不锈钢卷板热处理设备及方法

技术领域

本发明属于钢板热处理技术领域，更具体地说，是涉及一种不锈钢卷板热处理设备及方法。

背景技术

不锈钢卷板具有较高的尺寸精度高和良好的机械性能，应用领域广泛。不锈钢卷板一般通过冷轧成型，冷轧加工的生产效率高，便于卷板后期的加工，被广泛用于不锈钢卷板的成型中。

在生产过程中，需要利用连续退火炉对不锈钢卷板进行退火热处理，使用连续退火炉进行热处理的过程中，需要进行冷却，现有的冷却方法和冷却装置冷却效率低，冷却效果不佳，对不锈钢卷板的生产效率和产品质量造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不锈钢卷板热处理设备及方法，能够对不锈钢卷板进行及时冷却，降低设备能耗，提高产品质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种不锈钢卷板热处理设备，包括：

连续退火炉，内部具有用于输送不锈钢卷板的输送组件；

两组密封装置，分别封堵于连续退火炉的进口端和出口端，密封装置具有供不锈钢卷板通过的进出间隙；

张力调节装置，设置于连续退火炉的进口端，用于调节不锈钢卷板的张力；

冷却装置，设置于连续退火炉的中部、且环设于连续退火炉的外周，冷却装置的内部与连续退火炉的内部连通，冷却装置用于冷却不锈钢卷板。

在一种可能的实现方式中，冷却装置包括：

冷却箱，环设于连续退火炉中部外周，冷却箱的周壁上具有用于容纳冷却介质的冷却夹层；

冷风喷吹组件，设置于冷却箱内、且位于冷却箱的中部，用于喷吹冷风至不锈钢卷板的表面；

速冷套筒围设于不锈钢卷板的外周，速冷套筒具有供不锈钢卷板通过的速冷通道，速冷套筒靠近冷却箱的出口端设置。

一些实施例中，冷风喷吹组件设有两组，两组冷风喷吹组件对称位于输送组件的两侧；每组冷风喷吹组件分别包括：

安装板，外侧连接有旋转驱动件，旋转驱动件具有水平延伸并贯穿安装板设置的驱动轴；

主偏心轴，具有与驱动轴相连的连接部以及与连接部相连的偏心部；

活动板，平行于安装板设置于安装板靠近输送组件的一侧，活动板与偏心部的外端转动连接，用于在偏心部的带动下平行于安装板移动；

若干个喷吹嘴，连接于活动板的下缘，用于喷吹并冷却不锈钢卷板。

一些实施例中，喷吹嘴的下端向靠近输送组件的一侧弧形倾斜延伸、且向靠近冷却箱的出口侧弧形倾斜延伸，活动板靠近输送组件的一侧壁上还设有位于喷吹嘴下方且用于导送喷吹嘴内冷风至不锈钢卷板表面的导向板，导向板的下端逐渐向靠近输送组件的一侧弧形倾斜延伸。

一些实施例中，安装板和活动板之间还设有辅偏心轴，辅偏心轴的一端转动连接于安装板上，另一端转动连接于活动板上；

辅偏心轴设有两个，两个辅偏心轴对称位于主偏心轴的两侧下方。

在一种可能的实现方式中，冷却夹层内设有与冷风喷吹组件连通的送风管，送风管的外端延伸至冷却箱的外部，送风管通过风机与氮气罐连通，送风管用于向冷风喷吹组件供送低温氮气，送风管在冷却夹层内蛇形弯折延伸。

一些实施例中，张力调节装置包括：

两个安装座，设置于连续退火炉的进口端、且分别位于不锈钢卷板的两侧，安装座具有板面垂直于连续退火炉的走向设置的安装立板，安装立板的侧部设滑座，滑座上设有沿上下方向延伸的滑槽；

