一種用于鈦帶及鋼帶退火的臥式連續退火爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于鈦帶及鋼帶退火的臥式連續退火爐，包括加熱段、過渡段和冷卻段，在加熱段前和冷卻段后均設有密封系統，各段爐內保護氣氛連通；配備有氣體置換系統及氣體循環系統；氣體置換系統設置在臥式連續退火爐爐內爐墻上，氣體置換系統與外部保護氣體供氣系統相連通；所述的氣體循環系統配置在臥式連續退火爐的加熱段或者冷卻段，或者配置在加熱段與冷卻段之間的過渡段，設置為在爐內保護氣氛的調整與置換過程中，通過在臥式連續退火爐不同區域對爐內氣氛進行擾流加強爐內氣氛循環。可用于鈦帶和鋼帶的連續退火，獲得組織與性能均勻、表面質量良好的退火鈦帶和鋼帶。
【專利說明】一種用于鈦帶及鋼帶退火的臥式連續退火爐
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于熱處理領域，具體涉及一種適用于鈦帶及鋼帶退火的臥式連續退火爐。
【背景技術】
[0002]由于鈦的化學性質活潑，在高溫下容易與O、N、H等元素發生化學反應，致使鈦板及鈦合金的性能變差，強度和塑性降低，硬度增大，不利于后續加工和使用，因此鈦板退火一般采用真空退火或者氬氣氣氛保護退火。現有鈦板生產過程中退火處理大都采用真空成卷退火，真空成卷退火為周期式退火，退火周期長，因在真空退火過程中，鈦板外部、中部和心部受熱不均，使得板材內外圈組織與性能均勻性較差。目前很多工藝通過在氬氣氣氛下加強氣氛對流以提升鈦板在退火過程中的受熱效果，雖然在一定程度上提升了真空退火鈦板的組織和性能均勻性，但未能從根本上解決鈦板退火不均勻性的問題，退火板材在不同位置存在著性能差異和表面質量缺陷等問題。申請號為201110003672.4的發明提供一種用連續光亮退火爐對冷軋純鈦、鈦合金帶卷進行連續光亮退火處理的工藝，根據卷厚不同，以2飛m/min的速度依次經過，清洗，吹干，最后引入連續光亮退火爐，退火爐內填充惰性保護氣體氬氣。申請號為連續退火解決了周期式退火易引發的受熱不均等問題，但因為鈦板軋制壓延性能特殊，鈦板帶材生產線建設難度大，鈦板昂貴且用量不大，專門建設鈦板的帶材生產線不僅投資巨大，而且產線生產能力會一定程度過剩。目前大都利用鋼鐵生產線來進行鈦板的軋制，后續采取真空成卷退火或連續退火方式。
[0003]申請號為201220023604.4的實用新型提供了一種不銹鋼及鈦鋼連續退火爐噴冷裝置，該裝置涉及一種噴冷裝置，具體涉及一種不銹鋼及鈦鋼連續退火爐噴冷裝置。為了解決現有退火爐噴冷裝置的整體結構不利于不銹鋼加熱后的快速冷卻及鈦鋼緩冷段后的快速冷卻處理，且安裝維修十分不便的問題。該實用新型所研究的不銹鋼及鈦鋼連續退火爐，是對不銹鋼和含添加的合金元素鈦的鋼進行連續退火，并非是可以對不銹鋼和鈦板進行連續退火的連續退火爐。
[0004]鈦板連續退火采用氬氣氣氛保護，鋼帶采用氫氣氮氣混合氣為保護氣氛保護退火，在既有鋼鐵生產線上對鈦板進行軋制后鋼鐵生產線連續退火爐無法對鈦板進行連續退火，若專門新建可用于鈦板退火的連續退火線，則投資巨大；且因為鈦板需求量小、連續退火線生產能力易過剩并因此導致連續退火爐階段性停產，經濟性差，且可能會因爐區布局問題影響生產調度等問題。
實用新型內容
