专利名称：钢带电磁悬浮连续热处理炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钢带悬浮连续热处理设备，特别是一种电阻率高的硅钢带热处理设备。
背景技术：
现今钢铁业中，钢带连续热处理一般是由炉底辊支撑，在上百米、仍至数百米的连续退火炉中进行的。，炉底辊抗结瘤、耐磨损和耐高温等性能，对钢带的质量、生产成本有着重大影响。为改进炉底辊性能，提高其使用寿命，相关业内人士进行着长期不懈的努力，但至今都未有完满的结果。
上世纪末，日本首先研制出先进的无须炉底辊，气浮式连续退火炉，以期克服由于使用炉底辊而不能避免的种种不便。气浮式连续退火炉是循环、鼓吹经加热、加压的保护气体，利用钢带上、下面的压差，克服钢带的重力，使钢带悬浮、运行于连续退火炉中。该技术必须环循大量热保护气体。从炉中抽取的热保护气，要经过热交换，以使气体温度降到便于加压的温度以下，保护气被加压后，又要被加热到工艺规定的钢带热处理温度。因此，能耗较高，同时连续炉能实现的热处理温度也受到一定的限制。
硅钢行业中，由于某些生产工艺的需要，业内人士先后开发出多种直接给钢带通电，使钢带作为发热元件，自己发热、升温和保温，经受热处理，如日本公开的特开平2-43320(
公开日1990年2月13日)，特开平7-41860(
公开日1995年2月10日)，特开平10-25522(
公开日1998年1月27日)专利技术，以及日本在中国申报的专利CN1226935A(
公开日1999年8月25日)等，这些技术或是非连续，或虽连续，但只仅用于快速加热，都没有与磁悬浮相联系，电流都只仅被用作热源，而没有被用作与磁场相互作用，使钢带同时又承受磁浮力而悬浮在热处理炉中。
工业生产中，一般钢带连续退火炉为平卧式，即钢带轧面水平运行于连续退火炉中。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述现状，旨在提供一种能使钢带悬浮、运行于连续退火炉中，钢带作为发热元件，自己发热、升温和保温，经受热处理，既节能，又可以不受限制地满足热处理工艺对高温度和保护气氛要求的钢带电磁悬浮连续热处理炉。
本实用新型目的的实现方式为，钢带电磁悬浮连续热处理炉，热处理炉至少有2个加热段和至少1个均热保温段及一个控制冷却段，每段各有自己的直流电源，从第二加热段到控制冷却段的炉体4外有磁悬浮装置6、其间有磁定位纠偏装置5，磁悬浮装置由软磁铁芯14和绕其外的线圈15构成，各炉段间有供钢带3电能的导电辊2和/或导电刷、和/或导电液组成的导电设置，炉体两端分别有钢带开卷机1、卷取机13、接地保护设置12、及低温炉段存留的炉底辊11。
本实用新型的优点为1、直接给钢带通电，电流一方面作为能源直接使钢带发热、升温和保温，完成热处理，热效率高、节能；2、磁悬浮装置又在连续退火炉两侧施加横向磁场，钢带中的电流在使钢带发热、升温和保温的同时又和磁场相互作用，形成使钢带向上的力，以克服钢带的重力，使钢带能悬浮、运行于连续退火炉中，这就完全超脱了由于使用炉底辊而带来的种种不利；3、热处理温度可达到1250℃以上，能完全满足热处理工艺，特别是硅钢热处理工艺对高温度的要求。
图1本实用新型结构示意图图2图1中磁悬浮装置A-A截面图图3图1中磁定位纠偏装置B-B截面图图4控制系统方框图具体实施方式
参照图1、2，本实用新型热处理炉至少有2个加热段和至少1个均热保温段及一个控制冷却段，每段各有自己的直流电源，从第二加热段到控制冷却段的炉体外有磁悬浮装置6、其间有磁定位纠偏装置5，磁悬浮装置由软磁铁芯14和绕在其外的线圈15构成。各炉段间有导电辊2和/或导电刷、和/或导电液组成的导电设置，连续热处理炉两端分别有钢带开卷机1、卷取机13、接地保护设置12及低温炉段存留的炉底辊11。
参照图1，本实用新型工作时，钢带由开卷机1开卷进入连续炉前，即用导电辊2直接通电，在炉体4中按工艺要求的速度加热，先由第一加热段电源7直接加热，控制电源7的功率，使钢带进入第2加热段时温度等于或高于居里点温度，即一般钢带为770℃，3％Si钢带为750℃；从第2加热段起，在连续退火炉两侧施加横向磁场，第2加热段由电源8供电加热；控制供电功率，以热处理工艺制度规定的加热速率，将钢带加热到指定温度；均热保温段电源9使钢带保温，进行均温处理，供给能量以平衡钢带向外散失的热量；控制冷却段电源10供给钢带电流，电流仅使钢带能悬浮在连续炉中，越小越好，同时尽量增大横向悬浮磁场的强度，使钢带能以工艺规定的冷却速度冷却到居里点温度。在钢带温度降到居里点以下后，可按工业上通常的方法，进行气冷、或水套管冷等，将钢带温度冷却到常温，再由卷取机13卷取，完成钢带的热处理。
