密封设备和连续退火炉的制作方法

专利名称：密封设备和连续退火炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种密封设备和一种防止内部气体泄露出热处理室，或外 部气体进入热处理室的连续退火炉，在热处理室内实施带材的连续热处 理。
背景技术：
通常，用于生产带材的带材生产线设置有用于连续退火己经轧制或经 过类似处理的带材的连续退火炉。连续退火炉设置有用于退火带材的炉， 并且在炉内部沿带材的输运方向依次从上游侧形成热处理室，例如加热 区、冷却区和类似的区域。为了防止加热到高温的带材氧化，加热区的内 部和冷却区的内部(炉的内部)通过应用由混合预定量的氢气和氮气来获 得的气氛气体而被保持在还原气氛中。因而，将带材通过炉内的加热区、 冷却区和类似区的处理，以及控制加热和冷却的温度和时间的处理使得带 材能够具有满足所需用途的不同的机械、化学和其他特性。
然而，炉内的压力设定成高于大气压力。因而，炉内的气氛气体倾向 于在带材的进入侧或输出侧从炉内泄漏出来。而且，因为输运进入炉的带 材以高速移动，跟随带材的外部气体倾向于在进入侧和带材一起进入炉， 同时跟随带材的气氛气体倾向于在输出侧和带材一起泄露出去。
为了解决这个问题，常规的连续退火炉在炉的进入侧和输出侧设置有 密封设备，以防止气氛气体从炉泄露以及外面气体迸入炉中。提供几种类 型的这种密封设备，例如包括一种利用分别设置在炉的进入侧和输出侧的 抽吸装置抽吸炉内部的气氛气体和外部气体、从而防止这些气体的泄露和 进入的密封设备(专利文献1)， 一种包括设置在炉的进入侧和输出侧的多 级密封辊、并抽吸泄露到由密封辊形成的室的气氛气体、然后将抽吸的气
体循环到炉内的密封设备(专利文献2)，等等。
4专利文献1:日本未审专利申请出版物No. Sho 51-135809。 专利文献2:日本未审专利申请出版物No. Hei 4-285116。

发明内容
本发明要解决的问题
然而，在常规的密封设备中，带材和炉的进入侧和输出侧上的每个开 口之间的间隙、以及带材和密封辊之间的间隙必须设置成使得带材与开口 或密封辊不接触。因此，这种间隙的尺寸仅能够减小到有限的程度。因此， 为了改善密封性能，必须增大抽吸量。然后，用来密封的气体的量增加了。 因此，存在引起使用成本增加的风险。
具体地，在专利文献l的密封设备中，炉内的气氛气体和外部气体用 设置在炉和外部之间的边界上的抽吸装置抽吸，然后被排出。在这种结构 中，炉的内部需要补充和那些与外部气体一起被抽吸的和被排出的气氛气 体的量一样的新的气氛气体，因而引起要使用的气体的量增加。
同时，在专利文献2的密封设备中，因为存在通过带材和密封辊之间 的间隙以及位于炉进入侧和输出侧的每个密封辊和每个开口之间的间隙 泄露和进入气体的风险，必须增加抽吸量。结果，所用的气体量增加。而 且，因为上游侧的室的内部压力保持在高的水平，氮气通过在上游侧的密 封辊和带材之间的间隙泄露出去。因而，需要一直给上游侧的室供给氮气， 从而进一步地增加了使用氮气的量。同时，氮气也进入下游侧的室。因此， 进入的氮气包含在将要从下游侧的室循环进入到炉中的气氛气体中。正因 为这样，炉内部气氛气体的氮气密度增加。因而，为了将气氛气体的成份 保持在恒定水平，需要调整大量循环的气氛气体的整个成分，而这种调整 导致气体循环的效率变差。
同时，近几年来在带材领域，对超高抗拉强度带材的需求不断增长。 在用连续退火炉退火这种高级带材时，需要进行淬火，在淬火处理过程中 注入具有高热传导性和高密度的氢气。因此，对于改善加热区域和冷却区 域(淬火区域)之间的密封性能的需求不断增长。具体地，充满到加热区 域和冷却区域的气氛气体的成分是不同的，并且带材的质量将通过以高精 确度控制每个气体成分而被保证。因而，加热区域和冷却区域之间的密封
5性能的改善将会导致带材的质量改善。然而，根据专利文献1和2的密封 设备仅仅对炉的进入侧和输出侧进行处理，而不能应用到热处理室之间的 密封，例如加热区域和冷却区域之间。
因此，本发明用来解决上面提到的问题，并且提供一种密封设备和连 续退火炉，所述密封设备和连续退火炉能够提高密封性能并且通过抑制密 封流体的使用量来获得成本降低。
解决问题的方法
为了解决问题，第一发明的密封设备提供一种密封设备，所述密封设 备设置在用于在大气流体中连续地对带材进行热处理的热处理室的带材 出入口部分，其特征在于包括抽吸装置，所述抽吸装置用于抽吸将要从 热处理室泄露出去的流体和要进入热处理室的流体；和循环装置，所述循 环装置用于混合通过抽吸装置抽吸的泄露的流体和进入的流体，调整混合 后的混合流体的成分使得混合流体具有与那些泄露的流体和进入的流体 相同的成分，并且将最终的流体返回热处理室和从热处理室出来。
