具有M形带材处理隧道的退火设备制造技术

本发明专利技术公开了一种退火设备，其用于引导穿过所述设备的金属带材的连续退火，包括入口滑槽2、第一顶部辊室3、加热工位4、5、6、冷却工位7、8、第二顶部辊室9和排出滑槽10，它们一起限定M形蜿蜒的隧道，所述隧道具有四个腿部，所述腿部经由两个顶部辊室和下侧转向段彼此连接。入口滑槽沿着第一个腿部延伸，加热工位和冷却工位沿着第二个腿部、所述下侧转向段和第三个腿部延伸，排出滑槽沿着第四个腿部延伸。设置带材进料装置和带材排出装置，以用于在退火工艺期间使作为自由悬挂环的所述带材在两个顶部辊室之间连续引导穿过加热和冷却工位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于金属带材的连续退火的退火设备，所述金属带材被引导穿过所述设备。通过焊接或以其他方式将以卷形式供应的带材连接，并稍后重卷，使得金属带材在处理段连续。
技术介绍
已知金属带材的退火，尤其是冷轧金属带材(例如，不锈钢带材)的所谓光亮退火在带有加热和冷却工位的连续退火工艺中进行，其中用含氢保护气体来保护带材。对于BA(光亮退火)品质不锈钢带材，此工艺通常在竖直取向的炉中进行。然后，引导带材以恒定速度穿过竖直炉，同时仅在炉的顶侧和/或底侧引导带材经过辊上方。这样无接触地引导带材穿过炉是为了防止在退火阶段损坏热的带材表面。 用于例如不锈钢带材的光亮退火的炉填充有保护气体作为保护气氛(保护介质)，其通常包含70-100vol%的H2，剩余为N2，或者偶尔填充有露点低于-40摄氏度的氩。需要保护气体是为了驱散空气，否则空气会引起炉内部处理的金属带材的氧化和变色。然而，这种保护气体极易爆炸，因此需要极其安全的措施。另外，光亮退火工艺需要极低露点的气氛，因此需要极其气密的炉，因为甚至渗透少量空气也会使露点条件变差，进而导致带材表面的氧化和变色。为了这些安全和工艺原因，所有现有的竖直光亮退火炉均为倒置U型，U形的开放端处于其底部，在倒置U的底部处的腿部的下外端处带有特殊的密封件。在过去的50多年，即，从20世纪50年代后期竖直光亮退火炉被首次设计起到现在，每一种竖直光亮退火炉均具有这种倒置U形形状，以便确保极易爆炸的保护气体被向上锁在炉的倒置U形形状内部。即使带材入口和出口的密封件之一出现故障或损坏，由于保护气体重量比周围空气轻，保护气体仍将困在倒置U形形状的内部。对此需要指出的是，即使没有这样的故障，带材入口和出口的密封件有时也需要在被输送至设备中的带材材料中的加厚焊缝经过期间暂时打开非常短的时间段(通常约10秒)，这主要是为了防止损坏密封件。根据生产率，带材卷之间的焊缝通常按照1/2-2小时的间隔出现。另外，在带材过度偏离中心线的情况下需要进行校正时，也可能需要暂时打开密封件。在这样的暂时打开期间，也需要保护气体自然地留在设备内部，并且防止空气进入设备。光亮退火设备的示例例如可见EP 0914481。该设备包括倒置U形带材处理隧道，两条竖直腿部经由顶部辊室(轧室)彼此连接。竖直指向上的腿部，即在退火期间带材穿过其沿向上方向被引导的腿部，通过遮蔽的入口滑槽形成，在其上部设置有预加热工位。竖直指向下的腿部，即在退火期间带材穿过其沿向下方向被引导的腿部，在其上部具有马弗炉(muffle)型加热工位，在其下部具有冷却工位。入口滑槽、马弗炉型加热工位和冷却工位基本上气密地彼此连接。入口滑槽的下端和冷却工位的下端分别形成带材入口和带材出口，它们均设置有保护气体封闭件。