具有位于两个接续炉之间的张紧装置的连续退火或镀锌线的制作方法

本发明涉及用于钢带的连续退火或电镀线。通过镀锌，无论涂层是锌、铝、锌和铝合金，还是任何其他类型的涂层，我们希望在此处和下文都进行浸涂。更具体地，本发明涉及用接续炉管理线上的带材张力。

背景技术：

在连续线中，当钢带移动通过各种加热和冷却腔室时，钢带连续经受不同的热处理。为了确保穿过腔室的良好带材，带材必须在腔室内围绕支撑辊进行正确地缠绕。辊的外表面成形为有助于引导带材通过炉的中心。同时，必须避免过度的张力，这是由于当钢带穿过高温腔室时会有使钢带塑化的风险，这反过来会产生带钢表面起皱的问题，或者甚至可能由于带材断裂而导致装置停工。传统上，如us4358093的图1所示，炉内的张力水平由两个张紧单元控制，其中2或3个辊放置在炉外，一个块位于炉的上游，且另一个块位于炉的下游，带材的张力则根据加热腔室和冷却腔室中产品的变化温度通过炉的支撑辊更为逐渐且更为轻微地进行调节。因此，在一个加热腔室中可以逐渐减小张力，然后在之后的冷却腔室中逐渐增加张力。有时，如us4358093的图3所示，在炉中于冷却腔室上游使用张紧单元，以在带材进入冷却腔室之前显着增加张力。

ep1167553在图4中公开了在冷却腔室的任一侧上设置张紧单元。位于下游的张紧单元使得可以在位于冷却腔室之后的过时效部段中具有有限水平的带材张力。在该过时效部段中，将带材重新加热并保持在适中的温度，例如300℃。在镀锌线的情况下，在炉的端部处使用2或3辊张紧单元以显着增加冷却塔中的带材的张力。

钢材质量不断发展，特别是为了提高机械强度，从而能够减少材料厚度并使机载质量更轻以降低消耗。新等级的钢需要涉及两次连续退火处理的热循环，因此在同一连续退火或镀锌线上存在两个炉。

在具有一个接一个放置的两个退火炉的线配置中，存在如下组合：由用于第一退火热循环的冷却腔室接续第一系列加热腔室，然后是由用于第二退火热循环的冷却腔室接续第二系列加热腔室，整个组合在线的同一热学部段连续。退火温度与钢的化学组成、其冶金状态、特别是其硬化程度、以及直至退火温度的加热速率和在该温度下的停留时间有关。退火温度和其在该温度的停留时间取决于停留结束时所期望的奥氏体分数。通常，退火温度介于700℃和1000℃之间。在第一退火循环结束时，通常将带材冷却至介于100℃和300℃之间的温度，这取决于所需的冶金过渡。然后在可能的过时效部段之前使带材再次达到退火温度，然后冷却。

具有两个接续退火炉的线所带来的问题源于这样的事实：与具有单个退火炉的线相比，两个炉及其组成腔室可以呈现异常操作条件。炉中的每个可以在高温或低温下操作，或甚至停止，而带材仍然穿过该线。

调节退火炉和两个炉的各个腔室之间的张力是尽可能避免由误导或带材断裂引起的生产停工的关键因素。在具有两个接续退火炉的线中，与具有单个炉的传统线相比，线中的带材长度显着增加，因此一路沿着线引导带材的难度增加。此外，由于可能同时存在不同形式的数个钢卷并且在由两个接续炉构成的整个热组件中具有不同的热循环，因此带材热过渡或形式过渡阶段需要在两个接续退火炉的配置中具体调节张力。

因此，对于具有两个退火炉的连续退火或镀锌线的张力管理必须解决三个核心问题：

-无论每个炉的操作状态如何，都要确保带材在两个炉的所有腔室中在线的中心处进行良好引导；

-无论每个炉的操作状态如何，都要通过避免在不同腔室中受到各种温度和张力水平的带材发生塑性变形的风险来确保产品表面的良好质量；

-确保热循环和带材形式过渡转变得到控制而不会造成生产损失。

当然，这三个问题彼此紧密相关，并且与炉中温度控制紧密相关。

对于传统的退火或镀锌线，张力管理属于现有技术水平。传统的退火或镀锌线是包括单个炉的线。

传统上，张力调节为在加热腔室内保持低张力或者在该腔室的入口(更冷)和其出口(更热)之间逐渐且轻微地减小张力以避免带材的塑性形变，同时确保其良好移动。然后在冷却腔室中逐渐增加张力。这种张力调节传统上通过用于移动钢带的支撑辊中的扭矩调节来实现。