[0005]為了解決鈦帶在真空成卷退火中組織與性能不均勻和存在表面質量缺陷等問題，同時避免新建鈦帶連續退火爐導致的投資巨大且生產能力過剩問題，本實用新型提出一種適用于鈦帶及鋼帶退火的臥式連續退火爐，可用于鈦帶和鋼帶的連續退火，獲得組織與性能均勻、表面質量良好的退火鈦帶和鋼帶。[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:
[0007]—種用于鈦帶及鋼帶退火的臥式連續退火爐，包括加熱段、過渡段和冷卻段，在加熱段前和冷卻段后均設有密封系統，各段爐內保護氣氛連通；其特征在于:配備有氣體置換系統及氣體循環系統；氣體置換系統設置在臥式連續退火爐爐內爐墻上，氣體置換系統與外部保護氣體供氣系統相連通，且設置為在臥式連續退火爐需要生產鋼帶或者鈦帶時，根據工藝需要將爐內不同區域的保護氣氛快速置換為工藝所需要的保護氣氛，完成爐內保護氣氛的調整與置換；所述的氣體循環系統配置在臥式連續退火爐的加熱段或者冷卻段，或者配置在加熱段與冷卻段之間的過渡段，設置為在爐內保護氣氛的調整與置換過程中，通過在臥式連續退火爐不同區域對爐內氣氛進行擾流加強爐內氣氛循環。
[0008]按上述技術方案，氣體置換系統分兩個子系統，分別為主供氣系統和次供氣系統；主供氣系統在氣氛置換階段向爐內快速通入保護氣氛，次供氣系統在生產階段調節爐內壓力以保證爐內壓力狀態。
[0009]按上述技術方案，氣體置換系統配置在臥式連續退火爐的加熱段或者冷卻段，或者配置在加熱段與冷卻段之間的過渡段。
[0010]按上述技術方案，所述的臥式連續退火爐爐內沿鈦帶或鋼帶輸送方向上下方均配備風速可調的噴嘴構成氣墊供氣系統，氣墊供氣系統的噴嘴上下交錯排列布置；所述的氣墊供氣系統與外部惰性保護氣體供氣系統相連通。
[0011]按上述技術方案，加熱段為馬弗爐；且加熱段為馬弗爐時，所述的氣體置換系統及氣體循環系統均不設置在加熱段。
[0012]按上述技術方案，臥式連續退火爐在生產鋼帶時，爐內采用氫氣氮氣混合氣為保護氣氛，且氫氣體積比759^100% ;當生產線改為生產鈦帶且該臥式連續退火爐需要用于生產鈦帶時，設置臥式連續退火爐運行模式為爬行模式，降低臥式連續退火爐爐溫；當退火爐各區爐溫降至800°C時，利用氣體置換系統進行氮氣吹掃，逐步將爐內的氫氣氮氣混合氣保護氣氛置換為氮氣，再用氣體置換系統進行體積分數99.99%的高純氬氣吹掃，逐步將爐內保護氣氛置換為所需要的氬氣，從而滿足鈦帶的連續退火保護氣氛需要；當爐內氣氛置換完全后，即氬氣含量達99%后，臥式連續退火爐內升溫，并通過臥式連續退火爐入口前工序設備連接鋼帶和鈦帶，將退火產品更換為鈦帶；調整退火爐為正常運行模式，進行鈦帶在臥式連續退火爐內的退火；
[0013]在臥式連續退火爐生產鈦帶時，爐內采用氬氣為保護氣氛；當生產線改為生產鋼帶且該臥式連續退火爐需要用于生產鋼帶時，設置臥式連續退火爐運行模式為爬行模式，降低臥式連續退火爐爐溫；利用氣體置換系統進行氮氣吹掃，逐步將爐內的氬氣保護氣氛置換為氮氣；當退火爐各區爐溫升至800°C時利用氣體置換系統通入氫氣，逐步將爐內保護氣氛置換為所需要的氫氣氮氣混合氣，氫氣體積比759^100%，從而滿足鋼帶的連續退火保護氣氛需要；爐內氣氛置換完全后，即氫氣體積比759^100%后，臥式連續退火爐內升溫，并通過臥式連續退火爐入口前工序設備連接鈦帶和鋼帶，將退火產品更換為鋼帶；調整退火爐為正常運行模式，進行鋼帶在臥式連續退火爐內的退火。