为了解决问题，第二发明的密封设备提供根据第一发明的密封设备， 其特征在于在带材的输送方向上设置多级抽吸装置，并且多级抽吸装置的 每一级设置有循环装置。
为了解决问题，第三发明的密封设备提供根据第一或第二发明的密封 设备，其特征在于包括流动速率调整装置，其用于执行调整使得由抽吸装 置抽吸的量等于由循环装置返回的量。
为了解决问题，第四发明的密封设备提供根据第一至第三发明中的任 一发明的密封设备，其特征在于包括抽吸力改变装置，其用于使抽吸装置 的抽吸力可以变化。
为了解决问题，第五发明的密封设备提供根据第一至第四发明中的任 一发明的密封设备，其特征在于抽吸装置被支撑成使得其可以根据带材的 厚度和带材的形状移动，并且在抽吸装置的顶端形成喷嘴以面向带材。
为了解决问题，第六发明的连续退火炉提供一种连续退火炉，其用于 连续退火被输送的带材，其特征在于包括用于将被加热的带材冷却到预 定的温度的冷却区域；设置在冷却区域的出入口部分处的抽吸装置，其用于抽吸将要从冷却区域泄露到邻近区域的高密度的氢气和将要从邻近区 域进入冷却区域的高密度的氮气；和循环装置，其用于混合由抽吸装置抽 吸的高密度氢气和高密度的氮气，调整混合后的混合流体的成分使得混合 的流体具有与那些所述高密度氢气和高密度氮气相同的成分，并且将最终 的流体返回到冷却区域和邻近区域。
本发明的效果
根据第一发明的密封设备，在设置在用于在大气流体中连续热处理带 材的热处理室的带材出入口部分上的密封设备中设置有抽吸装置，所述抽 吸装置用于抽吸将要从热处理室泄露出去的流体和将要进入热处理室的 流体；和循环装置，所述循环装置用于混合通过抽吸装置抽吸的泄露的流 体和进入的流体，调整混合后的混合的流体的成分使得混合的流体具有与 那些泄露的流体和进入的流体相同的成分，并且将最终的流体返回到热处 理室和从热处理室出来。因此，就有可能通过控制大气流体的使用量来改 善密封性能并且获得适用成本的降低。
根据第二发明的密封设备，在第一发明的密封设备中，在带材的输送 方向上设置多级抽吸装置，并且多级抽吸装置的每一级设置有循环装置。 因而，有可能通过控制大气流体的使用量来改善密封性能并获得使用成本 的降低。
根据第三发明的密封设备，在根据第一或第二发明的密封设备中，设 置有流动速率调整装置，其用于执行调整使得通过抽吸装置抽吸的量变成 与通过循环装置返回的量相等。因此，热处理室内部和外部的压力能够保 持在恒定水平。因而，抽吸的量变得恒定并且有可能容易地执行混合流体 的成分调整。
根据第四发明的密封设备，在第一到第三发明中任何一个的密封设备 中，设置有抽吸力改变装置，其用于使抽吸装置的抽吸力是可变化的。因 而，抽吸装置的抽吸力能够设定成使得允许抽吸装置能有效地抽吸泄露的 流体和进入的流体。因此，可以进行小抽吸量的抽吸，而不引起泄露的流 体和进入的流体的紊乱或干扰。
根据第五发明的密封设备，在第一到第四发明中的任何一个的密封设
7备中，抽吸装置被支撑成使得其可以根据带材的厚度和带材的形状进行移 动，并且喷嘴形成在抽吸装置的顶端以面向带材。因而，有可能将喷嘴附 近的混合流体的体积控制在最小量并且因此有可能进行小抽吸量的有效 抽吸。这样，有可能以较小尺寸制造抽吸装置并且形成整体上紧凑的装置。 根据第六发明的连续退火炉，用于连续退火输送的带材的连续退火炉 设置有用于将加热的带材冷却到预定温度的冷却区域；设置在冷却区域的 出入口部分处的抽吸装置，其用于抽吸将要从冷却区域泄露到邻近区域的
高密度的氢气和将要从邻近区域进入到冷却区域的高密度氮气；和循环装 置，其用于混合由抽吸装置抽吸的高密度氢气和高密度氮气，调整混合后 的混合流体的成分使得混合的流体具有与那些高密度氢气和高密度氮气 相同的成分，以及将最终的流体返回到冷却区域和邻近区域。


图1是根据本发明第一实施例的密封设备的示意图2是沿图1中的A-A线的截面图3是根据本发明的连续退火炉的示意图4是根据本发明第二实施例的密封设备的示意图5是根据本发明第三实施例的密封设备的示意图6是根据本发明第四实施例的密封设备的示意图7是根据本发明第五实施例的密封设备的示意图8是根据本发明第六实施例的密封设备的示意图。
附图标记说明 1连续退火炉 2加热区域 3淬火区域 4最后冷却区域 5、 6输送路径 7升降辊
