)。此外，相对于现有的立式连续退火炉，本方案采用了不对丝材进行预热而是预冷的手段，根据热对流原理，在丝材进入退火炉前，已经部分的被预热，通常情况下，该预热很容易导致丝材的表面氧化，且还容易导致丝材导入装置因受热变形或者失效。本方案反其道而行之，虽然多消耗一点能源，但考虑到现有方案的丝材表面氧化的损失(且防止丝材表面氧化也是本方案和现有方案都需要重点考虑的问题)，本方案更可行，且其整体上可以减少后续加工的难度，加工损耗也小。
上述立式连续退火炉，所述退火管和上、下冷却管横截面均为圆形，且依次通过法兰气密封连接。
上述立式连续退火炉，所述下冷却管和上冷却管的内腔周向均匀的设置有多个供丝材穿过的竖直的导向管。
上述立式连续退火炉，所述导向管固定于冷却管的法兰上。
上述立式连续退火炉，所述冷却管上下端均设有所述保护气冷却装置的冷却保护气进气管。
上述立式连续退火炉，所述导向管在每个冷却管上设有10根。
上述立式连续退火炉，所述水冷壁的冷却液进管位于水冷壁的下端，冷却液出管位于另一端。
上述立式连续退火炉，所述丝材导入装置包括设于该丝材导入装置所在上冷却管法兰盘上的导向辊。
上述立式连续退火炉，所述下冷却管为串联在一起的至少三个。
所述冷却保护气进气管包括位于冷却管的法兰盘内的部分。
附图说明
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步的阐述，使本领域的技术人员更好的理解本发明，其中：
图1为本发明实施例中立式连续退火炉的结构示意图。
图2为实施例中冷却管的结构示意图。
图3为导向管布置结构示意图。
图中：1、控制系统，2、保护气冷却装置，3、液冷却回液装置，4、液冷却输液装置，5、丝材，6、丝材导出装置，7、连接法兰，8、下冷却管，9、加热装置，10、退火管，11、上冷却管，12、丝材导入装置，13、冷却液出管，14、冷却液进管，15、冷却保护气进气管，16、内腔，17、水冷壁，18、法兰盘，19、导向管。
具体实施方式
说明书附图1示出了一种立式连续退火炉的基本结构，该退火炉包括：
退火管10，内部设有加热装置9，用于对丝材5提供预定的退火温度环境；
下冷却管8，串联于所述退火管下端，用于对退火后的丝材冷却；
冷却系统，为退火炉和丝材提供冷却保护；
丝材导入装置12，用于丝材进入炉体的导入；
丝材导出装置6，用于丝材从炉体中的导出；
上冷却管11，串联于所述退火管上端，并与所述下冷却管一样其内部的丝材通道内通有冷却保护气，外部设有水冷壁17；相应地
所述冷却系统包括冷却液循环系统和保护气冷却装置2。
当然，由于该方案所考虑的是上冷却管的冷却作用，必然在此情况下，需要延长丝材通过退火管的时间，当然，丝材截面积都很小，所说的时间延长不会特别明显的增加。此外，该方案同样适用于带材的退火处理，在热处理和冷却方面，丝材和带材在这里并无明显区别。
所述退火管和上、下冷却管横截面均为圆形，且依次通过法兰气密封连接。这里的依次连接指基于位置关系上的上冷却管、退火管、下冷却管的依次连接。圆形截面便于选材和加工，以及退火炉中加热装置的设置。
为了便于同时对多根丝材进行退火处理，所述下冷却管和上冷却管的内腔16周向均匀的设置有多个供丝材穿过的竖直的导向管19，自然，上冷却管与下冷却管中的相应的导向管是对应的。这样，在整个炉体中只有在退火管部分丝材之间没有隔挡物，且距离比较短，相互之间不会发生干涉的问题。本身上冷却管中的导向管与对应的下冷却管中的冷却管对丝材径向方向上的自由度有限制，可以有效地解决目前退火炉不能同时对多根丝材进行退火处理的问题。自然，在冷却管部分，该导向管即为上述的丝材通道。
为了便于安装和对丝材的冷却，即对所述丝材通道的冷却，所述导向管固定于冷却管的法兰上。这里冷却管指上述上冷却管和下冷却管。
所述冷却管上下端均设有所述保护气冷却装置的冷却保护气进气管15，可以强化保护气气氛的建立，在这里，气体冷却的作用相比于气体保护作用属于次要方面。随着气体在丝材与导向管之间的间隙的泄漏，冷却保护气不间断地进行补加。
基于目前丝材的圆截面都比较小，相应地，冷却管的管径也比较小，经过计算和验证，所述导向管在每个冷却管上设置10根是比较合适的，可以便于冷却管的制造和间隙处理。
为了强化冷却，所述水冷壁的冷却液进管14位于水冷壁的下端，冷却液出管13位于另一端。
为了减小丝材导入的阻力，所述丝材导入装置包括设于该丝材导入装置所在上冷却管法兰盘18上的导向辊。相应地，丝材导出装置也可以设置所说的导向辊。
为了尽可能的减少丝材的表面氧化，所述下冷却管为串联在一起的至少三个，这样可以保证丝材冷却至不易被空气中的氧气氧化的程度。在此，所说的上冷却管设置一个便可以满足要求，但也可以根据需要设置多个。
为了便于保护气的分布，所述冷却保护气进气管包括位于冷却管的法兰盘内的部分。

Claims (8)

1.一种立式连续退火炉，包括：
退火管(10)，内部设有加热装置(9)，用于对丝材(5)提供预定的退火温度环境；
下冷却管(8)，串联于所述退火管下端，用于对退火后的丝材冷却；
冷却系统，为退火炉和丝材提供冷却保护；
丝材导入装置(12)，用于丝材进入炉体的导入；
丝材导出装置(6)，用于丝材从炉体中的导出；
其特征在于其还包括：
上冷却管(11)，串联于所述退火管上端，并与所述下冷却管一样其内部的丝材通道内通有冷却保护气，外部设有水冷壁(17)；相应地
所述冷却系统包括冷却液循环系统和保护气冷却装置(2)；
所述下冷却管和上冷却管的内腔(16)周向均匀的设置有多个供丝材穿过的竖直的导向管(19)；
所述导向管固定于冷却管的法兰上。
2.根据权利要求1所述的立式连续退火炉，其特征在于：所述退火管和上、下冷却管横截面均为圆形，且依次通过法兰气密封连接。
3.根据权利要求2所述的立式连续退火炉，其特征在于：所述冷却管上下端均设有所述保护气冷却装置的冷却保护气进气管(15)。
4.根据权利要求3所述的立式连续退火炉，其特征在于：所述导向管在每个冷却管上设有10根。
5.根据权利要求4所述的立式连续退火炉，其特征在于：所述水冷壁的冷却液进管(14)位于水冷壁的下端，冷却液出管(13)位于另一端。
6.根据权利要求5所述的立式连续退火炉，其特征在于：所述丝材导入装置包括设于该丝材导入装置所在上冷却管法兰盘(18)上的导向辊。
7.根据权利要求6所述的立式连续退火炉，其特征在于：所述下冷却管为串联在一起的至少三个。
8.根据权利要求3所述的立式连续退火炉，其特征在于：所述冷却保护气进气管包括位于冷却管的法兰盘内的部分。
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