CN216514029U - 一种解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置，包括两组垫块，一组垫块为可拼装型组合垫块，另一组垫块为多功能扇形组合垫块；所述可拼装型组合垫块包括两块，一块为带凹槽的长方形垫块，一块为端部设有与该凹槽对应凸块的长方形垫块，两块垫块通过所述凹槽拼接而成，两块长方形垫块上均匀排列有四个圆形对流孔；所述多功能扇形组合垫块为扇形结构垫块，扇形面上均匀设有几个弧形对流孔，扇形垫块最外侧弧度对应弧度角为25°，扇形面上设有半径递增的对流孔。本实用新型可根据钢卷不同卷形缺陷选择拼装组合，规避异形钢卷之间造成的压折；较传统对流板具有轻便灵活、异形钢卷适应性强、退火气氛对流效果好等显著优点。

Description

一种解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置

技术领域

本实用新型涉及一种解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置，属于热连轧不锈带钢罩式炉退火热处理领域。

背景技术

罩式炉退火是大多数不锈钢产品都需经过的重要热处理环节，经过该工序可以使产品释放轧制不良应力，均匀细化晶粒组织结构，有效改善产品性能，利于成品的加工及使用。作为热连轧工艺技术的主要热处理工序，受轧线来料产品质量波动影响，异常卷形退火过程中极易大量产生对流板压印、折边、麻花印等影响下工序生产及用户使用的外观显现质量缺陷。同时罩式退火炉特殊的堆叠垛放方式，容易导致退火气氛对流不畅通，钢卷边芯退火温度差超出430系工艺要求范围，而导致产品晶粒组织细化不均匀，轧制应力释放不完全，引发性能不合等退火质量问题。因此，如何彻底解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的主要工作方向：一是要消除退火卷在退火过程中产生外观缺陷的要素；二是精准控制好（均匀的）罩式炉退火温度。

实用新型内容

本实用新型提供一种解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置，通过采用设计不同厚度的专用贴合钢卷端面卷形的多功能可拼装型垫块，根据钢卷不同卷形缺陷位置选择拼装组合摆放，较好的规避异形钢卷之间造成的压折。较传统对流板而言，具有更轻便灵活、异形钢卷适应性强、退火气氛对流效果好等显著优点。端面设计圆形对流孔、扇形对流孔合理保障退火气氛顺畅循环，有效提升430系不锈钢产品钢卷边芯温度均匀性，符合退火工艺要求精度，保障产品外观质量与性能要求，同时提高生产效率，减少吊运对流板工作时间，可人工放置操作灵活简便，较好得满足了生产要求。

本实用新型适用在热轧不锈钢卷退火装炉过程使用。

本实用新型提供了一种解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置，包括两组垫块，一组垫块为可拼装型组合垫块，另一组垫块为多功能扇形组合垫块；

所述可拼装型组合垫块垫块包括两块，一块为带凹槽的长方形垫块，一块为端部设有与该凹槽对应凸块的长方形垫块，两块垫块通过所述凹槽拼接而成，两块长方形垫块上均匀排列有四个圆形对流孔；

所述多功能扇形组合垫块为扇形结构垫块，扇形面上均匀设有几个弧形对流孔，扇形垫块最外侧弧度对应弧度角为25°对应弧度圆半径为46.5cm，扇形面上设有半径递增的对流孔。

所述垫块为Q235不锈钢，垫块的尺寸为：22.5cm*20.5cm*30mm。圆形对流孔的直径为4cm。带凹槽的长方形垫块中，其凹槽为截面为圆形的槽，对应凸块为截面为圆形的凸块，圆形的凸块与凹槽拼接效果更好。

所述扇形结构垫块的内侧弧长为12.5cm，扇形的外侧弧长为20cm；厚度为20mm。

所述扇形结构垫块上设有三条弧形对流孔，每个对流孔的弧长分别为：内侧对流孔的内、外弧长分别为10mm、14mm，中侧对流孔的内、外弧长分别为11.5mm、12.5mm，外侧对流孔的内、外弧长分别为13mm、14mm。

