專(zhuān)利名稱(chēng)：一種罩式爐退火的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種罩式爐退火的方法和裝置，具體 涉及一種組合式罩式爐退火的方法及裝置。
背景技術(shù)：
材料退火主要有兩個(gè)基本作用，一是消除加工過(guò)程中產(chǎn)生的硬化和殘余應(yīng)力，軟 化材料，提高塑性，便于進(jìn)一步加工；二是改變材料的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要的晶粒度和晶 粒取向性。罩式爐退火是冷軋鋼材熱處理的主要技術(shù)之一，即將幾卷鋼材疊成垛，用保護(hù)罩 罩住后進(jìn)行加熱升溫，達(dá)到規(guī)定的退火溫度并經(jīng)保溫后再進(jìn)行冷卻。一般罩式爐退火采用 單垛式或多垛式，垛好鋼材后罩上保護(hù)罩，通入保護(hù)氣，再罩上加熱罩，在加熱罩和保護(hù)罩 之間加熱，通過(guò)保護(hù)罩內(nèi)保護(hù)氣的流動(dòng)把熱量傳遞給鋼材，加熱到要求的退火溫度后保溫， 然后移去加熱罩，再罩上冷卻罩，用風(fēng)和/或水冷卻至常溫?，F(xiàn)有鋼材罩式爐退火存在的缺 點(diǎn)是退火過(guò)程中罩式爐單獨(dú)加熱或冷卻，熱量不能循環(huán)利用，造成了能源的浪費(fèi)；利用加 熱罩對(duì)保護(hù)罩內(nèi)鋼材間接式加熱，傳熱效率低，容易造成粘鋼；頻繁換罩，運(yùn)行成本高，勞動(dòng) 強(qiáng)度大，安全性差。本申請(qǐng)人公告號(hào)為CN100582252C的名專(zhuān)利專(zhuān)利公開(kāi)一種組合式罩式爐退火的方 法及其退火爐裝置，“至少兩臺(tái)罩式爐串聯(lián)安裝，設(shè)有保護(hù)氣集中加熱器和配套的供給裝 置，用加熱后的保護(hù)氣直接對(duì)保護(hù)罩內(nèi)被退火材料進(jìn)行預(yù)熱、加熱、保溫和冷卻處理，退火 過(guò)程中保護(hù)氣在罩式爐間循環(huán)流動(dòng)，把高溫階段的剩余熱量傳給下一低溫階段，低溫保護(hù) 氣經(jīng)過(guò)冷卻階段返回保護(hù)氣加熱器，濁氣經(jīng)過(guò)濾后返回保護(hù)氣系統(tǒng)使用”。該專(zhuān)利退火過(guò)程 中的熱量循環(huán)利用，退火過(guò)程不用加熱罩和冷卻罩，用保護(hù)氣直接在保護(hù)罩內(nèi)加熱或冷卻 材料，節(jié)省費(fèi)用。但是該專(zhuān)利需要復(fù)雜的保護(hù)氣制備、加熱和輸送過(guò)程，并且熱處理時(shí)間長(zhǎng)。 本發(fā)明是在該專(zhuān)利基礎(chǔ)上的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，進(jìn)一步提高加熱效率，節(jié)省能源，簡(jiǎn)化流程，優(yōu)化罩 式爐退火操作，本發(fā)明提供一種罩式爐退火的方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種實(shí)現(xiàn)上 述罩式爐退火方法的裝置。本發(fā)明提供的罩式爐退火的方法，過(guò)程為將被退火材料吊放在料架上，置于罩式 爐內(nèi)，在保護(hù)氣體的存在下進(jìn)行加熱退火。3 12臺(tái)罩式爐串聯(lián)操作，分別進(jìn)行預(yù)熱、加熱 和冷卻過(guò)程，被退火材料通過(guò)輸送通道依次在預(yù)熱、加熱和冷卻過(guò)程的罩式爐之間輸送，通 過(guò)保護(hù)氣循環(huán)流動(dòng)，用冷卻罩式爐放出的熱量加熱處于預(yù)熱罩式爐中的被退火材料。保護(hù) 氣體的組成為氫氣和/或氮?dú)猓瑲錃夂偷獨(dú)獾捏w積比為0 100 100 0。被退火材料為冷軋帶鋼、冷軋卷鋼、鋼材制品、合金材料及制品、鋁制品、銅制品、 鑄件、鍛件或焊接件。罩式爐分為低溫預(yù)熱罩式爐、高溫預(yù)熱爐、加熱罩式爐、高溫冷卻罩式 爐和低溫冷卻罩式爐。