现有技术还建议在冷却腔室上游的炉中使用张紧单元，以在炉中保持低水平的张力并在冷却腔室中显着增加带材张力。

在双退火炉线中，第一炉可包括加热部段，例如直燃燃烧器(nof部段)或辐射管(rtf部段)，或两者的组合；温度保持部段、以及通过气体、液体、气体和液体的雾气或通过这些方法中的几种的组合进行冷却的一个或多个冷却部段。

第二炉可以包括，例如，加热部段(rtf)、温度保持部段、以及通过气体、液体、气体和液体的雾气或者通过这些方法中的几种的组合进行冷却的一个或多个冷却部段。可以存在其他部段，例如在冷却部段之后的过时效部段。

在具有两个退火炉的镀锌线中，在第二次退火之后，将钢带冷却至接近锌锅的温度，然后通过浸入锌锅中而用锌或另一涂层涂覆钢带。然后将钢带冷却至环境温度，例如利用吹入空气。

具有接续退火炉的线为管理不同部段的张力带来了新的困难。

两个接续炉提出的第一个困难是如何根据各个腔室中的温度水平控制两个炉中的每个中非常不同的张力水平。这个问题更加严重，原因在于两个炉的工作温度范围比现在的工业实践要宽得多。实际上，对于在加热腔室中以约700℃至950℃的退火温度进行操作的一个炉而言，与同一炉或另一个炉处于低温(通常介于环境温度和500℃之间)的操作状态相比，需要宽张力控制范围。因此，对双炉线进行最佳操作的需求单独或组合地表明在针对两个炉中的每个的张力控制中需要大灵活性。

技术实现要素：

本发明的第一方面提出了一种设置为接收移动带材的金属带材连续退火或镀锌线，其包括至少两个接续退火炉以及张紧单元，所述张紧单元包括放置在两个炉之间的至少两个辊。

根据本发明的线还可以包括控制张紧单元的装置以管理由所述张紧单元施加在带材上的张力。

一种可能性是张紧单元沿带材移动方向放置在第一炉的冷却部段之后以及第二炉的加热部段之前。

张紧单元可以放置在所述线的气氛分离缓冲体积中，所述体积设置于上游炉和下游炉之间。

根据本发明的线还可包括带材长度累积部，所述累积部设置在两个退火炉之间。

累积部可以设置在腔室中，其中该腔室由将存在于所述腔室内的气氛与存在于所述腔室外部的气氛(例如空气)分离开的分离外壁所限定，外壁也是隔热的，优选地，以便限制腔室的热损失，所述腔室也可以包括带材加热或温度保持装置。

本发明的第二个方面提出了一种在设置为接收移动带材的线中对金属带材进行退火或镀锌的方法，该线包括至少两个接续退火炉和张紧单元，该张紧单元包括设置在两个炉之间的至少两个辊。

根据本发明的方法可以包括将两个炉中带材移动速度和/或带材张力的差异化参数应用于线，特别是用于优化在两个炉之间对热过渡和带材形式变化的控制，优选地通过控制张紧单元以控制由所述张紧单元施加在带材上的张力。

本发明的另一方面提出了一种计算机程序产品，其可从通信网络进行下载和/或存储在可由计算机读取的介质上和/或由微处理器执行，并且可加载到计算单元的内部存储器，其特征在于，其包括编程代码指令，当这些编程代码指令由计算单元执行时，所述编程代码指令执行根据本发明的方法的步骤或其改进中的一个或多个。

在一种可能性中，在已知线上，在第一和第二退火炉之间，通常在第一炉中的最终冷却腔室和第二炉中的第一加热腔室之间放置2或3辊张紧单元。该装置避免了对一个炉的张力控制与另一个炉相关联。该装置允许控制一个炉中的高张力并且同时控制另一个炉中的低张力。该装置还允许在带材过渡通过，即在两个不同形式和/或质量的带材之间的连接通过时立即且显着地增加或减小带材的张力。

