CN1408028A - 加热金属带的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及将金属带或其他可缠绕的金属物体加热到高温，金属物体通过炉室(17)进入加热部分(5)同时通过位于所述包含保护性非氧化气体或其他混合物的加热室外侧的横向磁通量加热元件(15、16)加热，该炉室至少局部由隔热及非导电材料制成。所述金属物体为已经被冷轧到很高程度表面反射率的不锈钢；所述冷轧不锈钢物体穿过所述炉室并在所述室内被加热到700到1200℃之间的工艺温度；所述冷轧不锈钢物体保持在所述700和1200℃之间的温度足够长时间以用于钢完全重新结晶；所述热处理的金属物体然后在非氧化气体穿过的气密冷却部分(6、27)内从工艺温度直接快速冷却到低于600℃的温度。

Description

加热金属带的方法及其装置
                        技术领域
本发明涉及一种将金属带或其他可缠绕的金属物体加热到一升高的温度，而不会使在空气中在所述升高的温度下会氧化的所述金属物体氧化，其中该金属物体通过至少局部由隔热及非导电材料制成的气密加热室传送到加热部分中，同时借助于位于所述加热室外侧的横向磁通量感应加热元件在加热室的至少两个相对壁的作用下通过横向磁通量感应加热而加热，该加热室内包含保护性非氧化气体或气体混合物。
本发明也涉及一种用于将金属带或其他可缠绕的金属物体加热到一升高的温度，而不会使在空气中在所述升高的温度下会氧化的所述金属物体氧化的装置，其中所述装置包括气密加热室，通过该加热室金属物体穿过，所述加热室至少局部由隔热及非导电材料制成，并包含保护性非氧化气体，所述加热室在其端部具有用于金属物体的入口和出口，且其中横向磁通量感应加热元件彼此相对地位于加热室的外侧，用于随着金属物体被传送过该加热室，在通过加热室的两个相对壁的磁通量感应加热元件的作用下横向磁通量感应加热所述金属物体。
此外，本发明涉及一种形成用于热处理金属带或其他可缠绕的金属物体的整体炉的生产流水线，包括进入端和排出端；沿从进入端到排出端的生产流水线延伸的用于物体的通道，所述通道相对于外界环境封闭；该生产流水线还包括用于将金属带或其他可缠绕的金属物体加热到一升高的温度，而不会使在空气中在所述升高的温度下会氧化的所述金属物体氧化的装置，其中所述装置包括气密加热室，通过该加热室金属物体穿过，所述加热室形成所述封闭通道的一部分，并至少局部由隔热及非导电材料制成，并包含保护性非氧化气体，其中横向磁通量感应加热元件彼此相对地位于加热室的外侧，用于随着金属物体被传送过该加热室，在通过加热室的两个相对壁的磁通量感应加热元件的作用下横向磁通量感应加热所述金属物体；以及一冷却部分，该冷却部分包括所述加热室下游的冷却室，所述冷却室也形成所述封闭通道的一部分。
                        背景技术
各种类型的金属和合金带在它们冷轧、冷拉或冷延展时会硬化。因此，它们需要加热并退火以便被重新结晶。这具体涉及不锈钢带，但一般对于各金属都适用。传统上，使用连续退火炉，该炉采用在加热室内的燃料或辐射电子加热，金属带穿过该加热室以通过传导及/或辐射而被加热。加热速率相对低，由此炉的总长相应地要较长。
在现有技术中也公知对于加热金属带和其他金属物体采用感应加热。在原理上，存在两种型式的感应加热技术；轴向感应加热(AIH)和横向磁通量感应加热(TFIH)。
AIH通过使电流通过围绕要被加热的金属缠绕但不接触的导线而起作用。电流在金属中感应出磁流，从而金属被加热。为了以这种方式加热，金属必须基本上是磁性的，从而，诸如铜、铝和奥氏体不锈钢的金属不容易用这种技术加热。
TFIH采用位于要被加热的金属相对侧的相对极的电磁铁。磁场穿过金属的作用使金属加热。在这种情况下，金属要是导电的，但不需是磁性的。从而，铜、铝和不锈钢也可以通过这种技术来加热。用于加热金属带的TFIH的使用在GB 2,155,740A、US-A-4,585,916、EP 0,246,660、EP0,346,547 B1和EP 0,667,732 A2中公开。