[0014]本實用新型于鈦帶及鋼帶退火的臥式連續退火爐，可分別對鈦帶及鋼帶、不銹鋼帶進行連續退火后生產鈦-鋼-鈦復合板，提升生產鈦-鋼-鈦復合板的效率。臥式連續退火爐包括有加熱段、過渡段和冷卻段，各段保護氣氛連通。此外，氣體循環系統設置的目的是為縮短所述的臥式連續退火爐的氣氛置換時間和爐內氣氛對流效果。加熱段可為馬弗爐，主要目的是為縮短爐內保護氣氛調整和置換時間、縮短露點調整時間及提升露點控制水平。
[0015]相對于現有技術，本實用新型的優點:提供了一種臥式連續退火爐，可根據生產需要靈活置換爐內保護氣氛為氫氣氮氣混合氣或氬氣氣氛，從而滿足鋼帶退火和鈦帶的退火；并且可分別對鈦帶及不銹鋼帶進行連續退火后，生產鈦-鋼-鈦復合板。實現在一條連續退火線上對鈦帶和鋼帶進行軋制和退火的功能，避免了為進行鈦帶的退火和生產專門新建退火爐；也避免了專門新建鈦帶退火爐而因需求不足導致的設備階段性停產等問題，鈦帶退火后也不會出現周期式退火時板材內外圈組織與性能均勻性較差等質量問題；提升了生產線、退火爐和車間的利用效率以及經濟效率；并且可以提升生產鈦-鋼-鈦復合板的效率。
[0016]【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。
[0018]圖2是本實用新型另一個實施例的結構示意圖。
[0019]圖中各附圖標記對應如下:入口密封1，預熱段2，加熱段3，冷卻段4，出口密封5，氣體置換系統6，氣體循環系統7，氣墊供氣系統8。
【具體實施方式】
[0020]為了更好地理解本實用新型，下面結合實施例進一步闡明本實用新型的內容，但本實用新型的內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0021]實施例1:
[0022]本實施例為臥式連續退火爐，包括入口密封1，預熱段2，加熱段3，冷卻段4，出口密封5，布置在加熱段上的氣體置換系統6，氣體循環系統7以及氣墊供氣系統8。所述的臥式連續退火爐爐內配備有氣墊供氣系統8，氣墊供氣系統的噴嘴上下交錯排列布置，保證退火帶材懸浮高度適宜，運行穩定；且氣墊供氣系統的噴嘴風速可調，根據退火帶材的厚度、張力狀況調整風速，確保對退火帶材的浮力和熱量；所述的氣墊供氣系統與外部惰性保護氣體供氣系統相連通，在臥式連續退火爐生產鈦帶或鋼帶時，分別選用對應的退火保護氣氛(氬氣或氫氣)進行供氣。氣墊供氣系統8在臥式爐里主要起到用噴吹氣體形成氣墊從下部托起帶鋼的作用，從而避免用托輥損傷帶鋼的表面。
[0023]所述的氣體循環系統7設置為在爐內保護氣氛的調整與置換過程中，通過在退火爐不同區域對爐內氣氛進行擾流加強爐內氣氛循環。
[0024]臥式連續退火爐生產鋼帶時，爐內采用氫氣氮氣(氫氣體積比99.99%)混合氣為保護氣氛；當需要改為生產鈦帶時，設置連續退火爐運行模式為爬行模式，降低連續退火爐爐溫，當退火爐各區爐溫降至800°C時，通過連續退火爐配備的氣體置換系統6的主供氣系統向爐內快速通入氮氣，同時氣墊供氣系統8也通過噴吹氮氣使鋼帶保持懸垂狀態，逐步完成對爐內氣氛的置換，再用高純(體積分數99.99%)氬氣吹掃，通過連續退火爐配備的氣體置換系統6的主供氣系統向爐內快速通入氬氣，同時氣墊供氣系統8也通過噴吹氬氣使鋼帶保持懸垂狀態，逐步將爐內保護氣氛置換為所需要的氬氣，置換過程中通過氣體循環系統7加強爐內氣氛循環，完成對爐內氣氛的置換，從而滿足鈦帶的連續退火保護氣氛需要。爐內氣氛置換完全(氬氣含量達99%)后，升溫，并通過連續退火爐入口前工序設備連接鋼帶和鈦帶，將退火產品更換為鈦帶，調整退火爐為正常運行模式，進行鈦帶在連續退火爐內的退火；
