CN101886166B - 一种避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
一种避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉及其工作方法，包括一个大功率鼓风机，一段独立导流管，带有上下导流管的导流板，只带有下导流管的导流板，耐高温密封圈，其特征在于：独立导流管(4)位于炉台上第一卷冷轧钢卷的芯部，并环套住炉台上预留的鼓风机风孔，其上部通过耐高温密封圈(8)与带有上下导流管的导流板(5)的下导流管(9)连接，依次将每个带有上下导流管的导流板(5)的上、下导流管通过耐高温温密封圈(8)连接，最上端的导流板(6)只带有下导流管(9)，且位于最上边两个钢卷之间；本发明采用以下热循环途径：加热罩(冷却罩)→内罩→完成中部升温(降温)对流后的炉内保护气体→钢卷外圈→热辐射钢卷芯部；强化中部对流效果，减小内外温度不均衡现象。
Description
技术领域
本发明属热处理技术领域，涉及一种避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉及其工作方法。
背景技术
粘结就是在一定的温度和应力作用下，在一定时间内紧卷退火发生层间局部焊合的现象。在平整开卷时，由于粘结的影响导致带钢不再沿钢卷切向打开，而是产生一定弧度，粘结力的一部分成为使带钢弯折的力。当粘结力的这分力超过带钢屈服极限时，就形成了垂直于带钢轴向的弧形弯折。
现有的罩式退火炉采用的通常是单垛紧卷退火方式，钢卷一层层通过中间对流板1相隔而叠在一起进行退火处理，参见图1。采用该传统方法退火时，钢卷中间层对流效果减弱，在加热和冷却过程中容易造成内外温差，从而恶化层间压力平衡导致粘钢，且该方法退火时加热过程、冷却过程效率低下，影响了罩式退火炉的工作效率。目前，热处理界提出了很多改进措施和方法，但都没有很好的解决上述问题。
如公告号CN 101294241A的中国专利公布了一种用于罩式退火炉的悬浮式对流堆垛方法，其特征是：首先将钢圈内圈附加有套筒，然后将钢卷堆放在退火炉炉台上，在钢卷上方叠装有对流板，对流板底部与钢卷内套筒相配合，且套筒支撑住对流板，钢卷上表面不与对流板相接触；再将钢卷叠放在对流板上，钢卷下表面与对流板相接触，钢卷内套筒坐在对流板上部，这样将钢卷一层层叠装起来。该发明通过使相关钢卷仅下表面与对流板相接触，而上表面不与对流板相接触，以期可以解决传统设备的粘结发生率。但随着卷曲技术的进步，解决层间叠装的纵向压力问题并不是减少粘钢的首要任务，且以该方式达到降低钢卷纵向折叠的发生概率并不经济，因为随着卷曲技术的进步，只有钢卷芯部和边部出现折叠的概率在实际生产中能够引起工业性损失。
公开号为CN 201284357Y的中国专利公布了一种适合于罩式退火炉的堆垛架，其包括，本体，其为圆柱状框架结构，上下端开口；若干对流板，呈扇形结构，其一端以本体中心、沿本体上端面圆周设置，且对流板位于本体中心一端排列形成供气体对流的孔道。该发明较传统退火装置堆垛过程中下层钢卷容易纵向受压的情况，降低了下层钢卷粘结和纵向折叠发生的概率。但该装置体积庞大，降低了大卷径冷轧钢卷在退火炉里的可操作性。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉及其工作方法。
在罩式炉退火生产过程中，钢卷成分和表面粗糙度是确定的，此时影响粘结的主要因素包括：温度、压力、加热及冷却制度。其中，压力是造成粘结的主要原因，压力除了与来料的卷曲张力有关外与温度分布也密切相关。在加热过程中，钢圈外圈与内圈的温度高于中部的温度，外圈与内圈的热膨胀大于中部。外圈压应力减小，内圈压应力增大，此时易在内圈产生粘结。在冷却过程中，外圈与内圈的温度低于中部，外圈与内圈的冷收缩大于中部，内圈的压应力减小，中部的压应力增大，此时易在中部产生粘结。
传统方式中的对流板能有效避免钢卷和钢卷间的粘结，还能起到一定的导流作用，但该作用的发挥是一个被动过程，所以其导流作用强度不大，是产生钢卷内外温差的重要原因。传统方式在加热过程中，其传热途径是：加热罩→内罩→炉内保护气体→钢卷外圈→钢卷芯部；在冷却过程中，其热循环途径是：冷却罩→内罩→炉内保护气体→钢卷外圈→钢卷芯部。可见，钢卷中部的温度变化始终滞后于钢卷芯部和外圈。因此，从控制粘结的均衡温度制度考虑，强化中部对流效果，减小内外温度不均衡现象是本发明的出发点。
