一種組合式罩式爐退火的方法及其退火爐裝置，至少兩臺(tái)罩式爐串聯(lián)安裝，設(shè)有保護(hù)氣集中加熱器和配套的供給裝置，用加熱后的保護(hù)氣直接對(duì)保護(hù)罩內(nèi)被退火材料進(jìn)行預(yù)熱、加熱、保溫和冷卻處理，退火過(guò)程中保護(hù)氣在罩式爐間循環(huán)流動(dòng)，把高溫階段的剩余熱量傳給下一低溫階段，低溫保護(hù)氣經(jīng)過(guò)冷卻階段返回保護(hù)氣加熱器，濁氣經(jīng)過(guò)濾后返回保護(hù)氣系統(tǒng)使用。本發(fā)明專利技術(shù)與現(xiàn)有的技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)是：退火過(guò)程中的熱量循環(huán)利用，可節(jié)省能量３０～４０％；退火過(guò)程不用加熱罩和冷卻罩，用保護(hù)氣直接在保護(hù)罩內(nèi)加熱或冷卻材料，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，節(jié)省設(shè)備投資和操作費(fèi)用，退火后的材料質(zhì)量好。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)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(lǐng)域。技術(shù)背景材料退火主要有兩個(gè)基本作用， 一是消除加工過(guò)程中產(chǎn)生的硬化和殘余應(yīng) 力，軟化材料，提高塑性，便于進(jìn)一步加工；二是改變材料的組織結(jié)構(gòu)，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(shù)之一， 即將幾巻鋼材疊成垛，用保護(hù)罩罩住后進(jìn)行加熱升溫，達(dá)到規(guī)定的退火溫度并 經(jīng)保溫后再進(jìn)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(hù)罩，通入保護(hù)氣，再罩上加熱罩，在加熱罩和保護(hù)罩之間加熱，通過(guò)保護(hù) 罩內(nèi)保護(hù)氣的流動(dòng)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(fēng)和/或水冷卻至常溫。現(xiàn)有鋼材罩式爐退火存在 的缺點(diǎn)是退火過(guò)程中罩式爐單獨(dú)加熱或冷卻，熱量不能循環(huán)利用，造成了能 源的浪費(fèi)；利用加熱罩對(duì)保護(hù)罩內(nèi)鋼材間接式加熱，傳熱效率低，容易造成粘 鋼；頻繁換罩，運(yùn)行成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性差。本申請(qǐng)人公告號(hào)為CN2780777Y的技術(shù)專利公開(kāi)一種"清洗冷凈煤氣 強(qiáng)循環(huán)罩式光亮退火爐系統(tǒng)"，包括有煤氣發(fā)生和凈化裝置、保護(hù)氣過(guò)濾器和自 控退火爐，用發(fā)生的煤氣燃燒對(duì)保護(hù)罩內(nèi)的帶鋼加熱、保溫，然后換上冷卻罩 進(jìn)行風(fēng)冷和水冷。退火過(guò)程用液態(tài)氨氣化并分解成75%的氫氣和25%的氮?dú)庾?為保護(hù)氣。可以從冷凈煤氣中直接提取氫氣用作保護(hù)氣，達(dá)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(huán)利用和降低設(shè)備及生產(chǎn)成本的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為使退火爐退火過(guò)程熱量循環(huán)利用，減少能量消耗，用保護(hù)氣直接加熱和 冷卻被處理的材料，縮短退火時(shí)間，同時(shí)降低設(shè)備和生產(chǎn)成本，本專利技術(shù)提供一 種能量循環(huán)利用的組合式罩式爐退火的方法及其退火爐裝置。本專利技術(shù)把在保護(hù)氣加熱器集中加熱后的保護(hù)氣通入罩式爐的保護(hù)罩內(nèi)，依 靠保護(hù)氣在保護(hù)罩內(nèi)的流動(dòng)直接加熱或冷卻材料，不需要加熱罩和冷卻罩。至 少兩臺(tái)罩式爐串聯(lián)在一起進(jìn)行退火處理，保護(hù)氣在罩式爐間循環(huán)流動(dòng)，把高溫 階段的剩余熱量傳給下一低溫階段，低溫保護(hù)氣經(jīng)過(guò)冷卻階段返回保護(hù)氣加熱 器。