[0025]臥式連續退火爐生產鈦帶時，爐內采用氬氣為保護氣氛；當需要生產線改為生產鋼帶時，設置連續退火爐運行模式為爬行模式，降低連續退火爐爐溫，通過連續退火爐配備的氣體置換系統6的主供氣系統向爐內快速通入氮氣，同時氣墊供氣系統8也通過噴吹氮氣使鋼帶保持懸垂狀態，逐步完成對爐內氣氛的置換，當退火爐各區爐溫升至800°C時通入氫氣，通過連續退火爐配備的氣體置換系統6的主供氣系統向爐內快速通入氫氣，同時氣墊供氣系統8也通過噴吹氫氣使鋼帶保持懸垂狀態，逐步將爐內保護氣氛置換為所需要的氫氣氮氣(氫氣體積比99.99%)混合氣，置換過程中通過氣體循環系統7加強爐內氣氛循環，通過連續退火爐配備的氣體置換系統的主供氣系統向爐內快速通入保護氣氛，完成對爐內氣氛的置換，從而滿足鋼帶的連續退火保護氣氛需要。爐內氣氛置換完全(氫氣體積比99.99%)后，升溫，并通過連續退火爐入口前工序設備連接鈦帶和鋼帶，將退火產品更換為鋼帶，調整退火爐為正常運行模式，進行鋼帶在連續退火爐內的退火。
[0026]按照上述工藝，從而實現根據生產需要靈活置換爐內保護氣氛為氫氣氮氣混合氣或氬氣氣氛，達到滿足鋼帶退火和鈦帶的退火的目的；并且可分別對鈦帶及鋼帶進行連續退火后，生產鈦-鋼-鈦復合板。實現在一條連續退火線上對鈦帶和鋼帶進行軋制和退火的功能，不用為進行鈦帶的退火和生產專門新建退火爐。且鈦帶退火后不會出現周期式退火時板材內外圈組織與性能均勻性較差等質量問題；提升了生產線、退火爐和車間的利用效率以及經濟效率；并且可以提升生產鈦-鋼-鈦復合板的效率。
[0027]實施例2:
[0028]本實施例為臥式連續退火爐，包括入口密封1，預熱段2，加熱段3，冷卻段4，出口密封5，布置在冷卻段上的氣體置換系統6以及布置在加熱段上的氣體循環系統7。
[0029]臥式連續退火爐生產鋼帶時，爐內采用氫氣氮氣(氫氣體積比80%)混合氣為保護氣氛；當需要改為生產鈦帶時，設置連續退火爐運行模式為爬行模式，降低連續退火爐爐溫，當退火爐各區爐溫降至800°C時，通過連續退火爐配備的氣體置換系統6的主供氣系統向爐內快速通入氮氣，同時氣墊供氣系統8也通過噴吹氮氣使鋼帶保持懸垂狀態，逐步完成對爐內氣氛的置換，再用高純(體積分數99.99%)氬氣吹掃，通過連續退火爐配備的氣體置換系統6的主供氣系統向爐內快速通入氬氣，同時氣墊供氣系統8也通過噴吹氬氣使鋼帶保持懸垂狀態，逐步將爐內保護氣氛置換為所需要的氬氣，置換過程中通過氣體循環系統7加強爐內氣氛循環，完成對爐內氣氛的置換，從而滿足鈦帶的連續退火保護氣氛需要。爐內氣氛置換完全(氬氣含量達99%)后，升溫，并通過連續退火爐入口前工序設備連接鋼帶和鈦帶，將退火產品更換為鈦帶，調整退火爐為正常運行模式，進行鈦帶在連續退火爐內的退火；
