CN219409846U - 铝带连续热处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝带连续热处理设备，依次包括加热段和冷却段，所述加热段包括一个或多个加热单元，所述冷却段包括一个或多个冷却单元，所述加热单元包括第一上喷箱、第一下喷箱和用于向所述第一上喷箱、第一下喷箱内输送加热气体的第一循环风机，所述第一循环风机设置在所述加热段的侧面，且对应于第一上喷箱、第一下喷箱的中间位置。本实用新型的铝带连续热处理设备，在加热单元中，采用一个循环风机同时给上喷箱和下喷箱供气，不仅减少了风机的数量，降低了成本和维护检修费用，同时能够对上下喷箱的热空气流速同步调节，减少了风机和上下喷箱的调节的工作量。

Description

铝带连续热处理设备

技术领域

本实用新型属于金属热处理技术领域，具体涉及一种应用于铝合金带材的连续退火热处理设备。

背景技术

铝带热处理，特别是铝带的退火处理是铝加工环节中非常重要的工序，对于改善第二相的分布，降低Si、Fe的固溶度，特别是Si的固溶度，改善铝带的显微结构和进一步的轧制起非常重要的作用。

目前铝带退火处理最主要的方式是铝带以成卷在箱式炉内进行退火，操作简便，对铝卷厚度没有要求。但是退火周期非常长，通常20-30小时。因为退火传热是从铝卷外部传热到内部，在同一时间内铝卷各部处于不同的退火状态，铝卷退火后性能一致性差。表面有退火油斑，铝卷端部产生粘结。且箱式退火是一种间歇式的热处理方式，频繁的升温降温会有部分能源消耗在炉衬等材料，热效率比较低。更重要的是，箱式炉的冷却作用非常下，产生细小晶粒的能力有限，有些产品在箱式炉的热处理受到限制。

另一种铝带热处理的方式是CASH线，即气垫式铝带连续固溶处理线，简称气垫炉。在气垫炉内铝带以展开悬浮的方式连续通过热处理线。处理炉的上下都设置有循环风机，一方面将铝带悬浮，另一方面实现强对流传热。气垫炉除了有加热段外还有水淬和风淬，即固溶处理，专门用于热处理2系、5系、6系和7系等合金，这些材料用于汽车和航空方面的高端铝材。可以想见，这样的热处理线投资很大，用于处理对1系、3系、5系、8系合金的退火处理，用气垫炉是不经济的。

实用新型内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种改进的铝带连续热处理设备。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

一种铝带连续热处理设备，依次包括加热段和冷却段，所述加热段包括一个或多个加热单元，所述冷却段包括一个或多个冷却单元，所述加热单元包括第一上喷箱、第一下喷箱和用于向所述第一上喷箱、第一下喷箱内输送加热气体的第一循环风机，所述第一循环风机设置在所述加热段的侧面，且对应于第一上喷箱、第一下喷箱的中间位置。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述加热单元包括助燃系统，炉气在助燃系统的烧嘴加热后经过循环风机后进入所述所述第一上喷箱和第一下喷箱。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述加热段包括第一箱体，所述加热单元设置在所述第一箱体内，所述第一箱体上设置有与第一箱体内空间连通的第一排放风道。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述第一上喷箱和第一下喷箱上沿各自的长度延伸方向设置有多组喷头和/或多个喷嘴；所述第一上喷箱上的喷头和/或喷嘴朝向第一下喷箱，所述第一下喷箱上的喷头和/或喷嘴朝向第一上喷箱。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述喷头或喷嘴均匀间隔分布在喷箱上。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述第一上喷箱设置在相邻所述第一下喷箱之间。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述加热段的加热温度为450-650℃。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述冷却单元包括第二上喷箱、第二下喷箱和分别用于向所述第二上喷箱、第二下喷箱内输送冷却气体的第二循环风机和第三循环风机。上下喷箱由单独的风机供风，能够降低整个机组的高度，减少投资。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述冷却段包括第二箱体，所述冷却单元设置在所述第二箱体内，所述第二箱体上设置有与第二箱体内空间连通的第二排放风道。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述第二循环风机和第三循环风机分别布置在所述第二箱体的两侧。

根据本实用新型的一些优选实施方面，包括设置在所述加热段前端的炉前设备和设置在所述冷却段后端的炉后设备。

根据本实用新型的一些优选实施方面，所述铝带的厚度为0.5-3mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：本实用新型的铝带连续热处理设备，在加热单元中，采用一个循环风机同时给上喷箱和下喷箱供气，不仅减少了风机的数量，降低了成本和维护检修费用，同时能够对上下喷箱的热空气流速同步调节，减少了风机和上下喷箱的调节的工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中铝带连续热处理设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中加热单元的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中冷却单元的结构示意图；

