CN102206736A - 一种退火炉的炉辊组合装置 - Google Patents

Abstract

一种退火炉的炉辊组合装置，包括炉辊、炉辊底座、以及炉辊驱动装置，所述炉辊安装在所述炉辊底座上，所述炉辊组合装置还包括一炉辊结瘤自清除装置，所述炉辊结瘤自清除装置设置在所述炉辊的下部，所述炉辊结瘤自清除装置与所述炉辊之间设有高温、高速气流。本发明所提供的技术方案能够防止瘤状物将在薄板状金属材料表面留下印痕，从而破坏薄板状金属材料的平滑表面，造成薄板状金属材料质量降级或产生废品；同时，本发明所提供的技术方案还具有结构简单、耐高温性能好、使用安全可靠、使用寿命长等特点。

Description

一种退火炉的炉辊组合装置

技术领域

本发明属于用于炼钢炼铁生产工艺中的生产设备制造技术领域，具体地说，涉及一种退火炉的炉辊组合装置。

背景技术

目前，在冶金生产工艺中，辊底式连续热处理炉适用于钢板、钢管、型钢和线材的退火、正火、高温回火及淬火等热处理工艺。由于辊底式炉处理的钢材质量好，产量高、成本低，同时实现了机械化和自动化操作，比间断式生产的热处理炉具有明显的优越性，因此得到广泛地应用。热处理工艺应用于金属材料经过冷轧之后进行热处理改善金属材料性能的过程中，由于热处理加热是以连续的方式运行，要求在高温状态下保持金属材料表面不被损伤采用辊道支撑。

现代金属薄带状材料，大多数是制造成热轧薄板(带)，经过表面清理，然后进行冷加工的方式达到需要的厚度和尺寸。为了获得需要的最终厚度和性能，冷加工之后需要进行热处理，热处理决定金属材料的性质。薄板状金属材料的热处理，普遍采用的工艺为连续退火方式，退火炉前采用清洗工艺来去除带钢表面的轧制油，铁粉等表面附属物。

在热处理的前序工艺中，为了保证金属材料冷轧加工的顺利进行和表面质量，通常采用表面粗糙的冷轧钢辊，炉辊的圆弧辊面在轧制过程中使金属材料产生前后流动，造成相对滑动，从而导致金属材料表面形成粉末。从冷轧到后续工序采用多种方法去除所形成的粉末以减少保留在薄板状金属材料表面的粉末数量。但是在进入热处理炉前，金属材料表面或多或少总存在一些金属粉末；虽然在退火炉前采用清洗工艺来去除铁粉等表面附属物，但完全、彻底清除表面附属物是困难的。如果炉辊上附着有金属粉末，这些金属粉末在后续工艺中将被还原为金属小颗粒，与炉辊粘合，进而使炉辊结瘤。具体原因是，某些型式的退火炉中前区往往是弱的氧化或因为工艺的需要在炉子的中间某段要求为弱的氧化气氛，使带钢表面及杂物有一定程度的氧化。而炉子的后一个或几个区气氛均要求保持还原状态防止金属材料在高温状态下被氧化，同时把轻微、少量的表面氧化物还原为金属。还原的表面是非常清洁的表面，还原的金属粉末也为纯净的金属细小颗粒，容易与其它材料粘合。高温、纯净的金属粉末或其它异物在支撑辊表面粘合，尤其是局部粘合后逐渐变大——形成瘤状物——造成经过的金属材料表面形成缺陷。

由于粉末状金属或杂物在高温下粘附在辊的表面改变了辊的原表面形状，形成瘤，瘤使运行的金属材料形成表面缺陷。

现有技术中，人们为了解决上述炉辊结瘤的技术问题，主要着眼点于使用辊道改性的表面材料防止或延缓瘤的形成等方面做了研究：

如中国专利，专利号为CN98235521.1，该专利采用组合不同材料依靠材料与铁粉的亲和性差的性能防止结瘤；

如中国专利，专利号为CN 200510025632.4，该专利采用在辊的表面喷涂与金属材料不易粘合的材料，人为造成金属粉末或异物的自然脱落，保持炉辊表面清洁、希望不结瘤；