8，15到19进入侧密封设备9输出侧密封设备
10， 14气体供给管 12气体冷却装置 13喷气室 21， 51隔离物 22， 52门 23挡板
24a, 24b， 54a， 54b室 25a, 25b, 55a, 55b狭缝 31,61进气管 11,32,62风扇 33, 63排气管
34,38,41,64,68,71调节阀
35,40,65,70流量计
36烟囱
37， 67回流管
39, 69供给管
42氮气密度传感器
72氢气密度传感器
81,82密封板
83, 84密封辊
85 TO 87导向辊
具体实施例方式
下面利用附图详细介绍根据本发明的密封设备。这里，每个实施例中 的具有类似结构和功能的构成部件将通过同样的附图标记表示，在其后的 实施例中这些说明将被省略。而且，在每个实施例中，只详细介绍进入侧 密封设备的结构，而输出侧密封设备具有类似进入侧密封设备的结构和功 能，因此其解释将被省略。
第一实施例
9图1是根据本发明第一实施例的密封设备的示意图，图2是沿图1中
A-A线的截面图，图3是根据本发明的连续退火炉的示意图。
如图3所示，连续退火炉1具有入口 la，带材S通过入口被输运进入， 和出口 lb，带材S从出口被输运出来，并且在输运方向上从上游侧按次序 设置有作为热处理室的加热区域2、淬火区域3和最终冷却区域4。加热 区域2通过输运路径5连接到淬火区域3，并且淬火区域3通过输运路径 6连接到最终冷却区域4。用来引导带材S的多个升降辊7被可转动地支 撑在各个区域2、 3和4内部以及输运路径5和6上。而且，用于在加热 区域2侧和淬火区域3侧之间密封的进入侧密封设备8设置在淬火区域3 内的输运方向上的上游侧。同时，用于在淬火区域3侧和最终冷却区域4 侧之间密封的输出侧密封设备9设置在其输运方向上的下游侧。这里，密 封设备8和9具有类似的结构和功能。
气体供给管10和风扇11连接到淬火区域3。气体供给管10供给气氛 气体Gh进入淬火区域3，气氛气体Gh包括氢气(H2)和氮气(N2)，它们 被设计成以预定比例混合(例如接近70%的氢气和30°/。的氮气)。这样， 淬火区域3保持高密度的氢气气氛。同时，风扇11通过气体冷却装置12 抽吸气氛气体Gh到淬火区域3的内部，并且将气体送到多个、左右成对 的喷气室13 (图中三对)。气体冷却装置12让通过吸收带材S的显热和类 似能量而变热的气氛气体将其热量和冷却水或类似冷却物进行交换，使得 气氛气体Gh被冷却下来。喷气室13设置成互相面对，同时将带材S夹在 中间，并且将从风扇11送过来的气氛气体Gh喷射到被输运的带材S上。 这样，带材S受到主要包括高热传导性氢气的气氛气体Gh的喷射，使得 带材S被淬火。
同时，气体供给管14分别连接到加热区域2和最终冷却区域4。气体 供给管14用来供给气氛气体Gn到加热区域2和最终冷却区域4中，气氛 气体包括设定成以预定比例混合的氢气和氮气(例如大约5%的氢气和 95%的氮气)。这样，加热区域2和最终冷却区域4保持低密度氢气气氛。 换句话说，区域2、 3和4分别保持在由氢气和氮气组成的气氛气体Gh和 Gn形成的抗氧化气氛中。因而，防止了输送到连续退火炉1的带材S被 氧化。接下来，进入侧密封设备8的结构将通过图1和2详细介绍。说明的
是，输出侧密封设备9具有类似进入侧密封设备8的结构和功能。因而， 省略了对输出侧密封设备9的结构的介绍。
如图1和2所示，进入侧密封设备8设置有一对门22和一对挡板23。 门22设置成在厚度方向上互相面对，使得将带材S夹在中间，并且由隔 离板21可移动地支撑，使得在基本上输送方向的正交方向上相互靠近以 及彼此后退。同时，挡板23设置成在宽度方向上相互面对，使得将带材S 夹在中间，并且被可移动地支撑使得通过未示出的隔离装置在基本上相对 于输送方向的正交方向上相互靠近以及彼此后退。而且，挡板23可以根 据输送的带材S的端部位置信息和宽度信息跟随带材S的端部。总之，门 22根据带材S的厚度和形状移动，同时挡板23根据带材S的宽度或曲径 (meander)移动。
同时，室24形成在门22的内部以在宽度方向上延伸。室24具有分 别位于门22的顶端上的狭缝(喷嘴)25a和25b，狭缝被形成为横跨宽度 方向上的整个区域，并且朝向带材S开口。
