退火炉、退火炉钢卷加热装置及该加热装置的供电系统的制作方法

本发明公开一种取向电工钢板的生产工艺中二次高温退火工艺时用于钢卷热处理的退火炉、退火炉钢卷加热装置及该加热装置的供电系统。

背景技术：

通常，取向电工钢板经过热轧、冷轧及脱碳氮化退火的初次退火。经过初次退火的钢板，其表面上涂覆退火隔离剂后进行最终二次高温退火。这样的取向电工钢板的二次退火作业是采用热量不会直接施加于电工钢板的间接退火方式来实施退火。这种退火作业是用于形成良好的二次再结晶以及去除杂质的作业。

所述退火工艺中使用的现有热处理装置是通过被炉内烧嘴加热的罩子的辐射传热来间接加热钢卷进行热处理。此时，因为钢卷是被罩子罩住，所以支撑钢卷的底盘和底部砖块导致钢卷底部的传热慢于钢卷顶部。另外，与通过所述罩子直接受到辐射传热的钢卷外卷部相比，钢卷内卷部的传热较慢。

因此，钢卷的外卷部和内卷部、顶部和底部的温差高达312℃。由于出现这样的温差，涂覆在钢卷上的mgo〃h2o(magnesiumhydroxide)的h2o蒸发时间有所不同。因此，在钢卷内卷部较晚蒸发的h2o导致产生钢卷外卷部被氧化的表面缺陷。

由于钢卷的顶部和底部的温差，在形成二次再结晶时，钢卷底部的二次再结晶生长处于劣势，因此产生钢卷外卷部的氧化缺陷。将会造成钢卷底部、内卷部的磁性不良以及钢卷顶部和底部的磁性偏差变得很大。

最终导致钢卷内部温度偏差加剧，致使钢卷的磁性偏差增加，从而造成钢卷磁性品质下降。

因此，为了解决上述的问题，最近正致力于通过向钢卷下方供热来减小钢卷内部温度偏差。

然而，如上所述由罩子下方供热时，由于难以保持气密性，存在很难有效供热的问题。

此外，用于所述钢卷退火的热处理装置被退火炉的台车移动，因此难以向移动的热处理装置提供热源。特别是，当利用发热体如电阻发热体等时，需要向移动的热处理装置供电，但是该过程并不容易。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种退火炉、退火炉钢卷加热装置及该加热装置的供电系统。

(二)技术方案

本示例性实施方案的退火炉可包括：台车，其沿着圆周方向移动；外壳，其设置在所述台车上，并形成与外部隔离的加热空间；罩子，其载置于所述外壳内部，用于容置钢卷；第一加热单元，其用于在所述外壳内部对罩子外侧进行加热；以及第二加热单元，其设置在所述罩子内部，用于对钢卷的底部进行加热。

所述第二加热单元可包括电阻发热体，其用于向钢卷传热。

所述第二加热单元还可包括供电单元，其用于向电阻发热体供电。

所述供电单元可包：电源引线，其结合在旋转的台车上，与台车一起移动；供电电缆，其连接在所述电源引线和所述电阻发热体之间；以及供电线，其与所述电源引线接触而供电。

所述供电线还可包括滑接轮(trolly)，其连接于供电线，并且可滑动地接触于所述电源引线的下方，以连续地供电。

所述电源引线可以具有沿着电源引线隔开设置绝缘部以将电源引线分成多个区段的结构。

所述供电线可以具有单独向用所述绝缘部区分的所述电源引线的各区段供电的结构。

所述供电单元还可包括控电部，其与变压器连接，用于控制供应到所述电源引线的电量。

本示例性实施方案的退火炉钢卷加热装置可包括：钢卷支撑单元，其设置在退火炉内，钢卷安置在所述钢卷支撑单元上；罩子，其设置在所述钢卷支撑单元上，用于罩住钢卷；供气单元，其用于向所述罩子内部供应环境气体；第二加热单元，其设置在所述钢卷支撑单元上，用于对钢卷的底部进行加热。