[0030]臥式連續退火爐生產鈦帶時，爐內采用氬氣為保護氣氛；當需要生產線改為生產鋼帶時，設置連續退火爐運行模式為爬行模式，降低連續退火爐爐溫，通過連續退火爐配備的氣體置換系統6的主供氣系統向爐內快速通入氮氣，同時氣墊供氣系統8也通過噴吹氮氣使鋼帶保持懸垂狀態，利用氮氣吹掃逐步將爐內的氬氣保護氣氛置換為氮氣，當退火爐各區爐溫升至800°C時通入氫氣，通過連續退火爐配備的氣體置換系統6的主供氣系統向爐內快速通入氫氣，同時氣墊供氣系統8也通過噴吹氫氣使鋼帶保持懸垂狀態，逐步將爐內保護氣氛置換為所需要的氫氣氮氣(氫氣體積比80%)混合氣，置換過程中通過氣體循環系統7加強爐內氣氛循環，完成對爐內氣氛的置換，從而滿足鋼帶的連續退火保護氣氛需要。爐內氣氛置換完全(氫氣體積比80%)后，升溫，并通過連續退火爐入口前工序設備連接鈦帶和鋼帶，將退火產品更換為鋼帶，調整退火爐為正常運行模式，進行鋼帶在連續退火爐內的退火。
[0031] 從而實現根據生產需要靈活置換爐內保護氣氛為氫氣氮氣混合氣或氬氣氣氛，達到滿足鋼帶退火和鈦帶的退火的目的；并且可分別對鈦帶及鋼帶進行連續退火后，生產鈦-鋼-鈦復合板。實現在一條連續退火線上對鈦帶和鋼帶進行軋制和退火的功能，不用為進行鈦帶的退火和生產專門新建退火爐。且鈦帶退火后不會出現周期式退火時板材內外圈組織與性能均勻性較差等質量問題；提升了生產線、退火爐和車間的利用效率以及經濟效率；并且可以提升生產鈦-鋼-鈦復合板的效率。
【權利要求】
1.一種用于鈦帶及鋼帶退火的臥式連續退火爐，包括加熱段、過渡段和冷卻段，在加熱段前和冷卻段后均設有密封系統，各段爐內保護氣氛連通；其特征在于:配備有氣體置換系統及氣體循環系統；氣體置換系統設置在臥式連續退火爐爐內爐墻上，氣體置換系統與外部保護氣體供氣系統相連通，且設置為在臥式連續退火爐需要生產鋼帶或者鈦帶時，根據工藝需要將爐內不同區域的保護氣氛快速置換為工藝所需要的保護氣氛，完成爐內保護氣氛的調整與置換；所述的氣體循環系統配置在臥式連續退火爐的加熱段或者冷卻段，或者配置在加熱段與冷卻段之間的過渡段，設置為在爐內保護氣氛的調整與置換過程中，通過在臥式連續退火爐不同區域對爐內氣氛進行擾流加強爐內氣氛循環。
2.根據權利要求1所述的用于鈦帶及鋼帶退火的臥式連續退火爐，其特征在于:氣體置換系統分兩個子系統，分別為主供氣系統和次供氣系統；主供氣系統在氣氛置換階段向爐內快速通入保護氣氛，次供氣系統在生產階段調節爐內壓力以保證爐內壓力狀態。
3.根據權利要求1或2所述的用于鈦帶及鋼帶退火的臥式連續退火爐，其特征在于:氣體置換系統配置在臥式連續退火爐的加熱段或者冷卻段，或者配置在加熱段與冷卻段之間的過渡段。
4.根據權利要求1或2所述的用于鈦帶及鋼帶退火的臥式連續退火爐，其特征在于:所述的臥式連續退火爐爐內沿鈦帶或鋼帶輸送方向上下方均配備風速可調的噴嘴構成氣墊供氣系統，氣墊供氣系統的噴嘴上下交錯排列布置；所述的氣墊供氣系統與外部惰性保護氣體供氣系統相連通。
5.根據權利要求1或2所述的用于鈦帶及鋼帶退火的臥式連續退火爐，其特征在于:加熱段為馬弗爐；且加熱段為馬弗爐時，所述的氣體置換系統及氣體循環系統均不設置在加熱段。
【文檔編號】C21D9/56GK203569154SQ201320701835
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】李衛杰, 楊謙, 楊進 申請人:中冶南方(武漢)威仕工業爐有限公司