而且，风扇32的抽吸口通过抽吸管31连接到室24，并且排气管33 和回流管37的上游端分别连接到风扇32的出口。调节阀34和流量计35 从上游侧按次序设置在排气管33，并且排气管33的下游侧连接到烟囱 36。回流管37设置有调节阀38并且回流管37的下游端连接到供给管39 用于供给氮气。供给管39从上游侧按次序设置有流量计40和调节阀41， 流量计40和调节阀41位于比供给管39与回流管37连接的部分更上游 的位置处，并且供给管39的下游端连接到加热区域2的内部(输送路径5)。
值得说明的是，门22、室24、狭缝25a和25b、抽吸管31、风扇32 等等组成抽吸装置，同时排气管33、调节阀34、 38和41、流量计35和 40、烟囱36、回流管37、供给管39等等组成循环装置，调节阀34、 38和 41等等组成流动速率调整装置，并且风扇32等组成抽吸力改变装置。
因此，通过形成上述的结构，气氛气体Gh首先从气体供给管IO供给 到淬火区域3，并且气氛气体Gn从气体供给管14供给到加热区域2和最 终冷却区域4。然后，带材S输送到加热区域2中。带材S被加热到预定 温度，同时通过使用气氛气体Gn防止被氧化。然后，带材S通过输送路
ii径5输送到淬火区域3。这里，当带材S从加热区域2输送到淬火区域3 时，进入侧密封设备8防止气氛气体Gh从淬火区域3泄露到加热区域2， 并且防止气氛气体Gn从加热区域2进入到淬火区域3。
然后，在淬火区域3的内部，由风扇ll抽吸的气氛气体Gh通过气体 冷却装置12冷却下来，并且供给到喷气室13。然后，带材S受到从喷气 室13供给的气氛气体Gh的喷射，因而带材S被冷却到预定温度，然后通 过输送路径6被输送到最终冷却区域4。这里，当带材S从淬火区域3输 送到最终区域4时，输出侧密封设备9防止气氛气体Gh从淬火区域3泄 露到最终冷却区域4，并且防止气氛气体Gn从最终冷却区域4进入到淬 火区域3。然后，在最终冷却区域4的内部，带材S保持在上面提到的温 度并持续一定的时间，冷却到基本上为室温，然后从最终冷却区域4排出。
接下来，将介绍进入侧密封设备8的密封作用和气体循环作用。值得 说明的是，输出侧密封设备9的密封作用和气体循环作用与进入侧密封设 备8的这些作用类似。因而，省略了对输出侧密封设备9的密封作用和气
体循环作用的介绍。
如图2所示，门22和挡板23分别设置在预定位置，使得根据带材S 的厚度和宽度相互靠近或彼此后退。同时，风扇32的驱动(增压)使室 24内部的压力为负值，因而开始从狭缝25a和25b抽吸。这里，风扇32 的增压力是可变的。由此，通过调节该增压力的设置，通过狭缝25a和25b 的增压力是可以变化的。
随后，当带材S输送到由门22和挡板23环绕的空间时，淬火区域3 内部的气氛气体Gh将要泄露(图中用虚线示出的流动)到加热区域2， 同时加热区域2内的气氛气体Gn将要随着带材S进入到淬火区域3 (图 中用实线示出的流动)。这里，在这种结构中，狭缝25a和25b形成在门 22的顶端处，以便面向带材S，并且狭缝25a和25b的抽吸流动速率(抽 吸功率)设定成比由风扇32的增压作用带来的泄露流动速率和进入流动 速率更快。因而，流出的气氛气体Gh和Gn能够被抽吸，而不会遭受气 体紊乱或干扰的麻烦。
随后，通过狭缝25a和25b抽吸的气氛气体Gh和Gn被引导流入室 24中，并且形成混合气体g。然后混合气体g通过抽吸管31抽吸。在风扇32的下游侧，抽吸的混合气体g被分开， 一部分流入排气管33，而另 一部分流入到回流管37。流入到排气管33的混合气体g排入到烟囱36， 在烟囱36内部燃烧变得无害，然后排放到大气中。另一方面，流入到回 流管37的混和气体排放到供给管39，补充氮气以形成气氛气体Gn，然后 供给到加热区域2。
此时，将要通过狭缝25a和25b抽吸的混合气体g的抽吸量通过风扇 32调节为恒定水平。同时，控制调节阀34、 38和41的开口，使得将要通 过狭缝25a和25b抽吸的混合气体g的抽吸量与将要从供给管39供给到 加热区域2的气氛气体Gn的供给量(返回量)相等。这样，加热区域2 和淬火区域3内部的压力保持在恒定水平。这里，流入到供给管39的混 合气体g通过调节阀41进行氮气的补充，使得混合气体的成分(密度) 调节到与加热区域2内部的气氛气体Gn相同。
这里，如果由于外部扰动气氛气体Gn倾向于从加热区域2泄露出去， 或如果气氛气体Gh倾向于从淬火区域3泄露到加热区域2而没有通过狭 缝25a和25b抽吸，可以在考虑这些风险的基础上调节调节阀34、 38和 41的开口。具体地，所进行的调节使得气体的量与气氛气体Gn的供给量 相等，所述气体通过将气氛气体Gn的泄漏量和气氛气体Gh的泄露量的 任何一个或两个加入到混合气体g的抽吸量中得到。
