CN1040661C - 金属带连续热处理所用的竖式光亮退火炉 - Google Patents

Abstract

一种在金属带热处理时所用的竖式光亮退火炉，包括一个马弗炉型加热件12，一个耐熔型加热件13。耐熔型加热件13包括一个衬绝热材料26的套管24和一个第二加热器27。这二个部件12和13由挠性联接件14相互连接，它可沿加热区的纵向延伸。在炉子1中传送的金属带S，在马弗炉型加热件12中被加热，然后在耐熔型加热件13中加热到高达预定温度，例如，约1100℃。根据本发明，可以制作一个大尺寸的竖式退火炉。同时，套筒的耐久性可延长，运行费用可以被降低，并可以生产出具有较好光亮度的金属带。

Description

金属带连续热处理所用的竖式光亮退火炉

本发明涉及到一种金属带连续热处理所用的竖式光亮退火炉，特别是涉及到一种在竖式光亮退火炉的加热区的结构，此处金属带，例如不锈钢、铜或铝带连续地退火，同时保持它们的表面光泽，是由于在保护气体中加热金属带到退火温度，使其避免了氧化和脱碳，然后冷却该热金属带到预定的低的温度。

通常，为了对不锈钢带退火的加热型竖式光亮退火炉是由以下部分组成的：(i)加热区，在此处加热向上移动的带到第一预定温度，例如1100℃；(ii)缓慢冷却区，在此处逐渐降低该带的温度；(iii)第二冷却区，在此处降低带的温度到第二预定温度，例如80℃；(iv)顶部滚轮室，在此处直接将冷却带向下传送；(v)出口滑道，使向下滑动的带直接退出；和(vi)入口密封部件，置于该带进入加热区的位置，以及出口密封部件，设于出口滑道处，这二者基本上都是在同一水平线上设置，以防止炉中的保护气体泄漏，同时也防止外面的气体进入炉中。

按照所述加热区的结构，这种竖式光亮退火炉可粗略地分成两类，即马弗炉型炉和耐熔型炉。前者有一个圆柱形套筒，它的顶部被支承着，该套筒覆盖着整个加热区；和燃烧器和电加热器，依次加热套筒，而套筒又加热在套筒中移动的金属带。后者有由在里面的耐火砖组成的墙，它覆盖着整个加热区；和电加热器，它加热在墙内移动的上述的带。

当将马弗炉型炉和耐熔型炉进行比较时，尽管前者有两个优点：(i)它的露点的调整时间，即将炉中的保护气体调整到适合工作条件时所需要的时间，约仅要24小时，和(ii)它的运行成本低，这是因为保护气体的消耗低，但它也有两个缺点：(i)炉子中的最高温度只有1150℃，这是因为套筒是由耐热的钢制成的，和(ii)加热区的最大长度，即套筒的长度受到其重量的限制，因此使得制作较大尺寸的炉和产量较多的炉很困难。

另一方面，当使用耐高温的耐火砖，最高温度能升到1250℃和1250℃以上时，后者，即耐熔型炉可容易地制成较大尺寸的炉子，而且，仅用炉子长度的70％就可获得马弗炉型炉同样的生产率。然而，它的缺点在于它需要化费约4到5天时间才能达到开始的工作状态，同时因为它消耗的保护气体多，所以它的运行成本高。

因此，本发明的主要目的是提供一种金属带连续热处理所用的竖式光亮退火炉的装置，它可达到较高的生产率，短的露点温度调整时间，低的保护气体消耗，低的运行成本及大的加热区。

本发明的上述目的是通过结合了上述两种型式的炉子的优点，克服了上述两种型式炉子的缺点达到的。

根据本发明，提供了一种金属带所用的竖式连续光亮退火炉，它包括两种加热部件，也就是说，马弗炉型加热件和耐熔型加热件，这两种加热件由挠性联接件连接，由此，金属带在马弗炉型加热件中加热后，在耐熔型加热件中被加热到预定温度。

马弗炉型加热件包括一个圆形套筒，通过它金属带被传送，一个衬绝热材料的金属套管和用来加热套筒以便不直接加热传入的金属带的第一加热装置。耐熔型加热件包括一个衬耐火砖的金属套筒，金属带通过它被传送，和用来将金属带加热到预定温度的第二加热装置，该金属带在马弗炉型加热件中已经被加热。这两部件由挠性联接器连接，因此马弗炉型加热件和耐熔加热件相互成一直线。第一加热装置可以包括许多燃烧器或许多电加热器。然而马弗炉型加热件的金属套管可被分成固定的主要部件和可拆卸部件，该可拆卸部件是安装在套筒上的。

根据本发明，金属带通过马弗炉型加热件传送并且由第一加热装置直接加热的套筒的辐射热而加热。然后金属带通过耐火型加热件而被传送，并被第二加热装置加热到预定温度。

这样，根据本发明，提供了一种用于金属带连续热处理的竖式光亮退火炉，它包括一个用于将金属带加热到预定的退火温度的加热区，一个将被加热的金属带冷却到预定低的温度的冷却区，所述加热区包括：