为了避免冷轧带钢粘结，本发明采用以下热循环途径：加热罩(冷却罩)→内罩→完成中部升温(降温)对流后的炉内保护气体→钢卷外圈→热辐射钢卷芯部。
本发明的技术方案是：一种避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉，包括一个大功率鼓风机，一段独立导流管，带有上下导流管的导流板，只带有下导流管的导流板，耐高温密封圈，导流板中心开孔，导流管沿中心开孔与导流板固定连接，其特征在于：独立导流管(4)位于炉台上第一卷冷轧钢卷的芯部，并环套住炉台上预留的鼓风机风孔，其上部通过耐高温密封圈(8)与带有上下导流管的导流板(5)的下导流管(9)连接，依次将每个带有上下导流管的导流板(5)的上、下导流管通过耐高温温密封圈(8)连接，最上端的导流板(6)只带有下导流管(9)，且位于最上边两个钢卷之间；导流板(6)中心孔的上部由密封盖(11)封住；导流板的上半层内有多条以导流板圆心为中心的辐射状空气导流通道(12)，导流通道(12)一端通向由导流管组成的通道，另一端直接对应钢卷下部，导流板上、下两面对应每条导流通道(12)的位置均设置支撑肋，上支撑肋(13)设有气体通道与导流通道(12)连通；导流板还设有内外圈加强支撑肋，外圈加强支撑肋外侧边缘位于上支撑肋外端向内10-20mm处，内圈加强支撑肋内侧边缘位于上支撑肋内端向外10-20mm处。
所述上导流管(10)与独立导流管(4)的内、外径以及高度完全一致，下导流管(9)的外径比独立导流管(4)的内径小2-5mm，高度小50-100mm。
所述的独立导流管(4)的长度比所能生产的冷轧钢带带宽的最小值小50-100mm。
上支撑肋(13)的气体通道两端设置束约调节孔(15)。
导流板的上半层内有30-36条以导流板圆心为中心的辐射状空气导流通道(12)。
所述的加强气密性的耐高温密封圈(8)固定在下导流管距离端部20-50mm的位置。
上述避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉的工作方法，其特征在于工作步骤如下：
A、将独立导流管(4)环套住炉台上预留的鼓风机出风口；
B、将一卷钢卷堆垛到炉台上，使独立导流管位于第一卷钢卷芯部，；
C、将带有上下导流管的导流板(5)安放在第一卷钢卷上，并且使下导流管(9)插入独立导流管(4)内并由耐高温的密封圈8密封，依靠重力的作用与第一卷钢卷紧密贴合；
D、将下一卷钢卷堆垛到第一块导流板(5)上，再将带有上下导流管的导流板(5)安放在钢卷上，并且使下导流管(9)插入上导流管(10)内，并依靠重力的作用与钢卷紧密贴合；
E、重复步骤(D)直至剩余安装炉内最后一卷钢卷前；
F、将只带有下导流管(9)的导流板(6)安放在倒数第二卷钢卷上，并且使下导流管(9)插入前一块导流板的上导流管(10)内，并依靠重力作用与倒数第二卷钢卷紧密贴合；
G、将最后一卷钢卷堆垛到只带有下导流管的导流板(6)上；
H、与常规方式相同安装内罩、外罩，开始进行热处理。
导流管的作用就是集约被内罩加热的炉内保护气体，不与钢卷芯部形成热交换。独立导流管的长度比生产线所能生产的冷轧钢带带宽的最小值小50-100mm，以便能够以最少的辅助设备适应更多的产品。
导流板上半部带有气体通道的支撑肋上正对钢卷的气体通道的两端设置防保护气体无效逸散的束约调节孔，其作用是当处理大卷径钢卷时减弱对钢卷外圈和芯部的热循环作用，使钢卷外圈和内圈在热辐射和对流的双重作用下升温、降温时不会与钢卷中部拉开温差；在处理小卷径钢卷时减少保护气体的无效逸散。
带有气体通道的支撑肋将由导流管组成的通道内的保护气体导向钢卷下部直吹，当保护气体进入肋间空隙时由内、外圈防气体无效逸散的加强支撑肋防止逸散。
本发明具有如下优点：
1.由导流管、上下导流管组成的通道通过鼓风机向上鼓风形成一定风压后持续作用于各个导流板的辐射状空气导流通道，加强了对流作用对钢卷中间部位的热循环作用，消除加热、冷却过程中由于温度差导致的粘结；
2.该退火炉能够用最少的辅助设备，适应不同规格产品退火作业；
3.由于由导流管、上下导流管组成的通道有效地隔绝了经内罩加热、冷却后的保护气体，使钢卷芯部温度与中部温度一致性增加；
4.由于采用热循环后的保护气体由钢卷外圈向下循环的方式，是内罩可以直接有效发挥加热和冷却作用作用于保护气体，对钢卷外圈热辐射效果减弱使钢卷外圈与中部温度一致性增加，并且使经加热和冷却的保护气体集约到由导流管、上下导流管组成的通道后以平均、有效的方式作用于每一个钢卷。