低溫預(yù)熱罩式爐的預(yù)熱溫度為200 220°C ；高溫預(yù)熱爐的預(yù)熱溫度為380 420°C ；加熱罩式爐的加熱溫度為600 800°C ；高溫冷卻罩式爐的冷卻溫度為 400 500°C和低溫冷卻罩式爐的冷卻溫度為200 250°C。據(jù)工藝要求發(fā)定各罩式爐的操 作溫度。本發(fā)明提供的罩式爐裝置包括罩式爐及配套的保護(hù)氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和排放系 統(tǒng)。罩式爐設(shè)有爐罩、爐臺(tái)，爐罩內(nèi)設(shè)有風(fēng)扇、料架，爐罩頂部設(shè)有吊掛被退火材料的吊鏈。 3 12臺(tái)罩式爐串聯(lián)安裝，1 4臺(tái)預(yù)熱罩式爐、1 4臺(tái)冷卻罩式爐和1 2臺(tái)加熱罩式 爐。爐臺(tái)下部設(shè)有輸送被退火材料的輸送通道，罩式爐體與輸送通道之間設(shè)有密封閥門(mén)。預(yù) 熱罩式爐和冷卻罩式爐內(nèi)設(shè)有輻射管，冷卻罩式爐內(nèi)的輻射管通過(guò)熱風(fēng)管路與預(yù)熱罩式爐 連通，預(yù)熱罩式爐內(nèi)的輻射管通過(guò)熱風(fēng)管路與冷卻罩式爐連通，罩式爐內(nèi)料架周?chē)O(shè)有隔 板，隔板可以上下移動(dòng)。加熱罩式爐設(shè)有燒嘴和/或電加熱設(shè)備。料架設(shè)有2 10層料盤(pán)，每層料盤(pán)用吊鏈吊掛在上一層料盤(pán)上，每?jī)蓪恿霞苤g 設(shè)有橫向風(fēng)道。料架中間設(shè)有中間風(fēng)道，中間風(fēng)道設(shè)有中間隔板，中間隔板能夠上下移動(dòng)。 電加熱設(shè)備為電阻帶、電爐絲或碳棒，不排除其它的電加熱設(shè)備。輻射管為蛇形管、直管或 波紋管。輸送通道內(nèi)每?jī)膳_(tái)罩式爐之間設(shè)有插板閥。作為備用，預(yù)熱罩式爐和冷卻罩式爐 之間設(shè)有循環(huán)風(fēng)機(jī)，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的入口和出口與熱風(fēng)管路連接，用于保護(hù)氣體強(qiáng)制循環(huán)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，多臺(tái)罩式爐組合在一起操作，通過(guò)保護(hù)氣流 動(dòng)，用冷卻過(guò)程罩式爐放出的熱量加熱處于預(yù)熱過(guò)程罩式爐中的被退火利料，充分利用熱 能，提高退火效率。退火過(guò)程只用一層爐罩，用冷卻過(guò)程的保護(hù)氣直接加熱預(yù)熱過(guò)程的被退 火材料。由于不用隔焰加熱，省去了加熱罩和冷卻罩，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，節(jié)省設(shè)備投資和操 作費(fèi)用。預(yù)熱、加熱和冷卻過(guò)程在不同的罩式爐中進(jìn)行，被退火材料在預(yù)熱罩式爐中除去表 面的臟物，加熱和冷卻過(guò)程在較為潔凈的罩式爐中進(jìn)行，因此退火產(chǎn)品的表面質(zhì)量好。加熱 罩式爐可以選擇燃燒加熱和電加熱，操作靈活性好。


圖1本發(fā)明罩式爐裝置的示意圖；圖2為圖1的A-A圖；圖3為圖1的B-B圖；圖4為本發(fā)明另一方案的示意圖。其中1 (la、lb、lC、ld、le、lf)-罩式爐、2-熱風(fēng)管路、3_輸送通道、4_風(fēng)機(jī)、5_爐罩、 6-帶鋼、7中間風(fēng)道、8-輻射管、9-風(fēng)扇、10-吊鏈、11-燒嘴、12-橫向風(fēng)道、13-中間隔板、 14-爐臺(tái)、15-輸送設(shè)備、16-密封閥門(mén)、17-插板閥、18-隔板、19-電阻帶、20-循環(huán)風(fēng)機(jī)、 21-保護(hù)氣入口、22-保護(hù)氣出口。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1本發(fā)明罩式爐裝置如圖1、圖3所示，包括罩式爐1及配套的保護(hù)氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng) 和排放系統(tǒng)。