過(guò)程為將被退火材料疊成垛，置于爐臺(tái)，罩上保護(hù)罩，用加熱后的保護(hù) 氣對(duì)保護(hù)罩內(nèi)材料進(jìn)行預(yù)熱、加熱、保溫和冷卻處理，材料各個(gè)處理階段均在 同一臺(tái)罩式爐保護(hù)罩內(nèi)進(jìn)行。加熱后的熱凈保護(hù)氣先通入高溫階段的罩式爐， 從高溫階段出來(lái)的熱凈保護(hù)氣進(jìn)入下一低溫階段的罩式爐；經(jīng)過(guò)預(yù)熱階段后的 濁氣排入濁氣排放管，濁氣經(jīng)過(guò)濾后返回保護(hù)氣系統(tǒng)；低溫冷凈保護(hù)氣進(jìn)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(hù)氣加熱器； 形成保護(hù)氣循環(huán)。根據(jù)各個(gè)階段的實(shí)際需要，向罩式爐補(bǔ)充冷凈保護(hù)氣或熱凈保護(hù)氣，以 及從罩式爐向濁氣排放管排放濁氣。本專利技術(shù)使用的退火工藝條件為常規(guī)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、加熱階段常溫一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IO(TC以下。(B和C是按工藝要求設(shè)定的溫度)。本專利技術(shù)使用的保護(hù)氣組成為氫氣和氮?dú)猓瑲錃夂偷獨(dú)獾捏w積比為0 ioo: ioo o，不排除其它組成的保護(hù)氣。保護(hù)氣用電爐加熱或用燃料加熱，未 加熱的保護(hù)氣為冷凈保護(hù)氣，加熱后的保護(hù)氣為熱凈保護(hù)氣。本專利技術(shù)所述被退火材料為冷軋帶鋼、冷軋巻鋼、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(shí)現(xiàn)上述組合式罩式爐退火的方法，本專利技術(shù)提供一種退火爐裝置，包括 有罩式爐、制氫設(shè)備、制氮機(jī)、保護(hù)氣補(bǔ)充罐、換熱器、保護(hù)氣過(guò)濾器、循環(huán) 風(fēng)機(jī)、冷凈保護(hù)氣管網(wǎng)、熱凈保護(hù)氣管和濁氣排放管，罩式爐內(nèi)有爐臺(tái)和保護(hù) 罩。至少兩臺(tái)罩式爐串聯(lián)安裝，可為環(huán)形布置結(jié)構(gòu)或并排布置結(jié)構(gòu)，不排除其 它形式的布置結(jié)構(gòu)。裝置設(shè)有保護(hù)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(hù)氣加熱器、冷凈保護(hù)氣管網(wǎng) 和濁氣排放管連通。保護(hù)氣補(bǔ)充罐與制氮機(jī)和制氫設(shè)備連接，或與其他保護(hù)氣 源相連接，用于向裝置補(bǔ)充保護(hù)氣。濁氣排放管通過(guò)換熱器與保護(hù)氣過(guò)濾器的入口連接；保護(hù)氣補(bǔ)充罐和保護(hù)氣過(guò)濾器分別與循環(huán)風(fēng)機(jī)入口連接；循環(huán)風(fēng)機(jī) 出口經(jīng)換熱器與冷凈保護(hù)氣管網(wǎng)連接，用于向裝置輸送新鮮或過(guò)濾凈化后的保 護(hù)氣。為便于控制各階段溫度和氣量，各管路間設(shè)有閥門(mén)，閥門(mén)為自動(dòng)控制。作為選擇，所述保護(hù)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(hù)氣，另一路用于從冷卻階段出來(lái)的保護(hù)氣返回保護(hù)氣加熱器。裝置設(shè)有共用氣體線，每臺(tái)罩式爐與共用氣體線連接并裝有閥門(mén)，用于兩 臺(tái)或兩臺(tái)以上罩式爐間的連通。為檢測(cè)保護(hù)氣的氧含量，在保護(hù)氣過(guò)濾器中裝 有氧含量測(cè)定儀。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是退火處理過(guò)程中的熱量循環(huán)利用， 可節(jié)省能量30 40%;用保護(hù)氣直接加熱或冷卻材料，退火過(guò)程不用加熱罩和 冷卻罩，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，節(jié)省設(shè)備投資和操作費(fèi)用；提高了加熱和冷卻效率，退火周期縮短25 30%;材料各部位溫差更小，材料性能好，可有效降低屈服 強(qiáng)度，提高材料的延伸率；在保護(hù)氣循環(huán)過(guò)程中可有效除去水分與雜質(zhì)，材料 表面質(zhì)量好；在保護(hù)氣過(guò)濾器內(nèi)安裝氧含量測(cè)定儀，及時(shí)檢測(cè)保護(hù)氣循環(huán)系統(tǒng) 內(nèi)的殘余氧含量，提高了裝置的安全性。 