CN104263895A - 一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置，该动态密封装置既能保证了金属带材顺利进入保护气氛热处理炉，又能将炉膛内的还原性气体与大气隔开。该装置由密封辊、密封楔、过渡楔、挡板、密封室、保护性气体入口、纵气缸、螺栓、横气缸和连接体组成。该装置可以对不同宽度和厚度的金属带材进行无间隙地密封，尤其适合对表面粗糙的热轧带钢在连续还原过程中的无间隙动态密封，该装置还可以在生产过程中连续动态地调节密封口径的尺寸。本发明设备制作成本低、结构简单、拆装方便、可动态调节。

Description

一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置

技术领域

本发明涉及一种保护气氛热处理炉入口和出口处的密封装置，特别是一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置。

背景技术

冷轧后的金属带材通常需要采用保护气氛热处理炉进行再结晶退火处理，为防止炉膛内的带材在高温下发生氧化，需要将炉膛内充填还原性气体或惰性气体与还原性气体的混合物。为此，当带材进出炉膛时需要采用惰性气体对炉膛进行密封，在保证金属带材顺利通过的同时，将炉膛内的还原性气体与大气隔开。目前，生产中普遍使用的密封装置是辊式密封装置和毛毡密封装置。辊式密封装置通常使用两支平辊压住带材进行密封，带材与辊身之间存在一定间隙，密封不严，常用于氢含量低于3％的炉气成分的密封。毛毡密封是将毛毡压在两支平辊和带钢之间对炉膛进行密封，密封效果很好，常用于氢含量接近100％的炉气成分的密封，但这种密封装置要求带钢表面必须光滑，否则毛毡磨损很快。专利文献JP2000192151(A)、JPH07331339(A)和KR20000029196(A)给出了一种辊式夹送密封装置，这种密封装置利用一对旋转的夹送辊压住运行中的金属带材进行密封，它在金属带材厚度方向密封效果很好，但在金属带材的宽度方向出现缝隙，导致密封效果变差。专利文献CN102363834(A)给出了一种多腔式密封装置，该密封装置由多个空腔连续排布而成，结构简单，但由于各个腔体的密封口与金属带材之间总是存在一定间隙，致使密封效果变差。专利文献CN 1129464A给出了一种保护气氛热处理炉出入口的密封装置，该密封装置通过多段密封，可以将外部空气和炉内保护气氛气体隔开，但其中的动态弹性滚筒与静态密封板之间的磨擦很严重，该弹性滚筒式密封装置对薄带材有很好的密封效果，但不利于较厚金属带材的密封，另外，弹性滚筒与金属带的锐利边缘接触的部分，通常会受到大的切削力容易磨损而形成凹形，也会使该缝隙处密封性恶化，同时对表面粗糙的带材来说，弹性体的磨损会十分严重，降低了生产效率，提高了生产成本。

发明内容：

本发明提供了一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置，实现对不同宽度和厚度的金属带材进行无间隙密封，尤其适合表面粗糙的热轧带钢的连续还原过程中的无间隙动态密封。

本发明提供的一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置包括：密封辊、密封楔、过渡楔、挡板、密封室、保护性气体入口、纵气缸、螺栓、横气缸和连接体，所述密封辊位于动态密封装置的最前端，密封辊的后面是两个密封楔，密封楔沿密封辊轴线方向对称地安置在密封辊两侧，其前端的凸出部分插入辊缝中，与密封辊辊缝紧密接触，圆弧部分与上、下密封辊的辊面接触，后端与过渡楔嵌入式连接，两个密封楔之间留有距离，通过两侧的气缸驱动实现左右移动，从而进行金属带材通道的宽度调节，当金属带材厚度发生变化时，需更换密封楔规格；过渡楔位于密封楔的后面，其前端与密封楔嵌入式连接，前端靠上的圆弧部分与密封辊的辊面紧密接触，上下对称放置的两个过渡楔之间靠其各自外端凸出的矩形齿紧密啮合在一起，形成一个整体，利用气缸拉动过渡楔上下移动，两个过渡楔之间形成金属带材的通道，同时完成金属带材通道的厚度调节；紧靠过渡楔的是挡板，挡板的前面与过渡楔后端贴合，过渡楔可沿挡板前面上下移动，挡板的后面与密封室侧壁之间采用螺栓连接，挡板中间对应密封室进出口的部位开有长方形金属带材通道口；挡板后面的密封室与热处理炉炉口之间通过连接体采用螺栓无缝隙的紧密连接，密封室的上面设置有保护性气体入口；金属带材由密封辊导入，依次通过密封楔、过渡楔、挡板、密封室、连接体，最终进入热处理炉。