因而，根据本发明的密封设备，有可能通过将氮气补充到通过狭缝25a
和25b抽吸的一部分混合气体g中(这里混合气体g不同于流出到排气管 33的混合气体g)，来控制进行调整所需的氮气补充量，使得最终气体具 有与加热区域2内部气氛气体Gn相同的成分，并因而获得成本降低。而 且，门22可以根据带材S的厚度接近带材S或从带材S后撤，使得在带 材S的每个表面和狭缝25a和25b中的每一个之间的间隙能够更窄。同时， 挡板23可以根据带材S的厚度接近带材S或从带材S后撤，使得在带材 S的每个端部和挡板23的每个顶端之间的间隙能够更窄。因而，有可能改 善密封性能。
此外，有可能通过控制调节阀34、 38和41的开口在加热区域2和淬 火区域3中保持恒定的压力，使得将要通过狭缝25a和25b抽吸的混合气 体g的抽吸量变得与从供给管39供给到加热区域2的气氛气体Gn的供给量相等。因而，有可能获得恒定的抽吸量并且因此易于进行混合气体g的 成分调节。
而且，有可能通过使风扇32的增压力响应门22的顶端和带材S之间 的间距而改变，将通过狭缝25a和25b的抽吸流动速率设定成比气氛气体 Gh的泄露流动速率和气氛气体Gn的进入流动速率快。因而，流出的气氛 气体Gh和Gn能够有效地以小的抽吸量抽吸，而不会遭受气体紊乱或干 扰的麻烦。这里，即使当门22的顶端和带材S之间的间距不能够更窄， 通过狭缝25a和25b抽吸的抽吸流动速率也能够设定成比气氛气体Gh的 泄露流动速率和气氛气体Gn的进入流动速率更快。因而，有可能改善密 封性能。
此外，由于在门22的顶端上开口的狭缝25a和25b面向带材S，就有 可能将在狭缝25a和25b附近的气氛气体Gh和Gn的混合气体的体积控 制到最小。因此，就有可能将抽吸有效地控制在小的抽吸量。这样，是有 可能减小门22和风扇32的尺寸，以获得各个管31、 33、 37和39的更小 的直径。因而，有可能整体上保持装置紧凑。这里，还有可能使狭缝25a 和25b的开口面积可变。这样，有可能通过提高抽吸流动速率、而不用增 加抽吸量来改善抽吸性能。
而且，正如前面所述，加热区域2和淬火区域3之间的改善的密封性 能使得允许在淬火区域3内用高密度的氢气作为气氛气体Gh淬火。因而， 有可能在宽的范围内淬火。这样，就有可能制造高质量类型的带材S，例 如超高抗拉强度带材。
第二实施例
图4是根据本发明的第二实施例的密封设备的示意图。 如图4所示，进入侧密封设备15设置有一对门52和一对挡板23 (见 图2)。门52设置成使得将带材S夹在中间以在厚度方向上相互面对，并 且由隔离板51可移动地支撑使得在基本上相对于输送方向的正交方向上 相互接近或彼此后退。同时，在宽度方向上延伸的室54a和54b形成在门 52的内部，并且室54a和54b分别具有在门52的内部的宽度方向上横跨 整个区域形成的打开的狭缝(喷嘴)55a和55b。
而且，风扇32的抽吸口通过抽吸管61连接到室54a，并且排气管63
14和回流管67的上游端连接到风扇62的出口 。调节阀64和流量计65从上 游侧依次设置在排气管63上，并且排气管63的下游侧连接到烟囱36。回 流管67设置有调节阀68并且回流管67的下游端连接到供给管69用来供 给氢气。供给管69从上游侧依次序设置有流量计70和调节阀71,流量计 70和调节阀71位于比供给管69与回流管67连接的部分更上游的位置处， 并且供给管69的下游端连接到淬火区域3的内部。
同时，风扇32的抽吸口通过抽吸管31连接到室54b，并且排气管33 和回流管37的上游端连接到风扇32的出口 。调节阀34和流量计35从上 游侧依次设置在排气管33上，并且排气管33的下游端连接到烟囱36。回 流管37设置有调节阀38并且回流管37的下游端连接到供给管39用于供 给氮气。供给管39从上游侧按次序设置有流量计40和调节阀41，流量计 40和调节阔41位于比供给管39与回流管37连接的部分更上游的位置处， 并且供给管39的下游端连接到加热区域2的内部(输送路径5)。
值得说明的是，门52、室54a和54b、狭缝55a和55b、抽吸管31和 61、风扇32和62以及类似的部件组成抽吸装置，同时排气管33和63、 调节阀34、 38、 41、 64、 68和71、流量计35、 40、 65和70、烟囱36、 回流管37和67、供给管39和69以及类似部件组成循环装置，调节阀34、 38、 41、 64、 68和71以及类似部件组成流动速率调整装置，以及风扇32、 62和类似部件组成抽吸力改变装置。