对于这种类型的设备，在退火期间，带材主要以向下带材输送方向被加热和冷却。光亮退火设备的另一示例可见EP 0675208。该设备也包括倒置U形带材处理隧道，两个腿部经由顶部辊室彼此连接。竖直指向上的腿部现在在其下部通过马弗炉型加热工位形成，中部为耐火材料型加热工位，上部为冷却工位。竖直指向下的腿部形成屏蔽的排出滑槽。同样，马弗炉和耐火材料型加热工位、冷却工位和排出滑槽基本上气密地彼此连接，马弗炉型加热工位和排出滑槽的下端形成带材入口和出口，它们均设置有保护气体封闭件。在退火期间，带材完全以向上带材输送方向被加热和冷却。在两个示例中，从加热工位出来的带材在相同的腿部中向下在冷却工位中利用强制气体循环冷却(所谓的喷射冷却)。加热工位和冷却工位均填充有保护气体。将带材冷却至足够低的温度，以能够将退火带材暴露于空气，而不会由于接触空气而导致带材表面的变色或其他损伤。在两个示例中，带材入口和出口需要气体封闭件，例如橡胶涂覆辊或高强度纤维(fibre stroke)，以便最小化或基本上防止含氢保护气体的损耗。这非常重要，因为含H2保护气体的任何泄漏会立即引起爆炸或着火，从而导致危险情形。另外，气体封闭件能够在退火期间保持加热工位处于足够的过压下，以防止泄漏点处进入空气。 两个示例的缺点在于，其最大建筑高度受限，因此生产能力也受限。两种设备的特征在于，主要的加热和冷却行为在设备的同一个向上或向下的腿部中进行。将设备的这一腿部构建得太高会导致在该腿部中，一定量带材的自重悬于其最热点下面，从而在热的带材中引起高张力。这在EP 0675208中尤其成问题，因为带材在加热工位的上部，即腿部的上半部，达到其最热点，因此该最热点不得不承载许多带材的自重，再加上为了使带材正确行进和引导而可能需要的任何附加带材张力。对于EP 0675208的马弗炉型加热工位，这样的建筑高度限制也适用，但由于热马弗炉材料的自重从其顶端马弗炉的热点处向下垂下，从马弗炉的最大高度将处于超过马弗炉的最大容许热应力的某一高度。两个示例的另一缺点在于，在退火工艺期间下落的任何颗粒可能滞留在入口或出口气体封闭件中，这可能导致对必须经过封闭件的带材表面的损坏。对于耐火材料型加热工位，这些颗粒可能由从加热工位的隔热砖剥落的砖灰或砖粒形成。在加热期间，这些隔热砖经受由紧密地安装在隔热砖前面的电加热元件的强热辐射引起的剧烈热膨胀和收缩。例如,如果加热工位中需要达到1200C的温度，则电加热元件本身可达到约1700C的温度。从隔热砖剥落的砖灰或砖粒最终会下落在气体封闭件中。对于马弗炉型加热工位，这些颗粒可能由在较早阶段附着到马弗炉壁或其他内部零件上以及其在某些时候会剥落并下落到封闭件中的颗粒形成。这些早期驻留的颗粒可能由通常的尘粒形成，或者由带材材料的组分形成，其在较早阶段在退火期间从带材材料蒸发出来，然后在加热或冷却工位的较冷表面零件处升华。
技术实现思路
本专利技术旨在克服一个或多个上述缺点和/或提供可用的替代方式。具体地讲，本专利技术旨在提供一种有效且安全操作的退火设备，通过该退火设备可实现高生产能力、高退火品质和/或低生产成本。更具体地讲，本专利技术的主要目的在于提供一种全新类型的用于光亮退火的炉，其生产能力显著高于现有技术的倒置U型设计的竖直炉中可实现的生产能力，并且还通过降低爆炸风险来提高此类设备的安全性。这一目的通过根据权利要求1所述的退火设备来实现。所述退火设备包括入口滑槽、带有加热装置的加热工位、带有冷却装置的冷却工位和排出滑槽。