專利名稱：在受控氣氛下運(yùn)行的配有快速加熱和冷卻區(qū)部的爐子的安全裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
Olj 本發(fā)明涉及對(duì)配有快速加熱及冷卻區(qū)部的金屬帶連續(xù)熱處理生
產(chǎn)線的區(qū)部進(jìn)行的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
根據(jù)另一符合現(xiàn)有技術(shù)的連續(xù)生產(chǎn)線的例子，如從同一專利FR2809 418得到的圖3所示的，當(dāng)生產(chǎn)線在氫含量高的冷卻區(qū)部3下游不具有區(qū)部4時(shí)，使帶體從爐子輸出的出口裝置Sb位于加熱區(qū) 部側(cè)，以便所^i加熱區(qū)部起緩沖容積的作用，并且使裝置8a與8b之間的距離較大，以在空氣通過裝置8b進(jìn)入爐中的情況下減小空氣進(jìn)入高氫含量的區(qū)部3中的危險(xiǎn)性。 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)形成的光亮退火生產(chǎn)線一般配有由模制電阻構(gòu)成的輻射加熱裝置5。由于安放在單一垂直段上的約束以及該段的有限最大高度以與帶體在退火溫度的機(jī)械強(qiáng)度相容，模制電阻的低功率密度導(dǎo)致生產(chǎn)線的容量小，并且行進(jìn)速度慢。 用于在所述爐子與所述腔室之間實(shí)現(xiàn)氣氛隔離的所述裝置包括 兩組位于帶體兩側(cè)的兩輥或活門；并且，在所述兩組輥和/或所述兩組活門 之間形成氣氛抽提裝置，從而使氣氛流動(dòng)從所述爐子朝所述抽提裝置進(jìn)行和從所述腔室朝所述抽提裝置進(jìn)行，而在所述爐子與所述腔室之間沒有氣 氛交換。優(yōu)選地，入口和出口裝置與氣氛隔離裝置在相同高度，以侵J吏這 些裝置上游和下游的壓力相同。本發(fā)明除上述設(shè)置外還有一些其它設(shè)置，通過下面參照附圖描述 的非限定實(shí)施例可以清楚地了解這些設(shè)置。附圖中 [48

圖1是符合現(xiàn)有技術(shù)的爐子的垂直剖面示意圖。 [49圖2是符合現(xiàn)有技術(shù)的爐子的一實(shí)施變型的垂直剖面示意圖。 [50圖3是符合現(xiàn)有技術(shù)的爐子的另一實(shí)施變型的垂直剖面示意圖。 [51圖4也是符合現(xiàn)有技術(shù)的爐子的垂直剖面示意圖。 [52圖5是符合本發(fā)明的感應(yīng)爐的垂直剖面示意圖。 [53圖6是符合本發(fā)明的感應(yīng)爐的另一實(shí)施變型。
ii[54圖7是符合本發(fā)明的爐子的另一實(shí)施變型。圖IO表示相繼的空氣等濃度曲線。
具體實(shí)施例方式才艮據(jù)本發(fā)明，腔室9內(nèi)產(chǎn)生的空氣羽毛形體20在T時(shí)刻的長度 P的特征在于，該長度P作為沿由氮中的空氣等濃度線所確定的包封部 (enveloppe)的羽毛形體軸線的長度，而氮中的空氣等濃度等于這樣的濃 度如果涉及空氣與爐中存在的中性氣體或N2+H2之間的混合，則該濃 度相應(yīng)于爆炸上界。換句話說，該羽毛形體20的包封部內(nèi)的氮中的空氣濃 度大于該界限，而在該羽毛形體20的包封部周圍的氮中的空氣濃度還未達(dá) 到該極限。另夕卜，本發(fā)明在爐子下部于爐子的上升段與下降段之間具有連接 通道15，從而使上升段與下降段的氣氛在爐子下部連通，以有助于壓力平 衡并減小裝置11和13處所需要求的排出流量。 本發(fā)明設(shè)置一個(gè)或多個(gè)將氮注入腔室9中的注氮位點(diǎn)16，并設(shè)置 一個(gè)或多個(gè)將氮注入爐子2中的注氮位點(diǎn)18。 一個(gè)或多個(gè)配有過壓下開放 的裝置的泄放位點(diǎn)19可避免爐中壓力超過它的額定工作值。這些泄放位點(diǎn) 例如位于爐子上部。 現(xiàn)在簡要描述如何確定腔室9中的空氣羽毛形體的長度P。長度 P受決定射流物理的規(guī)律的支配。因此進(jìn)入流量取決于大氣壓與腔室9內(nèi)的壓力之間的壓力差J戶。