因而，通过形成上述结构，门52和挡板23设置在预定位置，以根据 带材S的厚度和宽度彼此接近或相互后退。同时，室54a和54b内部的压 力通过风扇32和62的驱动(增压)设定成负值，因此开始从狭缝55a和 55b抽吸。这里，风扇32和62的增压力设定成是可变化的。这种增压力 的可变的设定实现通过狭缝55a和55b的抽吸力是可变的。
之后，当带材S被输送到由门52和挡板23环绕的空间，淬火区域3 内部的气氛气体Gh将要泄露到加热区域2 (图中用虚线示出流动)，同时 加热区域2内的气氛气体Gn将会随着带材S —起进入淬火区域3 (图中 用实线示出流动)。这里，在这种结构中，狭缝55a和55b形成为使得在 门22的顶端处面向带材S，并且狭缝55a和55b的抽吸流动速率(抽吸力) 设定得比通过风扇32和62的增压作用产生的泄露速率和进入速率更快。因此，流出的气氛气体Gh和Gn能够被抽吸而不会遭受扰动或干扰。
随后，通过狭缝55a被抽吸流入室54a的气氛气体Gh和Gn形成为混 合气体gp然后通过抽吸管61抽吸。抽吸的混合气体gl在风扇62的下游 侧被分开， 一部分流入排气管63而一部分流入回流管67。流入排气管63 的混合气体g,被排入到烟囱36，在烟囱36内部燃烧变得无害，然后排放 到大气中。另一方面，流入到回流管67的混合气体gl被排入到供给管69， 补充氢气以形成气氛气体Gh，然后供给进入淬火区域3。
这时，通过风扇62把将要通过狭缝55a抽吸的混合气体gl的抽吸量 调节为恒定水平。同时，控制调节阀64、 68和71的开口，使得将要通过 狭缝55a抽吸的混合气体gl的抽吸量与将从供给管69供给到淬火区域3 的气氛气体Gh的供给量(返回量)相等。这样，淬火区域3内部的压力 保持在恒定水平。这里，流入到供给管69的混合气体gj通过调节阀71 补充氢气，并且进行调节使得最终的气体具有与淬火区域3内部的气氛气 体Gh相同的成分(密度)。
这里，如果由于外部扰动导致存在气氛气体Gh泄露出淬火区域3， 或存在气氛气体Gn没有通过狭缝55a和55b被抽吸而从加热区域2进入 淬火区域3的风险，可以在考虑这些因素的基础上控制调节阀64、 68和 71的开口，使得将气氛气体Gh的泄露量和气氛气体Gn的进入量中任何 一个或两个加入到混合气体gl的抽吸量中获得的气体的量与气氛气体Gh 的供给量相等。
同时，通过狭缝55b流入到室54b而被抽吸的气氛气体Gh和Gn被
形成为混合气体g2，然后通过抽吸管31被抽吸。被抽吸的混合气体g2在
风扇32的下游侧被分开， 一部分流入排气管33并且一部分流入回流管37。 流入排气管33的混合气体g2排入到烟囱36，在烟囱36内部燃烧变得无 害，然后排放到大气中。另一方面，流入回流管37的混合气体&排入到 供给管39，补充氮气以形成气氛气体Gn，然后供给到加热区域2。
此时，通过风扇32把将要通过狭缝55b被抽吸的混合气体g2的抽吸 量调节在恒定水平。同时，控制调节阀34、 38和41的开口，使得将要通 过狭缝55b被抽吸的混合气体g2的抽吸量与将从供给管39供给到加热区 域2的气氛气体Gn的供给量(返回量)相等。这样，加热区域2内部的压力保持在恒定水平。这里，流入到供给管39的混合气体g2通过调节阀 41补充氮气，然后被调整成使得最终气体具有与加热区域2内部的气氛气 体Gn相同的成分(密度)。
这里，如果由于外部扰动导致存在气氛气体Gn泄露出加热区域2， 或存在气氛气体Gh没有通过狭缝55a和55b被抽吸而从淬火区域3进入 加热区域2的风险，就有可能在考虑这些因素的基础上控制调节阀34、 38 和41的开口，使得将气氛气体Gn的泄露量和气氛气体Gh的进入量中任 何一个或两个加入到混合气体g2的抽吸量中获得的气体的量与气氛气体 Gn的供给量相等。
因此，根据本发明的密封设备，将氢气补充到部分通过狭缝55a被抽 吸的混合气体gl (这里的混合气体gl不同于将要流出到排气管63的混合 气体g)中，使得最终气体具有与淬火区域3内部的气氛气体Gh相同的 成分。同时，将氮气补充到部分通过狭缝55b被抽吸的混合气体g2 (这里 的混合气体g2不同于将要流出到排气管33的混合气体)中，使得最终气 体具有与加热区域2内部的气氛气体Gn相同的成分。因而，为进行调节 所需的氢气和氮气的补充量能够进行控制。因此，实现成本的降低。而且，
因为混合气体g,和g2流过不同的循环路径，有可能在各自路径上独立地