所述入口滑槽、加热工位、冷却工位和排出滑槽依次设置，并基本上气密地彼此连接。它们一起限定M形纵向蜿蜒的基本上气密的带材处理隧道，所述带材处理隧道填充有保护气体，并具有四个竖直指向的腿部，所述腿部利用第一顶部辊室、下侧转向段和第二顶部辊室彼此连接。各顶部辊室具有至少一个辊，以用于将带材从设置于其下方的一个腿部引导至另一腿部。所述隧道在入口滑槽和排出滑槽的下端处具有带材入口和带材出口，所述带材入口和带材出口均设置有保护气体封闭件。入口滑槽沿着第一个腿部延伸。加热工位和冷却工位沿着第二个腿部，以及沿着下侧转向段并沿着第三个腿部延伸。排出滑槽沿着第四个腿部延伸。设置带材进料装置和带材排出装置，以用于在退火工艺期间使带材作为两个顶部辊室之间的自由悬挂环沿着第二腿部、下侧转向段和第三腿部连续引导。在退火期间，金属带材经由入口处的气体封闭件连续进入设备中，随后沿着向上的方向朝着第一顶部辊室行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.14 NL 20048831.一种退火设备，其用于引导穿过所述设备的金属带材的连续退火，包括 -入口滑槽； -带有加热装置的加热工位； -带有冷却装置的冷却工位； 所述入口滑槽、所述加热工位和所述冷却工位依次设置，并基本上气密地彼此连接，使得它们限定纵向蜿蜒的基本上气密的带材处理隧道，所述带材处理隧道将填充有保护气体，并具有竖直指向的隧道部分，所述隧道部分利用顶部辊室彼此连接，所述顶部辊室具有至少一个辊，以用于将所述带材从一个竖直指向的隧道部分引导至另一个竖直指向的隧道部分， 所述隧道在其相应的外端具有带材入口和带材出口，所述带材入口和带材出口均设置有保护气体封闭件， 其特征在于 所述设备还包括排出滑槽，所述排出滑槽在所述冷却工位的下游并基本上气密地连接至所述冷却工位， 所述入口滑槽、顶部辊室的第一个、所述加热工位、所述冷却工位、顶部辊室的第二个和所述排出滑槽一起限定M形蜿蜒的隧道，所述隧道具有四个腿部，所述腿部经由两个顶部辊室和下侧转向段彼此连接，其中 -所述入口滑槽沿着第一个腿部延伸； -所述加热工位和所述冷却工位沿着第二个腿部、所述下侧转向段和第三个腿部延伸； -所述排出滑槽沿着第四个腿部延伸， 其中设置带材进料装置和带材排出装置，以用于在退火工艺期间使作为自由悬挂环的所述带材在所述两个顶部辊室之间连续引导穿过沿着所述第二腿部、所述下侧转向段和所述第三腿部延伸的所述加热和冷却工位。2.根据权利要求1所述的退火设备，其特征在于，所述加热工位至少沿着所述第二腿部的一部分延伸，并且所述冷却工位至少沿着所述第三腿部的一部分延伸。3.根据权利要求2所述的退火设备，其特征在于，所述加热工位还沿着所述下侧转向段延伸。4.根据前述权利要求中的一项所述的退火设备，其特征在于，所述冷却工位沿着基本上整个所述第三腿部延伸。5.根据权利要求3所述的退火设备，其特征在于，所述加热工位还沿着所述第三腿部的下部延伸，并且所述冷却工位沿着所述第三腿部的上部延伸。6.根据权利要求3-5中的一项所述的退火设备，其特征在于，所述加热工位包括至少两个分离的加热室 -第一室，其沿着所述第二腿部延伸， -第二室，其沿着所述下侧转向段延伸， 所述室利用基本上气密的柔性连接件彼此分离。7.根据权利要求5和6所述的退火...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·A·勒伊特，
申请(专利权)人：安德里茨热技公司，
类型：
国别省市：