CN103589853B - 一种用于钛带及钢带退火的卧式连续退火炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于钛带及钢带退火的卧式连续退火炉，包括加热段、过渡段和冷却段，在加热段前和冷却段后均设有密封***，各段炉内保护气氛连通；其特征在于：配备有气体置换***及气体循环***；气体置换***设置在卧式连续退火炉炉内炉墙上，气体置换***与外部保护气体供气***相连通，且设置为在卧式连续退火炉需要生产钢带或者钛带时，根据工艺需要将炉内不同区域的保护气氛快速置换为工艺所需要的保护气氛；所述的气体循环***设置为在炉内保护气氛的调整与置换过程中，通过在卧式连续退火炉不同区域对炉内气氛进行扰流加强炉内气氛循环。可用于钛带和钢带的连续退火，获得组织与性能均匀、表面质量良好的退火钛带和钢带。
Description
技术领域
本发明属于热处理领域，具体涉及一种适用于钛带及钢带退火的卧式连续退火炉。
背景技术
由于钛的化学性质活泼，在高温下容易与O、N、H等元素发生化学反应，致使钛板及钛合金的性能变差，强度和塑性降低，硬度增大，不利于后续加工和使用，因此钛板退火一般采用真空退火或者氩气气氛保护退火。现有钛板生产过程中退火处理大都采用真空成卷退火，真空成卷退火为周期式退火，退火周期长，因在真空退火过程中，钛板外部、中部和心部受热不均，使得板材内外圈组织与性能均匀性较差。目前很多工艺通过在氩气气氛下加强气氛对流以提升钛板在退火过程中的受热效果，虽然在一定程度上提升了真空退火钛板的组织和性能均匀性，但未能从根本上解决钛板退火不均匀性的问题，退火板材在不同位置存在着性能差异和表面质量缺陷等问题。申请号为201110003672.4的发明提供一种用连续光亮退火炉对冷轧纯钛、钛合金带卷进行连续光亮退火处理的工艺，根据卷厚不同，以2~6m/min的速度依次经过，清洗，吹干，最后引入连续光亮退火炉，退火炉内填充惰性保护气体氩气。申请号为连续退火解决了周期式退火易引发的受热不均等问题，但因为钛板轧制压延性能特殊，钛板带材生产线建设难度大，钛板昂贵且用量不大，专门建设钛板的带材生产线不仅投资巨大，而且产线生产能力会一定程度过剩。目前大都利用钢铁生产线来进行钛板的轧制，后续采取真空成卷退火或连续退火方式。
申请号为201220023604.4的实用新型提供了一种不锈钢及钛钢连续退火炉喷冷装置，该装置涉及一种喷冷装置，具体涉及一种不锈钢及钛钢连续退火炉喷冷装置。为了解决现有退火炉喷冷装置的整体结构不利于不锈钢加热后的快速冷却及钛钢缓冷段后的快速冷却处理，且安装维修十分不便的问题。该实用新型所研究的不锈钢及钛钢连续退火炉，是对不锈钢和含添加的合金元素钛的钢进行连续退火，并非是可以对不锈钢和钛板进行连续退火的连续退火炉。
钛板连续退火采用氩气气氛保护，钢带采用氢气氮气混合气为保护气氛保护退火，在既有钢铁生产线上对钛板进行轧制后钢铁生产线连续退火炉无法对钛板进行连续退火，若专门新建可用于钛板退火的连续退火线，则投资巨大；且因为钛板需求量小、连续退火线生产能力易过剩并因此导致连续退火炉阶段性停产，经济性差，且可能会因炉区布局问题影响生产调度等问题。
发明内容
