CN103409610A - 用于连退机组的过时效处理装置及过时效处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于连退机组的过时效处理装置及过时效处理方法。所述装置包括炉室，所述炉室包括：主体，容纳待处理的带钢；至少一个加热装置，对炉室内部进行加热；多个辊，包括设置在炉室上部的顶辊和设置在炉室下部的底辊，顶辊和底辊布置成使得带钢随着底辊和顶辊的运动按蛇形运动；温度检测单元，检测炉室内温度；控制部分，根据所述温度检测单元的检测结果对炉室内的温度进行控制。通过该过时效处理装置对带钢进行的过时效处理，带钢得到优异的机械性能，同时满足机组的产能。
Description
技术领域
本发明涉及一种连退机组的过时效处理装置及过时效处理方法，更具体地说，涉及一种对高强度硬化钢进行过时效处理的过时效处理装置及过时效处理方法，能够提高生产节奏且保证产品的机械性能。
背景技术
在连退机组中，退火炉对带钢进行热处理。退火炉包括预热段、加热段、均热段、缓冷段、快冷段、OAS段（过时效段）、终冷段和淬火段，OAS段的主要功能是在NHx保护气体下，在一定温度下，保温带钢一定时间，加快带钢的过时效效率，使带钢达到所需要的内部机械性能。在带钢进行过时效处理过程中，OAS段炉膛内的温度和带钢通过时间是过时效处理的关键技术指标，根据不同钢种，OAS段炉膛内的温度要进行实时调节。
攀钢西昌连退机组产品大纲中包含BH、TRIP等钢种，这些钢种必须经过充分过时效后才能更好地达到理想的机械性能，如果过时效的时间短，不能充分过时效，那么去应力效果得不到保证，得不到所需要的内部机械性能，如果过时效的时间长，则不能保证过时效效率，为了保证过时效的时间，同时不影响机组的产能，需要一种具有合适的工艺速度以及过时效时间的过时效处理装置以及过时效处理方法。
发明内容
为了使冷轧带钢在连续退火后具有良好的机械性能，解决高强度尤其是超高强度双相钢应用中存在的强度高而塑性差的矛盾，目前的一个有效途径是细化晶粒，当晶粒尺寸只有数微米时，这种超细晶粒钢具有非常高的强度和硬度，而且韧性也显著改善。本发明采取了新的过时效处理装置和方法，以对所需钢种进行过时效处理，经处理后得到良好的机械性能，以满足用户对钢的要求。
本发明的目的在于提供一种连退机组的过时效处理装置及过时效处理方法，更具体地说，涉及一种对高强度硬化钢进行过时效处理的过时效装置及过时效处理方法，能够提高生产节奏且保证产品的机械性能。
通过研究分析经过145秒的过时效处理，带钢晶粒中的碳可以完全析出至晶粒的边界上，并且得到优异的机械性能，同时满足机组的产能。为此，提供了一种使带钢能够经过145秒过时效处理的过时效处理装置。
根据本发明的一方面，提供了一种用于连退机组的过时效处理装置，所述过时效处理装置包括炉室，所述炉室包括：主体，容纳待处理的带钢；至少一个加热装置，对炉室内部进行加热；多个辊，包括设置在炉室上部的顶辊和设置在炉室下部的底辊，顶辊和底辊布置成使得带钢随着底辊和顶辊的运动按蛇形运动；温度检测单元，检测炉室内温度；控制部分，根据所述温度检测单元的检测结果对炉室内的温度进行控制。
所述带钢通过所述炉室的过时效处理时间可以为120秒-145秒。
所述带钢通过所述炉室的过时效处理时间可以为145秒。
所述过时效处理装置还可以包括将炉室与外部连通的气体入口和气体出口，所述气体入口设置在炉室的两侧部，所述气体出口设置在炉室的顶部，过时效处理所需的保护气体从气体入口充入，并从气体出口排出。
所述温度检测单元可以是热电偶。
所述至少一个加热装置可以包括电辐射管和/或电阻带。
所述炉室可以为多个，所述炉室中的最后一个底辊将带钢传送到相邻炉室。