所述的密封楔采用耐磨铸铁制成，厚度在0.1mm～0.5m范围。

所述的过渡楔耐磨铸铁制成，过渡楔上下对称放置，后端与挡板靠合；通过上下移动，两楔之间形成的金属带材通道高度通过两个过渡楔的上下移动进行调节；两个过渡楔上下移动的同时在厚度方向密封；过渡楔在宽度方向上的密封由过渡楔以及密封楔和其后面的挡板共同完成。

所述的挡板采用铸铁制成，密封室和过渡楔通过挡板分隔开，挡板与密封室固定不动；加挡板既确保密封室进出口处的密封，也保证了过渡楔后端的密封，同时也能避免过渡楔的移动造成密封室侧壁的磨损；挡板中间与密封室进出口的长方形金属带材通道口的长和宽，与所需处理的金属带材的最大宽度及厚度对应，长度在0.2m-4m范围，宽度在0.2mm-0.5m范围，保证不同规格的带钢均能进出热处理炉，无需更换挡板，节省工作量。

本发明突出的实质性特点和显著的进步体现在：

1.本发明所述的动态密封装置上的密封辊和密封楔紧贴带材表面和侧面，可以从带材的厚度方向和宽度方向同时对炉膛进行严格密封，密封效果好。

2.与现有的密封装置相比，本发明所述的动态密封装置可以在带材运行过程中通过调节密封辊间隙和密封楔间距动态地调整通道尺寸，以便适合不同宽度的带材通过；

3.与现有的海绵等弹性材料密封辊缝的装置相比，本发明所述的动态密封装置的材质采用耐热耐磨的材料制成，因此，该动态密封装置可对表面比较粗糙的带材进行密封；

4.与现有的热处理炉的进出口的密封装置相比，本发明所述的动态密封装置具有设备制作成本低、结构简单、拆装方便、调节灵活等优点。

附图说明

图1是一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置主视图示意图。

图2是一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置从密封室进出口向挡板方向看的B-B半剖视图示意图。

图3是保护气氛热处理炉进出口动态密封装置的A-A剖视图示意图。

具体实施方式

下面用实施例具体描述本发明，该例仅是本发明的一个应用范例，不能理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

如图1、图2和图3所示，一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置，由密封辊1、密封楔2、过渡楔3、挡板4、密封室5、保护性气体入口6、纵气缸7、连接体8、螺栓9和横气缸10组成。所述密封辊1位于动态密封装置的最前端；密封辊1的后面是密封楔2，一对密封楔2沿密封辊1的轴线方向对称地放置在密封辊1的两侧，其前端的凸出部分插入辊缝中，与密封辊1辊缝紧密接触，圆弧部分与上、下密封辊1的辊面接触，后端与过渡楔3嵌入式连接，两个密封楔2之间留有一定宽度，通过两侧的横气缸10驱动实现左右移动，从而进行金属带材12通道的宽度调节，当金属带材12厚度发生变化时，需更换密封楔2的规格；过渡楔3位于密封楔2的后面，其前端与密封楔2嵌入式连接，前端靠上的圆弧部分与密封辊1的辊面紧密接触，上下对称放置的两个过渡楔3之间靠其各自外端凸出的矩形齿紧密啮合在一起，形成一个整体，利用纵气缸7拉动过渡楔3上下移动，使两个过渡楔3之间出现金属带材12的通道，同时完成金属带材12通道的厚度调节；紧靠过渡楔3的是挡板4，挡板4的前面与过渡楔3后端贴合，过渡楔3可沿挡板4前面上下移动，挡板4的后面与密封室5侧壁之间采用螺栓9连接，挡板4的中间对应密封室5进出口的部位开有长方形金属带材12通道口；挡板4的后面的密封室5与炉体11的炉口之间通过连接体8采用螺栓9无缝隙的紧密连接，密封室5的上面设置有保护性气体入口6；金属带材12由密封辊1导入，依次通过密封楔2、过渡楔3、挡板4、密封室5、连接体8，最终进入热处理炉炉体11。