罩式爐設(shè)有爐罩5、爐臺(tái)14，爐罩內(nèi)設(shè)有風(fēng)扇9、料架，風(fēng)扇由電機(jī)4驅(qū)動(dòng)。爐罩頂部設(shè)有吊掛被退火材料的吊鏈10。5臺(tái)罩式爐串聯(lián)安裝，2臺(tái)預(yù)熱罩式爐la、lb，兩臺(tái) 冷卻罩式爐ld、le和一臺(tái)加熱罩式爐lc。每個(gè)爐臺(tái)下部設(shè)有輸送被退火材料的輸送通道 3，輸送通道內(nèi)配有輸送設(shè)備15。輸送通道3內(nèi)每?jī)膳_(tái)罩式爐之間設(shè)有插板閥17，罩式爐體 與輸送通道之間設(shè)有密封閥門(mén)16。如圖2所示，預(yù)熱罩式爐和冷卻罩式爐內(nèi)分別設(shè)有輻射 管8，輻射管為蛇形管，盤(pán)繞在爐罩內(nèi)壁周?chē)?。冷卻罩式爐內(nèi)的輻射管通過(guò)熱風(fēng)管路2與預(yù) 熱罩式爐體內(nèi)連通，預(yù)熱罩式爐內(nèi)的輻射管通過(guò)熱風(fēng)管路與冷卻罩式爐連通，保護(hù)氣入口 21設(shè)在罩式爐的上部、保護(hù)氣出口 22設(shè)在罩式爐的下部。罩式爐內(nèi)料架為吊掛式，吊鏈吊 在爐罩的頂部。料架設(shè)有4層料盤(pán)，每層料盤(pán)用吊鏈吊掛在上一層料盤(pán)上。每?jī)蓪恿媳P(pán)之 間設(shè)有橫向風(fēng)道12，罩式爐內(nèi)料架周?chē)O(shè)有隔板18。料架中間設(shè)有中間風(fēng)道7，中間風(fēng)道設(shè) 有中間隔板13。罩式爐體內(nèi)設(shè)有周?chē)L(fēng)道、中間風(fēng)道和橫向風(fēng)道，目的是使被退火材料充分 換熱。用隔板18擋住周?chē)L(fēng)道后，保護(hù)氣從中間風(fēng)道通過(guò)，冷卻或預(yù)熱中間部分。用中間 隔板13擋住中間風(fēng)道后，保護(hù)氣從周?chē)L(fēng)道通過(guò)，冷卻或預(yù)熱周?chē)糠?。隔板和中間隔板 可以上下移動(dòng)，根據(jù)冷卻或預(yù)熱不同部位的需要調(diào)整上下位置。加熱罩式爐的爐罩設(shè)有燒 嘴11，爐罩內(nèi)設(shè)有電阻帶19，用于加熱。燒嘴可以噴入氧氣，也可以噴入燃料氣和氧氣/空 氣。罩式爐下部設(shè)有排污設(shè)施，用于及時(shí)排除臟物。罩式爐的爐臺(tái)下部設(shè)有排氣管路，用于 排除臟氣。作為備用，熱風(fēng)管路2設(shè)有旁路，旁路上設(shè)有循環(huán)風(fēng)機(jī)20，用于冷卻罩式爐和預(yù) 熱罩式爐之間保護(hù)氣體強(qiáng)制循環(huán)。 本實(shí)施例以冷軋帶鋼為被退火材料，保護(hù)氣為氮?dú)夂蜌錃獾幕旌衔?，氮?dú)夂蜌錃?的比為75 25，加熱罩式爐的加熱方式為電阻帶19加熱。罩式爐退火的過(guò)程為將被退火 的帶鋼6放在料盤(pán)上，通過(guò)輸送通道3運(yùn)送到低溫預(yù)熱罩式爐Ia下部，吊掛在料架上。向上 提升吊鏈10，依次吊掛4層料盤(pán)，提升至爐罩內(nèi)，關(guān)閉密封閥門(mén)16。低溫冷卻罩式爐Ie在 風(fēng)扇9的作用下保護(hù)氣體循環(huán)流動(dòng)，通過(guò)保護(hù)氣入口 21、熱風(fēng)管路2到低溫預(yù)熱罩式爐Ia 的輻射管8，再經(jīng)熱風(fēng)管路2到冷卻罩式爐的保護(hù)氣出口 22，進(jìn)入冷卻罩式爐進(jìn)行循環(huán)，輻 射管放出熱量，預(yù)熱低溫罩式爐Ia中的帶鋼。同樣，低溫預(yù)熱罩式爐Ia中的保護(hù)氣通過(guò)保 護(hù)氣入口 21、熱風(fēng)管路2到低溫冷卻罩式爐Ie的輻射管8，然后經(jīng)熱風(fēng)管路、保護(hù)氣出口 22 進(jìn)入低溫預(yù)熱罩式爐Ia進(jìn)行循環(huán)，保護(hù)氣通過(guò)低溫冷卻罩式爐Ie的輻射管8進(jìn)行換熱。