对钢带温度的控制和磁浮装置中电流的控制，用现行工业中十分成熟的自动控制技术、如数字PID调节之类即可实现。
根据电磁相互作用关系式F＝I1BL1Sinφ＝I1BL1(因式中φ＝90°，Sinφ＝1)(1)即可测知，磁浮重F牛顿的钢带所需要的磁通密度B，又根据磁通密度B，磁通势NI与磁阻R间的关系式NI2＝RBA (2)R＝L2/μA (3)得出I2＝FL2/I1L1μN (4)由以上4式即可测知、控制磁悬浮线圈中应有的电流I2，从而实现连续退火炉中的钢带温度和磁浮力控制。
以上关系式中F电磁作用力，单位牛顿(N)；I1、I2分别为钢带中和磁悬浮装置线圈中电流，单位安培(A)；B磁通密度，单位特斯拉(T)；L1、L2分别为悬浮在磁场中钢带长度和磁悬浮装置磁极间距，单位m；φ磁场和电流方向的交角，此处为直角；N磁悬浮装置线圈匝数；R磁阻；单位1/亨；A；通过钢带磁通流截面面积，单位m2；μ回路媒质导磁率，单位亨/m。
本实用新型的控制系统方框图见图4。对于磁纠偏定位装置中的电流及交变频率，可依实际情况灵活处置，在稳定钢带运行的前提下，从节能的角度出发，电流越小，交变频率越低越好。
在第1加热段，也可以用还原性明火火焰，或热辐射管等非直接通电方式，快速将钢带加热到居里温度以上。
参照图3，为了防止钢带跑偏，稳定地悬浮、运行于连续退火炉中，在第2加热段至控制冷却段间有不少于两台的磁定位纠偏装置，磁定位纠偏装置由磁定位纠偏装置软铁芯16及绕在其外的线圈17构成。由磁定位纠偏装置软磁铁芯18及绕在其外的线圈17构成的磁定位纠偏的磁场为方向垂直、频率为0.1～120HZ的交变磁场。磁定位纠偏磁场对均热保温段施加垂直方向的交变磁场，也是利用钢带中的电流与磁场相互作用，在水平方向产生与钢带运动方向垂直，方向和大小周期变化的力，使钢带在中心位置附近的小范围内振动，从而实现定位，防止钢带跑偏。
采用本实用新型可将连续退火炉设计成侧立式，使钢带的轧面垂直水平面、侧立运行于连续退火炉中，与平卧式相比，更能达到节能的效果。
权利要求1.钢带电磁悬浮连续热处理炉，其特征在于热处理炉至少有2个加热段和至少1个均热保温段及一个控制冷却段，每段各有自己的直流电源，从第二加热段到控制冷却段的炉体(4)两侧有磁悬浮装置(6)、其间有磁定位纠偏装置(5)，磁悬浮装置由软磁铁芯(14)和绕其两侧的线圈(15)构成，各炉段间有供钢带(3)电能的导电辊(2)和/或导电刷、和/或导电液组成的导电设置，炉体两端分别有钢带开卷机(1)、卷取机(13)、接地保护设置(12)、及低温炉段存留的炉底辊(11)。
2.根据权利要求1所述的钢带电磁悬浮连续热处理炉，其特征在于在第2加热段至控制冷却段间有不少于两台的磁定位纠偏装置，磁定位纠偏装置由磁定位纠偏装置软磁铁芯(16)及绕在其两侧的线圈(17)构成。
3.根据权利要求1所述的钢带电磁悬浮连续热处理炉，其特征在于由磁定位纠偏装置软磁铁芯(16)及绕在其外的线圈(17)构成的定位纠偏磁场为方向垂直、频率为0.1～120HZ的变频磁场。
4.根据权利要求1所述的钢带电磁悬浮连续热处理炉，其特征在于第一加热段采用还原性明火火焰，或热辐射管类非直接通电方式加热。
专利摘要钢带电磁悬浮连续热处理炉，涉及一种钢带悬浮连续热处理设备。热处理炉体两端有开卷机、卷取机，开卷机展开的钢带经导电辊进入加热段。热处理炉至少有2个加热段和至少1个均热保温段及一个控制冷却段，每段各有自己的直流电源，第2加热段后的炉体两侧有磁悬浮装置、磁定位纠偏装置，磁悬浮装置由软磁铁芯及绕在其两侧的线圈构成。本实用新型直接给钢带通电，使钢带自身作为发热元件加热自己，进行升温和保温，实现热处理，热效率高、节能；在炉体两侧附加横向磁场，钢带悬浮运行于连续热处理炉中；热处理温度可达到1250℃以上，特别适宜于硅钢的连续热处理。
文档编号C21D9/62GK2714577SQ20042006507
公开日2005年8月3日 申请日期2004年6月28日 优先权日2004年6月28日
发明者杨润生 申请人:杨润生