5.由于采用了耐高温密封圈，减少了加热或冷却后保护气体的无效逸散，使作用效果提高；
6.由于加强了对流作用使加热、冷却过程中的温度不平衡减弱或消除，所以可以提高加热冷却速度，提高生产效率。
附图说明
图1为传统方式的退火炉结构示意图。
图2为本发明避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉结构示意图。
图3为本发明中位于导流板上半部辐射状空气导流通道纵向解剖结构示意图。
图4为本发明中位于导流板上半部辐射状空气导流通道横向结构示意图。
图5为本发明中位于导流板下半部横向结构示意图。
其中：1、传统式导流板，2、钢卷，3、鼓风机，4、独立导流管，5、导流板(带有上下导流管)，6、导流板(只带有下导流管)，7、保护气体循环路径，8、耐高温密封圈，9、下导流管，10、上导流管，11、密封盖，12、导流通道，13、上支撑肋，14、下支撑肋，15、束约调节孔，16、外圈加强支撑肋，17、内圈加强支撑肋。
具体实施方案
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1
如图2所示，将独立导流管4环套住炉台上预留的鼓风机出风口，独立导流管的长度比生产线所能生产的冷轧钢带带宽的最小值小100mm，；将一卷钢卷堆垛到炉台上，使独立导流管位于第一卷钢卷芯部；再将带有上、下导流管的导流板5安放在第一卷钢卷上，导流板的上半层内有30条以导流板圆心为中心的辐射状空气导流通道(12)。其中下导流管9的外径比独立导流管4的内径小5mm，高度小100mm，上导流管10与独立导流管4内、外径相同，长度相同；将下导流管9插入独立导流管4内并由耐高温的密封圈8密封，其中耐高温密封圈8固定在下导流管距离端部50mm处，调节束约调节孔，使钢卷正好盖住上支撑肋上的气体通道，导流板依靠重力的作用与第一卷钢卷紧密贴合；将下一卷钢卷堆垛到第一块导流板5上，再将另一块带有上下导流管的导流板5安放在钢卷上，并且使下导流管9插入上导流管10内，并依靠重力的作用与钢卷紧密贴合；重复上述步骤直至剩余安装炉内最后一卷钢卷前；将只带有下导流管的导流板6安放在倒数第二卷钢卷上，并且使下导流管9插入前一块导流板5的上导流管10内，并依靠重力作用与倒数第二卷钢卷紧密贴合；将最后一卷钢卷堆垛到只带有下导流管的导流板6上；与常规方式相同安装内罩、外罩，开始进行热处理。
如图3、图4、图5、图6所示，外圈加强支撑肋16外侧边缘位于上支撑肋外端向内10mm处，内圈加强支撑肋17内侧边缘位于上支撑肋内端向外10mm处，只带有下导流管的导流板6位于最上边两个钢卷之间，密封盖11的作用是使由导流管组成的通道内通过鼓风机3形成稳定风压，使保护气体由导流通道12、防保护气体无效逸散的束约调节孔15排出，吹向钢卷2，并且在这个过程中，外圈防气体无效逸散的加强支撑肋16、内圈防气体无效逸散的加强支撑肋17共同作用防止保护气体的无效逸散，钢卷2坐在导流板的上部支撑肋13上，保护气体经钢卷之后由导流板下支撑肋14支撑出的肋间孔道排出形成保护气体循环路径7。
实施例2
如图2所示，将独立导流管4环套住炉台上预留的鼓风机出风口，独立导流管的长度比生产线所能生产的冷轧钢带带宽的最小值小50mm，；将一卷钢卷堆垛到炉台上，使独立导流管位于第一卷钢卷芯部；再将带有上、下导流管的导流板5安放在第一卷钢卷上，导流板的上半层内有36条以导流板圆心为中心的辐射状空气导流通道(12)，其中下导流管9的外径比独立导流管4的内径小2mm，高度小50mm，上导流管10与独立导流管4内、外径相同，长度相同；将下导流管9插入独立导流管4内并由耐高温的密封圈8密封，其中耐高温密封圈8固定在下导流管距离端部20mm处，调节束约调节孔，使钢卷正好盖住上支撑肋上的气体通道，导流板依靠重力的作用与第一卷钢卷紧密贴合；将下一卷钢卷堆垛到第一块导流板5上，再将另一块带有上下导流管的导流板5安放在钢卷上，并且使下导流管9插入上导流管10内，并依靠重力的作用与钢卷紧密贴合；重复上述步骤直至剩余安装炉内最后一卷钢卷前；将只带有下导流管的导流板6安放在倒数第二卷钢卷上，并且使下导流管9插入前一块导流板5的上导流管10内，并依靠重力作用与倒数第二卷钢卷紧密贴合；将最后一卷钢卷堆垛到只带有下导流管的导流板6上；与常规方式相同安装内罩、外罩，开始进行热处理。
