[發明專利]一種連續退火爐內快速實現帶鋼溫度過渡的設備及工藝

在審

• 申請號: 201910022891.3
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN111424163A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 胡廣魁;陳云鵬;湯文杰;張理揚;袁儉;朱硯剛
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21D9/56
• 分類號: C21D9/56;C21D9/60;C21D1/26
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 周成

本發明公開了一種連續退火爐內快速實現帶鋼溫度過渡的設備及工藝，包括：依次連接的加熱段、橫磁感應加熱、輻射管均熱段、緩冷段和快冷段。所述的加熱段為依次連接的直火加熱段和輻射管加熱段。所述的加熱段為直火加熱段。所述的加熱段為縱磁感應加熱。本發明通過快速調整加熱設備的加熱負荷，以期達到快速改變帶鋼溫度，滿足帶鋼規格變化或退火曲線變化時對帶鋼溫度快速響應的需求。

技術領域

本發明涉及鋼帶連續熱處理領域，更具體地說，涉及一種連續退火爐內快速實現帶鋼溫度過渡的設備及工藝。

背景技術

在連續退火爐內，冷軋后的帶鋼經過加熱和冷卻等各熱處理工藝處理后，才能達到用戶所需要的機械性能。傳統連續退火爐如圖1所示，主要包括加熱段1、均熱段2、緩冷段3、快冷段4等工藝段，帶鋼5先后經過各工藝段完成熱處理過程。熱處理工藝包含各工藝溫度的檢測、工藝溫度控制以及熱處理時間控制。其中，工藝溫度控制主要包括加熱溫度控制和冷卻溫度控制。加熱溫度的控制一般通過直火加熱、燃氣輻射管加熱、電加熱、感應加熱等加熱方式實現，冷卻溫度的控制一般通過噴氣冷卻、水冷輥冷卻、水淬冷卻等方式實現。以常用的噴氣冷卻方式而言，冷卻溫度的調節是通過改變冷卻風機的轉速達到溫度的快速切換的目的。但相對于冷卻溫度的控制，由于加熱造成爐膛的熱慣性很強，使得常規加熱方式所能實現的加熱溫度的調節控制反應速度遠遠低于冷卻溫度調節速度，造成在退火溫度或帶鋼規格切換時容易造成實際帶鋼加熱溫度偏離控制目標，結果造成帶鋼性能不符。因此，有必要尋求一種能夠實現加熱溫度快速切換的方式，大幅度減小退火溫度或帶鋼規格過渡時造成的加熱溫度不符。

在現有的連續退火爐中，帶鋼最高加熱溫度高達900℃，主要采用如圖1的輻射管加熱方式，平均加熱速度一般在3-15℃/s內，帶鋼溫度越高加熱速度越慢。在實際生產中經常存在帶鋼規格和退火溫度變化，需要降溫時，由于加熱爐的慣性大，降溫速度慢；需要升溫時，由于輻射管相對加熱速度較慢，造成帶鋼升溫速度慢。升降溫都會造成溫度過渡段很長且帶鋼溫度不符，進而造成帶鋼性能不符。為解決此問題，實際生產中一般采用在成品生產計劃中插入過渡用鋼卷(非成品)，這一方面占用了生產線的產能，還消耗了大量不必要的能源介質，因此有必要提高連續退火爐內帶鋼溫度過渡的響應速度，減少過渡卷的使用，提高生產效率和改進產品質量。

目前，國內外在連續退火爐內使用的加熱技術有：直火加熱、燃氣輻射管加熱、電加熱、感應加熱等，加熱速度由快到慢的順序是：感應加熱＞直火加熱＞燃氣輻射管加熱＞電加熱，爐膛熱慣性由大到小的排序是：燃氣輻射管加熱＞電加熱＞直火加熱＞感應加熱，由以上分析可知，采用直火加熱和感應加熱既能夠獲取快的加熱速度又能夠同時具備熱慣性小的優點，可以在實際連續退火生產中實現帶鋼溫度的快速切換。這其中感應加熱表現更加優異，但連續退火爐中一般使用的常規感應加熱器都是縱磁感應加熱(磁力線平行帶鋼)，這種類型的感應加熱器不能在700℃以上有效加熱薄帶鋼，只有業界最新開發成功的橫磁感應加熱(磁力線垂直帶鋼)設備才能夠有效實現700℃以上溫度薄帶鋼的有效加熱。關于橫磁感應加熱(磁力線垂直帶鋼)技術，目前全球范圍內已經有法國FIVES集團下屬的Cellas公司和比利時的Inducthern公司能夠制造設備并已有使用實績。

以上述分析和描述的加熱和冷卻方式為基礎，存在有開發出一種可以實現連續退火爐內帶鋼溫度快速切換的控制模式的可能性，但實際工業化的使用實績中沒有發現類似的連續退火溫度快速過渡控制技術，分析主要原因應該有以下幾點：

1)之前感應加熱設備制造廠家還沒有開發出橫磁感應加熱設備，無法實現700℃以上碳鋼薄帶鋼的加熱；

2)先進直火加熱等技術還沒有得到工業化的充分推廣使用。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的是提供一種連續退火爐內快速實現帶鋼溫度過渡的設備及工藝，通過快速調整加熱設備的加熱負荷，以期達到快速改變帶鋼溫度，滿足帶鋼規格變化或退火曲線變化時對帶鋼溫度快速響應的需求。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：