根据本发明的另一方面，提供了一种过时效处理方法，所述过时效处理方法包括下述步骤：加热步骤，将进行过时效处理的空间加热到所设定的温度；以及过时效步骤，将带钢送入已经加热到所设定的温度的空间中进行过时效处理，其中，带钢的过时效处理时间为120秒-145秒。
带钢的过时效处理时间可以为145秒。
附图说明
通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1是示出根据本发明实施例的用于连退机组的过时效处理装置的一个炉室的剖视图；
图2是根据本发明实施例的用于连退机组的过时效处理装置中的辊的布置的示意图，其中，示出了三个用于过时效处理阶段的炉室；
图3是根据本发明实施例的过时效处理方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本发明实施例的示例，在附图中，为了清晰起见，将夸大图中的区域或元件，并且元件不必按比例绘制，相同的标号始终指示相同的元件或结构。
图1是示出根据本发明实施例的用于连退机组的过时效处理装置的一个炉室的视图。图2是根据本发明实施例的用于连退机组的过时效处理装置中的辊的布置的示意图，其中，示出了三个用于过时效处理阶段的炉室。
根据本发明实施例的用于连退机组的过时效处理装置包括多个彼此连通的炉室，可以对热处理进行分区控制并且便于过时效处理。在本实施例中，用于连退机组的过时效处理装置包括三个构造相同的进行热处理的炉室1#、2#和3#，但是本发明不限于此，只要能够满足本发明所设定的过时效处理的时间和速度即可。
在本实施例中，参照图1到图2描述本发明实施例的用于连退机组的过时效处理装置，为了描述的简要，将对三个相同的炉室中的一个炉室1#进行详细的描述。
炉室1#包括：主体11，形成炉室的外观并且用于容纳各组件和进行处理的带钢；至少一个加热装置12，从炉室的入口到出口方向呈带状布置在炉室内部，加热装置的两端固定在炉室的侧壁上，对炉室内部进行加热；多个辊13，包括设置在炉室上部的顶辊131和设置在炉室下部的底辊132，顶辊131和底辊132布置成使得带钢随着顶辊131和底辊132的运动按蛇形运动，炉室中的最后一个底辊，即传送底辊1320将带钢传送到相邻的炉室2#；温度检测单元14，温度检测单元14可以检测炉内温度，可以按照炉内所需检测的位置来设置多个温度检测单元14，以便于测量炉内各处的温度；控制部分15，根据温度检测单元14的检测结果对炉室内的温度进行控制，例如，控制多个加热装置12的开闭，可以打开三个加热装置，或者可以打开一个加热装置，方便地控制炉内的温度。
炉室1#还包括将炉室1#与外部连通的气体入口16和气体出口17，气体入口16和气体出口17分别设置在炉室的两侧部和顶部，过时效处理所需的保护气体从气体入口16充入，并从气体出口17排出。
在本实施例中，至少一个加热装置12可以包括电辐射管和/或电阻带，在OAS段，炉膛内的温度通过电辐射管或电阻带对1#、2#、3#炉室进行加热，以便补充热损失和保持温度。在本实施例中，具有4个呈带状布置的加热装置12，但是本发明不限于此。通过可控硅控制加热装置12的功率，加热装置12的最大加热功率为1000Kw，完全满足炉室对高温的要求。
在本实施例中，多个辊13具有顶辊131和底辊132，更具体地说，共有8个底辊132（包括一个传送底辊1320）,7个顶辊131，相互交错地布置，以使带钢呈蛇形卷绕在辊上，当辊工作时，带钢随之运动穿过整个炉室1#，然后经由传送底辊1320传送入与炉室1#相连通的炉室2#中。
温度检测单元14可以包括热电偶，将热电偶探到炉内对炉内的温度进行测量，这样便于热电偶的检修维护和探入深度的控制。温度检测单元14也可以是其它的温度传感器，并且也可以是内置式的，只要能够实现本发明的便于检测炉内的温度的目的即可。