一个马弗炉型加热件，它是由一个衬绝热材料的金属套管，一个按放在所述套管内的套筒，和一个用于加热所述套筒的第一加热装置组成；和

一个耐熔型加热件，它正好设在所述马弗炉型加热件之上，它是由衬耐热材料的金属套管和用于加热所述金属带的第二加热装置组成。

所述加热件由挠性联接器相互连接，该联接器可沿加热区的纵向伸长，因此，允许金属带在马弗炉型加热件加热后，通过耐熔型加热件加热到预定的退火温度。

上述竖式光亮退火炉，是由马弗炉型和耐熔型加热件组合成的，可允许退火炉有较大尺寸。

此外，因为金属带在耐熔型件中最后被加热到高达约1100℃，就不需要在此将金属带加热到同样的温度，而只要加热到约800℃。因此，疲劳期限被进一步的延长，结果减少了维修，运行和生产成本。

另外，含一些铬的不锈钢，和大气中的氢气在约800℃或更低的温度下提供了较少量的脱氧作用，因此，保持炉子中的湿度尽量低是必要的。用本发明的竖式光亮退火炉，金属带被加热到高达套筒里大致相同的温度，就是约800°，其湿度将易于保持在低于耐熔型件中的湿度。因此，本发明的退火炉对退火的金属带的光亮度基本上没有影响。

而且，本发明的竖式光亮退火炉，当与那些耐熔型炉比较时，需要减少大气的消耗，降低运行费用和减少干燥的控制时间。

本发明的这些及其他目的和特点，将在下面结合附图中给出的最佳实施例做详细描述，相同的部件标注了同样的参考号数，其中，

图1是本发明的竖式光亮退火炉的正视简图；

图2是本发明的竖式光亮退火炉的加热区的侧剖视图；

图3是马弗炉型加热件较低部分沿图2III-III线的横剖视图；

图4是耐熔型加热件较低部分沿图2IV-IV线的横剖视图；

图5是耐熔型加热件较低部分沿图2V-V线的横剖视图；

图6是套筒与加热件分离方法的局部侧剖视图；

图7是套筒与加热件分离方法的局部横剖视图；

图8是马弗炉型与耐熔型加热件联接器的部分侧剖视图；

图9是滚动型密封器的纵剖视图；

图10是毡型密封器的纵剖视图；

图11是金属带加热区的温度变化曲线示意图。

参照图1，它所显示的是标号为1的竖式炉，用于给如不锈钢等金属带连续加热退火。

该炉子1包括一个如图示假设线沿上述带单向从下向上的顺序的传送道2，一个加热区3是将金属带从约20℃的室温加热到约1100℃，一个第一冷却区或缓慢冷却区4，为将加热的金属带缓慢冷却，和一个第二冷却区5，为冷却金属带使其降到80℃。炉子1还包括一个顶部滚轮室6，它可使连续向上传送的金属带转向，以便通过合适的装置向下移动，和一个出口管7，用于保护向下移动的金属带。上述结构的炉子1由一个框架支撑，图1和2中的8只显示出其一部分。在加热区3，第一冷却区4，第二冷却区5，顶部滚轮室6和出口管7中，围绕着上述带的传送道2设有金属带传送通道9(如图2)。该通道9有一个入口和一个出口设在同一水平线上，在通道9的入口和出口处分别设有入口和出口密封件10和11。入口密封件10是如此设计以阻止炉内的空气泄漏到外面，同时出口密封件11是如此设计以避免室外的大气或空气进入炉子。

加热区3包括一个马弗炉型加热件12和耐熔型加热件13，该件13安排在加热件12相对于与金属带的传送方向的下游位置上，这就是该件13与缓慢冷却区相邻，这两个部件12和13由联接件14连接在一起。

如图2和3所示，马弗炉型加热件12是由一个金属套管15，在其内部衬绝热材料15a，例如陶瓷纤维绝热材料，和一个由特殊耐热钢制成的套筒16建造的，所述的耐热钢，如公知的商标为“铬镍铁合金600”，它可从加拿大因科合金国际有限公司获得。套筒16的内部空间结构是金属带传送通道9的一部分。马弗炉型加热件12有第一加热装置，它可以是用锯齿形排列的许多燃烧器，以使空气一燃料混合物可以在马弗炉型加热件的内部燃烧。

如图6，7和8所示，金属套筒15是由两个部件组成的，包括主体部件20和可拆卸部件21，它与主体部件20可拆卸的联接。套筒16被可拆卸部件所携带。这两个部件20和21是通过将金属套管15纵向的分割而确定的，该纵向的分割通常是沿着纵向截面18和19相对于金属套管15的纵轴约成90度的间隔进行的。

主体部件20较低的一端固定在构件8上，而可拆卸部件21被套筒16支撑，套筒16在其顶部与滑架22连接。滑架22可移动地安装在构件8上的平行轨道23上。轨道23与金属套管15的纵轴心线垂直，与剖面18和19的侧表面约呈45度角，滑架22可在一个隔开位置之间移动，如图6和7剖视线所示，可拆卸部件21和主体部件20闭合就组成了金属套管15。