为了解决钛带在真空成卷退火中组织与性能不均匀和存在表面质量缺陷等问题，同时避免新建钛带连续退火炉导致的投资巨大且生产能力过剩问题，本发明提出一种适用于钛带及钢带退火的卧式连续退火炉，可用于钛带和钢带的连续退火，获得组织与性能均匀、表面质量良好的退火钛带和钢带。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种用于钛带及钢带退火的卧式连续退火炉，包括加热段、过渡段和冷却段，在加热段前和冷却段后均设有密封***，各段炉内保护气氛连通；其特征在于：配备有气体置换***及气体循环***；气体置换***设置在卧式连续退火炉炉内炉墙上，气体置换***与外部保护气体供气***相连通，且设置为在卧式连续退火炉需要生产钢带或者钛带时，根据工艺需要将炉内不同区域的保护气氛快速置换为工艺所需要的保护气氛，完成炉内保护气氛的调整与置换；所述的气体循环***设置为在炉内保护气氛的调整与置换过程中，通过在卧式连续退火炉不同区域对炉内气氛进行扰流加强炉内气氛循环。
按上述技术方案，卧式连续退火炉在生产钢带时，炉内采用氢气氮气混合气为保护气氛，且氢气体积比75%~100%；当生产线改为生产钛带且该卧式连续退火炉需要用于生产钛带时，设置卧式连续退火炉运行模式为爬行模式，降低卧式连续退火炉炉温；当退火炉各区炉温降至800℃时，利用气体置换***进行氮气吹扫，逐步将炉内的氢气氮气混合气保护气氛置换为氮气，再用气体置换***进行体积分数99.99%的高纯氩气吹扫，逐步将炉内保护气氛置换为所需要的氩气，从而满足钛带的连续退火保护气氛需要；当炉内气氛置换完全后，即氩气含量达99%后，卧式连续退火炉内升温，并通过卧式连续退火炉入口前工序设备连接钢带和钛带，将退火产品更换为钛带；调整退火炉为正常运行模式，进行钛带在卧式连续退火炉内的退火；
在卧式连续退火炉生产钛带时，炉内采用氩气为保护气氛；当生产线改为生产钢带且该卧式连续退火炉需要用于生产钢带时，设置卧式连续退火炉运行模式为爬行模式，降低卧式连续退火炉炉温；利用气体置换***进行氮气吹扫，逐步将炉内的氩气保护气氛置换为氮气；当退火炉各区炉温升至800℃时利用气体置换***通入氢气，逐步将炉内保护气氛置换为所需要的氢气氮气混合气，氢气体积比75%~100%，从而满足钢带的连续退火保护气氛需要；炉内气氛置换完全后，即氢气体积比75%~100%后，卧式连续退火炉内升温，并通过卧式连续退火炉入口前工序设备连接钛带和钢带，将退火产品更换为钢带；调整退火炉为正常运行模式，进行钢带在卧式连续退火炉内的退火。
按上述技术方案，气体置换***分两个子***，分别为主供气***和次供气***；主供气***在气氛置换阶段向炉内快速通入保护气氛，次供气***在生产阶段调节炉内压力以保证炉内压力状态。
按上述技术方案，气体置换***配置在卧式连续退火炉的加热段或者冷却段，或者配置在加热段与冷却段之间的过渡段；气体循环***配置在卧式连续退火炉的加热段或者冷却段，或者配置在加热段与冷却段之间的过渡段。
按上述技术方案，所述的卧式连续退火炉炉内沿钛带或钢带输送方向上下方均配备风速可调的喷嘴构成气垫供气***，气垫供气***的喷嘴上下交错排列布置；所述的气垫供气***与外部惰性保护气体供气***相连通。
按上述技术方案，加热段为马弗炉；且加热段为马弗炉时，所述的气体置换***及气体循环***均不设置在加热段。
本发明于钛带及钢带退火的卧式连续退火炉，可分别对钛带及钢带、不锈钢带进行连续退火后生产钛-钢-钛复合板，提升生产钛-钢-钛复合板的效率。卧式连续退火炉包括有加热段、过渡段和冷却段，各段保护气氛连通。此外，气体循环***设置的目的是为缩短所述的卧式连续退火炉的气氛置换时间和炉内气氛对流效果。加热段可为马弗炉，主要目的是为缩短炉内保护气氛调整和置换时间、缩短露点调整时间及提升露点控制水平。
