CN203625439U

CN203625439U - 一种薄钢板快速加热退火试验炉

Info

Publication number: CN203625439U
Application number: CN201320573734.XU
Authority: CN
Inventors: 孙焕德; 李国保; 吴美洪; 金冰忠
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2023-09-16

Abstract

一种薄钢板快速加热退火试验炉，涉及薄钢板加热退火试验炉，解决现有设备对薄钢板无法实现快速加热的问题，本试验炉由依次排列的推杆驱动装置，第一炉段，第二炉段及冷却炉段组成，马弗贯通第一、二炉段及冷却炉段并安放在三个炉段炉架上，一根导轨贯穿三个炉段并安装在马弗上；推杆驱动装置的推杆顶端对准薄钢板试样一端，推动试样沿导轨前进；第一炉段是对薄钢板试样进行快速加热的炉段；第二炉段是对快速加热后进入该炉段的薄钢板试样进行热处理的炉段；冷却炉段是对经热处理后进入该炉段的薄钢板试样进行冷却的炉段；各炉段之间设置隔离段。本试验炉能对薄钢板试样实现≥100℃/sec.的快速加热，并具备热处理功能，提高了产品的性能。

Description

一种薄钢板快速加热退火试验炉

技术领域

本实用新型涉及一种薄钢板加热退火试验炉，尤其是指一种薄钢板快速加热退火试验炉。

背景技术

快速加热热处理对提高薄钢板（厚度<1mm)的性能具有重大意义。

目前，对薄钢板快速加热热处理的设备有以下几种：

采用红外线快速加热设备，例采用钨丝石英管加热，对于0.7mm厚的钢带从室温至800℃的加热速率约为5～13℃/sec.，但其远不能达到≥100℃/sec.的使用要求；

采用交流直接电阻加热方式对钢板试样进行快速加热，可以获得≥100℃/sec.的加热速率，但其加热在一个腔体内进行，是单工位结构，必须先抽真空，然后再通氮氢等保护气氛，因此工作气体的快速切换难以实现，不能满足对薄钢板渗碳、渗氮、碳氮共渗、晶粒度和织构控制等热处理要求。

现有传统的热处理炉不能实现快速加热，钢板加热速率一般均在30℃/sec.以下；关键的热处理过程参数，如样品停留时间等需要人工控制，会引起许多人为的不确定性；尤其对于工艺参数变化较多、保温时间以秒计的退火过程，难以做到稳定、精准的操作。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种薄钢板快速加热退火试验炉，其是一种能完整模拟薄钢板生产中从冷轧至成品厚度（板厚度<1mm)后，在不同气氛中以快速加热升温的方式进行加热、保温和冷却等热处理过程的试验炉。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种薄钢板快速加热退火试验炉，其特征在于所述试验炉由位置依次排列的推杆驱动装置，第一炉段，第二炉段及冷却炉段组成，马弗贯通第一炉段，第二炉段及冷却炉段并安放在三个炉段各自的炉架（上，一根导轨贯穿三个炉段并安装在马弗上；

所述推杆驱动装置由带电机的驱动链轮和与驱动链轮连接的推杆组成，推杆（2）的顶端对准处于导轨（8）上的薄钢板试样（3）的一端，推动薄钢板试样（3）前进，其安装在第一炉段炉架的延伸段上；

所述第一炉段是对薄钢板试样进行快速加热的炉段，其包含：

电极快速加热炉，是由一对电极对薄钢板试样进行快速加热的加热炉；

升降气缸，安装在第一炉段的炉架上，置在该炉段的薄钢板试样处于升降气缸的一对升降顶杆上的样品台上，所述马弗与导轨与该对升降顶杆的交汇处分别设有顶杆孔；

数个喷气口，置于所述电极快速加热炉的炉壁上并与炉膛相通，通过其向炉膛内喷入保护气体；

所述第二炉段是对快速加热后进入该炉段的薄钢板试样进行热处理的炉段，其包含：

热处理炉，对薄钢板试样进行热处理的加热炉；

不锈钢导气管，焊接在该炉段中的马弗上并与马弗连通，通过其向马弗内导入保护气体以及导入进行渗氮或渗碳或碳氮共渗的气体；

冷却炉段，是对经热处理后进入该炉段的薄钢板试样进行冷却的炉段，其包含：

喷气管，焊接在该炉段中的马弗上并与马弗连通，通过其向薄钢板试样喷射冷却气体；

在第一炉段与冷却炉段的端部以及各炉段之间设置隔离段，每个隔离段是指在对应位置的马弗上开孔设置一个烟囱状的通管，通管上部设置辉光器。

在所述第一炉段的炉壳上，安装一个测量薄钢板试样快速加热过程中温度的红外线板温仪。

所述第一炉段中数个喷气口向炉膛内喷入的保护气体是N₂或H₂或N₂+H₂。

所述热处理炉是用硅碳棒作为加热元件的加热炉。

所述第二炉段中不锈钢导气管向马弗内导入的保护气体是N₂或H₂或N₂+H₂；

所述第二炉段中不锈钢导气管向马弗内导入的进行渗氮或渗碳或碳氮共渗的气体是NH₃或CH₄，其中：NH₃为氨气，是渗氮或碳氮共渗的气体；CH₄为甲烷，是渗碳或碳氮共渗的气体。

