用于金属卷材的侧喷式退火炉的制作方法

本实用新型涉及金属卷材的加热退火技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种用于金属卷材(例如铝卷)的侧喷式退火炉。

背景技术：

退火是金属卷材(例如铝卷)生产过程中常用的一种热处理工艺。在退火过程中，需将金属卷材加热到一定温度后，保温一段时间，然后进行缓慢冷却。实施退火工艺的主要目的在于：降低材料的硬度，提高塑性，有利于后期的切削加工；细化晶粒，改善组织，提升材料的机械性能；消除材料中的残余内应力，以防止变形和开裂。

随着技术的发展，对于金属材料的产品质量要求越来越高，因此对于退火设备的要求也不断提高。退火炉是实施金属卷材退火工艺的热处理设备，在传统退火炉中，热风通过普通循环风机从金属卷材底部为该金属卷材加热，并且这种退火工艺都是基于料温跳转的温差控制。这种退火工艺的缺陷在于热风只能直接加热金属卷材的下表面，而无法与该金属卷材的其余部分直接接触，这造成了金属卷材温度的不均匀性，可能使退火工艺无法达到所期望的效果，退火的质量也不稳定。因此需要通过长时间的加热才能够使金属卷材的各个部分的温度达到基本相同，然而这增加了工时成本，并且增加了电能和天然气的消耗。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提供了一种用于金属卷材(例如铝卷)的侧喷式退火炉，这种侧喷式退火炉通过高压离心风机使热风通过两侧喷流箱体续压后，经由喷口作用在金属卷材的两个侧面对该金属卷材进行加热，这能够缩短将整个金属卷材加热到退火温度的时间，因此降低了成本；并且能够提升金属卷材退火温度的整体均匀性，因此极大提升了退火工艺的质量。

为此，本实用新型提供了一种用于金属卷材的侧喷式退火炉，其特征在于，所述侧喷式退火炉包括：箱式炉体，所述箱式炉体设有布置于其两侧的两个喷流箱体，所述喷流箱体中设有蓄压装置；高压离心风机，所述高压离心风机设置在所述箱式炉体的顶部；加热装置，所述加热装置靠近所述高压离心风机设置；卷材支撑部件，所述卷材支撑部件设置在所述箱式炉体的底部；以及多个喷嘴，所述喷嘴靠近所述卷材支撑部件以对称地方式设置在两个所述喷流箱体的相对的内壁上，并构成多个同心圆阵列。

根据本实用新型的有利方式，所述加热装置包括多个燃烧器以及能够控制所述燃烧器的火焰大小的调节阀。

根据本实用新型的有利方式，所述卷材支撑部件被构造为使其支撑的金属卷材的端面与所述喷嘴之间的水平距离在0.2m与0.4m之间。

优选地，所述卷材支撑部件被构造为使其支撑的金属卷材的端面与所述喷嘴之间的水平距离为0.35m。

根据本实用新型的有利方式，所述喷嘴具有朝向喷口直径扩大的形状，所述喷嘴的喷口直径为140mm。

根据本实用新型的有利方式，所述喷嘴的数量为60并且构成三个同心圆阵列。

优选地，在所述三个同心圆阵列中，外圈阵列和中圈阵列的喷嘴数量为24，内圈阵列的喷嘴数量为12。

本实用新型还提供了一种用于金属卷材的侧喷式退火设备，所述侧喷式退火设备包括并排布置的多个具有任意其中一项上述特征的侧喷式退火炉。

与现有技术相比，根据本实用新型的用于金属卷材的侧喷式退火炉的优点在于：

-通过侧吹式喷流加热技术以及特定的喷口布局提升了升温速率，因此使将金属卷材加热至退火温度的时间缩短了大约20％，节省了工时成本；

-提升了金属卷材的退火温度的整体均匀性，能够将金属卷材各个部分的最终退火温度的差异控制在±3℃以内，因此能够极大提升退火工艺的质量，使经退火处理后的材料晶粒组织更加细小均匀，有利于之后生产时的冲压成型，减少开裂的风险；

-将电能和天然气的消耗减少大约15％，排放优势明显，并且节省了经济成本；

-这种退火设备的结构并不复杂，能够广泛应用于各种金属材料的退火处理。

附图说明

本实用新型的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式被更好地理解，其中：

图1示意性示出了根据本实用新型的侧喷式退火炉的正面剖视图；

图2示意性示出了根据本实用新型的侧喷式退火炉的喷流箱体的内壁；

图3示意性示出了设置在根据本实用新型的侧喷式退火炉的喷流箱体的内壁上的喷嘴形状。

具体实施方式

下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅示范性地说明实施和使用本实用新型的特定方式，而非限制本实用新型的保护范围。