本实用新型设计采用Q235做为组合垫块制作材质，具有耐高温（≤1200℃）、耐高压、承重性强（≤100t），重复使用率高等优点。多功能可拼装型组合垫块-Ⅰ采用拼装组合形式设计，适用于钢卷端面直径较大，具有头部塔形，尾部外溢明显外观缺陷钢卷，最大尺寸22.5cm*20.5cm*30mm，单重8.5kg。通过特殊外观设计，可根据钢卷端面卷形不同缺陷位置进行拼插组合摆放。具有摆放轻便，组合灵活的技术优点。垫块设计厚度30mm可以满足避让430系产品头部塔形≤30mm产生的压折缺陷。采用对称的对流孔（φ4cm）设计可增强钢卷端面在垛放卷位下退火炉内氢气对流性，增强氢气气氛作用，减少与钢卷端面形成直面式接触，保证退火热处理效果最优化。

所述的多功能扇形组合垫块采用贴合钢卷端面圆弧卷形的扇形设计，适用于钢卷端面直径较小，具有端面卷形层错严重等不规则明显缺陷的钢卷。S扇∠25°R=46.5CM单重3.7kg。扇形设计截取⌒12.5到⌒20弧长有效过度，可以较好服帖于钢卷端面，对端面层错起到局部支撑保护作用，避免不规则端面接触产生类似麻花印的端面外观缺陷。垫块设计厚度20mm可以满足避让热轧钢卷头部塔形≤20mm、尾溢高度≤20mm产生的压折缺陷。设计采用弧度递增的对流孔设计，贴合430系产品卷径尺寸要求，减少与钢卷端面形成直面式接触，增大与退火气氛接触范围，保证符合退火工艺要求，热处理效果最优化。

本实用新型通过采用设计不同厚度的专用贴合钢卷端面卷形的多功能可拼装型垫块，可根据钢卷不同卷形缺陷位置选择拼装组合摆放，较好的规避异形钢卷之间造成的压折。较传统对流板更具有轻便，灵活，异形钢卷适应性强，退火气氛对流效果好等显著优点。端面设计圆形对流孔、弧形对流孔合理保障退火气氛顺畅循环，有效提升430系不锈钢产品钢卷边芯温度均匀性，符合退火工艺要求精度，保障产品外观质量与性能要求，同时提高生产效率，减少吊运对流板工作时间，可人工放置操作灵活简便，较好的满足了生产要求。

本实用新型可根据钢卷不同卷形缺陷位置选择拼装组合摆放，较好的规避异形钢卷之间造成的压折。较传统对流板更具有轻便，灵活，异形钢卷适应性强，退火气氛对流效果好等显著优点。

本实用新型提供的解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置，带来的有益效果：

（1）解决了热连轧退火过程中异常卷形产生的对流板压印、折边、麻花印等影响下工序生产及用户使用的显现外观质量缺陷问题，避免产品外观质量不合格，减少了下工序用户的异议；

（2）特殊的对流孔设计保证氢气对流均匀性，实现退火430系不锈钢产品工艺需求，使钢卷边芯温度差最小化，保证退火产品性能稳定，解决退火产品性能不合引起的加工断裂或力学性能差等质量缺陷；

（3）具有操作轻便，灵活性强，减少人工操作时间，提高罩式炉生产效率；

（4）有效提升430系不锈钢产品钢卷边芯温度均匀性，符合退火工艺要求精度，保障产品性能；

（5）按照每炉平均炉重75t，每月满负荷生产条件下保证四卷装炉可增加释放产能5400-8100t。

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型可拼装型组合垫块的结构示意图。

图2为本实用新型多功能扇形组合垫块的结构示意图。

图中1为可拼装型组合垫块，2为带凹槽的长方形垫块，3为带凸块的长方形垫块，4为凹槽，5为凸块，6为圆形对流孔，7为多功能扇形组合垫块，8为弧形对流孔。

具体实施方式

实施例：

如图1~2所示，一种解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置，包括两组垫块，一组垫块为可拼装型组合垫块1，另一组垫块为多功能扇形组合垫块；

所述可拼装型组合垫块1包括两块，一块为带凹槽的长方形垫块2，一块为端部设有与该凹槽对应带凸块的长方形垫块3，两块垫块通过所述凹槽4和凸块5拼接而成，两块长方形垫块上均匀排列有四个圆形对流孔6；

所述多功能扇形组合垫块7为扇形结构垫块，扇形面上均匀设有几个弧形对流孔8，扇形垫块最外侧弧度对应弧度角为25°对应弧度圆半径为46.5cm，扇形面上设有半径递增的对流孔。

进一步地，所述垫块为Q235不锈钢，垫块的尺寸为：22.5cm*20.5cm*30mm。圆形对流孔6的直径为4cm。带凹槽的长方形垫块2中，其凹槽4为截面为圆形的槽，对应凸块5为截面为圆形的凸块，圆形的凸块与凹槽拼接效果更好。

