專利名稱：均衡含受控氧化環(huán)境加熱爐溫度的方法及實(shí)施它的加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如主權(quán)利要求前述部分所述的用于均衡具有受控氧化環(huán)境的加熱爐中溫度的方法。
本發(fā)明還涉及用于實(shí)施上述方法的加熱爐。
本發(fā)明協(xié)同進(jìn)行加熱、保溫和/或溫度均衡的加熱爐適用于軋制扁坯、尤其是薄扁坯的軋制線，上述加熱爐置于澆注機(jī)和軋機(jī)組之間的中間位置。
軋制線方面的現(xiàn)有技術(shù)涉及到需要設(shè)置進(jìn)行加熱、保溫和/或溫度均衡并位于連續(xù)澆注機(jī)和軋機(jī)組之間的加熱爐。
這種加熱爐的目的是防止以低澆注速度輸送的坯制品的溫度降低，并為在下游進(jìn)行的軋制工藝準(zhǔn)備上述坯制品。
更確切地說，這種爐的主要任務(wù)是將溫度維持在高溫下并均衡坯制品的坯芯處和表面處的溫度。
如果設(shè)有剪切機(jī)，這種加熱爐通常在上游與其配合使用。
這種加熱爐通常安裝有沿加熱爐長度方向均勻分布的多個(gè)燒嘴，這些燒嘴通常位于側(cè)壁上較高位置處，此外，這種加熱爐還裝有最好配套的多個(gè)吸氣或抽氣口，以便排放煙氣。
在現(xiàn)有技術(shù)中，燒嘴的作用在于保證加熱爐內(nèi)具有中性氣氛、乃至局部還原氣氛。
有意造成這種情形，以便防止由于氧化而在扁坯的表面上形成針狀類型的氧化皮，這種氧化皮厚，隨后在下游的工序中很難清除。
正是基于這一原因，在加熱爐內(nèi)不發(fā)生嚴(yán)重的氧化反應(yīng)，于是所形成的氧化皮層主要由FeO分子組成，F(xiàn)eO分子很穩(wěn)定而且難于從扁坯表面將其清除。
在這種情形下，由于利用了水的氧化皮清除裝置不能有效地在加熱爐的出口處將扁坯上的全部氧化皮層清除，所以，經(jīng)常是需要借助于機(jī)械類型的氧化皮清除裝置。
此外，必須包圍住被輸送的坯制品以便保證坯制品的加熱及其溫度均衡的煙和氣體，往往位于一遠(yuǎn)離坯制品的高處位置，尤其是位于一抽氣口和其相鄰抽氣口之間的區(qū)域。
這種情況的結(jié)果是由燒嘴所產(chǎn)生的熱量沒有均勻有效地傳遞到需加熱的坯制品上，特別是，造成加熱爐內(nèi)坯制品的上表面比其下表面所經(jīng)受的作用更強(qiáng)烈。
另外，煙對(duì)需加熱的坯制品的這種不連續(xù)和不均勻的作用不能在坯制品的表面獲得可控制的恒定反應(yīng)，其結(jié)果是，形成的氧化皮不具有恒定且均勻的工藝特征。
而且，考慮到加熱爐的可為80米或更長的巨大長度，氧化皮層的形成是不可控制及不均勻的，可導(dǎo)致難于清除氧化皮而且在澆注的坯制品的不同表面產(chǎn)生非常不同的結(jié)果。
對(duì)這種類型的加熱爐，經(jīng)常遇到的另外一個(gè)不足之處與下述事實(shí)有關(guān)，在與輸送輥?zhàn)酉嗦?lián)并支承被輸送的坯制品的若干環(huán)的周邊上，所形成的氧化皮層最終還可能會(huì)在坯制品的表面上造成切口和坑槽。
這些切口和坑槽在后續(xù)工藝步驟期間仍保留在坯制品上，并導(dǎo)致最終的坯制品的品質(zhì)降低，不可接受。
本申請(qǐng)人已經(jīng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)并實(shí)施的這一發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足、排除了那些長期以來一直是操作者抱怨的主題的問題，并取得了進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。
在各獨(dú)立權(quán)利要求中提出了本發(fā)明并給出了其特征，而一些從屬權(quán)利要求則描述了主要實(shí)施例思想的一些改型。