如图3、图4、图5、图6所示，外圈加强支撑肋外侧边缘位于上支撑肋外端向内20mm处，内圈加强支撑肋内侧边缘位于上支撑肋内端向外20mm处。只带有下导流管的导流板6位于最上边两个钢卷之间，密封盖11的作用是使由导流管组成的通道内通过鼓风机3形成稳定风压，使保护气体由导流通道12、防保护气体无效逸散的束约调节孔15排出，吹向钢卷2，并且在这个过程中，外圈防气体无效逸散的加强支撑肋16、内圈防气体无效逸散的加强支撑肋17共同作用防止保护气体的无效逸散，钢卷2坐在导流板的上部支撑肋13上，保护气体经钢卷之后由导流板下支撑肋14支撑出的肋间孔道排出形成保护气体循环路径7。
Claims (7)
1.一种避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉，包括一个大功率鼓风机，一段独立导流管，带有上下导流管的导流板，只带有下导流管的导流板，耐高温密封圈，导流板中心开孔，导流管沿中心开孔与导流板固定连接，其特征在于：独立导流管(4)位于炉台上第一卷冷轧钢卷的芯部，并环套住炉台上预留的鼓风机风孔，其上部通过耐高温密封圈(8)与带有上下导流管的导流板(5)的下导流管(9)连接，依次将每个带有上下导流管的导流板(5)的上、下导流管通过耐高温密封圈(8)连接，最上端的导流板(6)只带有下导流管(9)，且位于最上边两个钢卷之间；导流板(6)中心孔的上部由密封盖(11)封住；导流板的上半层内有多条以导流板圆心为中心的辐射状空气导流通道(12)，导流通道(12)一端通向由导流管组成的通道，另一端直接对应钢卷下部，导流板上、下两面对应每条导流通道(12)的位置均设置支撑肋，上支撑肋(13)设有气体通道与导流通道(12)连通；导流板还设有内外圈加强支撑肋，外圈加强支撑肋外侧边缘位于上支撑肋外端向内10-20mm处，内圈加强支撑肋内侧边缘位于上支撑肋内端向外10-20mm处。
2.根据权利要求1所述的避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉，其特征在于：所述的上导流管(10)与独立导流管(4)的内、外径以及高度完全一致，下导流管(9)的外径比独立导流管(4)的内径小2-5mm，高度小50-100mm。
3.根据权利要求1所述的避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉，其特征在于：所述的独立导流管(4)的长度比所能生产的冷轧钢带带宽的最小值小50-100mm。
4.根据权利要求1所述的避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉，其特征在于：上支撑肋(13)的气体通道两端设置束约调节孔(15)。
5.根据权利要求1所述的避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉，其特征在于：所述的耐高温密封圈(8)固定在下导流管距离端部20-50mm的位置。
6.根据权利要求1所述的避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉，其特征在于：导流板的上半层内有30-36条以导流板圆心为中心的辐射状空气导流通道(12)。
7.权利要求1至6中任一项所述的避免冷轧带钢粘结的高效率退火炉的工作方法，其特征在于工作步骤如下：
A、将独立导流管(4)环套住炉台上预留的鼓风机出风口；
B、将一卷钢卷堆垛到炉台上，使独立导流管位于第一卷钢卷芯部；
C、将带有上下导流管的第一块导流板(5)安放在第一卷钢卷上，并且使下导流管(9)插入独立导流管(4)内并由耐高温密封圈(8)密封，使第一块导流板(5)与钢卷紧密贴合；
D、将第二卷钢卷堆垛到第一块导流板(5)上，再将带有上下导流管的第二块导流板(5)安放在钢卷上，并且使下导流管(9)插入第一块导流板(5)的上导流管(10)内，使第二块导流板(5)与第二卷钢卷紧密贴合；
E、重复步骤(D)直至剩余安装炉内最后一卷钢卷前；
F、将只带有下导流管(9)的导流板(6)安放在倒数第二卷钢卷上，并且使下导流管(9)插入前一块导流板的上导流管(10)内，并依靠重力作用与倒数第二卷钢卷紧密贴合；
G、将最后一卷钢卷堆垛到只带有下导流管的导流板(6)上；
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