CN115058568A - 一种节能型铝材退火炉 - Google Patents
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Abstract
一种节能型铝材退火炉，安装在轧制厂房内，轧制厂房具有相邻设置的粗轧跨区和精轧跨区，所述退火炉包括一台加热炉和若干台保温缓冷炉；保温缓冷炉排布在环形轨道上，且能够沿环形轨道移动；环形轨道的一部分位于粗轧跨区，一部分位于精轧跨区；加热炉安装在粗轧跨区内，用来快速加热粗轧铝材和精轧铝材。本退火炉不但使粗轧铝材和精轧铝材完成了不同的退火工艺，而且各保温缓冷炉的运行节拍基本同步，满足了退火工艺和生产的需要。其次，本退火炉将加热功能与保温缓冷功能分开，一是节约了大量的电能和热能，二是使设备的利用率得到大幅的提高。此外，本退火炉还巧妙地使热粗轧铝材和精轧铝材实现了跨区转移，成倍地减少了铝材的起吊次数。
Description
技术领域
本发明涉及铝加工领域，尤其是涉及一种节能型铝材退火炉。
背景技术
不管是铝板还是铝带卷材，其坯料都要经过冷粗轧、中间退火、冷精轧、成品退火等工序。中间退火的目的是消除铝材在冷粗轧过程中产生的硬化，恢复铝材的塑性，为冷精轧提供条件。成品退火的目的是控制铝材的最终性能，并消除内部应力。这两种退火工序都需要使用退火炉。
按规范的厂房设计，冷粗轧生产线位于厂房的一个分跨区域内，而冷精轧生产线位于另一个分跨区域内，铝材在同跨区域内的吊运是靠天车实现的。目前存在的问题是，无论将退火炉设置在哪一个分跨区域内，或者在两个分跨区域内都设置退火炉，铝材都要经过一次跨区域运输。目前这种跨区域的运输是依靠两个分跨区域内的天车和一个横向移动的轨道平板车配合实现的，这种运输方式不仅需要多人配合，还成倍地增加了铝材的起吊次数，容易对铝材的表面造成损伤。
此外，由于退火工艺的周期长，因此需要配置一定数量的退火炉才能满足生产的需要。这样做法存在以下缺陷：
1、退火炉的总购置成本高昂。
2、退火炉的核心部件是加热器和供风系统，在退火过程中，加热铝材所用的时间较短，而对铝材进行保温并随炉体缓慢冷却所用的时间却很长，加热器和供风系统的制造成本高，但是利用率低。
3、退火炉加热器的功率一般为360-600千瓦，供风系统中风机的功率也有90-140千瓦，这样能够保证在短时间内将铝材加热到退火温度，但是在保温阶段，加热器和风机的功率处于富裕状态，即使低功率运行也会产生大量的电能浪费。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种节能型铝材退火炉，采用如下技术方案：
一种节能型铝材退火炉，安装在轧制厂房内，轧制厂房具有相邻设置的粗轧跨区和精轧跨区，所述退火炉包括一台加热炉和若干台保温缓冷炉；
保温缓冷炉具有封闭的炉腔和炉门，在炉腔内设有保温加热装置；保温缓冷炉排布在环形轨道上，且能够沿环形轨道移动；
加热炉用来快速加热铝材；加热炉具有相通的炉体，炉体的一端设有炉门，另一端敞开，敞开端用于对接任一保温缓冷炉，使加热炉的炉腔与任一保温缓冷炉的炉腔相通，并形成一个密封的加热腔；
在加热炉和保温缓冷炉的炉腔内均设有输送辊道，输送辊道用于将铝材从加热炉内输送到保温缓冷炉内，或将铝材从保温缓冷炉内输送到加热炉内；
所述环形轨道的一部分位于粗轧跨区，一部分位于精轧跨区；所述加热炉安装在粗轧跨区内。
进一步地改进技术方案，在精轧跨区内至少设置有一个进出料辊道，在加热炉的炉门一侧设置有一个进料辊道。
进一步地改进技术方案，所述轧制厂房还具有成品储存跨区，成品储存跨区与精轧跨区相邻设置，在成品储存跨区内设置有一个出料辊道。
进一步地改进技术方案，所述保温缓冷炉为奇数个。