本發(fā)明的目的在于，在一個(gè)加熱和/或保溫加熱爐內(nèi)，在一個(gè)強(qiáng)烈氧化環(huán)境下實(shí)施一種溫度均衡方法，使得在扁坯的表面上所形成的氧化皮層在厚度和化學(xué)成分兩方面滿足要求，從而利用在下游進(jìn)行的操作可很容易地將氧化皮清除。
本發(fā)明的另一目的是，在要加熱坯制品的全部表面上能夠獲得基本上均勻的溫度和工藝條件，而且維持其溫度。
本發(fā)明的又另一目的是，提供一種這樣的加熱爐實(shí)施例，它能獲得上面所述的熱和工藝條件，而且能夠?yàn)橹С休佔(zhàn)荧@得極佳的工作條件。
按本發(fā)明的加熱和保溫爐最好位于一個(gè)澆注線中，此澆注線在連續(xù)澆注機(jī)的下游設(shè)有一個(gè)緊靠結(jié)晶器出口的下面進(jìn)行的受控的預(yù)軋制工藝。
這種加熱爐按常規(guī)也包括多個(gè)澆嘴，這些燒嘴最好沿爐的長度方向均勻分布，而且其各自的出口位于爐的側(cè)壁的高處位置。
按本發(fā)明，燒嘴的作用在于，在加熱爐內(nèi)生成一種受控的劇烈氧化氣氛，適于在扁坯的表面上將FeO分子轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2O3分子。
這一轉(zhuǎn)變以及對(duì)爐內(nèi)溫度參數(shù)的控制(溫度與被處理的金屬類型有關(guān))，使得能夠在爐的出口位置獲得所希望的可控制的氧化皮層，這種氧化皮層的工藝特性使得，甚至在采用利用水的傳統(tǒng)氧化皮清除裝置時(shí)，也能保證將氧化皮完全清除。
此外，為了保證在爐內(nèi)對(duì)扁坯的全部表面進(jìn)行恒定一致的處理，在兩個(gè)相鄰的燒嘴之間的中間位置設(shè)有分隔擋板，這些分隔擋板垂直延伸至爐內(nèi)要加熱的坯制品的附近位置。
這些擋板與位于下面的吸氣口相配合引導(dǎo)并傳送燒嘴所噴出的煙和氣體，以便使其更有效均勻地圍住要加熱的坯制品。
另外，這些擋板的作用使煙和氣體充分圍繞著坯制品并基本上均勻地圍住坯制品的全部表面；這種情況導(dǎo)致雙重的處理和工藝優(yōu)點(diǎn)。
第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，在坯制品的全部表面上溫度均衡。
第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)在坯制品的表面所形成的氧化皮層，不僅使其厚度而且使其化學(xué)成分均勻一致。
由此，增強(qiáng)了在扁坯的全部表面上的氧化反應(yīng)和所希望的變成Fe2O3的轉(zhuǎn)變，并使其均勻。
按本發(fā)明，另一優(yōu)點(diǎn)是，將加熱爐劃分成兩個(gè)或兩個(gè)以上單元，其間置有一個(gè)氧化皮清除裝置。
眾所周知，在加熱爐的第一段所形成的氧化皮厚度較大，而隨后在后繼段，氧化皮形成的厚度穩(wěn)定，至少增厚較慢。
按本發(fā)明，氧化皮清除裝置基本上設(shè)置在氧化皮厚度的增長較慢的區(qū)域，位于加熱爐的兩個(gè)獨(dú)立單元之間清除所形成氧化皮層，從而使坯制品的表面恢復(fù)則基本上沒有氧化皮的狀態(tài)。
按本發(fā)明，可設(shè)有三個(gè)或三個(gè)以上的氧化皮清除裝置，這些氧化皮清除裝置沿通常約80米的加熱爐長度方向上與同樣多的加熱爐獨(dú)立單元結(jié)合在一起。
這一實(shí)施例使得，就氧化皮的厚度和化學(xué)成分而言，能以非常準(zhǔn)確的方式控制氧化皮的生成，同時(shí)，在加熱爐內(nèi)實(shí)施和強(qiáng)化氧化過程，從而在加熱爐的出口處可更有效容易地進(jìn)行氧化皮清除工藝。
按本發(fā)明，設(shè)有一個(gè)裝置與一個(gè)用于排放氧化皮的漏斗形出口配合工作，用于排除環(huán)的周邊的氧化皮，上述出口位于輸送坯制品的支承輥?zhàn)拥南旅?，而上述環(huán)則用于支承要加熱的坯制品并與支承輥?zhàn)咏Y(jié)合在一起。
