CN101928897B - 冷轧金属带材退火 - Google Patents

Abstract

本发明的特征在于，冷轧铝带材(3)沿着运输路径连续运输，直接火焰冲击(DFI)燃烧器(1)的坡道位于所述运输路径中，用来加热所述带材，所述坡道(1)定位成与所述带材(3)的移动方向垂直或者基本上垂直，所述直接火焰冲击燃烧器(1)相互设置以便所述带材的整个宽度加热到相同温度，或者基本上相同温度，所述带材(3)经过所述坡道的速度以及所述燃烧器(1)的加热功率适配成热处理所述带材(3)，以便对所述带材实施退火，并且热处理后的所述带材卷绕成带材卷(5)。

Description

冷轧金属带材退火

技术领域

本发明涉及铝带材退火领域。

背景技术

现有技术中，在250-500℃的温度对冷轧铝带材进行退火。目的是恢复良好的成形性。

机理是消除位错堆积(部分退火)和再结晶(退火)。

再结晶过程是取决于时间的众多过程之一。例如，在500℃时，再结晶耗时数秒，在380℃时，耗时数分钟，而在280℃时，耗时数小时。其他因素是合金成分以及退火之前的冷加工量。

部分退火发生在200-300℃，持续时间长达15小时。

对于铝带材卷来说，通常使用吊篮底部箱形炉膛。炉膛利用电气元件或燃料加热的元件加热。为了在炉膛中实现良好的对流和温度均匀效果，使用强力风扇来循环炉膛气氛。吊篮底部箱形炉膛意味着巨额投资。

直接火焰冲击(DFI)技术，即多束氧化物燃料(oxyfuel)燃烧器火焰直接撞击并加热运动的钢带材是早先开发并获得专利的技术。通常利用燃料和含氧量较高的氧化物馈送给DFI燃烧器。优选使用氧重量百分比至少为80％的氧化物。使用DFI燃烧器实现了从火焰到钢带材的较高传热性能，因此提供了较高的加热速率。

但是，DFI燃烧器在利用含氧量较高的氧化物燃烧时，产生了非常高的输出功率和较高的火焰温度，诸如2500℃。

既便如此，仍然令人惊异地发现可以在不遭受表面损坏诸如带材表面局部熔化的情况下，将铝带材非常迅速地加热到期望的温度。铝的熔点大约为660℃。

问题在于利用现有技术进行退火。现有技术的带材卷退火是个缓慢的过程。这一过程的特征在于，带材卷内的铝带材层之间加热不充分并且热传导缓慢。这样导致处理时间很长，生产率很低并且能耗很高。

第二个问题在于，来自卷绕材料表面的蒸发润滑剂利用炉膛内的空气点燃时，存在爆炸的风险。

第三个问题在于，由于辊轧润滑剂、金属和气氛之间的反应，带材表面发生褪色。

第四个问题在于，较长的处理时间可能导致带材表面氧化层生长，使得钎焊特性下降以及出现其他不良影响。

第五个问题在于，在热处理过程中，带材卷内出现温度梯度。在带材卷部分退火时，存在带材卷的外层较之内层以不同的时间温度曲线进行热处理的风险，并且这样会导致机械属性改变。

发明内容

本发明解决上述的全部问题。

因此，本发明指导一种对冷轧铝带材进行退火的方法，其特征在于，冷轧铝带材沿着运输路径连续运输，直接火焰冲击(DFI)燃烧器的坡道(ramp)位于所述运输路径中，用来加热所述带材，所述坡道定位成与所述带材的移动方向垂直或者基本上垂直，所述DFI燃烧器相互(mutually)设置以便所述带材的整个宽度加热到相同温度，或者基本上相同温度，所述带材经过所述坡道的速度以及所述燃烧器的加热功率适配成热处理所述带材，以便对所述带材实施退火，并且热处理后的所述带材卷绕成带材卷。

附图说明

本发明在以下更为详细地进行描述，部分内容针对附图中示出的例述实施方式，在附图中：

图1示出了本发明的第一实施方式；

图2示出了本发明的第二实施方式；

图3示出了本发明的第三实施方式；

图4示出了本发明的第四实施方式；

图5示出了本发明的第五实施方式；

图6示出了本发明的第六实施方式。

具体实施方式

图1示出了本发明用于对冷轧铝带材3进行退火的方法的第一实施方式。

根据本发明，一种冷轧铝带材3沿着运输路径连续运输，直接火焰冲击(DFI)燃烧器的坡道1位于所述运输路径上，用于加热所述带材。根据这种实施方式，冷轧铝带材从带材卷4上解开。所述坡道1定位成与带材3的运动方向垂直或基本上垂直。此外，DFI燃烧器相对定位，以便带材的整个宽度加热到相同温度或者基本上相同的温度。带材3经过所述坡道1的速度以及所述燃烧器的燃烧功率适配成热处理所述带材3，以便对带材实施退火并且将热处理的带材卷绕成带材卷5。