进一步地改进技术方案，所述加热炉安装在地轨上，且能够沿地轨滑动；在地轨的一侧固定有液压缸，当保温缓冷炉的炉门打开时，液压缸推动加热炉移动，使加热炉炉体的敞开端与保温缓冷炉的炉体对接。
进一步地改进技术方案，所述加热炉设有加热器、供风系统和氮气充扫系统，其中，加热器和供风系统用于快速加热铝材；所述保温加热装置包括电炉丝和循环风机。
进一步地改进技术方案，所述输送辊道具有多根辊体，在辊体的两端安装有链轮；各辊体在链条的带动下，共同顺时针转动或逆时针转动。
进一步地改进技术方案，每台保温缓冷炉都具有车轮和独立的驱动系统，驱动系统用于驱动车轮沿环形轨道滚动。
由于采用上述技术方案，相比背景技术，本发明具有如下有益效果：
首先，本退火炉在工艺上，使粗轧铝卷材和精轧铝卷材完成了不同的退火工艺，而且各保温缓冷炉的运行节拍基本同步，即满足了精轧铝卷材及粗轧铝卷材退火工艺的需要，又满足了生产的需要。另外，本退火炉还巧妙地实现了粗轧铝卷材从粗轧跨区向精轧跨区的转移，以及粗轧铝卷材从精轧跨区向成品储存跨区的转移，成倍地减少了铝卷材的起吊次数，避免了转运对铝材的表面造成的损伤。
其次，本退火炉将加热功能与保温缓冷功能分开，加热炉的加热器和供风系统一直是在额定功率下工作，这样，一是节约了大量的电能，二是产生的余热不会被白白的浪费掉，三是加热器和供风系统的利用率得到大幅提高。而保温缓冷炉只需要提供维持退火温度的热能，因此电炉丝和循环风机的额定功率较小，这同样也节省了电能。
此外，本退火炉的热处理量相当于多台常规退火炉的处理量，而且本退火炉制造成本却远低于多台常规退火炉的购置成本。
附图说明
图1示出的是本发明在轧制厂房内的布置图。
图2示出的是加热炉与保温缓冷炉对接的结构示意图。
图3示出的是加热炉与保温缓冷炉脱离的结构示意图。
图4-5示出的是本发明在工作时的示意图。
图中：10、轧制厂房；11、粗轧跨区；12、精轧跨区；13、成品储存跨区；14、天车；15、梁柱；20、加热炉；21、加热器；22、供风系统；23、输送辊道Ⅰ；24、地轨；25、液压缸；30、保温缓冷炉；31、炉门；32、电炉丝；33、循环风机；34、输送辊道Ⅱ；35、车轮；40、环形轨道；41、进料辊道；42、进出料辊道；43、出料辊道；50、铝卷材。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种节能型铝材退火炉，安装在轧制厂房10内，用于轧制铝卷材50的退火。
如图1所示，轧制厂房10占地面积很大，通常需要使用成排的梁柱15来支撑房顶，这样轧制厂房10就被梁柱15分成了若干跨区。在本实施例中，轧制厂房10具有三个跨区，依次为粗轧跨区11、精轧跨区12和成品储存跨区13，每一跨区的梁柱15上都设置有天车14，天车14用于铝材在同跨区内的吊运。
为了解决背景技术中问题，本退火炉包括一台加热炉20和13台保温缓冷炉30，下面具体说明其结构及作用。
如图2-3所示，加热炉20设有加热器21、供风系统22和氮气充扫系统，其中，加热器21的功率为500千瓦，供风系统22的功率为120千瓦。加热器21用于产生热量，快速加热炉20内空气。供风系统22的作用是使炉内空气产生循环流动，以利于铝卷材50的均匀受热。铝的退火温度为450-530℃，通常情况下，加热器21和供风系统22工作0.5-1小时就可将铝卷材50加热到退火温度。氮气充扫系统（图中未示出）的作用是，氮气作为保护气，可以防止铝卷材50在加热时发生氧化和脱碳，从而使铝卷材50表面保持光亮。