两个升降件，分别与两个安装座一一对应设置，升降件的下端连接于安装座上、且具有向上延伸的输出端，升降件的输出端与滑槽滑动配合；

张力辊，张力辊的两端分别与两个升降件的输出端一一对应设置、且转动配合，升降件的输出端与张力辊之间还设有压力传感器。

在一种可能的实现方式中，密封装置包括两组分别设置于不锈钢卷板上下两侧的密封组件，每组密封组件包括：

驱动辊，转动连接于连续退火炉的进口端或出口端，驱动辊的主轴沿水平方向延伸，驱动辊连接有驱动电机；

从动辊，转动连接于连续退火炉的进口端或出口端，从动辊平行于驱动辊设置；

隔热毡，绕设于驱动辊与从动辊的外周，能够在驱动辊的带动下转动。

在一种可能的实现方式中，输送组件包括：

支撑架，沿退火炉的走向延伸；

若干组承托辊组，分别沿支撑架的延伸方向间隔布设，每组承托辊组分别包括：

主轴，两端分别转动连接于支撑架的两侧，主轴的中部设有内凹设置的周向槽；

隔热套，设置于周向槽内，且隔热套的外周壁向外凸出于主轴的外周壁设置；

承托套，套设于隔热套的外周，隔热套的两端面分别与承托套的两端面齐平；

其中，主轴的外周壁上设有贯穿隔热套设置、且位于承托套外侧的传感器，传感器用于监测不锈钢卷板的边缘位置。

本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，本申请实施例提供的不锈钢卷板热处理设备，利用两组密封装置将连续退火炉进口和出口分别进行密封，两组密封装置之间的进出间隙可供不锈钢卷板顺利进出，该设置使连续退火炉的内部热量稳定留存于连续退火炉内部，避免热量从进口或出口排出造成的热量损耗，冷却装置设置在连续退火炉的中部，能够提高冷却不锈钢卷板的冷却效率，保证热处理操作的顺利进行，张力调整装置使不锈钢卷板在退火过程中始终保持稳定的张力状态，不仅有助于提高不锈钢卷板的表面光洁度，还能避免其因张力过大造成的断带问题，上述退火过程能够改善不锈钢卷板的内部力学性能，提高其塑性和成型性能，提高不锈钢卷板的整体使用性能。

本发明还提供了一种不锈钢卷板热处理方法，不锈钢卷板热处理方法包括以下步骤：

S100：对连续退火炉内部进行预热，调节连续退火炉的炉内温度为600-800℃范围内；

S200：安装一个密封装置至连续退火炉的进口端，安装另一个密封装置至连续退火炉的出口端：

S300：将不锈钢卷板顺次穿过其中一个密封装置的进出间隙、连续退火炉以及另一个密封装置的进出间隙，使不锈钢卷板承托于输送组件上；

S400：调节张力调节装置，使不锈钢卷板的张力满足预设值；

S500：开启冷却装置，设定冷却装置的内部温度处于200-100℃范围，设定冷风组件喷吹的冷风温度处于50-100℃范围，设定速冷套筒的温度为0-20℃范围，完成不锈钢卷板的冷却处理。

本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，本申请实施例提供的不锈钢卷板热处理方法，利用两组密封装置将连续退火炉进口和出口分别进行密封，避免热量从进口或出口排出造成的热量损耗，利用张力调整装置使不锈钢卷板在退火过程中始终保持稳定的张力状态，不仅有助于提高不锈钢卷板的表面光洁度，还能避免其因张力过大造成的断带问题，退火炉长度较大，通过在其中部区域设置冷却装置对连续退火炉中的不锈钢卷板进行冷却降温，有效的提高了不锈钢卷板的降温效率，上述退火过程能够改善不锈钢卷板的内部力学性能，提高其塑性和成型性能，提高不锈钢卷板的整体使用性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的不锈钢卷板热处理设备的结构示意图；

图2为本发明实施例图1中冷风喷吹组件的主视放大结构示意图；

图3为本发明实施例图2中冷风喷吹组件的右视结构示意图；

图4为本发明实施例图2中冷风喷吹组件另一个角度的结构示意图；

图5为本发明实施例图1中张力调节装置的放大结构示意图；

图6为本发明实施例图1中连续退火炉和密封装置的局部结构示意图；

图7为本发明实施例图6中连续退火炉和密封组件的放大结构示意图；

图8为本发明实施例图1中承托辊组的左视剖视结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1、连续退火炉；11、输送组件；12、支撑架；13、承托辊组；14、主轴；15、隔热套；16、承托套；2、密封装置；21、密封组件；22、驱动辊；23、隔热毡；24、从动辊；25、驱动电机；3、张力调节装置；31、安装座；311、安装立板；312、滑座；32、升降件；33、张力辊；34、压力传感器；4、冷却装置；41、冷却箱；411、冷却夹层；412、送风管；42、冷风喷吹组件；421、安装板；422、主偏心轴；4221、连接部；4222、偏心部；423、活动板；424、喷吹嘴；425、旋转驱动件；426、氮气罐；427、导向板；428、辅偏心轴；429、风机；43、速冷套筒；431、速冷通道；5、不锈钢卷板。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者若干个该特征。在本发明的描述中，“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图8，现对本发明提供的不锈钢卷板热处理设备及方法进行说明。不锈钢卷板热处理设备，包括连续退火炉1、两组密封装置2、张力调节装置3以及冷却装置4，连续退火炉1内部具有用于输送不锈钢卷板5的输送组件11；两组密封装置2分别封堵于连续退火炉1的进口端和出口端，密封装置2具有供不锈钢卷板5通过的进出间隙；张力调节装置3设置于连续退火炉1的进口端，用于调节不锈钢卷板5的张力；冷却装置4设置于连续退火炉1的中部、且环设于连续退火炉1的外周，冷却装置4的内部与连续退火炉1的内部连通，冷却装置4用于冷却不锈钢卷板5。