图4为具体实施案例中加热段的温度变化曲线；

附图中，100-加热段，101-第一上喷箱，102-第一下喷箱，103-第一循环风机，104-第一箱体，105-助燃系统，106-第一排放风道，200-冷却段，201-第二上喷箱，202-第二下喷箱，203-第二循环风机，204-第二箱体，205-第二排放风道，206-第三循环风机，300-炉前设备，400-炉后设备。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，本实施例中的铝带连续热处理设备，依次包括炉前设备300如开卷装置等、加热段100、冷却段200、炉后设备400如矫直装置等，待处理的金属带材可以沿着输送方向连续地通过加热段100和冷却段200，金属材料以悬空的状态非接触地输送。本实施例中的铝带连续热处理设备，用于对非热处理强化的铝合金冷轧铝带进行再结晶退火连续退火和冷却处理；特别适用于1系、3系、5系和8系的铝合金带，铝带的厚度为0.5-3mm。

加热段100包括第一箱体104和设置在第一箱体104内的一个或多个加热单元，第一箱体104上设置有与第一箱体104内空间连通的第一排放风道106；加热段100的加热温度为450-650℃，根据合金材料不同适当调整。

冷却段200包括第二箱体204和设置在第二箱体204内的一个或多个冷却单元，第二箱体204上设置有与第二箱体204内空间连通的第二排放风道205。加热单元和冷却单元是一种模块化的结构，可以根据热处理的速度增加或减少单元模块数量。

如图2所示，每个加热单元包括助燃系统105、第一上喷箱101、第一下喷箱102和用于向第一上喷箱101、第一下喷箱102内输送加热气体的第一循环风机103，第一上喷箱101设置在相邻第一下喷箱102之间。第一循环风机103设置在加热段100的侧面，且对应于第一上喷箱101、第一下喷箱102的中间位置。采用这样的布置方式，流经第一上下喷箱的距离相同，沿程损失相同，第一上下喷箱的压力相同，喷孔内的气体流速相同。对于不同厚度和不同合金(固溶温度不同)，控制铝带的漂浮高度相对更加容易，使得产品质量保持稳定。

炉气在助燃系统105的烧嘴加热后经过循环风机后进入第一上喷箱101和第一下喷箱102。即加热单元中，采用一个循环风机同时给上喷箱和下喷箱供气，不仅减少了风机的数量，降低了成本和维护检修费用，同时能够对上下喷箱的热空气流速同步调节，减少了风机和上下喷箱的调节的工作量。

第一上喷箱101和第一下喷箱102上沿各自的长度延伸方向设置有多组喷头和/或多个喷嘴；第一上喷箱101上的喷头和/或喷嘴朝向第一下喷箱102，第一下喷箱102上的喷头和/或喷嘴朝向第一上喷箱101。喷头或喷嘴均匀间隔分布在喷箱上。

具体的，如图2所示，炉气被助燃系统105的烧嘴加热，热的炉气在第一循环风机103的作用下经导流增压腔增压后通过导流系统分配到第一上喷箱101和第一下喷箱102。第一上下喷箱有多组喷头和多个喷嘴，热空气可以通过多个喷嘴从铝带上下两侧的垂直方向吹到铝带上，将铝带悬浮，并实现强对流传热，从而可以快速、均匀地加热铝带，并可通过调节风机速率来调节热传递速率。这样的设计结构和布置方式能够确保铝带通过时产生正弦波动，不产生太大的震动和跑偏。同时，侧边水平卧式布置的循环风机，能够对第一上下喷箱的热空气流速同步调节，减少了循环风机和第一上下喷箱的调节的工作量；且减少了风机的数量，不必将炉体整体抬高来布置下风机，减少了处理线的建设投资；同时风机的拆卸检修也变得十分方便。

如图3所示，每个冷却单元包括第二上喷箱201、第二下喷箱202和分别用于向第二上喷箱201、第二下喷箱202内输送冷却气体的第二循环风机203和第三循环风机206。冷却段200也是采用模块设计的结构，可以根据冷却速度要求和出炉后铝带的温度，增加或减少冷却单元模块数量。第二循环风机203和第三循环风机206分别布置在第二箱体204的两侧。

具体的，如图3所示，冷却单元中，布置在冷却第二箱体左右两侧的两个冷风循环风机将风通过导流室通到第二上下喷箱。第二上下喷箱上也有几组喷管和喷头，冷风可以通过多个喷嘴从铝带上下两侧的垂直方向吹到铝带上，将铝带悬浮，并实现强对流换热，从而可以快速、均匀地将铝带冷却到一定的温度。

在冷却段200，也可以采用水冷、空冷相结合的方式，以提高冷却速度。这时需要在冷却段200增设水冷喷嘴，喷嘴为扇形喷嘴。同时，本实施例中的卧式布置的冷循环风机，不必将炉体整体抬高来布置下风机，减少了处理线的建设投资。同时风机的拆卸检修也变得十分方便。