所述钢卷支撑单元可包括砖块，其以所述供气单元为中心呈放射状隔开布置。

所述第二加热单元可包括电阻发热体，其用于向钢卷传热。

所述电阻发热体可以具有布置在所述砖块和砖块之间的结构。

所述第二加热单元还可包括供电单元，其用于向电阻发热体供电。

所述供电单元还可包括控电部，其用于控制供应到所述电阻发热体的电量。

本示例性实施方案的退火炉钢卷加热装置的供电系统，其设置在沿着圆周方向旋转的退火炉内部，用于向电阻发热体供电，所述电阻发热体用于加热钢卷，所述退火炉钢卷加热装置的供电系统可包括：电源引线，其与退火炉一起旋转并接收外部电源，以向电阻发热体供电；供电电缆，其连接在所述电源引线和所述电阻发热体之间；供电线，其接触于所述电源引线，用于供应主电源；以及滑接轮，其连接于所述供电线，并且可滑动地接触于所述电源引线的下方，以连续地供电。

所述电源引线还可包括绝缘部，其沿着电源引线隔开设置，用于将电源引线分成多个区段。

所述供电线可以具有单独向所述电源引线的各区段供电的结构。

所述供电电缆还可包括电力调节器(scr)，其用于控制供应到电阻发热体的电量。

(三)有益效果

根据本装置，通过增加从钢卷的下方进入的热量，可以减小热处理时钢卷内部温度偏差。由此，可以防止钢卷的氧化所导致的表面品质下降，还可以提高钢卷底部的磁性品质。

此外，可以更有效地向移动的退火工艺设备供电，从而加热钢卷。

附图说明

图1是根据本实施例的退火炉的示意图。

图2是图1的a部分的放大图。

图3是根据本实施例的向退火炉供电的状态的示意图。

图4是根据本实施例的退火炉钢卷加热装置的示意图。

图5是根据本实施例的退火炉钢卷加热装置的钢卷支撑单元的示意图。

图6是根据本实施例的退火炉钢卷加热装置的供电系统的示意图。

图7是根据本实施例的供电系统的电源引线的示意图。

图8是通过根据本实施例的退火炉钢卷加热装置来加热的钢卷内部的温差示意图。

具体实施方式

本文所使用的术语只是出于描述特定实施例，并不意在限制本发明。除非上下文中另给出明显相反的含义，否则本文所使用的单数形式也意在包含复数形式。还应该理解的是，术语“包括”可以具体指某一特性、领域、整数、步骤、动作、要素及/或成分，但并不排除其他特性、领域、整数、步骤、动作、要素、成分及/或组的存在或附加。

下面参照附图描述本发明的实施例，以使本发明所属领域的普通技术人员容易实施本发明。本发明所属领域的普通技术人员理应理解，在不脱离本发明的概念及范围的基础上，本文所述的实施例能够以各种不同方式变形实施。因此，本发明能够以各种不同方式实施，本发明不限于本文所述的实施例。

图1是根据本实施例的退火炉的示意图。图2是图1的a部分的放大图。图3是根据本实施例的向退火炉供电的状态的示意图。

如图1至图3所示，本发明公开了退火炉1，其通过退火工艺的热处理，可以在取向电工钢板的生产工艺中形成二次再结晶以及去除杂质元素。

在用于形成取向电工钢板的绝缘覆膜(glassfilm)的二次高温退火工艺的热处理中，所述退火炉1提高退火钢卷的磁性品质。

在本实施例中，所述退火炉1可包括：台车2，其沿着圆周方向移动；外壳3，其设置在所述台车2上，并形成与外部隔离的加热空间；罩子4，其载置于所述外壳3内部，用于容置钢卷c；第一加热单元(未图示)，其用于在所述外壳3内部对罩子4外侧进行加热；以及第二加热单元(未图示)，其设置在所述罩子4内部，用于对钢卷c的底部进行加热。

所述第一加热单元在所述罩子4的外侧利用气体对罩子4进行加热，从而可以对罩子4内部的钢卷c进行间接加热。

所述第二加热单元可包括电阻发热体10，其用于向钢卷c传热。对于所述第二加热单元，电阻发热体10设置在钢卷c下方，可以对钢卷c进行直接加热或间接加热。此外，所述第二加热单元可以同时进行直接加热或间接加热。

也就是说，如果所述电阻发热体10在钢卷c下方设置成暴露状态对钢卷c进行加热，则可以实现直接加热。如果所述电阻发热体10是在未暴露的状态下传热对钢卷c进行加热，则可以实现间接加热。