本实施例提供的不锈钢卷板热处理设备，与现有技术相比，本实施例提供的不锈钢卷板热处理设备，利用两组密封装置2将连续退火炉1进口和出口分别进行密封，两组密封装置2之间的进出间隙可供不锈钢卷板5顺利进出，该设置使连续退火炉1的内部热量稳定留存于连续退火炉1内部，避免热量从进口或出口排出造成的热量损耗，冷却装置4设置在连续退火炉1的中部，能够提高冷却不锈钢卷板5的冷却效率，保证热处理操作的顺利进行，张力调整装置使不锈钢卷板5在退火过程中始终保持稳定的张力状态，不仅有助于提高不锈钢卷板5的表面光洁度，还能避免其因张力过大造成的断带问题，上述退火过程能够改善不锈钢卷板5的内部力学性能，提高其塑性和成型性能，提高不锈钢卷板5的整体使用性能。

本实施例中，对不锈钢卷板5进行退火处理的过程中，先将其加热到一定温度并进行保温，之后再进行冷却处理。上述热处理过程可以降低不锈钢卷板5的硬度，消除冷轧加工过程中产生的硬化，有助于改善不锈钢卷板5的性能，恢复其塑性变形能力。于此同时，还能够消除不锈钢卷板5中的残余内应力，稳定组织结构，有助于均匀其内部组织和化学成分。

具体的，利用连续退火炉1对不锈钢卷板5进行退火处理，使不锈钢卷板5内部变形的晶粒重新转变为均匀的晶粒，能够消除加工硬化和残留内应力，使不锈钢卷板5的组织和性能恢复到冷轧处理之前的状态。

一些可能的实现方式中，上述特征冷却装置4采用如图1所示结构。参见图1，冷却装置4包括冷却箱41、冷风喷吹组件42以及速冷套筒43，冷却箱41环设于连续退火炉1中部外周，冷却箱41的周壁上具有用于容纳冷却介质的冷却夹层411；冷风喷吹组件42设置于冷却箱41内、且位于冷却箱41的中部，用于喷吹冷风至不锈钢卷板5的表面；速冷套筒43围设于不锈钢卷板5的外周，速冷套筒43具有供不锈钢卷板5通过的速冷通道431，速冷套筒43靠近冷却箱41的出口端设置。

本实施例中，冷却箱41为不锈钢卷板5提供一个低温环境，不锈钢卷板5进入冷却箱41内，受外周环境影响，能够进行初步降温。之后利用冷风喷吹组件42对不锈钢卷板5喷吹温度更低的冷风，增强不锈钢卷板5的降温效果。最后不锈钢卷板5通过速冷套筒43位置，对不锈钢卷板5进行更温度的降温。

上述过程中，不锈钢卷板5刚进入冷却箱41时先进行中低速冷却，之后在冷风喷吹组件42和速冷套筒43的结合作用下对不锈钢卷板5进行快速降温，满足不锈钢卷板5的降温处理要求。

速冷套筒43内的冷却通道内能够形成温度更低的环境，冷却通道内的温度远低于冷却箱41进口端的温度，且冷却通道的内壁与不锈钢卷板5的间距较小，可增腔降温作用，达到速冷效果，提高了不锈钢卷板5的冷却效率。

在一些实施例中，上述特征冷风喷吹组件42可以采用如图2至图4所示结构。参见图2至图4，冷风喷吹组件42设有两组，两组冷风喷吹组件42对称位于输送组件11的两侧；每组冷风喷吹组件42分别包括安装板421、主偏心轴422以及活动板423，安装板421的外侧连接有旋转驱动件425，旋转驱动件425具有水平延伸并贯穿安装板421设置的驱动轴；主偏心轴422具有与驱动轴相连的连接部4221以及与连接部4221相连的偏心部4222；活动板423平行于安装板421设置于安装板421靠近输送组件11的一侧，活动板423与偏心部4222的外端转动连接，用于在偏心部4222的带动下平行于安装板421移动；若干个喷吹嘴424连接于活动板423的下缘，用于喷吹并冷却不锈钢卷板5。