设定抽吸力，并因此更有效地选择密封条件。结果，就可能减少气氛气体 Gh和Gn的混合并因此减少氢气和氮气的补充量。
同时，有可能通过控制调节阀64、 68和71和调节阀34、 38和41的 开口在加热区域2和淬火区域3内保持恒定的压力，使得将要通过狭缝55a 和55b被抽吸的混合气体gl和g2的抽吸量等于将要从供给管69供给进入 淬火区域3的气氛气体Gh的供给量和将要从供给管39供给进入加热区域 2的气氛气体Gn的供给量的总和。因此，有可能分别获得恒定的抽吸量
并且因此易于实施混合气体g,和g2的成分调节。
而且，有可能通过使得风扇32和62的增压力可变而将通过狭缝55a 和55b的抽吸流动速率设定为比气氛气体Gh的泄露流动速率和气氛气体 Gn的进入流动速率快。因此，流出的气氛气体Gh和Gn能够以小抽吸量 有效地被抽吸，而不会遭受扰动或干扰。
而且，由于开口的狭缝55a和55b位于门52顶端以面向带材，有可能将狭缝55a和55b附近的气氛气体Gh和Gn的混合气体的体积控制在 最小。因此，就有可能以小的抽吸量有效地实施抽吸。这样，就有可能减 小门52和风扇32和62的尺寸，并且获得各个管31、 33、 37、 39、 61、 63、 67和69的更小的直径。因而，能够整体上形成紧凑装置。这里，将 狭缝55a和55b的开口面积形成为可变化的。这样，还有可能通过提高抽 吸流动速率而不增加抽吸量来改善抽吸性能。 第三实施例
图5是根据本发明第三实施例的密封设备的示意图。
如图5所示，进入侧密封设备16设置有密封板81和82，密封板81 和82分别设置在门52的上游侧和下游侧。 一对密封辊83可转动地支撑 在密封板81的开口81a的进入侧(上游侧)。同时， 一对密封辊84可转 动地支撑在密封板82的开口 82a的输出侧(下游侧)。密封辊83和84设 置成在厚度方向上相互面对使得将带材S夹在中间，并且也是可移动地支 撑在基本上相对于输送方向的正交方向上，使得相互能接近和后退。换句 话说，密封辊83和84根据带材S的厚度移动。
因而，设置密封辊83和84使得能够防止由于带材S的抖动或翘曲而 导致的带材S和门52彼此接触。而且，能够减少流入到带材S和狭缝55a 和55b之间的间隙的气氛气体Gh和Gn。因此，还有可能减少用于补充的 氢气和氮气的量。
第四实施例
图6是根据本发明第四实施例的密封设备的示意图。
如图6所示，进入侧密封设备17包括被可转动地支撑的导向辊85和 86，导向辊85和86分别设置在门52的上游侧和下游侧。这些导向辊85 和86设置成将带材S夹在中间。
因此，导向辊85和86的设置使得有可能防止由于带材S的抖动或翘 曲而导致的带材S和门52彼此接触。而且，能够减少流入到带材S和狭 缝55a和55b之间的间隙的气氛气体Gh和Gn。因此，还有可能减少用于 补充的氢气和氮气的量。
第五实施例
图7是根据本发明第五实施例的密封设备的示意图。
18如图7所示，进入侧密封设备18包括被可转动地支撑的导向辊87， 导向辊87设置在门52之间。导向辊87设置在带材S相对于导向辊85和 86的相对侧。
因此，导向辊85、 86和87的设置使得有可能防止带材S的抖动或翘 曲，使得门52能够更加接近带材S。因而，获得可靠的抽吸。 第六实施例
图8是根据本发明第六实施例的密封设备的示意图。 如图8所示，进入侧密封设备19设置在加热区域2 (输送路径5)和 淬火区域3之间的拐角上，并且门52设置成使得将支撑在拐角上的升降 辊7夹在中间。同时，供给管39设置有位于比供给管39与回流管37连 接的部分更下游的氮气密度传感器42。氮气密度传感器42用于探测包括 在通过将氮气补充到混合气体g2中获得的气氛气体Gn中的氮气密度。另 一方面，供给管69设置有位于比供给管39与回流管67连接的部分更下 游的氢气密度传感器72。氢气密度传感器72用于探测包括在通过将氢气 补充到混合气体gl中获得的气氛气体Gh中的氢气密度。
因而，由于上述的结构，流入到供给管69的混合气体g,通过调节阀 71补充氢气，并且调整成使得最终的气体具有与淬火区域3内部的气氛气 体Gh相同的成分。因而，最终的气体变成气氛气体Gh。在气氛气体Gh 排入到淬火区域3之前，氢气密度传感器72探测包括在气氛气体Gh中 的氢气密度。然后，在气氛气体Gh的氢气密度的基础上控制调节阀71的 开口，所述密度通过氢气密度传感器72探测。换句话说，控制调节阀71
使得所探测的氢气密度等于预定密度(成分)。
同时，流入到供给管39的混合气体g2通过调节阀41补充氮气，并且