用于生产冷轧或最终退火的不锈钢带的设备一般包括至少两个退火部分、初步退火部分和一光亮退火部分。在初步退火部分内，热轧卷材被热处理，以使其在随后的冷轧过程中容易成形。由于例如热轧奥氏体钢带将具有从热轧工艺遗留下来的铁鳞表面层，这足以使该钢带在向大气(空气)开口的连续退火炉中于适宜的温度下退火。跟着这个过程的是去除热轧铁鳞和由退火工艺形成的铁鳞的去鳞操作。在清洗和干燥后，钢带即处于适于冷轧的条件。
对于表面关键性的中间退火和最终退火，在此需要较高程度的表面反射率，需要防止金属带表面氧化。这是在包含保护性、非氧化气体的连续组合炉中实现的。这种炉可以采用借助于保护性气体的传导或借助于来自金属容器的间接辐射热的间接辐射加热，该金属容器包含保护性气体并在外侧加热。这些现有技术的方法的主要缺点在于辐射加热，尤其是经由气体媒介的辐射加热为一较慢的过程。由于贯穿金属带厚度而提高其温度到理想的加热温度需要的时间并为了保持足够大的生产率，因此这种类型的退火炉一般相对较长，从而这种炉的资金花费相对大。尽管存在这些缺点，这种类型的退火炉普遍在新的装置中采用，同时TFIH技术的实际应用基本上已经局限于非铁工业，一般用于将铜和铝带材料加热到中度温度。
                        发明内容
本发明的目的是提供一种能够克服上述缺点的方法和一种装置和生产流水线。于是，本发明提出了一种如上述限定的方法，其中要被加热的金属物体为已经被冷轧为表面反射率较高的不锈钢物体；该冷轧的不锈钢物体通过所述加热室并在所述加热室内被加热到700到1200℃之间的工艺温度；该冷轧的不锈钢物体保持在700与1200℃之间的工艺温度足够长时间以用于钢完全重新结晶；并然后被热处理的金属物体在一气密冷却部分内被直接从工艺温度快速冷却到低于600℃的温度，其中非氧化气体穿过该气密冷却部分。
在上述温度范围内，例如，奥氏体不锈钢可以在1050-1200℃范围内的温度下被连续退火，对于每个阶段的温度的精确选择取决于其具体的化学性质。相反，冷轧奥氏体不锈钢可以在700-800℃的范围内在加热室内被软化，同样取决于它们的具体化学性质。
保护性气体原理上可以是在退火温度下不氧化要被加热的金属或是反应性气体，但是包含适宜的氢气或气体还原气体或气体混合物，例如，混合有氮气或氩气的氢气。
本发明已经首先对于光亮退火宽度一般可从200mm到1500mm变化的不锈钢带而进行研究。本发明的目的是具有不同宽度，但最宽和最窄可能的(conceivable)金属带之间的比不超过2∶1的金属带可以在该装置中加热。因此，加热容器被制得如此宽以便可以在加热生产线中容纳要被加热的最宽金属带。此外，为了实现横向磁通量感应加热元件的较好的加热效率，感应器应定位在靠近或邻近加热室或容器的宽侧，冷却通道可以设置在加热室壁和感应器之间。感应器表面也可以通过覆盖非导电的隔热材料而防止过热。
如上面所理解的，在垂直于金属带平面的方向上加热室相对窄。该尺寸的值取决于要被加热的金属带的物理特性，但应尽可能小以使由感应器的加热最有效。由于用横向磁通量感应加热可达到的热量输入速率较高，加热室的长度与采用传统热源的炉相比较短。由于加热室的尺寸与传统加热的退火炉相比较小，所需的保护性气体的体积相应地小，提高了工艺成本效果(costefficiency)。
加热室的结构可以是具有用于金属带的进、出口的管闭炉(muffle))或容器，在该加热室中隔热构件(板)至少跨过平行于金属带表面的加热室，加热室垂直于金属带表面的尺寸相对小。一般地，其具有大致矩形的横截面，而该形状也可以为伸长的椭圆或其他横截面。
根据涉及前述的装置的本发明的一方面，包含在所述加热室内的保护性气体至少主要包括氢气，其中包括所述外腔室和位于加热室外侧彼此相对的所述横向磁通量加热元件的组件封闭在一气密容器中，该容器包含防爆的气体，在包含氢气的加热室事故破裂情况下能够用于安全护罩。
根据涉及生产流水线的本发明的另一方面，封闭的通道也包括所述进入端和所述加热室之间的进入部分和所述冷却室和所述排出端之间的排出部分，其中至少一个气体导管连接到所述进入部分上，而至少一个气体导管连接到所述排出部分上，以用于从保护性气体源由新鲜的保护性气体补充整体炉内保护性气体的损失，并用于保持炉内的正压力，以防止空气进入系统。也提出了各种措施控制及/或使通过加热室的气体流动最小化。