本实施例中，安装板421用于安装旋转驱动件425，通过旋转驱动件425的驱动轴带动主偏心轴422旋转。主偏心轴422的连接部4221与驱动轴相连，主偏心轴422的偏心部4222与活动板423相连，通过驱动轴的旋转带动主偏心轴422旋转，进而使活动板423在竖向平面内运动，使喷吹嘴424在竖直平面进行圆周移动，提高了冷风喷吹的均匀度，避免了不锈钢卷板5局部受力过大造成的板面变形。

由于不锈钢卷板5为极薄钢板，钢板厚度在0.03～1.5毫米范围内，冷风喷吹均匀可避免产品板面造成缺陷或变形，便于保证不锈钢卷板5的整体质量。

在一些实施例中，上述特征喷吹嘴424可以采用如图2至图4所示结构。参见图2至图4，喷吹嘴424的下端向靠近输送组件11的一侧弧形倾斜延伸、且向靠近冷却箱41的出口侧弧形倾斜延伸，活动板423靠近输送组件11的一侧壁上还设有位于喷吹嘴424下方且用于导送喷吹嘴424内冷风至不锈钢卷板5表面的导向板427，导向板427的下端逐渐向靠近输送组件11的一侧弧形倾斜延伸。

本实施例中，喷吹嘴424向输送组件11一侧弧形倾斜，便于将冷风顺利的供送至不锈钢卷板5的表面及边缘各个位置。设置在活动板423下部的导向板427可对冷风气流进行导向，使冷风流动至不锈钢卷板5附近，提高了冷风的降温利用率，避免了冷风能量的损耗。导向板427与喷吹嘴424倾斜方向一致，便于辅助喷吹嘴424进行冷风的定向输送，提高冷却效率。

在一些实施例中，上述特征安装板421和活动板423可以采用如图3和图4所示结构。参见图3和图4，安装板421和活动板423之间还设有辅偏心轴428，辅偏心轴428的一端转动连接于安装板421上，另一端转动连接于活动板423上；辅偏心轴428设有两个，两个辅偏心轴428对称位于主偏心轴422的两侧下方。

本实施例中，在利用主偏心轴422对活动板423进行驱动的同时，还利用两个辅偏心轴428对活动板423进行辅助限位，使活动板423整体发生同步移动动作，保证多个喷吹嘴424移动动作的一致，均化了冷风喷吹作用，提高了冷却效率。

一些可能的实现方式中，上述特征冷却夹层411采用如图1所示结构。参见图1，冷却夹层411内设有与冷风喷吹组件42连通的送风管412，送风管412的外端延伸至冷却箱41的外部，送风管412通过风机429与氮气罐426连通，送风管412用于向冷风喷吹组件42供送低温氮气，送风管412在冷却夹层411内蛇形弯折延伸。

本实施例中，喷吹嘴424向外喷吹的低温气体为低温氮气，实现对不锈钢卷板5的氮气保护作用，避免不锈钢卷板5的氧化。氮气通过氮气罐426经风机429供送至冷却夹层411内，借助冷却夹层411内的冷却介质进行氮气的冷却降温。上述设计既利用冷却夹层411的低温环境直接对不锈钢卷板5进行降温，同时又利用冷却介质对氮气进行降温处理，提高了结构的实用性，降低了冷却过程中的能源消耗，便于进行构件的合理布置，降低了空间的占用，达到了更好的冷却降温作用。

在一些实施例中，上述特征张力调节装置3可以采用如图5所示结构。参见图5，张力调节装置3包括两个安装座31、两个升降件32以及张力辊33，两个安装座31设置于连续退火炉1的进口端、且分别位于不锈钢卷板5的两侧，安装座31具有板面垂直于连续退火炉1的走向设置的安装立板311，安装立板311的侧部设滑座312，滑座312上设有沿上下方向延伸的滑槽；两个升降件32分别与两个安装座31一一对应设置，升降件32的下端连接于安装座31上、且具有向上延伸的输出端，升降件32的输出端与滑槽滑动配合；张力辊33的两端分别与两个升降件32的输出端一一对应设置、且转动配合，升降件32的输出端与张力辊33之间还设有压力传感器34。

本实施例中，利用安装座31上的升降降对张力辊33进行升降驱动，通过压力传感器34监测张力辊33与不锈钢卷板5之间的压力作用，保持该压力作用处于稳定的范围内。

具体的，还设置有控制器，压力传感器34向控制器发送压力参数，控制器接收压力参数，并根据预设程序判断是否需要调节张力辊33的高度。当需要调节时，控制器向升降件32发送控制指令，以控制升降件32上下移动，进而带动张力辊33进行高度调节，实现对不锈钢卷板5张力的调节，保证不锈钢卷板5张力的稳定性。