在本实施例中，所述第一加热单元和第二加热单元可在罩子4外侧供热。因此，可以与通过电阻发热体10在罩子4内部供应的热量彼此配合使用，从而上下均匀地保持罩子4内部温度。

在所述罩子4内部散发出电阻发热体10的热量，同时可以在罩子4外部实施气体加热。由此，可使所述罩子4内部的温度分布变得均匀，通过均匀的温度分布，可以更有效地完成钢卷c的退火。

另外，所述第二加热单元还可包括供电单元20，其用于向电阻发热体10供电。

所述供电单元20可包括：电源引线30，其结合在旋转的台车2上，与台车2一起移动；供电电缆40，其连接在所述电源引线30和所述电阻发热体10之间；以及供电线50，其与所述电源引线30接触而供电。

所述供电电缆40可以将外部电源传输给钢卷c下方的电阻发热体10。为此，通过所述电源引线30引入的外部电源传输到所述供电电缆40。通过所述供电电缆40供电使电阻发热体10发热，从而可以加热罩子4内部的钢卷c。

此外，所述供电线50还可包括滑接轮60，其连接于供电线50，并且可滑动地接触于所述电源引线30的下方，以连续地供电。

所述滑接轮60通过与所述电源引线30的接触，可以将供电线50的电源供应到电源引线30。如此供应的电源通过设置在所述电源引线30上的电源连接部31传输到所述供电电缆40。

可以在所述电源连接部31和供电电缆40之间设置连接线32。

也就是说，外部电源通过所述供电线50传输到所述滑接轮60，再通过所述滑接轮60与所述电源引线30的接触，电源供应到电源引线30。供应到所述电源引线30的电源经过所述电源连接部31和连接线32，可以供应到所述供电电缆40。

所述供电线50可以在固定的状态下向旋转移动的所述电源引线30供电。对于所述电源引线30，沿着电源引线30隔开设置有绝缘部33，从而可以将电源引线30分成多个区段。

所述供电线50可以单独向用所述绝缘部33区分的所述电源引线30的各区段供电。因此，可以将通过所述电源引线30从外部供应的电源更有效地供应到电阻发热体10。

另外，所述供电单元20还可包括控电部5，其用于使供应到电阻发热体10电源连接到退火设备的台车2下方，以便能够控制地面电源。所述控电部5可以具有连接于变压器tr以控制供应到电源引线30的电量的结构。

所述控电部5通过控制供应到电阻发热体10的电力，可以将电阻发热体10的温度控制在常温至1300℃的范围。通过所述控电部5控制所述供电单元20，以稳定地供电。

所述控电部5可以是固设在退火炉1外侧的控电部以及设置在旋转的退火炉1的台车2上可旋转的控电部中的任何一种。

所述电源引线30旋转移动并接触固定的所述滑接轮60而接收电源。所述供电线50可以从变压器tr接收所需电压(100v-720v)的电力。通过所述控电部5，可以控制供应的电量。

图4是根据本实施例的退火炉钢卷加热装置的示意图。图5是根据本实施例的退火炉钢卷加热装置的钢卷支撑单元的示意图。

如图4和图5所示，对于安置在退火炉1的罩子4内部的钢卷c，可以通过加热装置进行加热。所述加热装置可以利用从外部供应的电源向电阻发热体10供电。

在本实施例中，退火炉钢卷加热装置可包括：钢卷支撑单元70，其设置在退火炉内，钢卷c安置在所述钢卷支撑单元70上；罩子4，其设置在所述钢卷支撑单元70上，用于罩住钢卷c；供气单元80，其用于向所述罩子4内部供应环境气体；以及第二加热单元，其设置在所述钢卷支撑单元70上，用于对钢卷c的底部进行加热。

所述供气单元80包括供应环境气体的供气管81和排出环境气体的排气管82。

所述第二加热单元可包括电阻发热体10，其用于向钢卷c传热。

所述加热装置利用电阻发热体10，可以增加高温退火时钢卷c底部的传热效率。由于进入所述钢卷c下方的热量增加，可以减小热处理时钢卷c内部温度偏差，从而提高磁性品质。

所述第二加热单元还可包括供电单元20，其用于向电阻发热体10供电。

向所述电阻发热体10供电的供电单元20，可以向沿着圆形轨迹旋转的退火炉1稳定地供电。

另外，所述钢卷支撑单元70可包括砖块71，其以所述供气单元80为中心呈放射状隔开布置。所述电阻发热体10可以具有布置在所述砖块71和砖块71之间的结构。

如上所述，电阻发热体10在钢卷c下方以暴露的状态与所述砖块71布置在一起，因而电阻发热体10可以直接加热钢卷c。如果所述电阻发热体10设置在砖块71下方或者设置成插入到砖块71内部的状态，则电阻发热体10不会与钢卷c接触且没有暴露，因此可以间接加热钢卷c。