根据本发明的一种实施方式，带材3经过所述坡道的速度以及所述燃烧器的加热功率适配成热处理带材3，以便对所述带材实施再结晶。

根据另一种优选实施方式，在所述带材3的所述运输路径上方存在至少一个坡道1，并且下方存在至少一个坡道1。

对材料厚度为1mm的冷轧卷绕铝带材进行了实验。带材经过位于带材上方的一个DFI燃烧器的坡道以及位于带材下方的一个燃烧器的坡道。每个燃烧器坡道具有4个燃烧器。燃烧器产生的总功率为200KW。在带材以24m/sec的速度经过燃烧器时，带材的温度变成400℃。在速度为30m/sec时，获得的温度为365℃。未观察到表面损坏。

认为本发明优选用于厚度介于0.5mm到可以卷绕的最大带材厚度之间的带材。

根据本发明的优选实施方式，存在沿着运输路径依次定位的两个或更多个连续的DFI燃烧器的坡道1。

优选地，坡道1或多个坡道位于炉膛内。但是，在一些应用场合中，所述坡道或多个坡道可以安装在不具有包围壳体的框架中。

根据本发明的第二实施方式，从辊轧台6将冷轧铝带材3直接引入所述运输路径，参见图2。根据这种实施方式，安全墙7位于DFI炉膛2和辊轧台之间，因为辊轧时所用的润滑剂可以燃烧。

根据本发明的第三实施方式，如图3所示，热处理并卷绕的带材5置于均热炉8内，用于部分退火，即用于去除位错。均热炉应该优选以氮气填充，以便使得氧化物生长最小化。

在这种情况下，均热炉保持在与利用所述DFI燃烧器加热所获得的铝带材温度对应的温度。从而实现了在均热炉中立即开始对整个带材卷的卷绕铝带材退火。

图4示出了从辊轧台将冷轧铝带材3直接引入所述运输路径，即DFI炉膛，此后所述带材卷起并置于均热炉中。

图5示出了本发明的第五实施方式，其中冷轧铝带材5从带材卷4上解下，在DFI炉膛2中进行热处理，并且经过连续的均热炉9，此后卷成带材卷10。

图6示出了图5所示的实施方式，但是其中冷轧铝带材5从辊轧台6直接引入所述运输路径，即DFI炉膛2，此后经过连续的均热炉9，然后卷成带材卷10。

利用本发明，解决了开始部分所述的全部问题。此外，实现了非常迅速的处理，因为在解开带材的同时对带材进行加热。

本发明的以上若干实施方式已经进行了描述。但是，在不脱离本发明的构思的前提下，本领域技术人员可以改变本发明。

因此，本发明不应该限制于上述实施方式，而是可以在附带的权利要求书的范围内变化。

Claims (6)

1.一种对冷轧铝带材进行退火的方法，其中，使冷轧铝带材(3)沿着运输路径连续运输，直接火焰冲击(DFI)燃烧器的坡道(1)位于所述运输路径中，用来加热所述带材，所述坡道(1)定位成与所述带材(3)的移动方向垂直，所述直接火焰冲击燃烧器相互设置以使得所述带材的整个宽度加热到相同的温度，其特征在于，所述带材的厚度介于0.5mm到带材能够卷绕的最大厚度之间；所述带材(3)经过所述坡道的速度以及所述燃烧器的加热功率适配成热处理所述带材(3)，以便对所述带材实施退火，但不会导致表面损坏；将铝带材的冷带材卷(4)解开，并且对解开的带材(3)进行热处理；并且将热处理后的所述带材卷绕成带材卷(5)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述带材(3)的所述运输路径上方存在至少一个坡道，在所述带材(3)的所述运输路径下方存在至少一个坡道。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，存在两个或更多个连续的直接火焰冲击燃烧器的坡道。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述坡道或多个坡道位于炉膛(2)内。

5.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，将冷轧铝带材(3)从辊轧台(6)直接引入所述运输路径。

6.如权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，将热处理并卷绕的带材(5)置于均热炉(8)中进行部分退火，即用于去除位错。

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