保温缓冷炉30具有封闭的炉腔和炉门31，在炉腔内设有保温加热装置，保温加热装置包括电炉丝32和循环风机33。与加热炉20不同的是电炉丝32和循环风机33的功率较小，仅是对铝卷材50起到保温加热的作用。参考图1和图2，13台保温缓冷炉30排布在环形轨道40上，在保温缓冷炉30的下部设有四个车轮35。每台保温缓冷炉30都有独立的驱动系统，驱动系统用于驱动车轮35沿环形轨道40滚动。在本实施例中，环形轨道40为扁圆形，环形轨道40的一部分位于粗轧跨区11，一部分位于成品储存跨区13，中间部分横跨精轧跨区12。值得注意的是，每台保温缓冷炉30都可以单独移动，而且各保温缓冷炉30之间的距离并不一定是固定的，可根据需求进行调整。
参考图1-3，加热炉20安装在粗轧跨区11内，且靠近环形轨道40。加热炉20具有相通的炉体，炉体的左端设有炉门，右端敞开。在本实施例中，加热炉20并非固定在地面上，而是安装在地轨24上，且加热炉20能够沿地轨24滑动。在地轨24的左侧固定有液压缸25，当某一保温缓冷炉30的炉门31打开时，液压缸25推动加热炉20向右移动，使加热炉20炉体的敞开端与保温缓冷炉30的炉体对接。此时，加热炉20的炉腔与该保温缓冷炉30的炉腔对接并相通，并形成一个密封的加热腔。
在加热炉20和保温缓冷炉30的炉腔内均设有输送辊道，输送辊道用于将铝材从加热炉20内输送到保温缓冷炉30内，或将铝材从保温缓冷炉30内输送到加热炉20内。具体的，输送辊道具有一排辊体，在辊体的两端安装有链轮，各辊体在链条及电机的带动下能够共同顺时针转动或逆时针转动。通常，铝卷材50是放置在托板上的，托板与辊体接触。这样，铝材及托板就能通过输送辊道Ⅰ23和输送辊道Ⅱ34从加热炉20内进入保温缓冷炉30内，也能够通过输送辊道Ⅰ23和输送辊道Ⅱ34从保温缓冷炉30内进入加热炉20内。
为了便于铝卷材50的上下料，在加热炉20的炉门一侧设置有一个进料辊道41，在精轧跨区12内设置有一个进出料辊道4342，在成品储存跨区13内设置有一个出料辊道43。
工作过程：
如图4-5所示，图中，空心三角表示的是粗轧铝卷材，实心三角表示的是正在进行退火处理，或已经完成退火处理的粗轧铝卷材，空心圆表示的是精轧铝卷材，实心圆表示的是正在进行退火处理，或已经完成退火处理的精轧铝卷材。
在本实施例中，粗轧铝卷材需要进行快速退火，退火温度为350℃，保温时间2.5小时，然后空冷。精轧铝卷材需要进行完全退火，退火温度为400℃，保温时间为2小时，然后炉冷至300℃。
由图2-5可以看出，来自粗轧跨区11的粗轧铝卷材50，通过进料辊道41间隔地进入加热炉20进行升温，达到退火温度后，粗轧铝卷材50被输送辊道Ⅰ23和输送辊道Ⅱ34从加热炉20内输送至保温缓冷炉30内。随后，液压缸25回缩，使加热炉20断开与保温缓冷炉30炉体的对接。接着，保温缓冷炉30的炉门31关闭，保温缓冷炉30沿环形轨道40向前移动，直至移动到精轧跨区12。最终，退火后的粗轧铝卷材50通过进出料辊道4342从保温缓冷炉30中取出，并进行空冷。在此过程中，加热炉20用于快速加热粗轧铝卷材50，用时0.5小时；保温缓冷炉30用于粗轧铝卷材50的保温，单炉用时2小时。
与此同时，来自精轧跨区12的精轧铝卷材50通过进出料辊道4342进入该保温缓冷炉30，并随该保温缓冷炉30移动到粗轧跨区11与加热炉20对接，其内的精轧铝卷材50通过输送辊道Ⅰ23和输送辊道Ⅱ34从保温缓冷炉30内输送至加热炉20内进行加热，达到退火温度后，再返回保温缓冷炉30内。随后，精轧铝卷材50随该保温缓冷炉30移动到成品储存跨区13，并通过出料辊道43从保温缓冷炉30中取出。在此过程中，加热炉20用于快速加热精轧铝卷材50，用时0.5小时；保温缓冷炉30用于精轧铝卷材50的保温及炉冷，单炉用时5小时。