符號(hào)Pair代表空氣的體積質(zhì)量。應(yīng)評(píng)估腔室內(nèi)的壓力隨時(shí)間的變化，以確 定進(jìn)入空氣的瞬時(shí)流量和體積V中的空氣總濃度的變化。[90可以通過瞬態(tài)模型估算腔室9和爐子中總壓力的變化，該瞬態(tài)模 型在每個(gè)時(shí)刻作出腔室9和爐子中的物質(zhì)平衡(輸入的氮流量、輸出的氣 體混合物流量)和熱焓平衡，從而可以了解腔室9和爐子的氣體容量的溫 度。從這些條件即物質(zhì)流量和溫度出發(fā)，計(jì)算出壓力。根據(jù)模型考慮要采 取的對(duì)應(yīng)措施，例如t是在腔室9重處于負(fù)壓的時(shí)刻T，腔室9內(nèi)的空氣在氮 中的體積濃度； tge。m是腔室9的幾何時(shí)間。幾何時(shí)間tge。m通過下面的公式(C) 表示
(C) tgeom=V/Qent訓(xùn)t和[Alo的數(shù)值則分別為1.0 (100%的空氣)和O.O (100%的氮)。在腔室9變化到負(fù)壓狀態(tài)的期間， 例如對(duì)于腔室9內(nèi)達(dá)到的最大壓力與大氣壓之間的壓力差JP加以計(jì)算。
權(quán)利要求
1. 能限制在金屬帶連續(xù)熱處理生產(chǎn)線的爐子中形成爆炸性氣氛危險(xiǎn)的裝置，其區(qū)部處在由惰性氣體和氫的混合物構(gòu)成的氣氛下，其中氫的體積含量為5％到100％，所述爐子配有感應(yīng)快速加熱區(qū)部和快速冷卻區(qū)部，其特征在于所述裝置包括腔室(9)，其被保持于惰性氣體下，在所述爐子的快速加熱區(qū)部的入口和在所述快速冷卻區(qū)部的出口，當(dāng)所述爐子的加熱正常運(yùn)行時(shí)，該腔室(9)內(nèi)的壓力大于大氣壓；使帶體從大氣進(jìn)入腔室(9)內(nèi)的入口裝置(10)；隔離氣氛和使帶體從處于惰性氣體下的所述腔室(9)進(jìn)入所述爐子的加熱區(qū)部的裝置(11)，該裝置(11)配有氣體排出部件(14)；隔離氣氛和使帶體從所述爐子的快速冷卻區(qū)部輸出的裝置(13)，其配有氣體排出部件(14)；以及使帶體從所述腔室(9)輸出到大氣中的出口裝置(12)。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，在所述爐子的加熱正常運(yùn) 行時(shí)，保持于惰性氣體下的所述腔室(9)內(nèi)的相對(duì)壓力至少等于20daPa。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，在所述爐子的加熱正 常運(yùn)行時(shí)，保持于惰性氣體下的所述腔室(9)內(nèi)的壓力等于或大于所述爐 子(2)中的氣體壓力。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述惰性氣 體為氮。
5. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， 一方面使帶體 進(jìn)入腔室(9)的所述入口裝置(10)與隔離氣氛和使帶體進(jìn)入所述爐子的 快速加熱區(qū)部的所述裝置(11)之間的、另一方面隔離氣氛和使帶體從所 述爐子的快速冷卻區(qū)部輸出的所述裝置(13)與使帶體從所述腔室(9)輸 出的所述出口裝置(12)之間的距離(H)，大于在加熱突然停止所導(dǎo)致 的爐子內(nèi)負(fù)壓的情況下于所述腔室(9)中產(chǎn)生的空氣羽毛形體(20)的長 度(P)。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在所述腔室(9)中產(chǎn)生 的空氣羽毛形體(20)的在給定時(shí)刻的長度(P)選擇成該長度(P)作 為沿由惰性氣體中的空氣等濃度線所確定的包封部的羽毛形體(C2 )軸線 的長度，而惰性氣體中的空氣等濃度等于這樣的濃度如果涉及空氣與爐 子中存在的氣氛(惰性氣體+H2)之間的混合，該濃度相應(yīng)于爆炸上限。
7. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述腔室(9) 的體積大于或等于體積(V),對(duì)于該體積(V)，直至爐子中的壓力重又 等于大氣壓的時(shí)刻所進(jìn)入的空氣流量將導(dǎo)致在該體積內(nèi)惰性氣體中的空氣 濃度等于這樣的濃度如果涉及空氣與爐子中存在的氣氛(惰性氣體+H2) 之間的混合，則該濃度相應(yīng)于爆炸上限。
8. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，用于在所述爐 子與所述腔室(9)之間實(shí)現(xiàn)氣氛隔離的所述裝置(11、 13)包括兩組位于 帶體兩側(cè)的兩輥或活門；并且，在所述兩組輥和/或所述兩組活門之間形成 氣氛抽提裝置(14 )，從而使氣氛流動(dòng)從所述爐子(2 )朝所述抽提裝置(14 ) 進(jìn)行和從所述腔室(9)朝所述抽提裝置(14)進(jìn)行，而在所述爐子(2) 與所述腔室(9)之間沒有氣氛交換。
9. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述的入口和 出口裝置(10、 12)和所述氣氛隔離裝置(11、 13)處于相同高度，以便 使這些裝置上游和下游的氣體壓力相同。
10. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，連接通道(15 ) 在所述爐子的底部設(shè)置于該爐子的上升段與下降段之間，從而在所述爐子 的底部使所述上升段與下降段的氣氛連通，以有助于壓力平衡并減少所述 氣氛隔離裝置(11、 13)處需要排出的流量。
11. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)有一個(gè)或 多個(gè)將氮注入所述腔室(9)的位點(diǎn)(16)，并設(shè)有一個(gè)或多個(gè)將氮注入到 所述爐子(2)中的位點(diǎn)(18)。
12. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置包括 一系列串聯(lián)的多個(gè)腔室(9)，并在這些腔室的每一個(gè)之間配有氣氛隔離裝 置(11、 13)。
13. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置包括兩個(gè)腔室(9a、 9b),其中一腔室位于所述爐子的入口而第二腔室位于所 述爐子的出口。
14. 如述權(quán)利要求1和11所述的裝置，其能限制所述爐子(2 )和所 述腔室(9)中達(dá)到的負(fù)壓水平、并限制在所述爐子中形成爆炸性氣氛的危 險(xiǎn)性，其特征在于，一Jgj險(xiǎn)測出帶體斷裂或加熱迅速停止，就實(shí)施這樣的 措施在多個(gè)位點(diǎn)將惰性氣體、特別是氮注入所述爐子(2)和所述腔室(9) 中；和/或使用冷卻交換器的繞流(旁通)回路；和/或停止風(fēng)扇循環(huán)流量 的裝置。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述的停止風(fēng)扇循環(huán)流 量的裝置包括關(guān)閉閥或活門的控制器；和/或通過頻率調(diào)節(jié)器控制風(fēng)扇馬 達(dá)供電的電制動(dòng)器。
全文摘要
能限制在金屬帶連續(xù)熱處理生產(chǎn)線的爐子中形成爆炸性氣氛危險(xiǎn)的裝置，其區(qū)部處在由惰性氣體和氫的混合物構(gòu)成的氣氛下，氫的體積含量為5％到100％，爐子配有感應(yīng)快速加熱區(qū)部和快速冷卻區(qū)部，其特征在于所述裝置包括腔室(9)，其被保持于惰性氣體下，在爐子的快速加熱區(qū)部的入口和快速冷卻區(qū)部的出口，當(dāng)爐子的加熱正常運(yùn)行時(shí)，該腔室(9)內(nèi)的壓力等于或大于大氣壓；使帶體從大氣進(jìn)入腔室(9)內(nèi)的入口裝置(10)；隔離氣氛和使帶體從處于惰性氣體下的腔室(9)進(jìn)入爐子的加熱區(qū)部的裝置(11)，該裝置(11)配有氣體排出部件(14)；隔離氣氛和使帶體從爐子的快速冷卻區(qū)部輸出的裝置(13)，其配有氣體排出部件(14)；以及使帶體從腔室(9)輸出到大氣中的出口裝置(12)。
文檔編號(hào)F27D99/00GK101466852SQ200780021661
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者C·加亞爾, F·馬爾莫尼耶, G·若代, X·克呂澤爾 申請(qǐng)人:法孚斯坦因公司