本发明的第一方面可以在于一种金属带材连续退火或镀锌线，其包括至少两个接续退火炉，张紧单元包括放置在两个炉之间的至少两个辊。

在本发明的一种设置中，张紧单元可以位于第一炉的冷却部段之后途虎第二炉的加热部段之前。

张紧单元可以放置在上游炉和下游炉之间的气氛分离缓冲体积中。

在本发明的另一种设置中，可以在两个退火炉之间设置能够累积一定长度的带材的累积部。该累积部可以放置在由外壁界定的腔室中，该外壁允许将存在于所述腔室内的气氛与位于外部的空气分离，外壁是隔热的以便限制腔室的热损失，所述腔室还包括带材加热或温度保持装置。

本发明还可以涉及使用两个退火炉中的带材移动速度和/或带材张力的差异化参数的用于根据本发明的线的生产控制和优化系统，特别用于优化对两个炉之间的热过渡和带材形式变化的控制。

有利地，根据本发明，并且为了不浪费线上的空间，可以将张紧辊单元放置在用于管理两个退火炉之间的气氛分离的缓冲体积中。实际上，根据热循环和所处理的钢带，可能需要控制两个炉之间的不同气氛。

具有两个接续退火炉的线的另一个困难是管理不同热循环和带材形式之间的过渡。在具有单个退火炉的线上，存在对过渡的程度限制，并且通常在炉中一次只有一个钢卷进行热处理。在具有两个接续炉的线上，不同形式或需要不同热循环的数个钢卷可以同时位于线上。

此外，加热区虽然能够以不同温度状态运行，但总是激活的。在双退火炉线上，可以要求加热区以比单个炉的温度低的温度(约500℃)或甚至更低的温度工作。使用腔室支撑辊的传统张力控制系统不足以在两个炉中维持正确的张力水平。

为了解决过渡阶段的张力管理问题，两个炉之间的张紧单元可以通过在过渡转变的适当时刻产生张力跳跃(张力增加或张力减小)来操作，以允许控制带材中的每个在通过两个熔炉中的每个时的最佳张力水平。

有利地，张紧单元也可以在稳定生产阶段期间运行，以调节第二炉中相对于第一炉的正确张力水平，这允许减少使用，或甚至不使用通过炉的偏转辊施加的微小张力变化，这在技术上更难以管理。

最后，在具有两个接续退火炉的这种类型的线上管理过渡阶段中的带材移动的另一个挑战是在过渡之前或期间改变带材移动速度的可能性，以便优化过渡时间并提高线上生产率。传统上，用于炉的2级控制优化系统在新带材到达时或者在炉中进行过渡期间预先控制带材移动速度。在存在两个接续炉的情况下，带材速度改变以优化过渡的目的在第一和第二炉之间可能是矛盾的。同时，在这两个炉中存在多个钢卷的可能性增加了管理带材移动速度和管理带材张力的难度。

为了解决这个困难，作为一种可能性，本发明提出在两个退火炉之间，通常在第一炉的最终冷却腔室和第二炉的第一加热腔室入口处的张紧单元之间实施带材累积区域。该装置因此允许在速度和张力管理方面完全分离两个接续炉。该装置允许在稳定操作阶段期间累积一定长度的带材，以允许减少第一炉中的带材移动速度而不改变第二炉中的带材移动速度。在其他情况下，炉内累积部可以是空的并且允许加速第一炉中的移动速度，同时在第二炉中保持稳定移动速度。在镀锌线的情况下，第二炉中的这种稳定移动速度特别重要，这是由于为了使带材通过直接位于第二炉出口处的镀锌浴，需要尽可能稳定的移动速度。

附图说明

除了上述设置之外，本发明还包括一定数量的其他设置，这些设置将在下文中参照结合附图描述的实施例更明确地解释，但这些示例绝不是限制性的。在这些附图中：

图1是现有技术中包括两个退火炉的连续线的示意图，

图2是根据本发明的第一实施例的包括两个退火炉的连续线的示意图，

图3是根据本发明的第二实施例的包括两个退火炉的连续线的示意图，

图4是放置于在连续线的两个退火炉之间的累积腔室的实施例的纵向示意图，以及

图5是放置在图4的两个退火炉之间的累积腔室的实施例的横向示意图。

具体实施方式

这些实施方式决不是限制性的，尤其可以存在本发明的仅包括如所描述或概括的如下所述的特征的选择或者与所描述的其他特征隔离的变型，如果这种特征的选择足以赋予技术优势或将本发明与现有技术区分开来。