此外，根据生产流水线的另一方面，当用于加热金属带时，该生产流水线包括至少一个用于记录金属带边缘相对TFIH元件及/或相对于位于TFIH元件和加热室之间加热炉两侧上的挡板的横向位置的传感器；来自所述至少一个传感器的输出信号传送于其中并在其中转换信号的控制单元；以及由所述控制单元根据被传送到控制单元并在此转换的所述信号控制的运动装置，该运动装置用于移动TFIH元件和/或位于TFIH元件和加热室之间的挡板，以保持金属带边缘相对于TFIH元件及/或相对于挡板的适宜的横向位置。
也可以的是，在本发明的生产流水线中，将TFIH元件与传统的加热单元组合为一预加热部分，在此，为了溶解在钢微结构内的不理想的金相，并/或为了获得材料的理想特性，需要非常长的均热处理。
此外，在本发明的生产流水线中，也可以通过辐射加热元件将TFIH元件与传统的电子加热组合成附加的或辅助的传统光亮退火炉部分，该部分接着TFIH光亮退火部分或可以在后者之前。
如本发明所采用的，TFIH主要为一种快速加热方法。然而，这并不排除根据本发明方法的可构想的变型的TFIH也可以有利地用于需要控制金属加热速率的应用中。从而，对于薄规格金属带，可能需要更缓慢的升温速率以控制温度而避免变形。这可以通过多个感应器的慎重考虑的选择而予以实现，即，低功率感应器将金属带相对慢地加热到所决定的最终温度的中途，随后通过一个或多个大功率感应器，用于加热周期的剩余阶段。就加热速率而言，对于这种应用，术语逐渐比快速更适宜，尽管该加热比传统加热单元所达到的速率快得多。
交流电被施加到感应器或各感应器。对于铁类材料，频率可以为200Hz到3000Hz或更高之间的任何值，且额定功率可高到3MW或更高。该选择取决于金属带或其他物的尺寸，或理想生产率的需要。
本发明也可以用于与退火相关工作之外的其他加热用途，但其主要优点为空间受限的地方及/或传统加热元件成本高的地方。
本发明的其他特征和方面将从以下其实施例的描述和所附的权利要求书得以明白。
                        附图说明
参照附图将对本发明详细描述，其中：
图1示意性地示出了根据第一优选实施例的本发明的原理；
图2示意性地示出了沿图1中的线II-II取得的TFIH剖面；
图3示意性示出了加热生产线，其中TFIH部分与更普通型的辅助光亮退火部分相组合；
图4示意性示出了在外部容器内采用闭炉的TFIH部分的实施例；
图5示意性示出了采用与外部容器整合的加热室的TFIH部分的实施例；
图6详细示出了生产流水线的实施例，其中可以采用本发明的方法；以及
图7以较大比例示出了生产流水线的局部，其中设备的一些细节只示意性的示出。
                     具体实施方式
图1示意性地示出了光亮退火流水线，其可以包括到用于生产具有高度表面反射率的不锈钢带的冷轧设备中。图1所示的光亮退火流水线包括用于展开冷轧不锈钢带2的开卷绞盘1、清除油渍单元3、进入部分4、横向磁通量感应加热(TFIH)部分5、冷却部分6、在冷却部分6之后以细长的腔室(通道)形式的排出部分11、以及重新缠卷机10，该重新缠卷机将光亮退火的钢带装载。此外，该流水线还包括用于将使用过并被加热过的保护性气体在重复使用循环之前加以冷却的热交换器7、用于将冷却过的、再循环的保护性气体吹入冷却部分6的风扇8、用于使钢带2前进而通过流水线的运动装置(电机)9、以及多个未由附图标记表示的导引及拉伸辊。应理解的是，该流水线也可以包括附属设备，诸如剪切及焊接单元、撑套器、拉伸辊等，以及用于连续传送钢带及保护性气体通过光亮退火流水线的传统或非传统装置。这些附属设备由附图标记A1和A2表示并指出。
在光亮退火部分5，在金属带2的每一侧上设置了TFIH元件15和16，而在两个TFIH元件之间，设置了闭炉17形式的炉腔室，金属带2通过该闭炉17传输。闭炉17沿TFIH部分4的整个长度延伸并伸出TFIH元件15和16的端部。