采用所述装置，将热轧带钢作为金属带材进入保护气氛热处理炉在纯氢气氛下进行还原处理。首先在保护性气体入口6处向密封室充入惰性气体氮气，氮气压强高于处理炉内氢气的压强10-20Pa，然后用密封辊1压住带钢12，对不同规格的金属带材进出保护气氛热处理炉时，动态密封装置需要进行调整；如图1，当较厚的金属带材进出保护气氛热处理炉时，先调密封辊1的辊缝；然后，看图3，利用横气缸10的驱动力分别向两侧拉出插在密封辊1辊缝与过渡楔3之间的一对密封楔2，更换密封楔，调换成与带钢厚度相配的密封楔，再次利用两侧的横气缸10推动两个密封楔沿密封辊1辊缝向带钢靠拢，直至密封楔2贴近带钢边缘，使得带钢恰好通过；之后，看图1和图2，利用过渡楔3外侧的纵气缸7将两个过渡楔3上下移动，调节两个过渡楔3之间的缝隙，使得带钢恰好通过；通过以上步骤对处热理炉炉口处的动态密封装置进行动态调节，然后带钢经密封辊导入，依次通过密封楔、过渡楔、挡板、密封室，最后进入热处理炉进行处理。

当有较窄的金属带材进出炉口处的动态密封装置时，利用横气缸10推动密封楔2，使得两个密封楔向中间靠拢，达到两密封楔2之间宽度变窄的目的，以满足窄带钢恰好通过两楔之间的通道；上、下过渡楔中间对接处留有带钢最大宽度的缝隙，宽度方向无需做任何调整，此时的过渡楔只需做好厚度方向上的调节即可，并且与带钢保持1-10mm的空隙，避免与带钢表面产生摩擦，影响带钢表面质量；通过以上步骤的调节，窄带钢便可顺利通过动态密封装置，同时还能保证动态密封装置对炉体11的整体密封。

由图1、图2、图3和以上说明可知，通过密封辊、密封楔、过渡楔、挡板和密封室的共同作用保证了动态密封装置的完整密封。

虽然在前面利用附图和实施例对本发明作出了完全的描述，但应当注意的是：对于该技术领域的人来说，各种各样的变化和修改都是显而易见的。因此，除非那些变化和修改完全不同于本发明的内容，否则他们应当被认为包括在本发明之中的。

Claims (4)

1.一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置，其特征是该装置包括：密封辊、密封楔、过渡楔、挡板、密封室、保护性气体入口、纵气缸、螺栓、横气缸和连接体，所述密封辊位于动态密封装置的最前端，密封辊的后面是两个密封楔，密封楔沿密封辊轴线方向对称地安置在密封辊两侧，其前端的凸出部分插入辊缝中，与密封辊辊缝紧密接触，圆弧部分与上、下密封辊的辊面接触，后端与过渡楔嵌入式连接，两个密封楔之间留有距离，通过两侧的气缸驱动实现左右移动；过渡楔位于密封楔的后面，其前端与密封楔嵌入式连接，前端靠上的圆弧部分与密封辊的辊面紧密接触，两个过渡楔之间靠其各自外端凸出的矩形齿紧密啮合在一起，形成一个整体，利用气缸拉动过渡楔上下移动，使两个过渡楔之间形成金属带材的通道，同时完成金属带材通道的厚度调节；紧靠过渡楔的是挡板，挡板的前面与过渡楔后端贴合，过渡楔可沿挡板前面上下移动，挡板的后面与密封室侧壁之间采用螺栓连接，挡板中间对应密封室进出口的部位开有长方形金属带材通道口；挡板后面的密封室与热处理炉炉口之间通过连接体采用螺栓无缝隙的紧密连接，密封室的上面设置有保护性气体入口；金属带材由密封辊导入，依次通过密封楔、过渡楔、挡板、密封室、连接体，最终进入热处理炉。

2.根据权利要求1所述的一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置，其特征是所述的密封楔采用耐磨铸铁制成，厚度在0.1mm～0.5m范围。

3.根据权利要求1所述的一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置，其特征是所述的过渡楔采用耐磨铸铁制成，过渡楔上下对称放置，后端与挡板靠合；金属带材通道的高度通过两个过渡楔的上下移动进行调节；两个过渡楔上下移动的同时在厚度方向密封；过渡楔在宽度方向上的密封由过渡楔以及密封楔和其后面的挡板共同完成。

4.根据权利要求1所述的一种保护气氛热处理炉进出口动态密封装置，其特征是所述的挡板采用铸铁制成，密封室和过渡楔通过挡板分隔开，挡板与密封室固定不动；挡板中间与密封室进出口的长方形金属带材通道口的长和宽，与所需处理的金属带材的最大宽度及厚度对应，长度在0.2m-4m范围，宽度在0.2mm-0.5m范围。