所述多功能扇形组合垫块7的内侧弧长为12.5cm，扇形的外侧弧长为20cm；厚度为20mm。

所述扇形结构垫块上设有三条弧形对流孔8，每个对流孔的弧长分别为：内侧对流孔的内、外弧长分别为10mm、14mm，中侧对流孔的内、外弧长分别为11.5mm、12.5mm，外侧对流孔的内、外弧长分别为13mm、14mm。

本实用新型设计采用Q235做为组合垫块制作材质，具有耐高温（≤1200℃）、耐高压、承重性强（≤100t），重复使用率高等优点。多功能可拼装型组合垫块-Ⅰ采用拼装组合形式设计，适用于钢卷端面直径较大，具有头部塔形，尾部外溢明显外观缺陷钢卷，最大尺寸22.5cm*20.5cm*30mm，单重8.5kg。通过特殊外观设计，可根据钢卷端面卷形不同缺陷位置进行拼插组合摆放。具有摆放轻便，组合灵活的技术优点。垫块设计厚度30mm可以满足避让430系产品头部塔形≤30mm产生的压折缺陷。采用对称的对流孔（φ4cm）设计可增强钢卷端面在垛放卷位下退火炉内氢气对流性，增强氢气气氛作用，减少与钢卷端面形成直面式接触，保证退火热处理效果最优化。

所述的多功能扇形组合垫块采用贴合钢卷端面圆弧卷形的扇形设计，适用于钢卷端面直径较小，具有端面卷形层错严重等不规则明显缺陷的钢卷。S扇∠25°R=46.5CM单重3.7kg。扇形设计截取⌒12.5到⌒20弧长有效过度，可以较好服帖于钢卷端面，对端面层错起到局部支撑保护作用，避免不规则端面接触产生类似麻花印的端面外观缺陷。垫块设计厚度20mm可以满足避让热轧钢卷头部塔形≤20mm、尾溢高度≤20mm产生的压折缺陷。设计采用弧度递增的对流孔设计，贴合430系产品卷径尺寸要求，减少与钢卷端面形成直面式接触，增大与退火气氛接触范围，保证符合退火工艺要求，热处理效果最优化。

本实用新型的实施过程是通过装炉过程中人工进行放置。根据退火430系产品端面外观卷形特点进行判别。钢卷端面直径较大，具有头部塔形，尾部外溢明显外观缺陷钢卷选择放置多功能可拼装型组合垫块-Ⅰ型垫块。可有效避免头部及尾部压折，端面增强氢气接触面积，形成良好对流氛围保证芯部温度均匀性。

钢卷端面直径较小，具有端面卷形层错严重等不规则明显缺陷钢卷选择放置多功能可拼装型组合垫块-Ⅱ型垫块。采用贴合钢卷端面圆弧卷形的扇形设计，可有效避让层错缺陷造成的压折，端面对流孔可增强氢气接触面积，形成良好对流氛围保证芯部温度均匀性。

使用本实用新型提供的装置，运行情况如下：

放置设计不同厚度的专用贴合钢卷端面卷形的多功能可拼装型垫块后，跟踪430系不锈钢同位置退火温度变化情况影响，温度变化总体趋势贴合工艺要求，钢卷芯部与边部同时到达保温温度用时明显缩短，钢卷边芯温度差减小，有助于增强钢卷组织均匀性改变。

采用在退火430系不锈钢过程中对全炉四卷的芯部，中部，边部进行埋偶测温方式，通过截取不同位置的高温段数据，绘制出不同位置温度升至800℃以上持续时间的柱状图及时刻的浮动柱状图，将常规情况与放置本设计垫块两种情况做对比。通过数据可以看出，放置设计垫块后，通过对流孔钢卷增加与氢气氛围接触范围，炉内气流循环加强，对于钢卷外圈，1#和2#位置试验卷保持在850℃以上温度的时间明显增加，最高温度也由常规情况下的853℃和867℃升高到了874℃和872℃。3#位置试验卷外圈在高温段（840℃以上）的保持时间增长，4#位置试验卷边芯温度温差减小，温度均匀性提高。对于中圈和内圈，1#~4#位置试验保持在高温段的时间达到工艺要求，有助于温度均匀，性能增强。

通过计算1#~4#位置试验卷热点与冷点（外圈与中圈）的温差，绘制常规情况与采用放置设计垫块后1#~4#位置试验卷冷热点温差图，图中可以看出，放置设计垫块情况下的冷热点温差曲线与常规情况下的曲线规律一致，温差大小均为2#>1#>3#>4#。但放置设计垫块情况下各个试验卷位置的温差均小于常规情况。