所述钢卷支撑单元70的砖块71和电阻发热体10能够以供气单元80为中心呈放射状彼此交替设置。因此，所述电阻发热体10可以提高传递到钢卷c的底部的热效率。

虽然所述钢卷支撑单元70和电阻发热体10是呈放射状布置的结构，但是作为又一个实施例，所述钢卷支撑单元70也可以布置在钢卷c的中心部，而所述电阻发热体10也可以布置在钢卷c的外卷部。

底盘90可以设置在所述钢卷c的下方。所述钢卷支撑单元70可以防止支撑钢卷c的所述底盘90下垂。考虑到自身重量导致的高温下垂和蠕变(creep)现象，所述底盘90可以采用耐久设计，使得在使用约五个月期间产生的下垂不超过5mm。

所述电阻发热体10的容量可以设计成能够充分加热钢卷c底部。所述钢卷支撑单元70可以设置成防止底盘90的下垂并设计成电阻发热体10的最大设置容量之间的最佳点。

另外，所述供电单元20通过向所述电阻发热体10供应0kw-200kw的电力，可以加热一个钢卷c。通过控制电阻发热体10的温度、罩子4内的温度或电阻发热体10的电量和电流量，可以加热所述钢卷c。所述供电单元20可以通过与退火炉1的加热模式(heatpattern)相同或不同的加热模式控制钢卷c底部的热输入量。

由此可以确定所述钢卷c底部的表面品质和磁性品质。在初次加热时，通过将与钢卷c顶部的温差降至最低或者在高温下加热底部，可以防止在钢卷c内部产生的水分导致的氧化问题。

在900℃或更高的二次加热段，通过控制钢卷c底部温度，将钢卷c底部的二次再结晶大小控制成与顶部类似，从而可以将钢卷c内部磁性偏差降至最低。通过对钢卷c底部采用不同于钢卷c顶部的加热模式，可以控制二次再结晶生长。

图6是根据本实施例的退火炉钢卷加热装置的供电系统的示意图。

如图6所示，根据本发明的退火炉钢卷加热装置的供电系统，其设置在沿着圆周方向旋转的退火炉1内部，用于向电阻发热体10供电，所述电阻发热体10用于加热钢卷c，所述退火炉钢卷加热装置的供电系统可包括：电源引线30，其与退火炉1一起旋转并接收外部电源，以向电阻发热体10供电；供电电缆40，其连接在所述电源引线30和所述电阻发热体之间；供电线50，其接触于所述电源引线30，用于供应主电源；以及滑接轮60，其连接于所述供电线50，并且可滑动地接触于所述电源引线30的下方，以连续地供电。

所述退火炉钢卷加热装置的供电系统用于向移动的所述罩子4内部的钢卷c稳定地供电。利用所述电源引线30和供电线50的滑接轮60，可以向电阻发热体10供电。通过供电，所述电阻发热体10发热，从而可以加热钢卷c。

所述电源引线30还可包括绝缘部33，其沿着电源引线30隔开设置，用于将电源引线30分成多个区段。所述绝缘部33可以防止在电源引线30上产生的漏电或电火花。

所述电源引线30布置成圆形，可以与退火炉台车2一起旋转并向所述电阻发热体10供电。所述供电线50固设在退火炉1外部，通过所述滑接轮60与电源引线30接触，从而可以向电源引线30供电。所述供电线50可以单独向所述电源引线30的各区段供电。

另外，所述滑接轮60可以从布置在圆形高温退火炉1外侧的所述供电线50向与台车2一起旋转的所述电源引线30供电。供应到所述电源引线30的电源通过所述供电电缆40施加到电阻发热体10。

所述供电电缆40还可包括电力调节器(scr)，其用于控制供应到电阻发热体10的电量。所述电力调节器(未图示)作为其他电源控制装置，可以设置在旋转的退火炉1的台车2之外(固定部)，或者也可以设置在旋转的台车2上。