控制部分15可以设置在炉室1#的外部，以进行整个过时效流程的温度控制和时间控制。控制部分15可以实现人机互动，根据用户的控制指令打开和关闭辊13的转动，进而控制带钢的运送、控制温度检测单元14对温度的检测、控制加热装置12的运转、以及控制气体的进入和排出，更具体地说，用户可以基于控制部分15控制加热装置12的运转、辊13的转动、温度检测单元14的检测以及气体的进入和排出操作。
气体入口16和气体出口17分别设置在炉室的两侧和顶侧，在本实施例中，气体入口16设置在炉室两侧的上部，气体出口17设置在炉室的顶侧，为了保证带钢的机械性能，需去除钢晶粒中的碳，使其移动到晶粒的边界上，气体入口16和气体出口17可以设置有多个，均匀地设置在炉室1#的主体11上，并通过气体入口16均匀地向炉室1#补充室温下的NHx保护气体对炉室1#进行均匀地冷却，而炉膛内多余的NHx保护气体通过设置在炉顶的气体出口17排放掉。
在本发明的实施例中，上述过时效处理装置的炉室1#的长度为16.325米，每个炉室中具有相互交错布置的8个底辊132和7个顶辊131，从而所述多个彼此连通的炉室中的每个炉室中包括14个道次，其中，顶辊131中心和底辊132中心之间的距离为20.19米，炉辊直径为1.5米，如图2所示。在本发明的示例性实施例的示例中，带钢绕多个彼此连通的炉室中的多个辊的总的有效长度为962米（具体地说，三个炉室的带钢共有42个道次，顶辊中心和底辊中心之间的距离为20.19米，带钢与上下炉辊有包角的地方总长度为100.8米，带钢进入炉室1#距离为2米，炉室1#与炉室2#和炉室2#与炉室3#连接出带钢距离分别为4.5米，出口2米，总长度：20.19×42+100.8+13=961.78≈962米），所述多个辊的转速为398mpm。具体地说，带钢经过整个炉室的时间为145s。
然而，本发明不限于此，可以通过调节炉室、带钢的速度以及炉室内的热处理道次，对带钢的过时效处理时间进行调节，使带钢经过炉室的时间为120秒-145秒，以满足不同的带钢所需的过时效处理时间。
下面，将参照图3并结合图1到图2来描述根据本发明实施例的过时效处理方法。
连退机组对钢的处理阶段大体上分为退火段、过时效段和二次冷却段。在根据本发明实施例的过时效段的处理方法中，通过对带钢的过时效处理时间进行合适的控制，实现设计产能和产品表面质量要求，所述方法充分考虑了各个环节的设备配置和工艺要求。在本实施例中，过时效处理的钢种的示例为BH、TRIP钢种，经分析BH、TRIP钢种通过OAS段的时间为145秒时可以达到产品的工艺要求，并且产能满足效率的要求。下面，将以BH钢为示例来描述本发明的过时效处理方法。TRIP钢种的过时效处理方式与BH钢种的过时效处理方式相似，退火温度可以根据用户的设定进行选择并且控制。
步骤510，准备好BH钢带，将炉室1#、2#和3#进行加热，例如，BH钢带的退火温度为450℃，利用炉室中的加热装置将炉室1#、2#和3#加热到450℃。本发明不限于此，可以利用本领域技术人员公知的加热装置进行加热即可。该加热步骤中的所需的功率可控，并通过可控硅进行控制，所述加热方法中的最大加热功率为1000Kw。
接下来，实施步骤520。将保护气体（例如，气体NH3）从设置在炉体侧部上端的气体入口通入到炉室中（521），实时检测并控制炉内温度（522），将BH钢带以398mpm的速度送入到炉室1#中，BH钢带蛇形地经过炉室1#，随后利用底辊中的传送底辊传送到炉室2#中，以同样的速度经过炉室2#之后，进入炉室3#中（523），3个炉室中每个炉室具有14个垂直道次，BH带钢依次通过（523）。所述方法还包括利用温度检测单元实时检测过时效处理步骤的温度。