综上可以看出，使用设计对流孔垫块增大了钢卷与氢气接触范围，加强了加热罩烧嘴的热辐射作用，整体提升炉内气氛对流循环，导热性能优良，使得炉台温度以及各个测量点的升温速度均有提高，且使各个位置钢卷的冷热点温差明显降低，温度更均匀。对加强430系产品退火后性能稳定性起到良性改善。

太钢热连轧厂罩式炉退火生产过程使用该设计垫块后，效果如下：

（1）有效降低热连轧退火过程中异常卷形产生的对流板压印，折边，麻花印等影响下工序生产及用户使用的显现外观质量缺陷不合率，减少了下工序用户的异议。下工序折边初判不合率由0.43%稳步下降到0.28%。

具有头部塔形及尾溢缺陷钢卷易产生对流板压折缺陷，采用本设计多功能可拼装型组合垫块后有效避免头部及尾部压折；

（2）使用本设计垫块增大了钢卷与氢气接触范围，加强了加热罩烧嘴的热辐射作用，整体提升炉内气氛对流循环，导热性能优良，使得炉台温度以及升温速度均有提高，且使各个位置钢卷的冷热点温差明显降低，温度更均匀。对加强430系产品退火后性能稳定性起到良性改善。实验退火两组同位置430，退后对取样做力学性能分析数值如下，放置本垫块退火的产品性能参数更为优良：

（3）罩式炉实际装炉生产过程中每放置一次对流板需要花费8min时间，改用放置本设计垫块，每层钢卷放置垫块需要花费5-6min，四卷装炉每炉放置3次，共可节省6-9min时间。按照现班产8炉标准产量要求计算，可节省0.8h-1.2h。装出一炉作业时间为1h,即每班可多作业0.8-1.2炉产量。每炉平均炉重75t，即每班可增加产量60t-90t。每月满负荷生产条件下保证四卷装炉可增加释放产能5400-8100t。

本实用新型通过采用设计不同厚度的专用贴合钢卷端面卷形的多功能可拼装型垫块，可根据钢卷不同卷形缺陷位置选择拼装组合摆放，较好的规避异形钢卷之间造成的压折。较传统对流板更具有轻便，灵活，异形钢卷适应性强，退火气氛对流效果好等显著优点。端面设计圆形对流孔、弧形对流孔合理保障退火气氛顺畅循环，有效提升430系不锈钢产品钢卷边芯温度均匀性，符合退火工艺要求精度，保障产品外观质量与性能要求，同时提高生产效率，减少吊运对流板工作时间，可人工放置操作灵活简便，较好的满足了生产要求。

Claims (6)

1.一种解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置，其特征在于：包括两组垫块，一组垫块为可拼装型组合垫块，另一组垫块为多功能扇形组合垫块；

所述可拼装型组合垫块包括两块，一块为带凹槽的长方形垫块，一块为端部设有与该凹槽对应凸块的长方形垫块，两块垫块通过所述凹槽拼接而成，两块长方形垫块上均匀排列有四个圆形对流孔；

所述多功能扇形组合垫块为扇形结构垫块，扇形面上均匀设有几个弧形对流孔，扇形垫块最外侧弧度对应弧度角为25°，对应弧度圆半径为46.5cm，扇形面上设有半径递增的对流孔。

2.根据权利要求1所述的解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置，其特征在于：垫块为Q235不锈钢。

3.根据权利要求1所述的解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置，其特征在于：长方形垫块的尺寸为：22.5cm*20.5cm*30mm；圆形对流孔的直径为4cm。

4.根据权利要求1所述的解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置，其特征在于：带凹槽的长方形垫块中，其凹槽为截面为圆形的槽，对应凸块为截面为圆形的凸块。

5.根据权利要求1所述的解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置，其特征在于：扇形结构垫块的内侧弧长为12.5cm，扇形的外侧弧长为20cm；厚度为20mm。

6.根据权利要求1所述的解决罩式炉退火不锈钢430系产品质量缺陷的装置，其特征在于：所述扇形结构垫块上设有三条弧形对流孔，每个对流孔的弧长分别为：内侧对流孔的内、外弧长分别为10mm、14mm，中部对流孔的内、外弧长分别为11.5mm、12.5mm，外侧对流孔的内、外弧长分别为13mm、14mm。

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