TW201200600A - Method for pre-heating material to be annealed in a bell-type annealing system - Google Patents

Description

201200600 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種於遮罩退火設備中預熱退火工件之方法， 具有退火托座’退火托座在一保護遮罩中之一保護氣體環境中， 承接退火工件，其中，置入於一保護遮罩中，需要火 工件藉助一氣態熱載體預熱，該氣態熱載體在一循環中由外沖刷 保護遮罩’吸收在一保護遮罩中已受熱處理之退火工件之熱量， 並傳遞給在另一保護遮罩中需要預熱之退火工件。 【先前技術】 於熱處理退火工件時，如熱變形或冷變形之帶或線，被一退 火托座承接之退火工件在一保護遮罩下，在一保護氣體環境中被 加熱，確切而言，係藉助於在保護遮罩上方一倒置之熱罩，該熱 罩例如被一燃氣爐加熱。在熱處理中，附著在退火工件上之殘餘 潤滑劑氣化，被一保護氣體之分流由保護遮罩抽走。在熱處理後， 退火工件再被冷卻。在遮罩退火設備中習知具備至少二退火托 座，其一承接已經受熱處理之熱退火工件，另一承接需要熱處理 之冷退火工件，俾便回收在冷卻退火工件時釋出之熱之一部分， 提供初次需要熱處理之預熱退火工件使用，在二退火托座之保護 遮罩之間建立一氣流連接，用以循環導引一氣態熱載體，使得在 具有熱退火工件之保護遮罩内部被熱載體吸收之熱，可用於預熱 在另一保護遮罩中之冷退火工件，然而其缺點在於，熱載體之循 環導引存在危險，在預熱冷退火工件時，凝結之潤滑劑重新污染 受過熱處理且已清除潤滑劑之退火工件。若要避免熱保護氣體與 冷保護氣體間直接接觸’則需在保護氣流間設置昂貴之額外熱交 換器。此外，保護氣流必須經由大開口被導入退火托座，此隱含 巨大安全顧慮。