相对于现有技术，本发明的优点：提供了一种卧式连续退火炉，可根据生产需要灵活置换炉内保护气氛为氢气氮气混合气或氩气气氛，从而满足钢带退火和钛带的退火；并且可分别对钛带及不锈钢带进行连续退火后，生产钛-钢-钛复合板。实现在一条连续退火线上对钛带和钢带进行轧制和退火的功能，避免了为进行钛带的退火和生产专门新建退火炉；也避免了专门新建钛带退火炉而因需求不足导致的设备阶段性停产等问题，钛带退火后也不会出现周期式退火时板材内外圈组织与性能均匀性较差等质量问题；提升了生产线、退火炉和车间的利用效率以及经济效率；并且可以提升生产钛-钢-钛复合板的效率。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
图2是本发明另一个实施例的结构示意图。
图中各附图标记对应如下：入口密封1，预热段2，加热段3，冷却段4，出口密封5，气体置换***6，气体循环***7，气垫供气***8。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
本实施例为卧式连续退火炉，包括入口密封1，预热段2，加热段3，冷却段4，出口密封5，布置在加热段上的气体置换***6，气体循环***7以及气垫供气***8。所述的卧式连续退火炉炉内配备有气垫供气***8，气垫供气***的喷嘴上下交错排列布置，保证退火带材悬浮高度适宜，运行稳定；且气垫供气***的喷嘴风速可调，根据退火带材的厚度、张力状况调整风速，确保对退火带材的浮力和热量；所述的气垫供气***与外部惰性保护气体供气***相连通，在卧式连续退火炉生产钛带或钢带时，分别选用对应的退火保护气氛（氩气或氢气）进行供气。气垫供气***8在卧式炉里主要起到用喷吹气体形成气垫从下部托起带钢的作用，从而避免用托辊损伤带钢的表面。
所述的气体循环***7设置为在炉内保护气氛的调整与置换过程中，通过在退火炉不同区域对炉内气氛进行扰流加强炉内气氛循环。
卧式连续退火炉生产钢带时，炉内采用氢气氮气（氢气体积比99.99%）混合气为保护气氛；当需要改为生产钛带时，设置连续退火炉运行模式为爬行模式，降低连续退火炉炉温，当退火炉各区炉温降至800℃时，通过连续退火炉配备的气体置换***6的主供气***向炉内快速通入氮气，同时气垫供气***8也通过喷吹氮气使钢带保持悬垂状态，逐步完成对炉内气氛的置换，再用高纯（体积分数99.99%）氩气吹扫，通过连续退火炉配备的气体置换***6的主供气***向炉内快速通入氩气，同时气垫供气***8也通过喷吹氩气使钢带保持悬垂状态，逐步将炉内保护气氛置换为所需要的氩气，置换过程中通过气体循环***7加强炉内气氛循环，完成对炉内气氛的置换，从而满足钛带的连续退火保护气氛需要。炉内气氛置换完全（氩气含量达99%）后，升温，并通过连续退火炉入口前工序设备连接钢带和钛带，将退火产品更换为钛带，调整退火炉为正常运行模式，进行钛带在连续退火炉内的退火；
