[发明专利]冷轧金属带材的预热和退火方法

说明书

技术领域

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

现有技术中，在250-500℃的温度对冷轧铝带材进行退火。目的是恢复良好的成形性。

机理是消除位错堆积(部分退火)和再结晶(退火)。

再结晶过程尤其是取决于时间和温度。例如，在500℃时，再结晶数秒，在380℃时，保持数分钟，而在280℃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量。

部分退火在200℃至300℃进行，时间延长达到15小时。

对于铝带材卷来说，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。

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。

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℃。

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℃。

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。

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。

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。

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。

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。

发明内容：目标，解决方案，优点

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。

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。

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。

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。

根据本发明的优选实施例，其具有：

-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

-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。

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。

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。

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。