附图的图1中的图提供了现有技术中具有两个退火炉30,40的连续镀锌线的处理部段的示意图。线的位于上游和下游的部段未在此图中显示。由辊2输送的带材1首先进入预热部段(例如直燃预热部段)3，在预热部分3中，带材1被预热至例如500℃。然后带材移动到加热部段4中，在加热部段4中，在例如800℃的温度下进行退火。然后带材进入冷却部段5，在冷却部段5中冷却带材，例如冷却至250℃。然后带材进入第二加热部段6，在第二加热部段6中，在例如700℃的温度下进行第二次退火。然后带材进入第二冷却部段7，在第二冷却部段7中冷却带材，例如冷却至460℃。然后带材在进入涂覆部段8之前穿过张紧单元9，在涂覆部分8中将带材浸入锌浴10中。这里简化了线构造以帮助描述本发明。实际的线将包括更多样化的部段，例如用于加热腔室，保持腔室、慢冷却腔室、快冷却腔室、时效腔室等。

附图的图2中的图提供了根据本发明的第一实施例的具有两个退火炉的连续镀锌线的处理部段的示意图。该图再次示出了如图1所示的处理部段，如已经描述的那样。为了分离或组合对两个炉30,40中的张力管理和控制，在第一炉子的冷却部段5之后且在第二炉的加热部段6之前放置双辊张紧单元11。张紧单元11放置在缓冲体积12中，该缓冲体积12管理两个炉之间的气氛分离。

附图的图3中的图提供了根据本发明的第二实施例的具有两个退火炉的连续镀锌线的处理部段的示意图。该图再次示出了已经描述的处理部段。两个炉之间的带材累积部段14在带材移动方向上位于冷却部段5的下游且位于放置在第二炉的加热部段6的入口处的张紧单元的上游。如所见，这种线结构允许在稳定操作阶段期间在累积区段中累积一定长度的带材，以允许在不改变在第二炉中的移动速度的情况下减小在第一炉中的移动速度。因此，该累积部段14允许在对带材移动速度的管理和对带材张力的控制方面完全分离两个接续熔炉。

附图的图4中的图提供了根据本发明的一个实施例的位于两个退火炉之间的带材累积部段14的纵向示意图。该部段包括腔室15，带材1通过穿过气氛分离密封件16而从图的左侧进入并从右侧离开。该带材由辊17,18传送。放置在腔室15的底部的该组七个辊17的位置相对于腔室固定。放置于该组辊17上方的六个辊18在下部位置a和上部位置b之间竖直移动，以便调节腔室中存在的带材的长度。辊18安装在与升降装置连接的可移动框架上，其未在图中示出。腔室15保持在由氮气和氢气的混合物(例如5％的氢气)构成的保护气氛下。例如，气氛从注入点19注入腔室，并通过通风孔20排出腔室。腔室的壁21是气密的并且用耐火材料(例如陶瓷纤维)隔热，以限制腔室的热损失。加热装置22，例如电辐射管，允许将带材加热至或保持在所需温度。

附图的图5中的图提供了图4中所示的腔室15的横向示意图。位置固定在腔室15中的辊17由马达23旋转驱动。在腔室中的位置可调节的辊18在该实施例中未机动化。辊18通过带材施加的张力旋转驱动。辊18通过升降装置24从位于腔室下部的水平面a竖直移动到位于腔室上部的水平面b，该升降装置24例如包括放置在腔室15两侧的两个电动绞盘(未示出)。位于腔室的壁中的缝隙允许辊18的轴通过。这些缝隙配备有允许限制气体在腔室内部和升降装置24所位于的体积之间进行流动的装置(未示出)，例如刷子。升降装置由气密壁27所限定的体积中通过在注入点25和26处注入气体而保持与腔室15相同的气氛。气密壁21,27和气氛分离密封件16的组合允许将腔室保持在对带材无氧化的保护气氛下。

根据本发明，用于具有两个退火炉的金属带材连续退火或镀锌线的生产控制和优化系统允许通过作用在张紧单元11以及存在时的累积部段14上而差异化地控制两个炉中的带材移动速度和带材张力水平。

当然，本发明不限于上述示例，并且可以在不超出本发明的范围之外的情况下对这些示例进行许多调整。此外，只要彼此相容或不相互排斥，则本发明的各种特征、形式、变型和实施例可以以不同的组合彼此关联。