所述冷却炉段中喷气管向薄钢板试样喷射的冷却气体是N₂或N₂与H₂的混合气体。

所述马弗为一矩形截面的罐体，其材质为INCONEL或不锈耐热钢。

所述导轨材质为INCONEL或不锈耐热钢。

本实用新型的有益效果：

本快速加热退火试验炉不但能对薄钢板实现≥100℃/sec.的快速加热，而且能实现对气氛的精确控制和快速切换，进行需要高温、高湿高氢含氨保护气氛的试验，具备渗碳、渗氮、碳氮共渗、晶粒度和织构控制等热处理功能，提高了产品的性能。

为进一步说明本实用新型的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1为本实用新型的薄钢板快速加热退火试验炉结构示意图；

图2为图1中试验炉对薄钢板试样进行快速加热的状态图；

图3为图2中的薄钢板试样被进行快速加热后下降的状态图；

图4为图3中的薄钢板试样被下降后推入另一炉段的状态图。

具体实施方式

下面结合实施例的附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

本实用新型的薄钢板快速加热退火试验炉的结构参见图1，其包含：

如图1，薄钢板快速加热退火试验炉由位置依次排列的推杆驱动装置100、第一炉段210、第二炉段220及冷却炉段300组成，一个马弗10贯通第一炉段210、第二炉段220及冷却炉段300并安放在三个炉段各自的炉架141、142、143上，一根导轨8贯穿三个炉段并安装在贯通的马弗10上。下面详细介绍本试验炉的结构。

推杆驱动装置100，由带电机的驱动链轮1和与驱动链轮1连接的推杆2组成，推杆2的顶端对准处于导轨8上的薄钢板试样3的一端，推动薄钢板试样3前进，推杆驱动装置100安装在第一炉段210炉架141的延伸段140上。

第一炉段210，是对薄钢板试样3进行快速加热的炉段，其包含：

电极快速加热炉5，是由一对电极51加热的加热炉，对薄钢板试样3直接通电进行电阻加热，使薄钢板试样3实现从室温至1150℃的快速加热（～200℃/sec.）；

升降气缸4，安装在第一炉段210的炉架141上，置在第一炉段210的薄钢板试样3处于升降气缸4的一对升降顶杆上，该对升降顶杆上端固定一个置放薄钢板试样3的样品台，所述马弗10与导轨8与该对升降顶杆的交汇处分别设有顶杆孔81（图2所示），以使该对顶杆穿过马弗10与导轨8进行升降活动，薄钢板试样3随顶杆上升与电极51紧密接触（图2所示），使两个电极51对薄钢板试样3直接通电电阻加热，紧密接触是以防通电时出现短路“打弧”现象，薄钢板试样3被进行快速加热后如图3所示，随顶杆下降到原始位置；

红外线板温仪6，安装在第一炉段210的炉壳131上，用来测量薄钢板试样3快速加热过程中的温度；

数个喷气口9，置于所述电极快速加热炉5炉壁上并与炉膛相通，保护气体（N₂或H₂或N₂+H₂等）通过数个喷气口9喷入电极快速加热炉5的炉膛内。

第二炉段220，是对快速加热后进入该炉段的薄钢板试样3（如图4所示，由推杆驱动装置100在导轨8上推动薄钢板试样3从第一炉段推入第二炉段）进行保温，实现渗碳、渗氮、碳氮共渗、晶粒度控制的热处理的炉段，其包含：

热处理炉11，是用硅碳棒111作为加热元件的加热炉，对快速加热的薄钢板试样进行保温，通过调节该炉内气氛与气氛停留时间可实现渗碳、渗氮、碳氮共渗、晶粒度控制的热处理；

不锈钢导气管（未图示），焊接在该炉段中的马弗10上并与马弗10连通，通过不锈钢导气管向马弗10内导入保护气体（N₂或H₂或N₂+H₂等）以及导入进行渗氮或渗碳或碳氮共渗的气体（如NH₃或甲烷，其中NH₃，即氨气，用于渗氮或碳氮共渗；甲烷，即CH4，用于渗碳或碳氮共渗）。

冷却炉段300，是对经热处理后进入该炉段的薄钢板试样3进行冷却的炉段（由推杆驱动装置100在导轨8上推动薄钢板试样3从第二炉段推入冷却炉段），其包含：

喷气管12，焊接在该炉段中的马弗10上并与马弗10连通，通过喷气管12向薄钢板试样3喷射冷却气体（N₂或N₂与H₂的混合气体）对薄钢板试样3进行冷却，实现保护气氛下的冷却功能。

在第一炉段210与冷却炉段300的端部以及各炉段之间设置隔离段70-73，使炉段之间的气氛隔离，每个隔离段是指在对应位置的马弗10上开孔设置一个烟囱状的通管，由于此中的气氛压力较低，炉段的气体都流向此处，通管上部设置辉光器将排出的H₂、NH₃、甲烷等可燃气体点火燃烧掉。