按本發(fā)明，上述這一裝置包括與可動(dòng)的臂結(jié)合在一起的切削或磨削裝置，所述可動(dòng)的臂能使上述切削或磨削裝置與支承環(huán)相配合地定位。
附圖中給出了一非限制性示例，表示了本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例。附圖中

圖1為本發(fā)明的加熱和/或保溫爐；圖2為沿圖1所示爐的氧化皮層的厚度變化示例的示意圖；圖3為圖1所示類型加熱爐的可能的縱剖視詳圖；圖4為圖1所示類型加熱爐的一可能的橫剖視圖，其中可見從與輥?zhàn)酉嗦?lián)的支承環(huán)上除去氧化皮的裝置。
附圖中所示的加熱和/或保溫爐10包括一個(gè)保溫室11，此保溫室11與由多個(gè)輥?zhàn)?2所限定的一個(gè)支承和進(jìn)給表面相聯(lián)系。
各輥?zhàn)?2包括安裝在位于保溫室11之外的軸承14中的相應(yīng)的軸13，這些軸13的一端與一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置15相連。
爐10在其端部具有可被打開的門16并在其下側(cè)有耐火爐座17。
爐10包括許多燒嘴18，這些燒嘴18最好沿爐10的長度方向均勻分布，而且其出口朝向爐10的內(nèi)側(cè)。
燒嘴18被供給放出煙和氣體混合物，此煙和氣體混合物在爐內(nèi)生成一種強(qiáng)氧化氣氛；這樣就使開始并強(qiáng)化利用氧化將FeO分子變成Fe2O3成為可能，從而在扁坯19的表面上獲得一所希望的受控氧化皮層，此氧化皮層并不堅(jiān)固從而可很容易地清除。
在支承扁坯19的輥?zhàn)?2所構(gòu)成的表面之下，設(shè)有吸氣口21，這些吸氣口21用于向下吸取由燒嘴18噴出的加熱煙和氣體23。
這樣，借助于燒嘴18和吸氣口21，就有了呈分隔擋板20形式的分氣裝置，這些分氣裝置的任務(wù)就是輸送煙和氣體23環(huán)繞扁坯19，從而在扁坯19的全部表面上產(chǎn)生均勻加熱作用。
由燒嘴18噴出的環(huán)繞扁坯19的煙和氣體23的上述均勻加熱作用使變成Fe2O3分子的化學(xué)氧化反應(yīng)更強(qiáng)烈、有效和均勻，其結(jié)果是，氧化層以均勻受控的方式形成。
圖1所示中，爐10被構(gòu)造成三個(gè)相互分隔開的單元10a、10b和10c，這三個(gè)單元順序排列并由中間保溫室111相連。
每個(gè)爐單元10a、10b和10c在其入口和出口均設(shè)有隔板37，這些隔板37使?fàn)t10向外的散熱減少。
按本發(fā)明的改型，爐10由兩個(gè)單元構(gòu)造而成，或者由四個(gè)或四個(gè)以上單元構(gòu)造而成。
在此情形下，在一個(gè)爐單元與相鄰爐單元之間置有一個(gè)氧化皮清除裝置22。
按本發(fā)明，上述氧化皮清除裝置22的任務(wù)是清除在爐10的第一段中已經(jīng)形成的氧化皮層，從而使扁坯19的表面狀況恢復(fù)到與在爐10入口處時(shí)的表面狀況基本相同。
在爐10的第一段中，氧化皮的厚度以非常高的速度逐漸增大，直至氧化皮的厚度達(dá)到一值S1為止，隨后氧化皮的厚度穩(wěn)定，或以非常低的速度增大(見圖2)。
在此情形下，一個(gè)第一氧化皮清除裝置22a設(shè)在爐10的第一單元10a的下游，基本上處于氧化皮厚度達(dá)到值S1時(shí)的位置，從而將氧化皮層徹底清除。
隨后扁坯19送入爐的第二單元10b中，氧化皮層又增大至厚度S1，隨后又被一個(gè)第二氧化皮清除裝置22b清除。
最后，在此情形中，還存在爐10的一個(gè)第三單元10c，此第三單元10c同樣伴有一個(gè)第三氧化皮清除裝置22c。
上述這一實(shí)施例使得，能對(duì)在扁坯19表面上的氧化皮層的形成進(jìn)行非常精密且準(zhǔn)確的控制，并能對(duì)氧化反應(yīng)進(jìn)行受控調(diào)節(jié)，這樣就使得所獲得的氧化皮可很容易地從扁坯19表面清除。