现在同时参照图2，根据本实施例的闭炉17包括矩形横截面的相对平坦的管。两个较宽的侧壁18和19分别面对TFIH元件15和16。宽的侧壁18和19的内表面的宽度超过要在退火流水线中加工的任何金属带2的最大宽度。与侧壁18和19成直角的端部分别被标识为20和21。较宽的侧壁18和19的内表面之间的距离尽可能小，以使金属带2通过闭炉17传送而不接触闭炉的壁，该值可以为25-200mm，优选地是只为35-60mm。
根据本实施例的闭炉由片状隔热及非导电陶瓷材料制成，尽管其他隔热和非导电材料也可以采用。可以构想的是，如果所选择的陶瓷材料允许的话，闭炉可以铸造或由喷镀技术加工。为了使闭炉具有足够的机械强度，端部20和21可以制成比面对TFIH元件15和16的较宽的侧壁18和19明显厚。也可以在较宽的侧壁18和19的外侧和/或内侧设置加固装置以通过肋或叠层结构用于加强的目的。闭炉的更简便的横截面形式为伸长的椭圆形，尤其是在采用喷镀技术制造闭炉的时候。
理想地是，闭炉应为气密的。然后，可以将该组件(闭炉和感应器)封闭在气密的壳体中，该壳体包含在闭炉事故破裂或空气渗透过闭炉情况下作为安全屏障的防爆气体。在该壳体形式设计时，包含感应器的外部可以包含保护性气体。在任何构建方法情况下，环绕闭炉或退火室的气体应包含与退火室中所存在的相同的气体。如果这种气体在退火温度下若暴露于空气具有固有的爆炸性，那么除了对于传统结构炉的普通安全措施外，以惰性气体快速、全面冲洗闭炉是可取的。
闭炉17的矩形入口24以气密方式连接到第一进入管状部分4。该进入管4可以由钢板制成，并具有矩形横截面，但尺寸大于闭炉的尺寸。该进入管4在其入口处具有诸如密封辊或毡制密封垫26的装置，以便防止空气进入炉中。闭炉17的矩形出口25以气密方式连接到冷却部分6中的冷却室27上，在冷却室27处早期被冷却的保护性气体被足够快地引向金属带的两个表面，以完成金属带退火过程所需的速率冷却金属带，一般对于不锈钢该速率为100℃/s。用于冷却和再循环冷却气体的装置一般为热交换器7，如需要的话，由致冷器来增强其效果。该气体通过布置在分支管道23中的风扇8循环过冷却室27并通过热交换器7。
该结构的剩余部分包括由与进入管4类似结构的管构成的排出部分11，该排出部分11又用装置28中止，以防止空气进入系统。
虽然在整体炉的进入端和排出端设置了密封件26和28，不能完全避免气体损失。这种损失由从未示出的保护性气体源通过导管31和32分别引入进入和排出部分4和11的新鲜保护性气体来补充。更便捷的是，从经济的角度来看，应没有任何气体流过闭炉/加热室17。如果不能满足的话，至少应该控制流过闭炉17的气体较少以减轻金属带被气体冷却，并促进穿过闭炉的金属带2快速及均匀地加热。因此，在入口部分4及在闭炉17的进入口和排出口24和25附近的冷却部分中各自的气压应相等或受控，闭炉在所述进入和排出口之间应没有任何气体入口和出口。因此，可以分别在所述进入和排出口24和25附近设置气压传感器33和34。所述传感器33和34连接到未示出的控制单元，以用于将测量的气压值传送到所述控制单元，用于调节通过导管31和32而到达进入和排出部分4和11的新鲜保护性气体的流动，以便维持气压平衡，或控制在闭炉17进入和排出侧的压力差，其中流过闭炉的气流可以被控制为较低或最低。与闭炉的进入和排出口24和25相邻处也设置了辊35和36，该辊导引金属带，并也助于减小气体运动。
图1和2所示的光亮退火流水线和设备按以下方式工作。假设已经被冷轧为高度表面反射率的不锈钢带2从绞盘1展开，并在其进入TFIH部分5的进入管4的入口之前在去除油渍单元3内去除油渍。当金属带进入TFIH部分5的闭炉17中时，其在横向磁通量感应元件15、16的作用下，并通过存在于闭炉内的热的、静止的保护性气体而被立即加热到理想的退火温度，对于不锈钢带该温度可以在700到1200℃范围内，并在闭炉中维持该温度足够长时间以用于钢完全重新结晶。闭炉17的典型的长度为2m。由于热的金属带被适用的氢气或可能的氮气或氩气及/或任何惰性气体构成的保护性气体保护，热金属带的表面不会氧化，而在接触空气或其他氧化气体情况下，在该温度下其会氧化。
