[发明专利]一种连续退火炉内快速实现带钢温度过渡的设备及工艺

说明书

本发明公开了一种连续退火炉内快速实现带钢温度过渡的设备及工艺，包括：依次连接的加热段、横磁感应加热、辐射管均热段、缓冷段和快冷段。所述的加热段为依次连接的直火加热段和辐射管加热段。所述的加热段为直火加热段。所述的加热段为纵磁感应加热。本发明通过快速调整加热设备的加热负荷，以期达到快速改变带钢温度，满足带钢规格变化或退火曲线变化时对带钢温度快速响应的需求。

技术领域

本发明涉及钢带连续热处理领域，更具体地说，涉及一种连续退火炉内快速实现带钢温度过渡的设备及工艺。

背景技术

在连续退火炉内，冷轧后的带钢经过加热和冷却等各热处理工艺处理后，才能达到用户所需要的机械性能。传统连续退火炉如图1所示，主要包括加热段1、均热段2、缓冷段3、快冷段4等工艺段，带钢5先后经过各工艺段完成热处理过程。热处理工艺包含各工艺温度的检测、工艺温度控制以及热处理时间控制。其中，工艺温度控制主要包括加热温度控制和冷却温度控制。加热温度的控制一般通过直火加热、燃气辐射管加热、电加热、感应加热等加热方式实现，冷却温度的控制一般通过喷气冷却、水冷辊冷却、水淬冷却等方式实现。以常用的喷气冷却方式而言，冷却温度的调节是通过改变冷却风机的转速达到温度的快速切换的目的。但相对于冷却温度的控制，由于加热造成炉膛的热惯性很强，使得常规加热方式所能实现的加热温度的调节控制反应速度远远低于冷却温度调节速度，造成在退火温度或带钢规格切换时容易造成实际带钢加热温度偏离控制目标，结果造成带钢性能不符。因此，有必要寻求一种能够实现加热温度快速切换的方式，大幅度减小退火温度或带钢规格过渡时造成的加热温度不符。

在现有的连续退火炉中，带钢最高加热温度高达900℃，主要采用如图1的辐射管加热方式，平均加热速度一般在3-15℃/s内，带钢温度越高加热速度越慢。在实际生产中经常存在带钢规格和退火温度变化，需要降温时，由于加热炉的惯性大，降温速度慢；需要升温时，由于辐射管相对加热速度较慢，造成带钢升温速度慢。升降温都会造成温度过渡段很长且带钢温度不符，进而造成带钢性能不符。为解决此问题，实际生产中一般采用在成品生产计划中插入过渡用钢卷(非成品)，这一方面占用了生产线的产能，还消耗了大量不必要的能源介质，因此有必要提高连续退火炉内带钢温度过渡的响应速度，减少过渡卷的使用，提高生产效率和改进产品质量。

目前，国内外在连续退火炉内使用的加热技术有：直火加热、燃气辐射管加热、电加热、感应加热等，加热速度由快到慢的顺序是：感应加热＞直火加热＞燃气辐射管加热＞电加热，炉膛热惯性由大到小的排序是：燃气辐射管加热＞电加热＞直火加热＞感应加热，由以上分析可知，采用直火加热和感应加热既能够获取快的加热速度又能够同时具备热惯性小的优点，可以在实际连续退火生产中实现带钢温度的快速切换。这其中感应加热表现更加优异，但连续退火炉中一般使用的常规感应加热器都是纵磁感应加热(磁力线平行带钢)，这种类型的感应加热器不能在700℃以上有效加热薄带钢，只有业界最新开发成功的横磁感应加热(磁力线垂直带钢)设备才能够有效实现700℃以上温度薄带钢的有效加热。关于横磁感应加热(磁力线垂直带钢)技术，目前全球范围内已经有法国FIVES集团下属的Cellas公司和比利时的Inducthern公司能够制造设备并已有使用实绩。

以上述分析和描述的加热和冷却方式为基础，存在有开发出一种可以实现连续退火炉内带钢温度快速切换的控制模式的可能性，但实际工业化的使用实绩中没有发现类似的连续退火温度快速过渡控制技术，分析主要原因应该有以下几点：

1)之前感应加热设备制造厂家还没有开发出横磁感应加热设备，无法实现700℃以上碳钢薄带钢的加热；

2)先进直火加热等技术还没有得到工业化的充分推广使用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种连续退火炉内快速实现带钢温度过渡的设备及工艺，通过快速调整加热设备的加热负荷，以期达到快速改变带钢温度，满足带钢规格变化或退火曲线变化时对带钢温度快速响应的需求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：