按本發(fā)明，一個(gè)適用于在氧化皮清除操作后測(cè)量氧化皮殘余層厚的裝置與各氧化皮清除裝置22協(xié)同工作，并設(shè)在其下游。
按本發(fā)明的一改型，一個(gè)用于測(cè)量氧化皮層厚度的裝置31(圖中未示出)亦可直接設(shè)在各氧化皮清除裝置22的上游。
按本發(fā)明，上面提到的這些用于測(cè)量氧化皮層的裝置31可借助于一個(gè)致動(dòng)和控制裝置與燒嘴18相連，從而可依照對(duì)不正確的氧化皮層的探測(cè)情況來改變燒嘴18的工作和供給參數(shù)。
在此實(shí)施例中，形如漏斗的收集道24位于輥?zhàn)?2的下面，用于收集并輸送從扁坯19的表面和從輥?zhàn)?2的表面在爐10內(nèi)熱處理過程中脫落的氧化皮和其他雜質(zhì)。
按本發(fā)明，設(shè)有一個(gè)排除設(shè)置25與收集道24一起配合工作，用于排除在環(huán)35的表面所產(chǎn)生的氧化皮，這些環(huán)35與輥?zhàn)?2的表面相連并用于支承扁坯19。
在此情形中，排除裝置25包括一個(gè)小車26，此小車可在車輪27上運(yùn)行，并與一個(gè)底板28連在一起。
上述小車26可在底板28上沿由收集道24尺寸所限定的剩余空間縱向移動(dòng)。
一個(gè)可伸縮的臂30安裝在小車26上，并帶有氧化皮去除裝置，在此，氧化皮去除裝置包括圓形砂輪32。
在該實(shí)施例中，設(shè)有一對(duì)圓形砂輪32分別位于臂30相對(duì)的兩側(cè)。
小車26也可以相對(duì)爐10沒箭頭34所示方向橫向來回移動(dòng)，以便使圓形砂輪32與安裝在一單個(gè)輥?zhàn)?2上的所有的環(huán)35相對(duì)應(yīng)。
由于在此每個(gè)排除裝置25要負(fù)責(zé)一對(duì)輥?zhàn)?2，所以可使臂30在一個(gè)活動(dòng)鉸鏈38上沿縱向33(見圖3)來回?cái)[動(dòng)，從而照管到一對(duì)輥?zhàn)又械母鱾€(gè)輥?zhàn)?2。
處于內(nèi)縮位置的臂30離開收集道24，使收集道24可由滑閥裝置29將其合閉。
與排除裝置25一起，最好設(shè)有一個(gè)可定位的保護(hù)板36。
權(quán)利要求
1.一種均衡具有受控氧化環(huán)境的加熱爐(10)中溫度的方法，上述加熱爐(10)包括至少一個(gè)與由多個(gè)輥?zhàn)?12)構(gòu)成的支承和傳輸表面相配合的保溫室(11)，上述輥?zhàn)?12)包括支承扁坯(19)的若干環(huán)(35)，在加熱爐(10)內(nèi)的上部設(shè)有多個(gè)燒嘴(18)，而多個(gè)吸氣口(21)則設(shè)在加熱爐(10)的下部，本方法的特征在于對(duì)燒嘴(18)的供給調(diào)節(jié)成，保證在加熱爐(10)內(nèi)有強(qiáng)烈的氧化氣氛，從而在爐(10)內(nèi)的扁坯(19)的表面上獲得所希望的可控制氧化皮層，上述強(qiáng)烈的氧化氣氛被傳輸以便連續(xù)且均勻地環(huán)繞并圍住扁坯(19)的全部周邊，加熱爐(10)在下游與一個(gè)用于清除所形成的氧化皮層的氧化皮清除裝置(22)配合工作。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于依照由燒嘴(18)所噴出的煙和氣體的成分，氧化皮層的厚度和化學(xué)成分得到控制。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于由燒嘴(18)噴出的煙和氣體利用分隔擋板(20)傳輸成與扁坯(19)的全部周邊相協(xié)作，上述分隔擋板(20)定位成與燒嘴(18)相合作并垂直延伸靠近扁坯(19)的上表面。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于至少一個(gè)清除所形成的氧化皮層的工序設(shè)在爐(10)的中間位置。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于至少在上述清除氧化皮層工序的下游設(shè)有一個(gè)測(cè)量在扁坯(19)表面的氧化皮層厚度的工序。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于上述測(cè)量氧化皮層厚度的工序控制燒嘴(18)工作參數(shù)的調(diào)節(jié)和修正，以便產(chǎn)生不同程度的氧化氣氛。