如中国专利，专利号为CN 200710107635.1，该专利采用新型合金材料，由于新合金材料不易粘结异物；

如中国专利，专利号为CN 200620034970.4，该专利是向带钢表面喷吹气流，使钢带表面尽量少存在铁粉等异物；

如中国专利，专利号为CN 200820077256.2，该专利是用类似锉刀的方法去除所结的瘤。

上述现有技术，只是对炉辊自身材料或结构进行研究，采用新材料或结构来防止粘连，不能对炉辊在结瘤过程中进行动态的自动式的清除。在实际使用中，炉辊的表面喷涂与金属材料不易粘合的材料只能减缓瘤状物形成的速度，不能够完全杜绝瘤的形成。因此，现有技术中的炉辊存在如下技术缺陷：

1、现有技术中的炉辊，容易在炉辊表面形成结瘤后，会造成金属材料表面形成缺陷，大大降低了产品的合格率；

2、现有技术中的炉辊，如果出现辊结瘤问题，必须首先使热处理炉降温、停机，其次确定瘤存在的位置，最后由人工清理或更换新的炉辊，费时费力，大大影响生产效率，不适合大规模流水线生产，并且，采用人工清理的方式，存在安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现有技术中的炉辊，容易在炉辊表面形成结瘤后，会造成金属材料表面形成缺陷，大大降低了金属薄板产品的合格率；如果炉辊结瘤，清理或更换炉辊费时费力，大大影响生产效率，不适合大规模流水线生产，并且，采用人工清理的方式，存在安全隐患等技术问题，而提供了一种退火炉的炉辊组合装置。

本发明的构思是通过在金属材料热处理的支撑和传送用炉辊的附近设置一根喷气管，通过喷射高速气流，使金属材料表面的金属粉末或杂物不能在炉辊旋转表面停留或被清理掉，因此粘附物不易形成和长大，进而形成瘤，减轻或防止由于炉辊旋转表面不平整使薄板状金属材料表面质量下降。

本发明所提供的技术方案是，一种退火炉的炉辊组合装置，包括炉辊、炉辊底座、以及炉辊驱动装置，所述炉辊安装在所述炉辊底座上，所述炉辊组合装置还包括一炉辊结瘤自清除装置，所述炉辊结瘤自清除装置设置在所述炉辊的下部，所述炉辊结瘤自清除装置与所述炉辊之间设有高温、高速气流。

所述炉辊结瘤自清除装置为一气流喷射装置，所述气流喷射装置包括气管和喷嘴，所述气管与高速、高压的气源相通，所述气管的两端安装固定在退火炉的两侧，所述喷嘴安装在所述气管上。

所述气管与所述炉辊平行布置，所述气管连接气体压力调节阀，所述气体压力调节阀安装在退火炉外壳体上。

所述喷嘴喷射气流的方向正对炉辊的转动中心，即喷嘴喷射方向与炉辊转动表面垂直。

所述喷嘴喷射气流的方向指向与炉辊转动表面的切线方向。

所述喷嘴为一狭缝式结构，所述喷嘴与下部所述气管焊接在一起。

所述喷嘴为一排小孔结构，所述喷嘴气体以射流状喷出，所述喷嘴喷出的气体呈扇形形状，所述喷嘴与喷嘴之间喷出的气体有部分重叠的区域，所述喷嘴与下部所述气管联接在一起，为可拆卸式结构。

所述喷嘴为扁平状线形结构，所述喷嘴气体以射流状喷出，所述喷嘴喷出的气体呈扇形形状，所述喷嘴与喷嘴之间喷出的气体有部分重叠的区域，所述喷嘴与下部所述气管联接在一起，为可拆卸式结构。

采用本发明所提供的技术方案，能够有效解决现有技术中的炉辊，容易在炉辊表面形成结瘤后，会造成金属材料表面形成缺陷，大大降低了金属薄板产品的合格率；如果炉辊结瘤，清理或更换炉辊费时费力，大大影响生产效率，不适合大规模流水线生产，并且，采用人工清理的方式，存在安全隐患等技术问题，采用向高温运行条件下转动炉辊表面喷射高速气流，由于气流的冲刷、冲击作用，防止或清理了金属材料表面存在的金属粉末或其它异物在高温状态下处于软化状态、易于粘附到炉辊表面、慢慢长大形成的瘤状物；本发明所提供的技术方案能够防止瘤状物将在薄板状金属材料表面留下印痕，从而破坏薄板状金属材料的平滑表面，造成薄板状金属材料质量降级或产生废品；同时，本发明所提供的技术方案还具有结构简单、耐高温性能好、使用安全可靠、使用寿命长等特点。