4 S 201200600 【發明内容】 本發明之目的因而在於，提出一種前述類型之方法，於一遮 罩退火設備中預熱退火工件，使得用於熱處理退火工件之能量有 效利用，卻不以受熱處理之退火工件有被污染之危險為代價。 本發明之目的解決之道在於，在熱處理退火工件時，至少設 置另一退火托座，其具有一被燃燒器由外加熱之保護遮罩，亦在 於，此保護遮罩加熱後之熱排氣與加熱後之熱載體混合，俾便預 熱退火工件。 由於此措施，不僅退火工件受熱處理後冷卻釋出之熱之一部 伤用於預熱尚未處理之退火工件，亦且額外排氣中可感廢熱之一 部分可更加作為熱能，及將退火工件快速加熱至熱處理溫度，該 可感廢熱係在加熱預熱之退火工件至處理溫度時產生，其溫度高 於退火工件預冷後熱載體所具有之溫度^在將退火王件加熱至處 理溫度時所用之氣體，與退纽件預冷時之加熱後之氣態熱載體 混合’此>昆合氣體相對於已預熱之鋪體具有較高能量潛能，並 以此混合氣_擊駄托座之保護遮罩，用以職退火工件。由 於係=熱«氣流由外衝擊賴鮮，故完全排除退火工件被熱 載體氣財染之可能性。將排氣混合成熱紐氣賴產生之氣體 超量持續由鐘體循環巾触，以由退火王件預減 體氣流中排除尤#。 ” 在執彳了所提a之方法上，有利之作法在於，以—套遮罩退火 ，又備為基礎’ n設備具有在-保護遮罩下承接敎王件之退火托 座’具有配置給保護遮罩之倾氣體循環裝置，及具有—氣㈣ 載體讀料引，树導引具有隱賴料但與之保持距離 之殼體，以及將殼體彼此騎成-鄕之錢通道。在本發明中， 至少設有另-退火托座，其具有—保護遮罩，及—包圍保護遮罩 201200600 且被燃燒器加熱之熱遮罩’其排氣管通至加熱後之熱載體之氣流 通道’且已冷卻之熱載體之氣流通道設有一超量排放口，使來自 熱遮罩之熱排氣在氣流通道中與熱處理後預冷卻之退火工件之加 熱後之熱載體混合’且該需要預熱之退火工件之保護遮罩可被混 合氣體衝擊。超量排放口之作用在於由熱載體循環中排出超量氣 體。 為熱載體循環導引而設之循環鼓風機可根據在氣流通道中加 熱後之熱載體之壓力而控制，俾便在氣流通道中控制混合氣體， 其控制目標為追求在氣流通道中之壓力近似不變。 【實施方式】 在圖式中顯示批量容納退火工件4、5、6之一遮罩退火設備 又二座退火托座1、2、3。各退火托座卜2、3皆配有一保護遮罩 7，將退火工件4、5、6向外封閉，在其中一保護氣體以習知方式 藉助於一鼓風機8依照流動箭頭9方向循流。此保護遮罩7係裝 設於殼體10之内，彼此間經由氣流通道u、12連接，供氣態熱 載體循流。作為熱交換遮罩之退火托座丨之殼體1〇配有一循環鼓 風機13，經由氣流通道u及12產生熱載體之循環氣流。退火托 座1之熱殳換遮罩僅用於讓配置給此退火托座丨之保護遮罩7受 衝t而其餘二退火托座2及3之殼體10設計成熱遮罩14，具有 燃燒器I5，以燃氣尤佳，俾便以熱燃氣衝擊各保護遮罩7，將退 、’件5 6加熱至預疋之處理溫度。熱傳遞由熱燃 =傳至在倾遮罩7_a之保體，及μ保護 退火工件5及6。與傳統加熱遮罩不同處在於，本發明之遮罩退火 設，之加熱遮罩14具有一連接管16，接在氣流通道η，及一通 12之排氣管17上。各熱載體之氣流通路可藉由控制

S 6 201200600 在所示之遮罩退火設備之操作狀態中，氣態熱載體藉助循環 鼓風機13推動’在退火托座1之殼體1〇與退火托座2之熱遮罩 14之間循環，然而在退火工件5經由燃燒器15被加熱至處理溫度 時，熱遮罩14之燃燒器15即關閉，準備冷卻。經由連接管16由 氣流通道11湧流進入退火托座2之熱遮罩14之熱載體因而經由 此退火托座2之保護遮罩7在退火工件5預冷情況下被加熱，俾 便將其熱量交給在退火托座1上之退火工件4,該退火工件4係在 冷狀態置入退火托座1 ’由於加熱之熱載體衝擊保護遮罩7，而受 到預熱。正當在托座2上之退火工件5冷卻，其熱量被回收，用 於預熱在退火托座1上之冷退火工件4時，一預熱之退火工件6 在退火托座3上透過熱遮罩14被加熱至處理溫度，其方式為以燃 燒器15之熱氣衝擊保護遮罩7，加熱退火工件6。在此加熱操作 中，連接管16中之控制瓣18關閉。來自退火托座3之熱遮罩14 之排氣因而經由排氣管17進入氣流通遒12，在此氣流通道中，退 火托座1與2之殼體10間被導引循環之熱载體與排氣混合，俾便 以混合氣體預熱在退火托座1上之冷退火工件4,由於混合來自退 火托座3之熱遮罩14之排氣，所傳至退火托座1上之熱，比熱載 體由在退火托座2上之退火工件5預冷卻時得到之熱要多，使得 投入退火工件6熱處理之熱量可獲較佳利用。若有更多退火托座 用於將退火工件加熱至處理溫度’則來自此些退火托座所有熱遮 罩之排氣皆有利被導入氣流通道12，用於加熱熱載體。 將來自退火托座3之熱遮罩14之排氣導入熱載體之循環中所 造成之氣體超量經由一超量排放口 19 出熱載體循環，亦即， 由已冷卻之熱載體之氣流通道11中排出，以盡可能降低所排放之 超量氣體之能量程度。氣流控制一方面經由控制瓣丨8，另一方面 經由在氣流通道12中已加熱之熱載體之壓力。在氣流通道12中 201200600 之此壓力由一循環鼓風機13適當控制，始終保持恆定。 已加熱之熱載體之氣流通道12經一活瓣2〇，與熱載體循環中 已冷卻之熱髓之氣流通道之超量騎口 19連接。#退火托座i 作為熱交換遮罩之殼體10尚未操作時，此活瓣2〇打開，使得退 火托座3之熱遮罩Η之排氣通過超量排放口 19，可經由連接超量 排放口 19之煙_被抽走。 在退火托座3上之退火工件6熱處理之後，退火托座丨及2 之殼體10 ’及退火托座2之保護遮罩7被取下。預冷之退火工件 5藉助於一冷卻罩繼續冷卻，最後被需要熱處理之冷退火工件取 代。在相應更換殼體10後，冷退火工件可再度被預熱，且在退火 托座1上之已預熱之退火工件4被加熱至處理溫度，如前所述。 為此目的，具有循環鼓風機13之殼體1〇被置於退火托座2上， 而退火托座2之熱遮罩14被置於退火托座1上。 【圖式簡單說明】 圖中所示為本發明之一用於預熱退火工件之遮罩退火設備之 近且垂直之截面圖。 【主要元件符號說明】 1 退火托座 2 退火托座 3 退火托座 4 退火工件 5 退火工件 6 退火工件 7 保護遮罩 8 鼓風機 9 流動箭頭