卧式连续退火炉生产钛带时，炉内采用氩气为保护气氛；当需要生产线改为生产钢带时，设置连续退火炉运行模式为爬行模式，降低连续退火炉炉温，通过连续退火炉配备的气体置换***6的主供气***向炉内快速通入氮气，同时气垫供气***8也通过喷吹氮气使钢带保持悬垂状态，逐步完成对炉内气氛的置换，当退火炉各区炉温升至800℃时通入氢气，通过连续退火炉配备的气体置换***6的主供气***向炉内快速通入氢气，同时气垫供气***8也通过喷吹氢气使钢带保持悬垂状态，逐步将炉内保护气氛置换为所需要的氢气氮气（氢气体积比99.99%）混合气，置换过程中通过气体循环***7加强炉内气氛循环，通过连续退火炉配备的气体置换***的主供气***向炉内快速通入保护气氛，完成对炉内气氛的置换，从而满足钢带的连续退火保护气氛需要。炉内气氛置换完全（氢气体积比99.99%）后，升温，并通过连续退火炉入口前工序设备连接钛带和钢带，将退火产品更换为钢带，调整退火炉为正常运行模式，进行钢带在连续退火炉内的退火。
按照上述工艺，从而实现根据生产需要灵活置换炉内保护气氛为氢气氮气混合气或氩气气氛，达到满足钢带退火和钛带的退火的目的；并且可分别对钛带及钢带进行连续退火后，生产钛-钢-钛复合板。实现在一条连续退火线上对钛带和钢带进行轧制和退火的功能，不用为进行钛带的退火和生产专门新建退火炉。且钛带退火后不会出现周期式退火时板材内外圈组织与性能均匀性较差等质量问题；提升了生产线、退火炉和车间的利用效率以及经济效率；并且可以提升生产钛-钢-钛复合板的效率。
实施例2：
本实施例为卧式连续退火炉，包括入口密封1，预热段2，加热段3，冷却段4，出口密封5，布置在冷却段上的气体置换***6以及布置在加热段上的气体循环***7。
卧式连续退火炉生产钢带时，炉内采用氢气氮气（氢气体积比80%）混合气为保护气氛；当需要改为生产钛带时，设置连续退火炉运行模式为爬行模式，降低连续退火炉炉温，当退火炉各区炉温降至800℃时，通过连续退火炉配备的气体置换***6的主供气***向炉内快速通入氮气，同时气垫供气***8也通过喷吹氮气使钢带保持悬垂状态，逐步完成对炉内气氛的置换，再用高纯（体积分数99.99%）氩气吹扫，通过连续退火炉配备的气体置换***6的主供气***向炉内快速通入氩气，同时气垫供气***8也通过喷吹氩气使钢带保持悬垂状态，逐步将炉内保护气氛置换为所需要的氩气，置换过程中通过气体循环***7加强炉内气氛循环，完成对炉内气氛的置换，从而满足钛带的连续退火保护气氛需要。炉内气氛置换完全（氩气含量达99%）后，升温，并通过连续退火炉入口前工序设备连接钢带和钛带，将退火产品更换为钛带，调整退火炉为正常运行模式，进行钛带在连续退火炉内的退火；
卧式连续退火炉生产钛带时，炉内采用氩气为保护气氛；当需要生产线改为生产钢带时，设置连续退火炉运行模式为爬行模式，降低连续退火炉炉温，通过连续退火炉配备的气体置换***6的主供气***向炉内快速通入氮气，同时气垫供气***8也通过喷吹氮气使钢带保持悬垂状态，利用氮气吹扫逐步将炉内的氩气保护气氛置换为氮气，当退火炉各区炉温升至800℃时通入氢气，通过连续退火炉配备的气体置换***6的主供气***向炉内快速通入氢气，同时气垫供气***8也通过喷吹氢气使钢带保持悬垂状态，逐步将炉内保护气氛置换为所需要的氢气氮气（氢气体积比80%）混合气，置换过程中通过气体循环***7加强炉内气氛循环，完成对炉内气氛的置换，从而满足钢带的连续退火保护气氛需要。炉内气氛置换完全（氢气体积比80%）后，升温，并通过连续退火炉入口前工序设备连接钛带和钢带，将退火产品更换为钢带，调整退火炉为正常运行模式，进行钢带在连续退火炉内的退火。
从而实现根据生产需要灵活置换炉内保护气氛为氢气氮气混合气或氩气气氛，达到满足钢带退火和钛带的退火的目的；并且可分别对钛带及钢带进行连续退火后，生产钛-钢-钛复合板。实现在一条连续退火线上对钛带和钢带进行轧制和退火的功能，不用为进行钛带的退火和生产专门新建退火炉。且钛带退火后不会出现周期式退火时板材内外圈组织与性能均匀性较差等质量问题；提升了生产线、退火炉和车间的利用效率以及经济效率；并且可以提升生产钛-钢-钛复合板的效率。