附图说明

结合附图，对本发明进一步的说明：

图1为本发明实施例1结构示意图；

图2为图1结构中的垂直喷射示意图；

图3为图1结构中的切线喷射示意图；

图4为本发明实施例2结构示意图；

图5为图4结构中的垂直喷射示意图；

图6为图4结构中的切线喷射示意图；

图7为本发明实施例3结构示意图；

其中，1为带钢；2为炉辊；3为气管，4为喷嘴。

具体实施方式

本发明采用在支撑和传送用炉辊2的附近设置一根喷气管3，通过喷射高速气流，使金属材料表面的金属粉末或杂物不能在炉辊2表面停留或被清理掉。喷射气流可以是燃气燃烧后形成的高温、高速气流，也可以是为了防止或减弱金属材料在高温氧化的保护气体的高速气流，也可以是高压、高温水蒸气。气流喷射可以是连续进行，也可以是断续、脉冲方式，目的是气流喷射能够尽量防止异物在炉辊2表面少粘结、不形成大的瘤状物。喷射气流的喷气管3的喷嘴4，可以是正对(90度)或一定角度或切向喷向炉辊2的表面。喷射气流的喷气管3的喷嘴4，可以是一条狭缝，也可以是安装多个喷嘴4的喷管。

采用向高温运行条件下转动炉辊2表面喷射高速气流，由于气流的冲刷、冲击作用，防止或清理了金属材料表面存在的金属粉末或其它异物在高温状态下处于软化状态、易于粘附到炉辊2表面、慢慢长大形成的瘤状物。在炉辊2支撑和输送薄板状金属材料时，高温状态薄板状金属材料非常软，瘤状物将在薄板状金属材料表面印痕，破坏薄板状金属材料的平滑表面，造成薄板状金属材料质量降级或产生废品。

实施例1：

在连续式热处理炉中的辊道子近旁配置一或二根管道，管道与炉辊2平行，管道连接到高温保护气体或蒸汽管网，管网为连续热处理炉输送高温保护气体、蒸汽或直接利用炉内的高温气体用管道引出后经增压泵增压后循环供气。配置的这根平行与炉辊2管道的朝向炉辊2一侧，开了一条狭缝，狭缝是气体的出口，具有喷嘴4的功能，狭缝向炉辊2喷射高速气体。狭缝喷射气体的能力，有管道上的气体压力控制和通断，依靠在热处理炉外的阀(调节阀)控制。如图1、2、3所示，图中包括运行中的带钢1，炉辊2(辊道)，气管3，气刀式喷嘴4，气刀式喷嘴4为一狭缝式结构，这样可以使气体以射流状喷出，气刀与下部气管3焊接在一起，气管3与气源相联接，气刀式喷嘴4与炉辊2的配置方式有两种，第一种喷嘴4喷吹方向正对炉辊2喷嘴4的方向指向炉辊2的中心(如图2所示)，第二种喷嘴4喷吹方向指向与炉辊2的表面切线方向(如图3所示)，两种配置方式以第二种为优，气刀式喷嘴4平行于辊道布置，两端分别固定于退火炉的两侧，气管3与气源相联通，气体的压力与流量大小由配置于炉外的控制阀来调节。气刀式喷嘴4的数量以易结瘤的辊道的数量来确定。

实施例2：

在连续式热处理炉中的炉辊2近旁配置一或二根管道，管道上按照不同间距安装喷嘴4。安装喷嘴4的管道与炉辊2平行，安装喷嘴4管道连接到燃气、空气、保护气体或蒸汽管网。管网为连续热处理炉输送燃气、空气、保护气体或蒸汽。或直接利用炉内的高温气体用管道引出后经增压泵增压后循环供气，喷嘴4把气体喷射的炉辊2的表面。喷嘴4喷射气体的能力，有管道上的气体压力控制和通断，依靠在热处理炉外的阀(调节阀)控制。

如图4、5、6所示，图中包括运行中的带钢1，炉辊2(辊道)，喷嘴4，气管3，喷嘴4为一排小孔结构，这样可以使气体以射流状喷出，喷出的气体呈扇形形状，喷嘴4与喷嘴4之间喷出的气体有部分重叠的区域，气刀与下部气管3联接在一起，为可拆卸式结构，便于在喷嘴4堵塞时更换，气管3与气源相联接，气刀式喷嘴4与炉辊2的配置方式有两种，第一种喷嘴4喷吹方向正对炉辊2喷嘴4的方向指向炉辊2的中心(如图5所示)，第二种喷嘴4喷吹方向指向与炉辊2的表面切线方向(如图6所示)，两种配置方式以第二种为优，气刀式喷嘴4平行于辊道布置，两端分别固定于退火炉的两侧，气管3与气源相联通，气体的压力与流量大小由配置于炉外的控制阀来调节。气刀式喷嘴4的数量以易结瘤的辊道的数量来确定。