所述马弗10本身为一矩形截面的金属罐体，截面尺寸因炉段而异，其材质一般为INCONEL或不锈耐热钢。

所述导轨8起支撑薄钢板试样3的作用，其材质一般为INCONEL或不锈耐热钢。

图1中的附图标记132，133分别为第二炉段220与冷却炉段300的炉壳

本试验炉的操作方式说明如下：如图1，升降气缸4处于最低位置时，推杆驱动装置1的驱动推杆2将薄钢板试样3推入、放到与升降气缸一体的样品台上。此后，升降气缸上升将样品紧压到电极51上进行直接通电快速加热，薄钢板试样3的实际温度由红外线板温仪6进行测定（如图2所示）。薄钢板试样3进行快速加热或加热、保温一段时间后快速下降到加热前的初始位置，与导轨8接触（如图3所示）。接着，推杆将该试样推到下一保温炉段进行热处理（见图4）。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。

Claims

1.一种薄钢板快速加热退火试验炉，其特征在于所述试验炉由位置依次排列的推杆驱动装置（100），第一炉段（210），第二炉段（220）及冷却炉段（300）组成，马弗（10）贯通第一炉段（210），第二炉段（220）及冷却炉段（300）并安放在三个炉段各自的炉架（141，142，143）上，一根导轨（8）贯穿三个炉段并安装在马弗（10）上；

所述推杆驱动装置（100）由带电机的驱动链轮（1）和与驱动链轮（1）连接的推杆（2）组成，推杆（2）的顶端对准处于导轨（8）上的薄钢板试样（3）的一端，推动薄钢板试样（3）前进，其安装在第一炉段（210）炉架（141）的延伸段（140）上；

所述第一炉段（210）是对薄钢板试样（3）进行快速加热的炉段，其包含：

电极快速加热炉（5），是由一对电极（51）对薄钢板试样（3）进行快速加热的加热炉；

升降气缸（4），安装在第一炉段（210）的炉架（141）上，置在该炉段的薄钢板试样（3）处于升降气缸（4）的一对升降顶杆上的样品台上，所述马弗（10）与导轨（8）与该对升降顶杆的交汇处分别设有顶杆孔（81）；

数个喷气口（9），置于所述电极快速加热炉（5）的炉壁上并与炉膛相通，通过其向炉膛内喷入保护气体；

所述第二炉段（220）是对快速加热后进入该炉段的薄钢板试样（3）进行热处理的炉段，其包含：

热处理炉（11），对薄钢板试样（3）进行热处理的加热炉；

不锈钢导气管，焊接在该炉段中的马弗（10）上并与马弗（10）连通，通过其向马弗（10）内导入保护气体以及导入进行渗氮或渗碳或碳氮共渗的气体；

冷却炉段（300），是对经热处理后进入该炉段的薄钢板试样（3）进行冷却的炉段，其包含：

喷气管（12），焊接在该炉段中的马弗（10）上并与马弗（10）连通，通过其向薄钢板试样（3）喷射冷却气体；

在第一炉段（210）与冷却炉段（300）的端部以及各炉段之间设置隔离段（70，71，72，73），每个隔离段是指在对应位置的马弗（10）上开孔设置一个烟囱状的通管，通管上部设置辉光器。

2.如权利要求1所述的薄钢板快速加热退火试验炉，其特征在于：

在所述第一炉段（210）的炉壳（131）上，安装一个测量薄钢板试样（3）快速加热过程中温度的红外线板温仪（6）。

3.如权利要求1所述的薄钢板快速加热退火试验炉，其特征在于：

所述第一炉段（210）中数个喷气口（9）向炉膛内喷入的保护气体是N₂或H₂或N₂＋H₂。

4.如权利要求1所述的薄钢板快速加热退火试验炉，其特征在于：

所述热处理炉（11）是用硅碳棒（111）作为加热元件的加热炉。

5.如权利要求1所述的薄钢板快速加热退火试验炉，其特征在于：

所述第二炉段（220）中不锈钢导气管向马弗（10）内导入的保护气体是N₂或H₂或N₂＋H₂；

所述第二炉段（220）中不锈钢导气管向马弗（10）内导入的进行渗氮或渗碳或碳氮共渗的气体是NH₃或CH₄，其中：NH₃为氨气，是渗氮或碳氮共渗的气体；CH₄为甲烷，是渗碳或碳氮共渗的气体。

6.如权利要求1所述的薄钢板快速加热退火试验炉，其特征在于：

所述冷却炉段（300）中喷气管（12）向薄钢板试样（3）喷射的冷却气体是N₂或N₂与H₂的混合气体。

7.如权利要求1所述的薄钢板快速加热退火试验炉，其特征在于：

所述马弗（10）为一矩形截面的罐体，其材质为INCONEL或不锈耐热钢。

8.如权利要求1所述的薄钢板快速加热退火试验炉，其特征在于：

所述导轨（8）材质为INCONEL或不锈耐热钢。