当金属带已经被适宜地加热，其进入冷却部分6，在此金属带在冷却室27内通过围绕要被冷却的金属带的预先冷却的保护性气体降温，以便热失去率至少为100℃每秒，对于奥氏体不锈钢，降温到600℃以下，该保护性气体由风扇8通过两个倾斜的气体进入腔37和38吹到金属带表面上。当金属带从冷却部分6中排出时，其通过接着冷却部分6的长通道11，并失去热量，直到其以不超过100℃的温度排出到大气中为止。最后，金属带被缠绕到重新缠卷机10上。
现在参照图3，在TFIH部分5和冷却部分6之间设置了附加的或辅助的、传统的光亮退火部分5A。这种结构提供了对于重新结晶较慢的合金在退火温度徐热的额外时间。在这种情况下，气压传感器33和34适宜地分别位于炉17的进入口的附近及辅助光亮退火部分5A的排出口的附近，以便防止保护性气体流过两个加热部分5和5A，而保持在闭炉17和辅助加热部分5A内的气体静止。对于其他方面，该设备与参照图1和2所描述的类似或相同。
如上所述，可以将TFIH组件(感应器15、16及闭炉17)封闭在包含防爆气体的壳体内，该气体将用于在闭炉事故破裂情况下的安全屏障。这种结构也可以用于冷却感应器15、16，否则感应器会存在由于来自宽的闭炉壁18、19的热辐射而损害的危险，图4和图5示出了两个实施例。
根据图4，由带防火村的钢制成的外壳体40封闭感应器15和16以及闭炉17。在外壳体40内侧的空间41充有防爆气体，例如氮气，闭炉包含保护性气体，该保护性气体可以是氢气，即，该气体如果混合有空气会爆炸。也可以提供措施以用于在空间41内循环防爆气体，空间41内该防爆气体流尤其被导引通过感应器15、16和闭炉17之间的间隙42、43。在外壳体40内的防爆气体适宜地通过冷却系统循环，该冷却系统包括风扇和热交换器，与参照前面的冷却部分6所描述的类似。
根据图5，在TFIH部分内的加热室被标识为17′。加热室17′由两个形成加热室17′宽侧壁的板18′和19′制成，所述板18′和19′在外壳体40的两相对端壁之间延伸并与它们连接。加热室17′形成外壳体40的隔板，分隔各自包含感应器15和感应器16的两个腔室41A和41B。两个腔室41A和41B充有防爆气体，例如氮气，其循环以用于冷却感应器和加热室17′的壁18′和19′的外表面。同样在这个实施例中，系统中可以包括具有一个或多个致冷器的热交换器和风扇。
图6所示的生产线和整体炉原理上基于在前面参照图1和图2所述的概念。相同的附图标记用于相应的零件。
现在参照图6和图7，构造用于不锈钢带退火的生产线包括炉进入拉紧器(bridle)50、炉进入操纵装置51、设计好的入口密封辊52(图7)，带有用于引入新鲜保护性气体的通道31和第一阻断门80的进入部分4、一对炉进入石墨辊53(图7)，包含与前述相同类型的闭炉17的加热部分5，TFIH元件15，16在闭炉17的每一侧，一对输出石墨辊54(图7)、带有阀控排出管84的顶部操纵单元56、通道11、在排出端带有用于提供新鲜保护性气体的导管32和第二阻断门81的排出部分57，一对排出密封辊58、炉排出操纵装置59、以及炉排出拉紧器60。支撑框架总地由62标识。
石墨辊53、54的主要目的是限制从闭炉17内的横向磁通量感应加热的金属带2分别向石墨辊53和54上游和下游的较冷区域的气体运动和辐射热损失。石墨辊53和54也用于导引金属带2处于闭炉17的壁18和19(图1)之间的中心处。然而，该辊不接触金属带；辊和金属带之间最小间隙为2mm，因此它们对炉之内的金属带的张力没有影响。这是由炉排出拉紧器60控制的。石墨辊53、54分别由速度受控DC电机63和64驱动。该电机被控制成辊的圆周速度与带的速度相同。这是为了确保如果金属带与辊接触，或金属带与辊接触时，二者以相同速度运动，而不会发生金属带刮伤。石墨作为辊的材料也同样有利于该目的，但也可以使用其他材料。辊的材料，不论其是石墨或其他选取的热阻辊材料，比钢带柔软，因此，在辊故障的情况下，辊会受到损坏，但不是该金属带。