在步骤523中，炉室中的相应的顶辊和底辊之间的距离为20.19米，炉辊的直径为1.5米。因此，带钢绕多个彼此连通的炉室中的多个辊的总的有效长度为962米，带钢的总的有效长度通过每个竖直道次的长度计算而得，具体地说，带钢的总的有效长度为带钢绕所有的辊缠绕且经过多个道次的长度。
所述多个辊的转速为398mpm。具体地说，带钢经过整个炉室的时间为145s，T=962m÷6.6m/s（398mpm）=145s。
在生产结束之后，可以将保护气体通过气体出口17排出。
待BH带钢花费145s通过所有炉室之后，出炉的BH带钢完成145s在450℃下的退火处理步骤。
虽然本发明的示例性实施例示出了145s的过时效处理方法，但是本发明的方法不限于此，只要能够满足用户对钢带的性能要求即可，并且可以通过控制钢带通过加热炉室的速度来控制钢带过时效处理的时间，必要的时候也可以通过对炉辊的布置和炉室的布置，来控制钢带过时效处理的时间。
最后，过时效处理步骤结束。
通过本发明的实施例的过时效处理方法，对钢种进行过时效处理之后，经处理后得到良好的机械性能，经过时效处理后的带钢的最高强度为980MPa，充分满足了用户对钢带性能的要求，并且该方法能够提高生产节奏且保证了产品的机械性能。
以上技术特征构成了本发明的示例性实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
尽管已经参照本发明的实施例具体描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员应该知道，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对实施例做出各种形式的改变。
Claims (9)
1.一种用于连退机组的过时效处理装置，其特征在于，所述过时效处理装置包括炉室，所述炉室包括：
主体，容纳待处理的带钢；
至少一个加热装置，对炉室内部进行加热；
多个辊，包括设置在炉室上部的顶辊和设置在炉室下部的底辊，顶辊和底辊布置成使得带钢随着底辊和顶辊的运动按蛇形运动；
温度检测单元，检测炉室内温度；
控制部分，根据所述温度检测单元的检测结果对炉室内的温度进行控制。
2.如权利要求1所述的连退机组的过时效处理装置，其特征在于，所述带钢通过所述炉室的过时效处理时间为120秒-145秒。
3.如权利要求1所述的连退机组的过时效处理装置，其特征在于，所述带钢通过所述炉室的过时效处理时间为145秒。
4.如权利要求1所述的连退机组的过时效处理装置，其特征在于，所述过时效处理装置还包括将炉室与外部连通的气体入口和气体出口，所述气体入口设置在炉室的两侧部，所述气体出口设置在炉室的顶部，过时效处理所需的保护气体从气体入口充入，并从气体出口排出。
5.如权利要求1所述的连退机组的过时效处理装置，其特征在于，所述温度检测单元是热电偶。
6.如权利要求1所述的连退机组的过时效处理装置，其特征在于，所述至少一个加热装置包括电辐射管和/或电阻带。
7.如权利要求1所述的连退机组的过时效处理装置，其特征在于，所述炉室为多个，所述炉室中的最后一个底辊将带钢传送到相邻炉室。
8.一种过时效处理方法，其特征在于，所述过时效处理方法包括下述步骤：
加热步骤，将进行过时效处理的空间加热到所设定的温度；以及
过时效步骤，将带钢送入已经加热到所设定的温度的空间中进行过时效处理，
其中，带钢的过时效处理时间为120秒-145秒。
9.如权利要求8所述的过时效处理方法，其特征在于，带钢的过时效处理时间为145秒。
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