批式退火热处理设备和使用该设备制造钢板的方法
【技术领域】
[0001]在此公开的本发明涉及一种批式(batch type)退火热处理设备和通过使用该设备来制造钢板的方法。
【背景技术】
[0002]一般来说，为满足钢板的所需性能而执行的热处理工艺大致可以分为通过展开的卷连续地进行热处理的连续退火线(CAL)、为满足不锈钢板的所需酸洗性能而执行的连续退火酸洗线(APL)，和在卷被缠绕的同时进行热处理的批式退火热处理工艺。
[0003]CAL由于短的处理时间而适合于批量生产板。然而，CAL消耗大量的设备投资成本。此外，所使用的材料的范围受到限制，因此需要高度集成的热处理技术。
[0004]另一方面，批式退火热处理工艺可在小的空间中执行且其设备投资成本较小。所使用的材料的范围广泛，且其用途易于扩展。近来，随着退火酸洗产品的需求增加，改善最终材料的可加工性是必要的。于是，除了 CAL材料之外，批式退火产品也已被越来越广泛地应用。
[0005]由于使用氢气和氮气混合的气体，当氢气泄漏到空气中时，一般的退火热处理设备可能会爆炸。因此，必须特别注意防止熔炉或管道的泄漏。此外，氢(即用于注入到熔炉中的气氛的气体)的成本增加。另外，由于轧制加工的钢板卷被注入到熔炉中同时被冷却和再加热，消耗的能量很大且用于退火工艺的时间增加。
[0006]另外，当使用一般的退火热处理设备时，由于在处理材料(诸如卷)的边缘部分和中央部分的表面颜色中的缺陷，由边缘修整导致的产品损失会不可避免地发生。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]本发明提供了一种能够降低能量的批式退火热处理设备和通过使用该设备来制造钢板的方法。
[0009]本发明还提供了一种没有爆炸危险的批式退火热处理设备和通过使用该设备来制造钢板的方法。
[0010]本发明还提供了一种用于形成氧化膜的批式退火热处理设备和通过使用该设备来制造钢板的方法。
[0011]本发明还提供了一种能够提高生产率的批式退火热处理设备和通过使用该设备来制造钢板的方法。
[0012]本发明还提供了一种不需要流体风扇的批式退火热处理设备和通过使用该设备来制造钢板的方法。
[0013]解决问题的方案
[0014]本发明的实施方式提供了批式退火热处理设备，所述批式退火热处理设备包括具有退火空间和顶部开口的炉体；安装在炉体底面上的基座构件，在所述基座构件上设置有钢板卷；用于打开和关闭炉体的顶部开口的盖；和安装在炉体的侧部上以加热退火空间的燃烧器。
[0015]在一些实施方式中，燃烧器可被彼此面对地安装在炉体的侧部上，以彼此相对。
[0016]在其他实施方式中，所述设备可进一步包括用于控制燃烧器交替地燃烧的控制器。
[0017]在其他实施方式中，所述设备可进一步包括用来冷却退火空间的环境气体的温度的冷却构件。
[0018]在其他实施方式中，所述冷却构件可包括两端均连接至炉体的循环管道；安装在循环管道上并对流经循环管道的环境气体进行冷却的热交换器；安装在循环管道上的循环风扇。
[0019]在其他实施方式中，所述热交换器可以是使用冷却水作为冷却剂的冷却器。
[0020]在进一步的实施方式中，所述设备可进一步包括用于控制退火空间中的氧浓度的浓度控制单元。所述浓度控制单元可包括用于将空气供应到退火空间中的空气供应管线和用于将氮气供应到退火空间中的氮气供应管线。
[0021]在更进一步的实施方式中，所述设备可包括安装在炉体上的密封构件。
[0022]在甚至进一步的实施方式中，所述密封构件可包括沿着炉体的顶表面的边缘安装并填充有密封水的密封框架。盖的边缘可被浸入到密封框架的密封水中。
[0023]在又进一步的实施方式中，所述密封构件可进一步包括用于冷却密封水的冷却器。
[0024]在更进一步的实施方式中，基座构件可被设置成在一个平面上垂直于钢板卷的轴向。
[0025]在进一步的实施方式中，燃烧器可以以大于钢板卷的宽度的间隔被安装在炉体的侧部上，以使火焰不与设置在基座构件上的钢板卷直接接触。
[0026]在本发明的其他实施方式中，制造钢板的方法包括:乳制操作，其中将钢板进行热轧并卷绕成钢板卷；和退火热处理操作，其中在包括氧气和氮气的环境气体的熔炉上，在钢板卷的表面上形成氧化膜。
[0027]在一些实施方式中，可将钢板卷装载到熔炉上用于退火热处理操作，在轧制操作中加热钢板卷同时将钢板卷从轧制操作传递到退火热处理操作。
[0028]在其他实施方式中，退火热处理操作可包括通过使用安装成贯穿熔炉的燃烧器直接加热熔炉内的环境气体。
[0029]在其他实施方式中，退火热处理操作可包括通过使用燃烧器来使熔炉内被迫流动的环境气体交替地燃烧。
[0030]在其他实施方式中，退火热处理操作可包括通过在环境气体中的氧浓度变低时供应空气，和在环境气体中的氧浓度变高时供应氮气或减少要供应的空气的量来控制环境气体中的氧浓度。
[0031]在其他实施方式中，退火热处理操作可包括:第一次升温，在插入钢板卷之前，将熔炉内的温度升高到第一温度值；第二次升温，在插入钢板卷之后，将熔炉内的温度升高到退火温度值；维持，将熔炉内的温度维持为退火温度；和冷却，使熔炉内的温度冷却下来。