图1示意性示出了根据本实用新型的用于金属卷材8(例如铝卷)的侧喷式退火炉的正面剖视图。这种侧喷式退火炉包括箱式炉体1，所述箱式炉体1设有布置于其两侧的两个喷流箱体4，所述喷流箱体4中设有蓄压装置；高压离心风机2，所述高压离心风机2设置在所述箱式炉体1的顶部；加热装置，所述加热装置靠近所述高压离心风机2设置；用于支撑金属卷材8的卷材支撑部件3，所述卷材支撑部件3设置在所述箱式炉体1的底部；以及多个喷嘴5，所述喷嘴5靠近所述卷材支撑部件3以对称地方式设置在两个所述喷流箱体4的相对的内壁41上。为了确保加热效果，所述卷材支撑部件3被构造为使其支撑的金属卷材8的端面81与所述喷嘴5之间的水平距离通常在0.2m与0.4m之间，优选地为0.35m。

在对金属卷材8进行加热的过程中，高压离心风机2将由加热装置加热的热风吹至箱式炉体1两侧的喷流箱体4中，热风通过设在喷流箱体4中的蓄压装置蓄压后经由多个喷嘴5被吹至固定在卷材支撑部件3上的金属卷材8的两个端面81，以用于直接对所述金属卷材8的芯部进行加热。高压离心风机2还用于使经由喷嘴5喷出的热风在箱式炉体1的炉腔11中循环，从而获得更加快速均匀的加热效果。

本实用新型还涉及一种侧喷式退火设备，所述侧喷式退火设备包括并排布置的多个根据本实用新型的退火炉，以便同时对多个金属卷材进行加热。图2示意性示出了根据本实用新型的用于对单一金属卷材8进行加热的侧喷式退火炉的喷流箱体的内壁。如该图所示，多个喷嘴5构成与金属卷材8的端面81相对应的多个同心圆阵列。为了获得最佳加热效果，喷口布局对整个温度控制过程非常重要。根据一个仅作为示例性而非限制性的优选实施方式，所述喷嘴5的数量为60并且构成三个同心圆阵列，在这三个同心圆阵列中，外圈阵列61和中圈阵列62的喷嘴数量为24，内圈阵列63的喷嘴数量为12。经有限次试验的结果可知，热风经由如此布置的喷嘴被吹至金属卷材8的相对应的两个端面81能够使金属卷材8的芯部迅速升温，从而获得快速且均匀的最佳加热效果。

图3示意性示出了设置在根据本实用新型的侧喷式退火炉的喷流箱体的内壁上的喷嘴5形状。每个喷嘴5都具有朝向喷口51直径扩大的形状，并且喷口处直径大约为140mm。

根据本实用新型的侧喷式退火炉的加热装置包括多个燃烧器以及能够控制所述燃烧器的火焰大小的调节阀。所述加热装置的调制方式可分为两个过程：当退火炉内的空气温度较低时，所有燃烧器点火燃烧，热负荷需求调制为调节阀的开度，以控制燃烧器火焰的大小；当退火炉内的空气温度到达设定温度后，调节阀的开度固定在低火位，热负荷需求调制为固定时间周期内的燃烧器燃烧和不燃烧的时间。

根据本实用新型的用于金属卷材的侧喷式退火炉具有多个优点，尤其是：

-通过侧吹式喷流加热技术以及特定的喷口布局提升了升温速率，因此使将金属卷材加热至退火温度的时间缩短了大约20％，节省了工时成本；

-提升了金属卷材的退火温度的整体均匀性，能够将金属卷材各个部分的最终退火温度的差异控制在±3℃以内，因此能够极大提升退火工艺的质量，使经退火处理后的材料晶粒组织更加细小均匀，有利于之后生产时的冲压成型，减少开裂的风险；

-将电能和天然气的消耗减少大约15％，排放优势明显，并且节省了经济成本；

-这种退火设备的结构并不复杂，能够广泛应用于各种金属材料的退火处理。

以上已揭示本实用新型的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本实用新型的保护范围。

上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本实用新型的保护范围由权利要求所确定。