因此，当马弗炉型加热件12与联接器14分离，然后，可拆卸部件21与主体部件20分离时，滑架22可沿轨道23移动，使得可拆卸部件21同套筒16一起与主体部件20分离，如图6和7剖视线所示，最后，该套筒16可被维修和/或更换一个新的。特别是，套筒16有一个壁厚，它从顶部到底部逐渐减少，使得由于最上部的重量所引起的拉力可能减少。

耐熔型加热件13，通过较低处的加强肋25固定于构件8上，并包括具有如图4和5所示的矩形横截面，具有与金属带传送通道9的另一部分所确定的内部空间的一个金属套管。金属套管24内表面设绝热层26，它由将耐火砖衬到预定高度制成。在绝热层26纵向向内的表面上，为第二加热装置，此处以固定间隔设有许多电加热器27。每一个电加热器27应优先选用例如由钼制成的波形加热丝型的加热器或具有加热丝设在其中的嵌入式加热器。

联接件14可沿加热区3的纵轴线方向延伸，与套筒16内部空间和耐熔型加热件13的每一个密封结构连通。因此当套筒16与金属套管15分离时，联接件14可容易地迅速地完成向上的小收缩。而且，耐熔型加热件13的热膨胀由联接件14吸收。

第一和第二冷却区4和5分别包括缓慢冷却件28和冷却件29。部件28和29与气体供给部件相连(图中未画出)，所需温度的空气或/和气体由此被加入。在冷却区5中冷却件29的数量可根据其能力设计。

每一个顶部滚轮室6和出口管7包括一个具有矩形或圆形横截面的管形套管。顶部滚轮室6有两个滚动导轮30，它是为引导向上移动的金属转向下方，到出口管7中。

各种型号的密封元件都可适用于入口和出口密封件10和11。例如，滚轮形密封件或毡形密封件都可以被使用，滚轮形密封件具有一对如图9所示的密封滚轮31，毡形密封件包括毡32和为了使毡32与金属带接触的金属件33。

在退火炉1运行中，加入到通道9的常压气体可以是HN气体，它是氢气H₂和氮气N₂按预定的混合比所得到的混合气体。所设密封件10和11分别防止了从加热区3的入口部分和出口管7的出口部分渗入常压气体。常压气体进入的总量较好地可被控制得使通道9中保持约0.033×10⁵-0.066×10⁵帕斯卡(25-50mmHg柱)的压力。燃料和空气的气体混合物被加入到马弗炉型加热件12中的燃烧器7中，并在部件12的内部燃烧。耐熔型加热元件13的加热器27由供给预定电压的电源通电后发出热量。

结果，不锈钢带S沿通道2移动，如图11所示，由马弗炉型加热件12中的套筒16的辐射热被加热到高达约700℃。接着，该带S在耐熔型加热件13中，由电加热器27进一步加热到约高达1100℃。然后，该带S在缓慢冷却区4被冷却降到约800℃后，在冷却区5中进一步冷却降到约80℃，通过顶部滚轮室6和出口管7传送到下一工序。

当通过图示和叙述此处的上加热型竖式退火炉时，此处加热区3，第一和第二冷却区4和5，从底到顶设置，按这样的次序，使得金属带在向上传送时被退火，本发明也可以是下加热型，加热区3设在第一冷却区也就是缓慢冷却区4之上，而第二冷却区5设在第一冷却区4之下，使得金属带在向下传送时被退火。

本发明可这样来叙述，很显然，上述情况可以按许多方法来变化。这些改变不认为与本发明的精神和范围偏离，所有这些变化，当本领域的普通技术人员认为是显而易见的话，都被认为包括在下面的权利要求的范围之中。

Claims (5)

1.一种用于金属带连续热处理的竖式光亮退火炉，包括一个将金属带加热到预定的退火温度的加热区，和一个将加热后的金属带冷却到预定低的温度的冷却区，其特征在于所述加热区包括：

一个马弗炉型加热件，它是由衬绝热材料的套管，按放在所述套管里的套筒，和用于加热所述套筒的第一加热装置组成的；和

一个耐熔型加热件，它正好设在所述马弗炉型加热件之上，它是由衬绝热材料的套管，和对所述金属带加热的第二加热装置组成的；

所述马弗炉型加热件和耐熔型加热件由一个挠性联接件被相互联接在一起，该联接件可沿加热区的纵向延伸，从而允许金属带在通过马弗炉型加热件后，再通过耐熔型加热件，加热到预定的退火温度。

2.根据权利要求1所述的一种竖式光亮退火炉，其中第一加热装置包括许多燃烧器。

3.根据权利要求1所述的一种竖式光亮退火炉，其中第二加热装置包括许多设在圆柱体内表面的电加热器。

4.根据权利要求1所述的一种竖式光亮退火炉，其中嵌入马弗炉型加热件中的金属套管分为固定的主要部件和带有套筒的可拆卸部件。

5.根据权利要求4所述的一种竖式光亮退火炉，其中主要部件和可拆卸部件被沿所嵌入的金属套管的纵轴延伸的二个截面所分开。

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