在具体生产过程中，经过冷轧的合金铝带通过炉前设备300如开卷等，输送到高温快速热处理段的加热段100。合金被加热到再结晶温度以上进行退火。由于铝带的加热速度快，相应的结晶温度也会提高。在高的再结晶温度下，同时的形核数量也会增加，形成的晶粒比较细小。同时在随后的冷却段200，将带材快速降低其温度，这样避免了晶粒的长大。细小的晶粒得以保存，经热处理后，材料的综合力学性能就会提高。加热到一定退火温度要求的铝带进入空气冷却段200。

完成了热处理的铝带离开热处理段后，进入炉后设备400，如矫直，并重新在卷取机上卷取成卷。

实施案例：

图4为加热段100包括3个加热单元时的加热段100的温度变化曲线。退火的合金是AA3003铝材，厚度0.5mm。铝带以40m/min的速度通过这个加热段100，在20s左右从30℃加热到450℃，每小时产量可达5.3吨。

在随后的含有5个冷却单元的冷却段200将带材温度降低到60-80℃。

如前所述，可以根据小时处理量，处理的合金和带材的厚度以及冷却后的温度增加或减少加热单元和冷却单元。

本实施例中的铝带连续热处理设备具有如下有益效果：

1.退火周期大大缩短，提高了热处理的效率

2提高铝带的综合力学性能

采用铝带展开的方式连续无接触的通过退火炉进行热处理，是一种高温快速的热处理方式。铝带在高温快速的条件下，再结晶温度提高，形核率增加，晶粒细小均匀，提高其力学性能。

3.减少针孔率

如对于0.006mm的双零铝箔，产生针孔是一个非常普遍的情况。针孔的产生除了与化学成分，如Si、Fe/Si、冶金质量(含H量，夹渣)、板型等之外，金属的组织性能影响很大。从再结晶退火的角度讲，均匀的晶粒尺寸无疑是非常重要的，晶粒均匀变形协调，晶粒之间不会产生剪切应力，避免形成裂纹源。另一方面，在短时较高的温度下，会形成更多的α(AlFeSi)项，同时也会发生α(AlFeSi)向β(AlFeSi)的转化。而α(AlFeSi)是粒状的结构，是进一步铝箔轧制非常理想的结构。在FAST的后半段是强化空气冷却，随着温度的降低，Si也会从基体中脱溶，形成细小的质点，降低Si的硬化效应，从而减少针孔的产生。

4.减少断带铝

对于双零铝箔的轧制中，断带也是一个非常普遍的问题。当轧制时的张力大于铝箔的屈服强度时，即发生断带。当有针孔等裂纹时，更容易断带。如上所述，连续热处理可以减少针孔的产生，也就避免了断带的几率。同时采用本申请中的连退线，由于晶粒细小，综合力学性能比较高，箔轧时也不易断带。

5.提高成材率

减少了针孔率和断带率，产品的成材率相应地得到提高。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝带连续热处理设备，其特征在于：依次包括加热段和冷却段，所述加热段包括一个或多个加热单元，所述冷却段包括一个或多个冷却单元，所述加热单元包括第一上喷箱、第一下喷箱和用于向所述第一上喷箱、第一下喷箱内输送加热气体的第一循环风机，所述第一循环风机设置在所述加热段的侧面，且对应于第一上喷箱、第一下喷箱的中间位置。

2.根据权利要求1所述的铝带连续热处理设备，其特征在于：所述加热单元包括助燃系统，炉气在助燃系统的烧嘴加热后经过循环风机后进入所述第一上喷箱和第一下喷箱。

3.根据权利要求1所述的铝带连续热处理设备，其特征在于：所述加热段包括第一箱体，所述加热单元设置在所述第一箱体内，所述第一箱体上设置有与第一箱体内空间连通的第一排放风道。

4.根据权利要求1所述的铝带连续热处理设备，其特征在于：所述第一上喷箱和第一下喷箱上沿各自的长度延伸方向设置有多组喷头和/或多个喷嘴；所述第一上喷箱上的喷头和/或喷嘴朝向第一下喷箱，所述第一下喷箱上的喷头和/或喷嘴朝向第一上喷箱。

5.根据权利要求1所述的铝带连续热处理设备，其特征在于：所述第一上喷箱设置在相邻所述第一下喷箱之间。

6.根据权利要求1所述的铝带连续热处理设备，其特征在于：所述加热段的加热温度为450-650℃。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的铝带连续热处理设备，其特征在于：所述冷却单元包括第二上喷箱、第二下喷箱和分别用于向所述第二上喷箱、第二下喷箱内输送冷却气体的第二循环风机和第三循环风机。

8.根据权利要求7所述的铝带连续热处理设备，其特征在于：所述冷却段包括第二箱体，所述冷却单元设置在所述第二箱体内，所述第二箱体上设置有与第二箱体内空间连通的第二排放风道。

9.根据权利要求8所述的铝带连续热处理设备，其特征在于：所述第二循环风机和第三循环风机分别布置在所述第二箱体的两侧。

10.根据权利要求1所述的铝带连续热处理设备，其特征在于：包括设置在所述加热段前端的炉前设备和设置在所述冷却段后端的炉后设备。