[發明專利]組合式罩式爐退火的方法及其退火爐裝置

有效

• 申請號: 200810054606.8
• 申請日: 2008-03-10
• 公開（公告）號: CN101240363A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 賈會平;余游
• 申請（專利權）人: 賈會平
• 主分類號: C21D1/00
• 分類號: C21D1/00
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張貳群

技術領域

本發明涉及一種組合式罩式爐退火的方法和退火爐裝置，屬于材料熱處理領域。

背景技術

材料退火主要有兩個基本作用，一是消除加工過程中產生的硬化和殘余應力，軟化材料，提高塑性，便于進一步加工；二是改變材料的組織結構，獲得所需要的晶粒度和晶粒取向性。罩式爐退火是冷軋鋼材熱處理的主要技術之一，即將幾卷鋼材疊成垛，用保護罩罩住后進行加熱升溫，達到規定的退火溫度并經保溫后再進行冷卻。一般罩式爐退火采用單垛式或多垛式，垛好鋼材后罩上保護罩，通入保護氣，再罩上加熱罩，在加熱罩和保護罩之間加熱，通過保護罩內保護氣的流動把熱量傳遞給鋼材，加熱到要求的退火溫度后保溫，然后移去加熱罩，再罩上冷卻罩，用風和/或水冷卻至常溫。現有鋼材罩式爐退火存在的缺點是：退火過程中罩式爐單獨加熱或冷卻，熱量不能循環利用，造成了能源的浪費；利用加熱罩對保護罩內鋼材間接式加熱，傳熱效率低，容易造成粘鋼；頻繁換罩，運行成本高，勞動強度大，安全性差。

本申請人公告號為CN2780777Y的實用新型專利公開一種“清洗冷凈煤氣強循環罩式光亮退火爐系統”，包括有煤氣發生和凈化裝置、保護氣過濾器和自控退火爐，用發生的煤氣燃燒對保護罩內的帶鋼加熱、保溫，然后換上冷卻罩進行風冷和水冷。退火過程用液態氨氣化并分解成75％的氫氣和25％的氮氣作為保護氣。可以從冷凈煤氣中直接提取氫氣用作保護氣，達到光亮目的，提取氫氣后的剩余氣體回收用于罩式爐加熱。但該專利仍不能解決材料退火的熱能循環利用和降低設備及生產成本的問題。

發明內容

為使退火爐退火過程熱量循環利用，減少能量消耗，用保護氣直接加熱和冷卻被處理的材料，縮短退火時間，同時降低設備和生產成本，本發明提供一種能量循環利用的組合式罩式爐退火的方法及其退火爐裝置。

本發明把在保護氣加熱器集中加熱后的保護氣通入罩式爐的保護罩內，依靠保護氣在保護罩內的流動直接加熱或冷卻材料，不需要加熱罩和冷卻罩。至少兩臺罩式爐串聯在一起進行退火處理，保護氣在罩式爐間循環流動，把高溫階段的剩余熱量傳給下一低溫階段，低溫保護氣經過冷卻階段返回保護氣加熱器。過程為：將被退火材料疊成垛，置于爐臺，罩上保護罩，用加熱后的保護氣對保護罩內材料進行預熱、加熱、保溫和冷卻處理，材料各個處理階段均在同一臺罩式爐保護罩內進行。加熱后的熱凈保護氣先通入高溫階段的罩式爐，從高溫階段出來的熱凈保護氣進入下一低溫階段的罩式爐；經過預熱階段后的濁氣排入濁氣排放管，濁氣經過濾后返回保護氣系統；低溫冷凈保護氣進入冷卻階段的罩式爐，在材料冷卻階段取走熱量后返回保護氣加熱器；形成保護氣循環。根據各個階段的實際需要，向罩式爐補充冷凈保護氣或熱凈保護氣，以及從罩式爐向濁氣排放管排放濁氣。

本發明使用的退火工藝條件為常規工藝條件，但不排除其它工藝條件。退火各工藝階段的溫度為：1、加熱階段：常溫→B，勻速或非勻速升溫；2、保溫階段，保持或基本保持B溫度；3、B→C，勻速或非勻速降溫，材料出爐溫度為100℃以下。(B和C是按工藝要求設定的溫度)。

本發明使用的保護氣組成為：氫氣和氮氣，氫氣和氮氣的體積比為：0～100∶100～0，不排除其它組成的保護氣。保護氣用電爐加熱或用燃料加熱，未加熱的保護氣為冷凈保護氣，加熱后的保護氣為熱凈保護氣。

本發明所述被退火材料為：冷軋帶鋼、冷軋卷鋼、鋼材制品、合金材料及制品、鋁、銅、或其他金屬材料及制品。

為實現上述組合式罩式爐退火的方法，本發明提供一種退火爐裝置，包括有罩式爐、制氫設備、制氮機、保護氣補充罐、換熱器、保護氣過濾器、循環風機、冷凈保護氣管網、熱凈保護氣管和濁氣排放管，罩式爐內有爐臺和保護罩。至少兩臺罩式爐串聯安裝，可為環形布置結構或并排布置結構，不排除其它形式的布置結構。裝置設有保護氣加熱器，加熱器為電加熱，也可為燃料加熱，不排除其它的加熱方式。各罩式爐分別與保護氣加熱器、冷凈保護氣管網和濁氣排放管連通。保護氣補充罐與制氮機和制氫設備連接，或與其他保護氣源相連接，用于向裝置補充保護氣。濁氣排放管通過換熱器與保護氣過濾器的入口連接；保護氣補充罐和保護氣過濾器分別與循環風機入口連接；循環風機出口經換熱器與冷凈保護氣管網連接，用于向裝置輸送新鮮或過濾凈化后的保護氣。為便于控制各階段溫度和氣量，各管路間設有閥門，閥門為自動控制。

作為選擇，所述保護氣加熱器與各罩式爐雙路連通，一路用于向罩式爐通入高溫保護氣，另一路用于從冷卻階段出來的保護氣返回保護氣加熱器。