S 201200600 10 殼體 11 氣流通道 12 氣流通道 13 循環鼓風機 14 熱遮罩 15 燃燒器 16 連接管 17 排氣管 18 控制瓣 19 排放口 20 活瓣 9

Claims (1)

1. 201200600 七、申請專利範圍： 1. 一種於遮罩退火設備中預熱退火工件（4、5)之方法，具有退 火托座（1、2)，退火托座在一保護遮罩（7)中之一保護氣體 環境中，承接退火工件（4、5)，其中，置入於一保護遮罩（7) 中，需要熱處理之退火工件（4)藉助一氣態熱載體預熱，該氣 態熱載體在一循環中由外沖刷保護遮罩（7)，吸收在一保護遮 罩（7)中已受熱處理之退火工件（5)之熱量，並傳遞給在另 一保護遮罩（7)中需要預熱之退火工件（4)，其特徵為，為 熱處理退火工件（4、5、6)，至少另外設置一退火托座（3)， 具有一可經一燃燒器（15)由外部加熱之保護遮罩（7)，且由 保護遮罩（7)之加熱所產生之熱排氣與加熱後之熱載體混合， 用以預熱退火工件（4)。 2. —種用以執行根據申請專利範圍第1項所述方法之遮罩退火設 備，具有退火托座（1、2)，退火托座將退火工件（4、5)容 納在一保護遮罩（7)中之一保護氣體環境中，具有配置給保護 遮罩（7)之保護氣體循環裝置，及具有一氣態熱載體之循環導 引’包含殼體（10)及氣流通道（11、12)，該殼體以保持距 離之方式包圍保護遮罩（7)，而氣流通道（11、12)將殼體（1〇) 互相聯繫成一循環，其特徵為，至少設置另一退火托座（3)， 該退火托座具有一保護遮罩（7)，及一包圍保護遮罩（7)並 可被一燃燒器（15)加熱之熱遮罩（14)，其排氣管（17)通 入加熱後之熱載體之氣流通道（12)，且已冷卻之熱載體之氣 流通道（11)設有一超量排放口（19)。 3. 根據申請專利範圍第2項所述之遮罩退火設備，其特徵為，熱 載體之循環導引至少具有一循環鼓風機（13)，可根據在氣流 通道（12)中加熱後之熱載體之壓力進行控制。