CN101892377B - 自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板及其工作方法 - Google Patents
自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板及其工作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种能够自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板及其工作方法，包括导流管和带有导流通道的导流板，使其热循环途径有以下特点：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。以实现强化中部对流效果，减小内外温度不均衡现象的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板及其工作方法，属金属热处理技术领域。
背景技术
现有的罩式退火炉采用的通常是单垛紧卷退火方式，钢卷2一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。
公告号CN 101294241A公布了一种用于罩式退火炉的悬浮式对流堆垛方法，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。
公告号CN 201183813Y的中国专利提供了一种罩式退火炉用对流板，是由上下扇形片、固定基板、导流片等部件焊接而成。其特征是再增加一组短扇片，将其焊接在下扇形片的下部，使之与现有对流板扇形片内外径形成一定台阶，可以避开钢卷内外径溢出，有效地防止钢卷表面硌伤。但该发明功能单一，只是从改善硌伤方面提高，没有发挥出导流板更大的作用。
CN1718776Y公开了一种罩式炉对流板，它包括隔板与连接件，还设置着口向下的U形吊环，连接件的连接板与U形吊环焊接在一起；连接件是以连接板为中心的成辐射形的连接杆；所说的隔板是焊接在连接杆两侧的长条扇形隔板；在长条扇形隔板的下面中部焊接着条形垫板；长条扇形隔板外端到U形吊环对称线的距离大于钢卷外圈的半径。可在U形吊环焊接上、下两个联接板，在所说的连接件的连接杆具有一个定位环，定位环是竖直的U形环的外侧杆向外水平伸出一横向连接杆，U形环的内侧焊接在上、下两个连接板，U形环外侧杆到U形吊环对称线的距离与钢卷内圈半径相适应。该对流板有效避免了硌伤和因此引起的粘结，但是对于由于温度不均匀引起的粘结没有改善，且功能较单一，不能改善生产效率。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种能够自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板及其工作方法。
本发明的原理：
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。
本发明提供一种自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板及其工作方法，其能够使热循环途径有以下特点：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。
一种自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板，包括导流管、导流板，其特征在于：导流板中心开孔，导流管沿中心开孔与导流板固定连接，设有上、下导流管的导流板(5)其下导流管(9)的外径比上导流管(10)的内径小2-5mm，高度小50-100mm；只设有下导流管的导流板(6)，其下导流管(9)与设有上下导流管的导流板(5)的下导流管(9)的内、外径以及高度一致，导流板(6)中心孔上部由密封板密封；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，上支撑肋设有气体通道与导流通道12连通，气体通道的两端设置束约调节孔(15)；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。
上述导流通道(12)一端通向由导流管组成的通道，另一端收于上支撑肋外端内侧。
上述的下导流管距离端部20-50mm的位置设置固定的耐高温密封圈。
所述上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。
上述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)。
所述上支撑肋(13)的气体通道两端设置束约调节孔(15)。
上述自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板的工作方法，其特征在于步骤如下：
I、先将一段与上导流管(10)内、外径相同，长度相同的独立导流管(4)环套住炉台上预留的鼓风机出风口；
J、将一卷钢(2)卷堆垛到炉台上；
K、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(2)紧密贴合；
L、将下一卷钢(2)卷堆垛到第一块导流板(5)上，再将第二块带有上下导流管的导流板(5)安放在钢卷(2)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；
M、重复步骤D，直至剩余安装炉内最后一卷钢卷前；
N、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(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；
O、将最后一卷钢卷堆垛到只带有下导流管的导流板(6)上；
P、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。上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.该导流板系统能够自动适应不同规格冷轧带钢的带宽，减少生产车间辅助设备；
3.由于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，使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、防保护气体无效逸散的束约调节孔，导流板上半部内、外圈防气体无效逸散的加强支撑肋，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为使用自动适应冷轧带钢带宽的直吹强对流板系统退火炉的结构示意图。
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上半部辐射状空气导流通道单个结构示意图。
图6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(防保护气体无效逸散)，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，上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；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，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，调节束约调节孔，使钢卷正好盖住上支撑肋上的气体通道，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，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，上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；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，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，调节束约调节孔，使钢卷正好盖住上支撑肋上的气体通道，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，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)
1.一种自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板，包括导流管、导流板，其特征在于：导流板中心开孔，导流管沿中心开孔与导流板固定连接，设有上、下导流管的导流板(5)其下导流管(9)的外径比上导流管(10)的内径小2-5mm，高度小50-100mm；只设有下导流管的导流板(6)，其下导流管(9)与设有上下导流管的导流板(5)的下导流管(9)的内、外径以及高度一致，导流板(6)中心孔上部由密封板密封；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，上支撑肋设有气体通道与导流通道(12)连通，气体通道的两端设置束约调节孔(15)；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。
2.根据权利要求1所述的自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板，其特征在于：导流通道(12)一端通向由导流管组成的通道，另一端收于上支撑肋外端内侧。
3.根据权利要求1所述的自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板，其特征在于：所述的下导流管距离端部20-50mm的位置设置固定的耐高温密封圈。
4.根据权利要求1所述的自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板的工作方法，其特征在于：上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。
5.根据权利要求1所述的自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板的工作方法，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)。
6.根据权利要求1所述的自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板，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)。
7.一种权利要求1至6中任一项所述自动适应冷轧带钢带宽的罩式退火炉用直吹强对流板的工作方法，其特征在于步骤如下：
A、先将一段与上导流管(10)内、外径相同，长度相同的独立导流管(4)环套住炉台上预留的鼓风机出风口；
B、将一卷钢卷(2)堆垛到炉台上；
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(2)紧密贴合；
D、将下一卷钢卷(2)堆垛到第一块导流板(5)上，再将第二块带有上下导流管的导流板(5)安放在钢卷(2)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(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；
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。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Guanfeng Inventor after: Cai Chaohua Inventor after: Xu Rongchang Inventor after: Zhou Junling Inventor before: Zhang Guanfeng Inventor before: Xu Rongchang Inventor before: Zhou Junling |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: ZHANG GUANFENG XU RONGCHANG ZHOU JUNLING TO: ZHANG GUANFENG CAI CHAOHUA XURONGCHANG ZHOU JUNLING |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JINAN IRON AND STEEL CO LTD Free format text: FORMER OWNER: LAIWU IRON CO., LTD. Effective date: 20120321 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 271104 LAIWU, SHANDONG PROVINCE TO: 250101 JINAN, SHANDONG PROVINCE |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20120321 Address after: 250101 Ji'nan Industrial Road, Shandong, No. 21 Applicant after: Jinan Iron and Steel Co., Ltd. Address before: 271104, Xinxing Road, Gangcheng District, Shandong, Laiwu, 21 Applicant before: Laiwu Iron Co., Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: SHANDONG IRON + STEEL CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: JI NAN IRON AND STEEL CO., LTD. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 250101 Ji'nan Industrial Road, Shandong, No. 21 Patentee after: Shandong Iron & Steel Group Co., Ltd. Address before: 250101 Ji'nan Industrial Road, Shandong, No. 21 Patentee before: Jinan Iron and Steel Co., Ltd. |
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| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120530 Termination date: 20120628 |