低 溫預(yù)熱罩式爐Ia預(yù)熱到200 210°C后保溫兩個(gè)小時(shí)，然后打開(kāi)密封閥門(mén)16，放下吊鏈10， 使料架進(jìn)入輸送通道3。通過(guò)輸送設(shè)備15，將低溫預(yù)熱罩式爐Ia料架的料盤(pán)依次送至高溫 預(yù)熱罩式爐Ib下部，吊掛到料架上，向上提升吊鏈10至爐罩5內(nèi)，關(guān)閉密封閥門(mén)16。以低 溫冷卻罩式爐Ie和低溫預(yù)熱罩式爐Ia相同的方法，用高溫冷卻罩式爐Id冷卻帶鋼放出的 熱量繼續(xù)預(yù)熱高溫預(yù)熱罩式爐Ib的帶鋼。高溫預(yù)熱罩式爐Ib預(yù)熱到410 420°C后保溫 兩個(gè)小時(shí)，然后打開(kāi)密封閥門(mén)16，放下吊鏈10，使料架進(jìn)入輸送通道3。通過(guò)輸送設(shè)備15， 將預(yù)熱罩式爐Ib料架的料盤(pán)依次送至加熱罩式爐Ic下部，吊掛到料架上，向上提升吊鏈10 至爐罩5內(nèi)，關(guān)閉密封閥門(mén)16。打開(kāi)電源，利用電阻帶19加熱帶鋼，加熱至650°C，進(jìn)行保 溫均質(zhì)8 10小時(shí)，以上述方法將被退火材料輸送至高溫冷卻罩式爐Id中冷卻至440 450°C，再輸送至低溫冷卻罩式爐Ie中繼續(xù)冷卻至220 230°C，通過(guò)出料設(shè)備出料。本實(shí) 施例低溫預(yù)熱時(shí)間為2 4小時(shí)；高溫預(yù)熱時(shí)間4 6小時(shí)；加熱保溫時(shí)間10 15小時(shí)； 冷卻時(shí)間與相連接的預(yù)熱罩式爐預(yù)熱的時(shí)間對(duì)應(yīng)，具體時(shí)間根據(jù)被退火物料的工藝要求確 定。
實(shí)施例2本發(fā)明的另一實(shí)施方式如圖4所示，由6臺(tái)罩式爐串聯(lián)安裝，兩臺(tái)預(yù)熱罩式爐la、 lb、兩臺(tái)冷卻罩式爐ld、le和一臺(tái)加熱罩式爐lc、lf，其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例相同。本實(shí)施例增 加一臺(tái)加熱罩式爐，高溫預(yù)熱罩式爐Ib預(yù)熱完成后，被處理帶鋼交替進(jìn)入加熱罩式爐Ic或 If，加熱罩式爐Ic或If完成加熱和保溫均質(zhì)的過(guò)程后，將帶鋼依次輸送至高溫冷卻罩式爐 Id中，冷卻至440 450°C，低溫冷卻罩式爐Ie中繼續(xù)冷卻至220 230°C，通過(guò)出料設(shè)備 出料。其它操作及工藝條件與實(shí)施例相同。
權(quán)利要求
1.一種罩式爐退火的方法，過(guò)程為將被退火材料吊放在料架上，置于罩式爐內(nèi)，在保 護(hù)氣體的存在下進(jìn)行加熱退火。其特征是3 12臺(tái)罩式爐串聯(lián)操作，分別進(jìn)行預(yù)熱、加熱 和冷卻過(guò)程，被退火材料通過(guò)輸送通道(3)依次在預(yù)熱、加熱和冷卻過(guò)程的罩式爐之間輸 送，通過(guò)保護(hù)氣循環(huán)流動(dòng)，用冷卻罩式爐放出的熱量加熱預(yù)熱罩式爐中的被退火材料；所述 保護(hù)氣體的組成為氫氣和/或氮?dú)猓瑲錃夂偷獨(dú)獾捏w積比為0 100 100 0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述罩式爐退火的方法，其特征是所述被退火材料為冷軋帶鋼、 冷軋卷鋼、鋼材制品、合金材料及制品、鋁制品、銅制品、鑄件、鍛件或焊接件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述罩式爐退火的方法，其特征是所述罩式爐分為低溫預(yù)熱罩式 爐(Ia)、高溫預(yù)熱罩式爐(Ib)、加熱罩式爐(lc、lf)、高溫冷卻罩式爐(Id)和低溫冷卻罩式 爐(Ie)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述罩式爐退火的方法，其特征是所述低溫預(yù)熱罩式爐的預(yù)熱溫 度為200 220°C;高溫預(yù)熱爐的預(yù)熱溫度為380 420°C ；加熱罩式爐的加熱溫度為600 8000C ；高溫冷卻罩式爐的冷卻溫度為400 500°C和低溫冷卻罩式爐的冷卻溫度為200 250 "C。
