冷轧金属带材的预热和退火方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的技术领域是预热和/或退火冷轧金属带材，特别是预热和连续退火冷轧金属带材，例如是铝带。
【背景技术】
[0002]现有技术中，在250_500°C的温度对冷轧铝带材进行退火。目的是恢复良好的成形性。
[0003]机理是消除位错堆积(部分退火)和再结晶(退火)。
[0004]再结晶过程尤其是取决于时间和温度。例如，在500°C时，再结晶数秒，在380°C时，保持数分钟，而在280°C时，保持数小时。其他因素是合金成分以及退火之前的冷加工
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[0005]部分退火在200°C至300°C进行，时间延长达到15小时。
[0006]对于销带材卷来说，通常使用车底箱式炉(car bottom box furnace)。该炉利用电气元件或燃料加热元件加热。为了在炉中实现良好的对流和温度均匀效果，使用强力风扇来循环炉内气氛。车底箱式炉意味着巨额投资。
[0007]直接火焰冲击(DFI)技术，即多个氧燃料(oxyfuel)燃烧器火焰直接冲击并加热运动的钢带材是早先开发的技术。通常利用燃料和含氧量较高的氧化物馈送给DFI燃烧器。优选使用氧重量百分比至少为80%的氧化物。使用DFI燃烧器实现了从火焰到钢带材的较高传热性能，因此提供了极高的加热速率。
[0008]但是，DFI燃烧器在利用含氧量较高的氧化物燃烧时，释放了非常高的能量，并产生了很高的火焰温度，诸如2500°C。
[0009]既便如此，仍然令人惊异地发现可以在不遭受表面损坏诸如带材表面局部熔化的情况下，将铝带材非常迅速地加热到期望的温度。铝的熔点大约为660°C。
[0010]利用现有技术进行退火存在问题。现有技术的带材卷退火是个缓慢的过程。这一过程的特征在于，带材卷内的铝带材层之间加热不充分并且热传导缓慢。这样导致处理时间很长，生产率很低并且能耗很高。
[0011]第二个问题在于，来自卷绕材料表面的蒸发润滑剂在炉膛内的空气中易燃，存在爆炸的风险。
[0012]第三个问题在于，由于辊轧润滑剂、金属和气氛之间的反应，带材表面发生褪色。
[0013]第四个问题在于，较长的处理时间可能导致带材表面氧化层生长，使得钎焊特性下降以及出现其他不良影响。
[0014]第五个问题在于，在热处理过程中，带材卷内出现温度梯度。在带材卷部分退火时，存在带材卷的外层较之内层以不同的时间温度曲线进行热处理的风险，这样会导致机械性能改变。
[0015]
【发明内容】
:目标，解决方案，优点
[0016]由上述的不足和缺点出发，考虑本领域的现有技术，本发明的目的是克服上述早先的方法所暴露的问题。
[0017]上述目的通过包括权利要求1的特征的方法和包括权利要求14的特征的方法实现。优选实施例和本发明有利的改进在相应的从属权利要求中公开。
[0018]本发明因此涉及一种在退火之前将冷轧金属带材预热的方法，其特征在于:带材沿着运输路径连续传输，直接火焰冲击(DFI)燃烧器的坡道位于所述运输路径中，用来加热所述带材，所述坡道定位成与所述带材的移动方向垂直或者基本上垂直，所述直接火焰冲击燃烧器相互设置以使得所述带材的整个宽度加热到相同的温度、或者基本上相同的温度，所述带材经过所述坡道的速度以及所述燃烧器的加热功率适于将所述带材加热至退火温度。
[0019]本发明还涉及一种冷轧金属带材的退火方法，其特征在于:带材沿着运输路径连续传输，直接火焰冲击(DFI)燃烧器的坡道位于所述运输路径中，用来加热所述带材，所述坡道定位成与所述带材的移动方向垂直或者基本上垂直，所述直接火焰冲击燃烧器相互设置以使得所述带材的整个宽度加热到相同的温度、或者基本上相同的温度，所述带材经过所述坡道的速度以及所述燃烧器的加热功率适于对所述带材进行热处理以使其能够进行退火，该退火优选在连续均热炉或连续退火炉中进行。热处理后的带材卷取成卷。热处理并卷取的带材置于均热炉中进行部分退火，特别是用于去除位错。
[0020]根据本发明的优选实施例，其具有:
[0021]-在所述带材的所述运输路径上方具有至少一个所述DFI燃烧器的坡道，和
[0022]-在所述带材的所述运输路径下方具有至少一个所述DFI燃烧器的坡道，以使得所述带材均匀预热。
[0023]根据本发明的优选实施例，存在两个或更多个连续的直接火焰冲击燃烧器的坡道沿着传输路径相接的放置，以增强所述带材的预热工艺。
[0024]根据本发明的优选实施例，DFI燃烧器可以设置在炉内，特别是在直接火焰冲击(DFI)炉内。在此前提或独立的情况下，DFI燃烧器的坡道或多个坡道可以位于炉内，特别是在直接火焰冲击(DFI)炉内。
[0025]根据本发明的优选实施例，所述冷轧带可以从带卷，特别是从冷轧带卷退绕。
[0026]根据本发明的优选实施例，所述带材可从辊轧台直接引入所述运输路径。可在直接火焰冲击燃烧器和辊轧台之间设置安全墙，因为轧制时使用的润滑剂可能是易燃的。
[0027]根据本发明的优选实施例，将要退火的带材可通过直接火焰冲击(DFI)燃烧器预热。这具有几个优点。一个优点是退火炉的长度可以显著缩短。通过使用DFI对带材预热，可以将带材从室温加热到退火温度，例如加热到约450°C至约650°C，例如加热到约540°C，在几秒钟或更短时间内，进一步为约I秒。
[0028]虽然本发明更适用于铝带的处理，本发明也可以同样适用于其他金属，例如铜，铁，以及铝、铜和/或铁的合金。
[0029]本发明优选用于带材的厚度为0.5mm至所述带材能被卷取的最大厚度；具体地，带材厚度为约0.9毫米至约I毫米。
附图简介
[0030]为了对上述公开和讨论的本发明的实施例有更完整的理解，存在几种选择以有利的方式来体现以及改进本发明的教导。为此目的，本发明将在下面更详细描述的；具体的，可以参照于权利要求1和权利要求14的从属权利要求；进一步的改进，特征和本发明的优点将在下面更详细地通过非限制性示例的方式给出，并于下述对实施例的描述中，至少部分引入相关附图，其中:
[0031]图1示出本发明第一实施例中，其根据本发明所述方法工作；
[0032]图2示出本发明第二实施例中，其根据本发明所述方法工作；
[0033]图3示出本发明第三实施例中，其根据本发明所述方法工作；
[0034]图4示出本发明第四实施例中，其根据本发明所述方法工作；
[0035]图5示出本发明第五实施例中，其根据本发明所述方法工作；
[0036]图6示出本发明第六实施例中，其根据本发明所述方法工作；
[0037]在所附的附图中，图1至图6中相似的设备标以相同的参考标号。
[0038]附图详述；
[0039]本发明最佳实施例
[0040]图1示出本发明对冷轧铝带3进行退火的方法的第一实施例。
[0041]根据本发明，冷轧铝带材3连续地沿着运输路径传输，直接火焰冲击(DFI)燃烧器的坡道I位于所述运输路径中，用来加热所述带材。根据该实施例，冷轧铝带从带卷4退绕。所述坡道I定位成与所述带材3的移动方向垂直或者基本上垂直。
[0042]进一步的，DFI燃烧器相互设置以使得所述带材的整个宽度加热到相同的温度、或者基本上相同的温度。所述带材3经过所述坡道I的速度以及所述燃烧器的加热功率适于对所述带材3进行热处理，以使其能够实施退火，其中热处理带材卷绕至带卷5。
[0043]根据本发明的一个实施例，所述带材3经过所述坡道I的速度以及所述燃烧器的加热功率适于对所述带材3进行热处理，以对所述带材3实施再结晶。
[0044]根据本发明的另一个优选实施例，在所述带材3的所述运输路径上方和下方各存在至少一个坡道I。
[0045]用具有Imm的厚度的冷乳并卷绕的销带进行实验。带材经过DFI加热器的位于带材上方的坡道和和位于下方的坡道。每个燃烧器的坡道有四个燃烧器。
[0046]这些燃烧器产生的总功率为200千瓦。在经过燃烧器的带材速度为24米每秒的情形下，带材的温度达到400°C。以每秒30米的速度进行，得到的温度为365°C。表面观察不到损伤。
[0047]本发明更适于具有0.5mm至能被卷取的最大厚度的带材。
[0048]根据本发明的一个优选实施例，沿着传输路径存在两个或更多个彼此接续的DFI燃烧器的相继坡道I。
[0049]优选的是坡道I或者多个坡道位于炉内。然而，在一些应用中，坡道或多个