7.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于它至少包括一個(gè)從與輥?zhàn)?12)相結(jié)合的支承環(huán)(35)的表面上清除氧化皮的工序。
8.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于它采用本說明書的內(nèi)容。
9.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于它采用本說明書附圖的內(nèi)容。
10.一種具有受控氧化環(huán)境的加熱爐(10)，它包括至少一個(gè)與由多個(gè)輥?zhàn)?12)構(gòu)成的支承和傳輸表面相配合的保溫室(11)，上述輥?zhàn)?12)包括支承扁坯(19)用的環(huán)(35)，多個(gè)燒嘴(18)設(shè)在加熱爐(10)內(nèi)部的上部，而多個(gè)吸氣口(21)則設(shè)在加熱爐(10)內(nèi)部的下部，其特征在于它包括多個(gè)用于引導(dǎo)和傳送煙和氣體的分隔擋板(20)，反述分隔擋板(20)與燒嘴(18)相配合確定位置并垂直延伸至靠近扁坯(19)上表面的位置，燒嘴(18)的供給應(yīng)使得在加熱爐(10)內(nèi)生成強(qiáng)烈氧化氣氛。
11.如權(quán)利要求10所述的加熱爐(10)，其特征在于它構(gòu)造成至少具有兩個(gè)單元(10a，10b)，其間置有一個(gè)用于清除氧化皮層的裝置(22)。
12.如權(quán)利要求11所述的加熱爐(10)，其特征在于設(shè)有一個(gè)測(cè)量氧化皮層厚度的裝置(31)與至少一個(gè)用于清除氧化皮層的裝置(22)合作，而且至少是與設(shè)在下游的至少一個(gè)清除氧化皮層的裝置(22)合作。
13.如權(quán)利要求11或12所述的加熱爐(10)，其特征在于與設(shè)在輥?zhàn)?12)下面用于容納排除的氧化皮的漏斗形道(24)相配合，設(shè)有一個(gè)從支承扁坯(19)并與輥?zhàn)?12)結(jié)合在一起的環(huán)(35)的表面排除氧化皮的裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的加熱爐(10)，其特征在于一個(gè)氧化皮排除裝置(25)至少負(fù)責(zé)兩個(gè)輥?zhàn)?12)。
全文摘要
一種均衡加熱爐(10)中溫度的方法，該加熱爐具有一個(gè)與由多個(gè)輥?zhàn)?12)構(gòu)成的支承和傳輸表面相配合的保溫室(11)，和設(shè)在其內(nèi)的多個(gè)燒嘴(18)，對(duì)燒嘴的供給調(diào)節(jié)成，保證在加熱爐內(nèi)有氧化氣氛，從而在扁坯(19)的表面上獲得所希望的氧化皮層，氧化氣氛被傳輸以便連續(xù)且均勻地圍住扁坯的全部周邊。加熱爐還具有多個(gè)煙和氣體的分隔擋板(20)，分隔擋板與燒嘴相配合確定位置并垂直延伸至靠近扁坯上表面。
文檔編號(hào)C21D9/70GK1152483SQ96111988
公開日1997年6月25日 申請(qǐng)日期1996年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月13日
發(fā)明者法比奧·法索利, 羅伯托·米隆 申請(qǐng)人:丹尼利機(jī)械廠聯(lián)合股票公司