附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)罩式爐裝置環(huán)形布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)罩式爐裝置并排布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)罩式爐退火方法工藝流程示意圖；圖4為本專利技術(shù)另一方案罩式爐退火方法工藝流程示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的說(shuō)明。 實(shí)施例1本專利技術(shù)如圖l、圖2所示，為8臺(tái)罩式爐組成的退火爐裝置，被退火材料為 冷軋帶鋼。退火爐裝置包括有罩式爐1、制氫設(shè)備8、制氮機(jī)7、保護(hù)氣補(bǔ)充罐 9、保護(hù)氣過(guò)濾器11、換熱器10、循環(huán)風(fēng)機(jī)12、冷凈保護(hù)氣管網(wǎng)4、濁氣排放 管3，罩式爐1內(nèi)有爐臺(tái)14和保護(hù)罩15。樹(shù)1為環(huán)形布置結(jié)構(gòu),8臺(tái)罩式爐爭(zhēng) 聯(lián)安裝，依次從前一罩式爐的出口連接到下一罩式爐的入口。各罩式爐分別與 冷凈保護(hù)氣管網(wǎng)4和濁氣排放管3連通。保護(hù)氣加熱器5位于裝置的中央，加 熱器為電加熱式；保護(hù)氣加熱器5通過(guò)熱凈保護(hù)氣線6與各罩式爐1雙路連通。 保護(hù)氣補(bǔ)充罐9分別與制氮機(jī)7和制氫設(shè)備8連接。濁氣排放管3通過(guò)換熱器 10連接到保護(hù)氣過(guò)濾器11的入口。保護(hù)氣補(bǔ)充罐9出口和保護(hù)氣過(guò)濾器11的 出口分別與循環(huán)風(fēng)機(jī)12連接；循環(huán)風(fēng)機(jī)12出口經(jīng)換熱器10連接到冷凈保護(hù)氣 管網(wǎng)4。為便于控制各階段溫度和氣量，各管路間設(shè)有閥門(mén)13，閥門(mén)為自動(dòng)控制。為檢測(cè)保護(hù)氣的殘余氧含量，所述的保護(hù)氣過(guò)濾器11內(nèi)裝有氧含量測(cè)定儀。本實(shí)施例的另一種實(shí)施形式如圖2所示，為8臺(tái)罩式爐并排布置結(jié)構(gòu),保護(hù)氣加熱器位于一旁，其他設(shè)置與圖1相同。本專利技術(shù)材料退火的方法如圖1、圖2、所示，8臺(tái)罩式爐串聯(lián)在一起進(jìn)行退 火處理，在保護(hù)氣加熱器5加熱后的保護(hù)氣通過(guò)熱凈保護(hù)氣管6通入高溫階段 的罩式爐，把高溫階段的剩余熱量傳給下一低溫階段，低溫保護(hù)氣經(jīng)過(guò)冷卻階 段返回保護(hù)氣加熱器，保護(hù)氣循環(huán)利用。過(guò)程為將帶鋼2疊成垛，置于爐臺(tái) 14，罩上保護(hù)罩15，用加熱后的保護(hù)氣對(duì)保護(hù)罩15內(nèi)帶鋼進(jìn)行預(yù)熱、加熱、保 溫、冷卻處理，帶鋼各個(gè)處理階段均在同一臺(tái)罩式爐內(nèi)進(jìn)行。根據(jù)各個(gè)階段的 實(shí)際需要，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種組合式罩式爐退火的方法，過(guò)程包括：將被退火材料疊成垛，置于爐臺(tái)，罩上保護(hù)罩，其特征是：至少兩臺(tái)罩式爐串聯(lián)，用加熱后的保護(hù)氣直接對(duì)保護(hù)罩內(nèi)的材料進(jìn)行預(yù)熱、加熱、保溫和冷卻處理；退火過(guò)程中保護(hù)氣在罩式爐間循環(huán)流動(dòng)，把高溫階段的剩余熱量傳給下一低溫階段，低溫保護(hù)氣經(jīng)過(guò)冷卻階段返回保護(hù)氣加熱器。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：賈會(huì)平，余游，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：賈會(huì)平，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：13[中國(guó)|河北]
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