从纯经济的角度，在闭炉17内的气体应是静止的，以避免由于气体流过闭炉造成的热损失。然而，也理想的是在闭炉内的气体保持干燥并洁净，并同时维持气体的还原能力。因此参照图6所述的整体闭炉基于炉内的气体连续交换而设计。在本发明的炉中，新鲜气体通过在炉的进入和排出部分内的导管31和32进入，同时被污染的或“消耗的”，或换句话说“用过的”气体被处理以从炉内以受控的速率通过在整体炉的顶部56内的阀控排出管84排出。这意味着，根据本发明优选实施例，实现了一定量的受控新鲜气流通过闭炉17，并且穿过闭炉的气体的方向与要被加热的金属带的方向相同，即，从冷的进入端向热的排出端。进入入口的新鲜气体随着其通过闭炉向闭炉的排出端移动而由来自金属带的辐射而被连续加热，其中，避免了任何由于气体流过闭炉而带来的不希望的、有害的加热金属带的冷却。
通过控制气流，炉也被保持在若干英寸水柱的正压力，或至少5″wg，以防止空气进入系统。
在加热部分5的顶部，在闭炉17和输出石墨辊54之间，设置了第一传感器67和第二传感器68。在作为扫描式高温计67的第一传感器中，转动的反射镜组件安装在传感头内侧，而传感头固定到炉外侧，正好高于加热室17并正好低于输出石墨辊。在炉一侧具有一贯穿狭缝，以便对应其转动60°，反射镜指向炉的内侧。由热金属带发出的红外线被反射镜反射到也装在传感头内侧的红外探测器上，其中金属带距反射镜的距离使得金属带的宽度可以被反射镜的每次转动看到。探测器然后提供处理信号到控制单元69中的计算机中，其显示关于热金属带的温度状况的各种信息。
横向磁通量感应加热优选地将能量集中在金属带边缘，这会在边缘处产生不期望的高温，除非采取特定的预防措施以通过相对金属带位置精确定位感应器15和16并/或通过在感应器15、16和闭炉17之间提供遮盖板72、73以控制提供到边缘上的能量来避免该情况。感应器15、16和/或遮盖板72、73横向可移动，即，分别通过运动装置74、75和/或76、77平行于与带运动方向垂直的带的表面。运动装置包括被控制单元69根据从扫描式高温计67传送到控制单元69的关于带边缘位置的信息而控制的电机，以便感应器15、16的位置由电机74、75调整，以与带边缘位置匹配，并/或使遮盖板72、73精确地与带边缘随动，以便避免带边缘过热。
第二传感器68为中心线高温计，其是与扫描式高温计类似的一种设备，但他不使用旋转反射镜。该装置被设定为通过陶瓷管在与扫描式高温计相同的垂直高度但在带的相对面观察带垂直中心线上的点。其具有在感应器能力控制系统之内的监控功能，能量控制由图7中的标记79示意性地示出。感应器15、16的能量需求作为将金属带的温度从进入温度提高的理想的退火温度所需的能量量而计算。该系统然后将其转化为能量范围，并通过监控电压、电流和频率来控制该范围。
在进入和排出部分4、57，风门(blast gate)80、81在进入或排出密封辊52、58区域着火情况下工作。该门关闭以防止大气进入整体炉中，由于密封辊在着火的情况下将必定失效，因此可减小爆炸的危险。同样在该可能的情况下，中断通过导管31、32提供新鲜保护性气体。
本发明不局限于前述的实施例，并可以构想出各种变形。在所描述的实施例中，金属带垂直向上通过加热室，但也可以在相反的方向，在该情况下将冷却部分设置在加热室下方。也可以构想不同于前述类型高温计的气体传感器用于探测金属带相对感应器和/或相对遮盖板的横向位置，并用于控制被加热金属物体随其离开加热炉的热量。

Claims (27)

1.一种将金属带或其他可缠绕的金属物体加热到一升高的温度，而不会使在空气中在所述升高的温度下会氧化的所述金属物体氧化的方法，其中，金属物体通过炉室(17)进入加热部分(5)，同时通过位于所述包含保护性非氧化气体或其他混合物的炉室外侧的横向磁通量加热元件(15、16)由横向磁通量加热(TFIH)加热，其中该炉室至少局部由隔热及非导电材料制成，其特征在于，
a)所述金属物体为已经被冷轧到很高程度表面反射率的不锈钢；
b)所述冷轧不锈钢物体穿过所述炉室并在所述室内被加热到700到1200℃之间的工艺温度；
c)所述冷轧不锈钢物体保持在所述700和1200℃之间的温度足够长时间以用于钢完全重新结晶；以及