调整成使得最终的气体具有与加热区域2内部的气氛气体Gn相同的成分。 因而，最终的气体变成气氛气体Gn。在气氛气体Gn排入到加热区域2之 前，氮气密度传感器42探测包括在气氛气体Gn中的氮气密度。然后，在 气氛气体Gn的氮气密度的基础上控制调节阀41的开口 ，所述密度通过氮 气密度传感器42探测。换句话说，控制调节阀41使得所探测的氮气密度 等于预定密度(成分)。
因而，密度传感器72和42的设置使得有可能在成分调节后，在混合气体g,和g2 (气氛气体Gh和Gn)的密度的基础上实施随后将要供给的 混合气体g,和g2的成分调节，所述密度(成分)通过密度传感器72和 42探测。因此，在供给时气体密度确定可以设定成与预定密度相等。这里， 密度传感器72和42的布置位置可以是能够测量在成分调整前混合气体gl 和g2的密度的位置。而且，密度传感器72和42还可以用于从第一实施 例到第五实施例的结构。由于这些传感器，就有可能改善成分调整的精确 度。此外，还有可能防止由于带材S的抖动或翘曲导致的带材S和门52 彼此接触，即使门52设置成将升降辊7夹在中间。
值得说明的是，在上述每个实施例中，密封设备8和9设置在淬火区 域3的进入侧和输出侧。然而，还有可能在加热区域2的进入侧和输出侧、 最终冷却区域4的进入侧和输出侧以及在连续退火炉1的入口 la和出口 lb设置类似的密封设备。而且，虽然用于在两种类型气氛气体之间密封的 密封设备已经在每个实施例中进行了描述，但是不限于仅是气体，也可以 应用于液体。可选择地，还可以应用到用于在具有不同温度的相同流体之 间进行密封的密封设备。在这种情况下，类似本发明在这方面的应用，温 度调整装置可以用于代替调整成分。而且，在每个实施例中，有可能应用 成分分离装置和类似的装置代替成分调整。
工业应用
本发明应用到热处理装置，其用于通过使用有危险的气氛气体实施热 处理。
权利要求
1. 一种密封设备，其设置在热处理室中带材的出入口部分，用于在气氛流体中连续地对带材实施热处理，其特征在于包括抽吸装置，所述抽吸装置用于抽吸将要泄露出热处理室的流体和将要进入热处理室的流体；和循环装置，所述循环装置用于混合通过抽吸装置抽吸的所述泄露的流体和所述进入的流体，调整混合后的混合流体的成分，使得所述混合流体具有与所述泄露的流体和所述进入的流体的成分相同的成分，并且使最终的流体返回热处理室和从热处理室回流出来。
2. 根据权利要求1所述的密封设备，其特征在于 在带材输送方向上设置多级所述抽吸装置，和 多级所述抽吸装置的每一级设置有所述循环装置。
3. 根据权利要求1和2中的任何一个所述的密封设备，其特征在于包括流动速率调整装置，所述流动速率调整装置用于实施调整，使得通过 所述抽吸装置抽吸的量等于通过所述循环装置返回的量。
4. 根据权利要求1到3中的任何一个所述的密封设备，其特征在于包括抽吸力改变装置，所述抽吸力改变装置用于使所述抽吸装置的抽吸力 可变化。
5. 根据权利要求1到4中的任何一个所述的密封设备，其特征在于 所述抽吸装置被支撑成使得能够根据所述带材的厚度和所述带材的形状移动，和喷嘴形成在抽吸装置的顶端以面向带材。
6. —种用于对输送的带材进行连续地退火的连续退火炉，其特征在于 包括冷却区域，所述冷却区域用于将加热的带材冷却到预定的温度；抽吸装置，所述抽吸装置设置在冷却区域的出入口部分处，用于抽吸 将要从冷却区域泄露到邻近区域的高密度氢气和将要从邻近区域进入冷 却区域的高密度氮气；禾口循环装置，所述循环装置用于混合通过抽吸装置抽吸的高密度氢气和 高密度氮气，调整混合后的混合流体的成分、使得所述混合流体具有与所 述高密度氢气和所述高密度氮气的成分相同的成分，以及将最终的流体返 回到所述冷却区域和所述邻近区域。
全文摘要
本发明提供一种密封设备和一种连续退火炉，其能够改善密封性能，抑制密封流体的使用量，并且因此获得使用成本的降低。为了这个目的，包括从加热区域(2)的内部和淬火区域(3)的内部流动的氢气和氮气的气氛气体(Gh，Gn)通过狭缝(25a，25b)被抽吸，然后混合。混合后的混合气体(g)受到氮气的补充。随后，调整最终气体的成分使得具有与气氛气体(Gn)相同的成分，然后最终气体再被返回到加热区域(2)。
文档编号C21D1/74GK101501224SQ20078002894
公开日2009年8月5日 申请日期2007年7月27日 优先权日2006年8月3日
发明者吉川雅司, 永井孝典 申请人:三菱日立制铁机械株式会社