粗轧铝卷材50的中间退火，其单炉用时2小时，而精轧铝卷材50的成品退火，其单炉用时5小时。这样设计的原因是，快速退火的用时短，不会耽搁精轧的生产。而成品退火选用完全退火，一是为了满足用户的需要，二是完全退火的用时即使长一些，也不会影响生产。这样，本退火炉基本做到了同步上料和下料，使循环得以正常进行。此外，将保温缓冷炉30的数量设置为奇数台，也是更好地实现同步上料和下料，避免走空。
还可以看出，本退火炉还巧妙地实现了粗轧铝卷材50从粗轧跨区11向精轧跨区12的转移，以及粗轧铝卷材50从精轧跨区12向成品储存跨区13的转移，成倍地减少了铝卷材50的起吊次数，避免了转运对铝材的表面造成的损伤。
由上述可知，本退火炉在输送上，使粗轧铝卷材50完成了从粗轧跨区11向精轧跨区12的转移，并使粗轧铝卷材50完成了从精轧跨区12向成品储存跨区13的转移。在工艺上，使粗轧铝卷材50完成了快速退火，并使精轧铝卷材50完成了完全退火。而且各保温缓冷炉30的运行节拍基本同步，即满足了精轧铝卷材50及粗轧铝卷材50退火工艺的需要，又满足了生产的需要。
由于加热炉20基本处于连续工作状态，因此加热器21和供风系统22一直是在额定功率下工作的。这样，一是节约了大量的电能，二是产生的余热不会被白白的浪费掉，三是加热器21和供风系统22的利用率得到大幅提高。而保温缓冷炉30只需要提供维持退火温度的热能，因此电炉丝32和循环风机33的额定功率较小，也同样节省了电能。此外，本退火炉主要由1台加热炉20和13台保温缓冷炉30组成，其中，保温缓冷炉30的制造成本很低。虽然本退火炉的热处理量相当于13台常规退火炉的处理量，但是本退火炉的制造成本却远低于13台常规退火炉的购置成本。
未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种节能型铝材退火炉，安装在轧制厂房内，轧制厂房具有相邻设置的粗轧跨区和精轧跨区，其特征是：所述退火炉包括一台加热炉和若干台保温缓冷炉；
保温缓冷炉具有封闭的炉腔和炉门，在炉腔内设有保温加热装置；保温缓冷炉排布在环形轨道上，且能够沿环形轨道移动；
加热炉用来快速加热铝材；加热炉具有相通的炉体，炉体的一端设有炉门，另一端敞开，敞开端用于对接任一保温缓冷炉，使加热炉的炉腔与任一保温缓冷炉的炉腔相通，并形成一个密封的加热腔；
在加热炉和保温缓冷炉的炉腔内均设有输送辊道，输送辊道用于将铝材从加热炉内输送到保温缓冷炉内，或将铝材从保温缓冷炉内输送到加热炉内；
所述环形轨道的一部分位于粗轧跨区，一部分位于精轧跨区；所述加热炉安装在粗轧跨区内。
2.如权利要求1所述的一种节能型铝材退火炉，其特征是：在精轧跨区内至少设置有一个进出料辊道，在加热炉的炉门一侧设置有一个进料辊道。
3.如权利要求2所述的一种节能型铝材退火炉，其特征是：所述轧制厂房还具有成品储存跨区，成品储存跨区与精轧跨区相邻设置，在成品储存跨区内设置有一个出料辊道。
4.如权利要求1所述的一种节能型铝材退火炉，其特征是：所述保温缓冷炉为奇数个。
5.如权利要求1所述的一种节能型铝材退火炉，其特征是：所述加热炉安装在地轨上，且能够沿地轨滑动；在地轨的一侧固定有液压缸，当保温缓冷炉的炉门打开时，液压缸推动加热炉移动，使加热炉炉体的敞开端与保温缓冷炉的炉体对接。
6.如权利要求1所述的一种节能型铝材退火炉，其特征是：所述加热炉设有加热器、供风系统和氮气充扫系统，其中，加热器和供风系统用于快速加热铝材；所述保温加热装置包括电炉丝和循环风机。
7.如权利要求1所述的一种节能型铝材退火炉，其特征是：所述输送辊道具有多根辊体，在辊体的两端安装有链轮；各辊体在链条的带动下，共同顺时针转动或逆时针转动。
8.如权利要求1所述的一种节能型铝材退火炉，其特征是：每台保温缓冷炉都具有车轮和独立的驱动系统，驱动系统用于驱动车轮沿环形轨道滚动。
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