d)所述热处理的金属物体然后在非氧化气体穿过的气密冷却部分(6、27)内从工艺温度直接快速冷却到低于600℃的温度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，金属物体在所述工艺温度下被退火，并且被退火的金属物体以至少100℃/s的速率在所述冷却部分内冷却。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述炉室(17)内的所述保护性气体被保持大致静止。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护性气体在受控速率下以与金属物体穿过所述炉室相同的方向流过炉室(17)。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，金属物体在垂直方向通过所述炉室。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述保护性气体至少主要包括还原气体或气体混合物。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述金属物体为金属带，且所述金属带边缘相对TFIH元件(15、16)及/或相对位于TFIH元件和加热室之间加热炉两侧上的遮盖板(72、73)的横向位置通过至少一个传感器(67)探测，且来自所述至少一个传感器的输出信号用于控制运动装置(74、75、76、77)，该运动装置用于移动TFIH元件及/或遮盖板，以维持金属带边缘相对TFIH元件和/或相对遮盖板的理想的横向位置。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述金属物体沿通道穿过壳体，所述壳体包括进入部分、其内金属物体被加热的所述炉室、其内被加热的物体被冷却的冷却部分、以及排出部分，新鲜保护性气体以受控速率被引入到炉室(17)上游的所述壳体中，并且被用过的保护性气体以受控速率从所述冷却室(27)的下游的壳体排出，使保护性气体在与金属物体在炉室相同的方向上以受控速率流过炉室。
9.一种用于将金属带或其他可缠绕的金属物体加热到一升高的温度，而不会使在空气中在所述升高的温度下会氧化的所述金属物体氧化的装置，其中所述装置包括气密加热室(17)，通过该加热室金属物体穿过，所述加热室至少局部由隔热及非导电材料制成，并包含保护性非氧化气体，所述加热室在其端部具有用于金属物体和所述保护性非氧化气体的入口(24)和出口(25)，且其中横向磁通量感应加热(TFIH)元件(15、16)彼此相对地位于加热室的外侧，用于随着金属物体被传送过该加热室，在通过加热室的两个相对壁(18、19)的磁通量感应加热元件的作用下横向磁通量感应加热所述金属物体，其特征在于，包含在所述加热室内的保护性气体至少基本包含氢气，且包括所述外部腔室(17)和彼此相对地位于所述腔室外侧的所述磁通量感应加热元件(15、16)的组件被封闭在气密壳体(40)中，该气密壳体包含防爆气体，其能够用作包含氢气的加热室意外破裂情况下的安全屏障。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述外壳体(40)充有惰性气体。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述外壳体(40)充有氮气。
12.如权利要求9-11中任一项所述的装置，其特征在于，用于在所述外壳体(40)内侧空间(41)内循环防爆气体的设备。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述循环气体的气流被导引通过感应器(15、16)和包含所述氢气的加热室(17)之间存在的间隙(42、43)。
14.如权利要求12或13所述的装置，其特征在于，在外壳体内循环的防爆气体通过冷却系统循环。
15.如权利要求9-14中任一项所述的装置，其特征在于，外壳体(40)由带防火村的钢制成。
16.如权利要求9-15中任一项所述的装置，其特征在于，炉室为闭炉型式。