实施例3：

在辊道旁配置的具有喷嘴4功能的喷射管，喷射管正对面向辊道。管道上按照不同间距安装喷管。安装喷管的管道与炉辊2平行，安装喷管管道连接到燃气、空气、保护气体或蒸汽管网。管网为连续热处理炉输送燃气、空气、保护气体或蒸汽。或直接利用炉内的高温气体用管道引出后经增压泵增压后循环供气，喷管把气体喷射的炉辊2的表面。喷管喷射气体的能力，由管道上的气体压力控制和通断，依靠在热处理炉外的阀(调节阀)控制。如图7所示，图中包括运行中的带钢1，炉辊2(辊道)，气管3，喷射管式喷嘴4，喷嘴4为一扁平状线形结构，这样可以使气体以射流状喷出，喷出的气体呈扇形形状，喷嘴4与喷嘴4之间喷出的气体有部分重叠的区域，气刀与下部气管3联接在一起，为可拆卸式结构，便于在喷嘴4堵塞时更换，气管3与气源相联接，气刀式喷嘴4与炉辊2的配置方式有两种，第一种喷嘴4喷吹方向正对炉辊2喷嘴4的方向指向炉辊2的中心，第二种喷嘴4喷吹方向指向与炉辊2的表面切线方向，两种配置方式以第二种为优，气刀式喷嘴4平行于辊道布置，两端分别固定于退火炉的两侧，气管3与气源相联通，气体的压力与流量大小由配置于炉外的控制阀来调节。气刀式喷嘴4的数量以易结瘤的辊道的数量来确定。

本发明以上实施例仅用以说明本发明的最佳技术方案，并非是对本发明作出的限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种退火炉的炉辊组合装置，包括炉辊(2)、炉辊底座、以及炉辊驱动装置，所述炉辊(2)安装在所述炉辊底座上，其特征在于，所述炉辊组合装置还包括一炉辊结瘤自清除装置，所述炉辊结瘤自清除装置设置在所述炉辊(2)的下部，所述炉辊结瘤自清除装置与所述炉辊(2)之间设有高温、高速气流。

2.根据权利要求1所述的一种退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述炉辊结瘤自清除装置为一气流喷射装置，所述气流喷射装置包括气管(3)和喷嘴(4)，所述气管(3)与高速、高压的气源相通，所述气管(3)的两端安装固定在退火炉的两侧，所述喷嘴(4)安装在所述气管(3)上。

3.根据权利要求1或2所述的一种退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述气管(3)与所述炉辊(2)平行布置，所述气管(3)连接气体压力调节阀，所述气体压力调节阀安装在退火炉外壳体上。

4.根据权利要求3所述的一种退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述喷嘴(4)喷射气流的方向正对炉辊(2)的转动中心，即喷嘴(4)喷射方向与炉辊(2)转动表面垂直。

5.根据权利要求3所述的一种退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述喷嘴(4)喷射气流的方向指向与炉辊(2)转动表面的切线方向。

6.根据权利要求4或5所述的一种退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述喷嘴(4)为一狭缝式结构，所述喷嘴(4)与下部所述气管(3)焊接在一起。

7.根据权利要求4或5所述的一种退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述喷嘴(4)为一排小孔结构，所述喷嘴(4)气体以射流状喷出，所述喷嘴(4)喷出的气体呈扇形形状，所述喷嘴(4)与喷嘴(4)之间喷出的气体有部分重叠的区域，所述喷嘴(4)与下部所述气管(3)联接在一起，为可拆卸式结构。

8.根据权利要求4或5所述的一种退火炉的炉辊组合装置，其特征在于，所述喷嘴(4)为扁平状线形结构，所述喷嘴(4)气体以射流状喷出，所述喷嘴(4)喷出的气体呈扇形形状，所述喷嘴(4)与喷嘴(4)之间喷出的气体有部分重叠的区域，所述喷嘴(4)与下部所述气管(3)联接在一起，为可拆卸式结构。

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