[0032]在进一步的实施方式中，冷却操作可包括迫使熔炉内的环境气体循环通过循环管道，所述循环管道上安装有热交换器。
[0033]本发明的有益效果
[0034]本发明提供了一种能够降低能量的批式退火热处理设备和通过使用该设备来制造钢板的方法。
【附图说明】
[0035]附图被包括用来提供对本发明的进一步理解且并入本申请文件且构成本说明书的一部分。附图图解了本发明的示例性实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中:
[0036]图1是示出根据本发明的实施方式的批式退火热处理设备的透视图；
[0037]图2是示出图1的批式退火热处理设备的截面图；
[0038]图3是示出加热单元的结构视图；
[0039]图4是示出炉体的俯视图；
[0040]图5是示出浓度控制单元的视图；
[0041]图6是示出炉体的密封构件的视图；和
[0042]图7是示出在退火热处理操作期间钢板卷的温度和熔炉中的温度变化的曲线图。
【具体实施方式】
[0043]下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。
[0044]在描述实施方式时，当确定对公知的典型技术的详细描述可能使本实施方式的要点不清楚时，将省略对该技术的详细描述。
[0045]图1是示出根据本发明的实施方式的批式退火热处理设备10的透视图。图2是示出批式退火热处理设备10的截面图。图3是示出加热单元200的结构视图。图4是示出炉体110的俯视图。
[0046]参照图1至图4，批式退火热处理设备10是用来在钢板卷C的表面上人工地形成氧化膜的退火设备。
[0047]批式退火热处理设备10包括熔炉100、加热单元200、冷却构件300、浓度控制单元400和盖传递单元800。
[0048]熔炉100包括炉体110和盖120。
[0049]炉体110形成为箱体，所述箱体包括由耐火砖形成的绝缘壁和围绕所述绝缘壁的外壁。炉体110的顶部开口被盖120覆盖，从而密封其中的退火空间A。作为一个例子，炉体110可被设置为包括底部112、左侧113、右侧114、前部115和后部116的箱体。炉体110包括安装在一个侧表面的底部上的排气管线190和阻尼器192，并且可使用阻尼器190来控制炉压。
[0050]盖120是由盖传递单元800传递的。盖传递单元800包括抓取盖120的抓取构件810和在X方向上来回移动的起重机820。
[0051]基座构件150设置在炉体110的底部112上，钢板卷C设置在基座构件150上。基座构件150的形状被设置为用于减小钢板卷C的变形，所述变形在执行退火热处理时可能会发生。
[0052]基座构件150包括安装在炉体的底部112上并将被紧固的底板152和在Y方向上左右设置在底板152上的三个滑道(skid) 154。所述滑道154各包括两个从中心侧向延伸的倾斜支撑表面156。钢板卷C被安装在两个倾斜支撑表面156上。基座150因使用耐热钢而具有耐热耐腐蚀性能。
[0053]加热单元200被安装在熔炉100上以将退火空间A均匀地保持在退火温度。
[0054]加热单元200包括第一燃烧器组210a、第二燃烧器组210b和控制器240，所述控制器240控制第一燃烧器组210a和第二燃烧器组210b。第一燃烧器组210a和第二燃烧器组210b可分别由作为一组的四个燃烧器202形成。第一燃烧器组210a和第二燃烧器组210b被设置在左侧113上和右侧114上，二者彼此面对。各个燃烧器202被水平安装到形成在炉体110中的通孔上。作为一个例子，第一燃烧器组210a和第二燃烧器组210b可被设置在左侧113和右侧114上，其中全部四个燃烧器202可被设置成彼此面对，同时顶部上和底部上分别有两个燃烧器202。
[0055]如图4所示，燃烧器202之间的水平间隔LI可比装载在炉体110上的钢板卷C的宽度L2更宽，以使燃烧器202的火焰不与钢板卷C直接接触。
[0056]控制器240可控制第一燃烧器组210a和第二燃烧器组210b，以使燃烧器202按顺序交替地燃烧。控制器240可根据按照控制温度偏差自动设定的输出值来确定期望运行的燃烧器202的编号。给定每个燃烧器202 —个唯一的编号。可以按以下方式来确定操作燃烧器202的顺序，位置更远的一个燃烧器202中可在顺序上比其他燃烧器更早地运行。
[0057]参照图3描述第一燃烧器组210a和第二燃烧器组210b的交替燃烧的例子，第一燃烧器组210a的燃烧器202按A1-A4-A2-A3的顺序交替地燃烧，而第二燃烧器组210b的燃烧器202可按B4-B1-B3-B2的顺序交替地燃烧。燃烧器202的运行时间和转换时间可以随着施加给控制器240的运算表达式而变化。基本上，燃烧器202可运行从约几秒至约几十秒范围内的很短的时间。
[0058]如上所述，加热单元200a由于控制器240而允许第一燃烧器组210a和第二燃烧器组210b的燃烧器202交替地燃烧，从而在炉体110的退火空间A中充分产生流体流。另一方面，在燃烧器202的情形中，在其上形成火焰的喷嘴部的速度可以高于