17.一种形成用于热处理金属带的整体炉的生产流水线，包括进入端和排出端；沿从进入端到排出端的生产流水线延伸的用于金属带的通道，所述通道相对于外界环境封闭；该生产流水线还包括用于将金属带在炉室(17)内加热到升高的温度的装置，其特征在于，所述炉室为闭炉炉室(17)，横向磁通量感应加热(TFIH)元件(15、16)沿平行于金属带表面的那些闭炉壁(18、19)而位于闭炉炉室外侧闭炉两侧上，所述生产流水线包括至少一个用于记录金属带边缘相对于TFIH元件(15、16)和/或相对于位于TFIH元件和所述炉室(17)之间炉室的两侧上的遮盖板(72、73)的横向位置的传感器(67)；来自所述至少一个传感器的输出信号提供给其并在其内转换输出信号的控制单元(69)；以及被所述控制单元(69)根据传送到所述控制单元并在那转换的所述信号控制的运动装置(74、75、76、77)，该运动装置用于移动TFIH元件和/或位于TFIH元件和炉室之间的遮盖板，以保持金属带相对于TFIH元件和/或相对于遮盖板的横向位置。
18.如权利要求17所述的生产流水线，其特征在于，所述至少一个传感器(67)位于炉室的下游、炉室和冷却部分(6)之间。
19.如权利要求18所述的生产流水线，其特征在于，所述传感器(67)为扫描式高温计。
20.如权利要求19所述的生产流水线，其特征在于，所述至少一个传感器位于炉室和排出密封元件(54)之间，该密封元件(54)位于炉室和冷却部分之间。
21.一种形成用于热处理金属带的整体炉的生产流水线，包括进入端和排出端；沿从进入端到排出端的生产流水线延伸的用于金属带的通道，所述通道相对于外界环境封闭；该生产流水线还包括用于将金属带在炉室(17)内加热到升高的温度的装置，其特征在于，所述封闭的通道也包括所述进入端和所述炉室之间的进入部分(4)、炉室外侧、沿平行于金属带表面的炉室壁(18，19)在炉室两侧上的横向磁通量加热元件(15、16)、炉部分下游的冷却部分(6)、以及所述冷却部分和所述排出端之间的排出部分(57)，其中至少一个进气管道(31)连接到所述进入部分上，而至少一个进气管道(32)连接到所述排出部分上，以用于通过来自保护性气体源的新鲜保护性气体补充从整体炉内损失的保护性气体，同时炉室沿炉室的金属带进入和排出口(24、25)之间的炉室没有任何气体进入或排出开口。
22.如权利要求21所述的生产流水线，其特征在于，所述封闭的通道还包括冷却部分(6)下游的排气管道(84)，用于用过的保护性气体从整体炉内排出，且设置了控制装置以控制用过的保护性气体通过所述排气管道(84)的排出速度。
23.一种用于热处理金属带的生产流水线，包括进入端和排出端；沿从进入端到排出端的生产流水线延伸的用于金属带的通道，所述通道相对于进入端和排出端之间的外界环境封闭；其中生产流水线包括，在金属带传送方向上的至少一个进入部分(4)；具有用于加热金属带的装置的加热部分，所述装置包括至少局部由隔热及非导电材料制成的炉室(17)以及炉室外侧、沿平行于金属带表面的炉室壁(18、19)在炉室两侧上的横向磁通量加热元件(15、16)；包括冷却室(27)的冷却部分；以及排出部分，其中所述进入和排出端之间的单元形成用于热处理金属带的整体炉，所述整体炉充有非氧化保护气体，且其中包括电机(9)的运动装置设置在排出端的下游，用于使金属带通过生产流水线，其特征在于，其包括至少一个垂直部分，其中金属带被设置成垂直传输而没有倾斜，且所述炉室(17)和所述冷却室(27)形成所述垂直部分的一部分。
24.如权利要求23所述的生产流水线，其特征在于，在所述加热部分内的所述炉室长度为1-4m，优选地为1.5-3m。
25.如权利要求23或24所述的生产流水线，其特征在于，在所述加热部分内的所述炉室在面对要被加热的金属带的相对侧壁之间的内壁宽度为25-100mm，优选地是35-60m。
26.如权利要求23-25中任一项所述的生产流水线，其特征在于，冷却室直接或间接连接到在所述加热部分内的所述炉室的出口上。
27.如权利要求23-26中任一项所述的生产流水线，其特征在于，所述炉室包括闭炉。
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