在本实施例中，所述电源引线30设置有绝缘部33，可以防止在移动的电阻发热体10上可能会发生的供电中断或者短路。所述电源引线30可以向移动的退火炉台车2的顶部和底部中任何一处供电。

如果从顶部供电，则可以从退火炉1顶部使所述供电电缆40连接到罩子4。如果从底部供电，则可以通过退火炉1地下使所述供电电缆40连接到罩子4。

另外，对于所述电源引线30，通过在所述绝缘部33和绝缘部33之间的区段配置至少一个所述滑接轮60，可以分别向每个绝缘部33区段供电。所述绝缘部33和绝缘部33之间的区段会形成绝缘段a。可以对一个绝缘段a配置一个滑接轮60。

所述电源引线30作为呈圆形的一个供电线，不可能利用它同时向几十至几百个罩子4供电。常用的滑接轮60的容许电流量限制在小于等于1000a。

因此，为了提高滑接轮60的供应电压，通过所述绝缘部33使电源引线30按区段绝缘。通过在按区段绝缘的绝缘段a设置各自的滑接轮60来供电。由此，可以对每个供电电缆40保持高电压。

图7是根据本实施例的供电系统的电源引线的示意图。

如图7所示，所述供电系统使用一个电源引线30，但是需要向电阻发热体10供应充分的电量且不得超过电源引线30的容许电流值。因此，优选将圆形的电源引线30设计成绝缘的n个(0～100个)导线连接而成的一个圆形导线，而不是一整条导线。

所述供电系统可以向设置在退火炉1的电阻发热体供应充分的电力，而滑接轮60不会超过容许的最大电流值。由于一个电源引线30的每节导线绝缘，当所述供电线50也有n个绝缘段时，可与所述电源引线30连接的数量是n或2ⁿ。

为了顺利供电，每个绝缘段上连接单个或多个固定滑接轮60，并且滑接轮60的数量会根据绝缘段的数量(n)增加。

在本实施例中，针对一个钢卷c的连接于电阻发热体10的滑接轮60是绝缘的，因此所述电源引线30具有100个绝缘部33。用于引出电源的电源连接部31布置在所述绝缘部33和绝缘部33之间。

另一方面，当控制退火炉钢卷c下方的电阻发热体温度时，可以限制所述电源引线30的供电。由于防爆设备的特性，当退火炉1的旋转台车2旋转以及由此电源引线30旋转时，通过切断电源，可以防止接触不良导致的电火花。当旋转结束后，通过向电源引线30重新供电，可以控制电阻发热体的温度。

为了安全起见，所述电源引线30可以设计成具有气体阻隔结构，以便即使发生与滑接轮60的接触不良，也能防止可燃性气体被电火花点燃。为了提高稳定性，当电源引线30旋转时，可以切断电源，旋转结束后再供电。

图8是通过根据本实施例的退火炉钢卷加热装置来加热的钢卷内部的温差示意图。

如图8所示，对钢卷c底部不使用和使用直接加热式电阻发热体时的钢卷c内部温差为100℃或更高。(电阻发热体使用50kw时)最大使用至200kw时，钢卷c内部温差减小到100℃或更低，因此磁性偏差减小，钢卷c底部磁性差的部分消失。由此，不仅可以改善钢卷c顶部和底部的磁性偏差，还可以改善磁性品质。

如果对所述钢卷c底部使用直接加热式电阻发热体的时间超过25小时，则钢卷c内部温差会减小到100℃或更低。直接加热式电阻发热体的使用时间达到100小时为止，钢卷c内部温差会减小。经过100小时后，当关闭直接加热式电阻发热体以实施钢卷c的冷却时，钢卷c的温度会急剧下降。

所述供电系统通过直接加热式电阻发热体增加进入钢卷c下方的热量，可以将热处理时钢卷c内部温度偏差从目前最高312℃减小到最低95℃。因此，可以防止钢卷c的氧化导致的表面品质下降。此外，可以提高钢卷c底部的磁性品质。

如上所述，对本发明的示例性实施例进行了描述，但所属领域的技术人员可以进行各种变形以及采用其他实施例。这种变形和其他实施例均被考虑进权利要求书中，可以说不脱离本发明的真正的主旨和范围。