Claims (4)
1.一种用于钛带及钢带退火的卧式连续退火炉，包括加热段、过渡段和冷却段，在加热段前和冷却段后均设有密封***，各段炉内保护气氛连通；其特征在于：配备有气体置换***及气体循环***；气体置换***设置在卧式连续退火炉炉内炉墙上，气体置换***与外部保护气体供气***相连通，且设置为在卧式连续退火炉需要生产钢带或者钛带时，根据工艺需要将炉内不同区域的保护气氛快速置换为工艺所需要的保护气氛，完成炉内保护气氛的调整与置换；气体置换***分两个子***，分别为主供气***和次供气***；主供气***在气氛置换阶段向炉内快速通入保护气氛，次供气***在生产阶段调节炉内压力以保证炉内压力状态；所述的气体循环***设置为在炉内保护气氛的调整与置换过程中，通过在卧式连续退火炉不同区域对炉内气氛进行扰流加强炉内气氛循环；
卧式连续退火炉在生产钢带时，炉内采用氢气氮气混合气为保护气氛，且氢气体积比75%~100%；当生产线改为生产钛带且该卧式连续退火炉需要用于生产钛带时，设置卧式连续退火炉运行模式为爬行模式，降低卧式连续退火炉炉温；当退火炉各区炉温降至800℃时，利用气体置换***进行氮气吹扫，逐步将炉内的氢气氮气混合气保护气氛置换为氮气，再用气体置换***进行体积分数99.99%的高纯氩气吹扫，逐步将炉内保护气氛置换为所需要的氩气，从而满足钛带的连续退火保护气氛需要；当炉内气氛置换完全后，即氩气含量达99%后，卧式连续退火炉内升温，并通过卧式连续退火炉入口前工序设备连接钢带和钛带，将退火产品更换为钛带；调整退火炉为正常运行模式，进行钛带在卧式连续退火炉内的退火；
在卧式连续退火炉生产钛带时，炉内采用氩气为保护气氛；当生产线改为生产钢带且该卧式连续退火炉需要用于生产钢带时，设置卧式连续退火炉运行模式为爬行模式，降低卧式连续退火炉炉温；利用气体置换***进行氮气吹扫，逐步将炉内的氩气保护气氛置换为氮气；当退火炉各区炉温升至800℃时利用气体置换***通入氢气，逐步将炉内保护气氛置换为所需要的氢气氮气混合气，氢气体积比75%~100%，从而满足钢带的连续退火保护气氛需要；炉内气氛置换完全后，即氢气体积比75%~100%后，卧式连续退火炉内升温，并通过卧式连续退火炉入口前工序设备连接钛带和钢带，将退火产品更换为钢带；调整退火炉为正常运行模式，进行钢带在卧式连续退火炉内的退火。
2.根据权利要求1所述的用于钛带及钢带退火的卧式连续退火炉，其特征在于：气体置换***配置在卧式连续退火炉的加热段或者冷却段，或者配置在加热段与冷却段之间的过渡段；气体循环***配置在卧式连续退火炉的加热段或者冷却段，或者配置在加热段与冷却段之间的过渡段。
3.根据权利要求1所述的用于钛带及钢带退火的卧式连续退火炉，其特征在于：所述的卧式连续退火炉炉内沿钛带或钢带输送方向上下方均配备风速可调的喷嘴构成气垫供气***，气垫供气***的喷嘴上下交错排列布置；所述的气垫供气***与外部惰性保护气体供气***相连通。
4.根据权利要求1所述的用于钛带及钢带退火的卧式连续退火炉，其特征在于：加热段为马弗炉；且加热段为马弗炉时，所述的气体置换***及气体循环***均不设置在加热段。
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