5.一種罩式爐裝置，包括罩式爐及配套的保護(hù)氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和排放系統(tǒng)，罩式爐 設(shè)有爐罩(5)、爐臺(tái)(14)，爐罩內(nèi)設(shè)有風(fēng)扇(9)、料架，爐罩頂部設(shè)有吊掛被退火材料的吊鏈 (10)，其特征是3 12臺(tái)罩式爐串聯(lián)安裝，1 4臺(tái)預(yù)熱罩式爐(la、lb)、1 4臺(tái)冷卻罩 式爐(IcUle)和1 2臺(tái)加熱罩式爐(lc、lf)，爐臺(tái)下部設(shè)有輸送被退火材料的輸送通道 (3)，罩式爐體與輸送通道之間設(shè)有密封閥門(mén)(16)；預(yù)熱罩式爐和冷卻罩式爐內(nèi)設(shè)有輻射 管(8)，冷 卻罩式爐內(nèi)的輻射管通過(guò)熱風(fēng)管路(2)與預(yù)熱罩式爐連通，預(yù)熱罩式爐內(nèi)的輻射 管通過(guò)熱風(fēng)管路與冷卻罩式爐連通，預(yù)熱罩式爐和冷卻罩式爐內(nèi)料架周?chē)O(shè)有隔板(18)； 加熱罩式爐設(shè)有燒嘴(U)和/或電加熱設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的罩式爐裝置，其特征是所述料架設(shè)有2 10層料盤(pán)，每層 料盤(pán)用吊鏈(10)吊掛在上一層料盤(pán)上；每?jī)蓪恿霞苤g設(shè)有橫向風(fēng)道(12)；所述料架中間 設(shè)有中間風(fēng)道(7)，中間風(fēng)道設(shè)有中間隔板(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的罩式爐裝置，其特征是所述電加熱設(shè)備為電阻帶(19)、電爐 絲或碳棒。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的罩式爐裝置，其特征是所述輻射管為蛇形管、直管或波紋管。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的罩式爐裝置，其特征是所述輸送通道(3)內(nèi)每?jī)膳_(tái)罩式爐 之間設(shè)有插板閥(17)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的罩式爐裝置，其特征是預(yù)熱罩式爐和冷卻罩式爐之間設(shè)有 循環(huán)風(fēng)機(jī)(20)，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的入口和出口與熱風(fēng)管路(2)連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種罩式爐退火的方法及裝置，包括3～12臺(tái)罩式爐及配套的系統(tǒng)，罩式爐內(nèi)設(shè)有輻射管，冷卻罩式爐內(nèi)的輻射管預(yù)熱罩式爐聯(lián)通，預(yù)熱罩式爐內(nèi)的輻射管與冷卻罩式爐聯(lián)通。罩式爐串聯(lián)操作，分別進(jìn)行預(yù)熱、加熱和冷卻過(guò)程，被退火材料通過(guò)輸送通道依次在預(yù)熱、加熱和冷卻罩式爐之間輸送，通過(guò)保護(hù)氣循環(huán)流動(dòng)用冷卻狀態(tài)罩式爐放出的熱量加熱預(yù)熱罩式爐中的被退火材料。本發(fā)明采用保護(hù)氣體直接加熱，省去了加熱罩和冷卻罩，簡(jiǎn)化了流程，節(jié)省設(shè)備投資和操作費(fèi)用。被退火材料在預(yù)熱罩式爐中除去表面的臟物，加熱和冷卻過(guò)程在潔凈的罩式爐中進(jìn)行，退火產(chǎn)品的表面質(zhì)量好。
文檔編號(hào)C21D1/74GK102002559SQ20101050880
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者賈會(huì)平 申請(qǐng)人:賈會(huì)平