一些可能的实现方式中，上述特征密封装置2采用如图6和图7所示结构。参见图6和图7，密封装置2包括两组分别设置于不锈钢卷板5上下两侧的密封组件21，每组密封组件21包括驱动辊22、从动辊24以及隔热毡23，驱动辊22转动连接于连续退火炉1的进口端或出口端，驱动辊22的主轴14沿水平方向延伸，驱动辊22连接有驱动电机25；从动辊24转动连接于连续退火炉1的进口端或出口端，从动辊24平行于驱动辊22设置；隔热毡23绕设于驱动辊22与从动辊24的外周，能够在驱动辊22的带动下转动。

本实施例中，密封装置2包括设置在不锈钢卷板5上下两侧的两组密封组件21。以位于连续退火炉1进口端上方的一种密封组件21为例进行说明。通过驱动电既的输出周带动驱动旋转，使从动辊24同步旋转，此时围绕在二者外周的隔热毡23能够改变与连续退火炉1的进口的相对位置，避免连续退火炉1内部的高温对隔热毡23炙烤造成局部破损。上述结构省去了停机更换隔热毡23的繁琐，避免了连续退火炉1炉内热量的损耗。

一些可能的实现方式中，上述特征输送组件11采用如图1和图8所示结构。参见图1和图8，输送组件11包括支撑架12以及若干组承托辊组13，支撑架12沿退火炉的走向延伸；若干组承托辊组13分别沿支撑架12的延伸方向间隔布设，每组承托辊组13分别包括主轴14、隔热套15以及承托套16；主轴14的两端分别转动连接于支撑架12的两侧，主轴14的中部设有内凹设置的周向槽；隔热套15设置于周向槽内，且隔热套15的外周壁向外凸出于主轴14的外周壁设置；承托套16套设于隔热套15的外周，隔热套15的两端面分别与承托套16的两端面齐平；

其中，主轴14的外周壁上设有贯穿隔热套15设置、且位于承托套16外侧的传感器，传感器用于监测不锈钢卷板5的边缘位置。

本实施例中，利用主轴14上的周向槽安装隔热套15，实现了对隔热套15轴向位置的有效限定，避免隔热套15外周的承托托同步发生轴向窜动造成承托不稳、甚至带动不锈钢卷板5横向窜动的问题，提高了连续退火炉1运行的可靠性和稳定性，有效的提高了不锈钢卷板5的输送效率，保证了不锈钢卷板5走向的稳定，避免携带热量较多的隔热套15和承托套16对外部构件造成烧毁。

具体的，隔热套15和承托套16分别为石墨材质构件，既可以满足在高温工作环境下的刚性要求，又可以有效减轻构件的重量，便于降低设备的运行能耗，便于对设备进行检修维护。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种不锈钢卷板热处理方法，不锈钢卷板热处理方法包括以下步骤：

S100：对连续退火炉1内部进行预热，调节连续退火炉1的炉内温度为600-800℃范围内；

S200：安装一个密封装置2至连续退火炉1的进口端，安装另一个密封装置2至连续退火炉1的出口端：

S300：将不锈钢卷板5顺次穿过其中一个密封装置2的进出间隙、连续退火炉1以及另一个密封装置2的进出间隙，使不锈钢卷板5承托于输送组件11上；

S400：调节张力调节装置3，使不锈钢卷板5的张力满足预设值；

S500：开启冷却装置4，设定冷却装置4的内部温度处于200-100℃范围，设定冷风组件喷吹的冷风温度处于50-100℃范围，设定速冷套筒43的温度为0-20℃范围，完成不锈钢卷板5的冷却处理。

本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，本申请实施例提供的不锈钢卷板热处理方法，利用两组密封装置2将连续退火炉1进口和出口分别进行密封，避免热量从进口或出口排出造成的热量损耗，利用张力调整装置使不锈钢卷板5在退火过程中始终保持稳定的张力状态，不仅有助于提高不锈钢卷板5的表面光洁度，还能避免其因张力过大造成的断带问题，退火炉长度较大，通过在其中部区域设置冷却装置4对连续退火炉1中的不锈钢卷板5进行冷却降温，有效的提高了不锈钢卷板5的降温效率，上述退火过程能够改善不锈钢卷板5的内部力学性能，提高其塑性和成型性能，提高不锈钢卷板5的整体使用性能。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。