冷軋金屬帶材的預熱和退火方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的技術領域是預熱和/或退火冷軋金屬帶材，特別是預熱和連續退火冷軋金屬帶材，例如是鋁帶。
【背景技術】
[0002]現有技術中，在250_500°C的溫度對冷軋鋁帶材進行退火。目的是恢復良好的成形性。
[0003]機理是消除位錯堆積(部分退火)和再結晶(退火)。
[0004]再結晶過程尤其是取決于時間和溫度。例如，在500°C時，再結晶數秒，在380°C時，保持數分鐘，而在280°C時，保持數小時。其他因素是合金成分以及退火之前的冷加工
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[0005]部分退火在200°C至300°C進行，時間延長達到15小時。
[0006]對于銷帶材卷來說，通常使用車底箱式爐(car bottom box furnace)。該爐利用電氣元件或燃料加熱元件加熱。為了在爐中實現良好的對流和溫度均勻效果，使用強力風扇來循環爐內氣氛。車底箱式爐意味著巨額投資。
[0007]直接火焰沖擊(DFI)技術，即多個氧燃料(oxyfuel)燃燒器火焰直接沖擊并加熱運動的鋼帶材是早先開發的技術。通常利用燃料和含氧量較高的氧化物饋送給DFI燃燒器。優選使用氧重量百分比至少為80%的氧化物。使用DFI燃燒器實現了從火焰到鋼帶材的較高傳熱性能，因此提供了極高的加熱速率。
[0008]但是，DFI燃燒器在利用含氧量較高的氧化物燃燒時，釋放了非常高的能量，并產生了很高的火焰溫度，諸如2500°C。
[0009]既便如此，仍然令人驚異地發現可以在不遭受表面損壞諸如帶材表面局部熔化的情況下，將鋁帶材非常迅速地加熱到期望的溫度。鋁的熔點大約為660°C。
[0010]利用現有技術進行退火存在問題。現有技術的帶材卷退火是個緩慢的過程。這一過程的特征在于，帶材卷內的鋁帶材層之間加熱不充分并且熱傳導緩慢。這樣導致處理時間很長，生產率很低并且能耗很高。
[0011]第二個問題在于，來自卷繞材料表面的蒸發潤滑劑在爐膛內的空氣中易燃，存在爆炸的風險。
[0012]第三個問題在于，由于輥軋潤滑劑、金屬和氣氛之間的反應，帶材表面發生褪色。
[0013]第四個問題在于，較長的處理時間可能導致帶材表面氧化層生長，使得釬焊特性下降以及出現其他不良影響。
[0014]第五個問題在于，在熱處理過程中，帶材卷內出現溫度梯度。在帶材卷部分退火時，存在帶材卷的外層較之內層以不同的時間溫度曲線進行熱處理的風險，這樣會導致機械性能改變。
[0015]
【發明內容】
:目標，解決方案，優點
[0016]由上述的不足和缺點出發，考慮本領域的現有技術，本發明的目的是克服上述早先的方法所暴露的問題。
[0017]上述目的通過包括權利要求1的特征的方法和包括權利要求14的特征的方法實現。優選實施例和本發明有利的改進在相應的從屬權利要求中公開。
[0018]本發明因此涉及一種在退火之前將冷軋金屬帶材預熱的方法，其特征在于:帶材沿著運輸路徑連續傳輸，直接火焰沖擊(DFI)燃燒器的坡道位于所述運輸路徑中，用來加熱所述帶材，所述坡道定位成與所述帶材的移動方向垂直或者基本上垂直，所述直接火焰沖擊燃燒器相互設置以使得所述帶材的整個寬度加熱到相同的溫度、或者基本上相同的溫度，所述帶材經過所述坡道的速度以及所述燃燒器的加熱功率適于將所述帶材加熱至退火溫度。
[0019]本發明還涉及一種冷軋金屬帶材的退火方法，其特征在于:帶材沿著運輸路徑連續傳輸，直接火焰沖擊(DFI)燃燒器的坡道位于所述運輸路徑中，用來加熱所述帶材，所述坡道定位成與所述帶材的移動方向垂直或者基本上垂直，所述直接火焰沖擊燃燒器相互設置以使得所述帶材的整個寬度加熱到相同的溫度、或者基本上相同的溫度，所述帶材經過所述坡道的速度以及所述燃燒器的加熱功率適于對所述帶材進行熱處理以使其能夠進行退火，該退火優選在連續均熱爐或連續退火爐中進行。熱處理后的帶材卷取成卷。熱處理并卷取的帶材置于均熱爐中進行部分退火，特別是用于去除位錯。
[0020]根據本發明的優選實施例，其具有:
[0021]-在所述帶材的所述運輸路徑上方具有至少一個所述DFI燃燒器的坡道，和
[0022]-在所述帶材的所述運輸路徑下方具有至少一個所述DFI燃燒器的坡道，以使得所述帶材均勻預熱。
[0023]根據本發明的優選實施例，存在兩個或更多個連續的直接火焰沖擊燃燒器的坡道沿著傳輸路徑相接的放置，以增強所述帶材的預熱工藝。
[0024]根據本發明的優選實施例，DFI燃燒器可以設置在爐內，特別是在直接火焰沖擊(DFI)爐內。在此前提或獨立的情況下，DFI燃燒器的坡道或多個坡道可以位于爐內，特別是在直接火焰沖擊(DFI)爐內。
[0025]根據本發明的優選實施例，所述冷軋帶可以從帶卷，特別是從冷軋帶卷退繞。
[0026]根據本發明的優選實施例，所述帶材可從輥軋臺直接引入所述運輸路徑。可在直接火焰沖擊燃燒器和輥軋臺之間設置安全墻，因為軋制時使用的潤滑劑可能是易燃的。
[0027]根據本發明的優選實施例，將要退火的帶材可通過直接火焰沖擊(DFI)燃燒器預熱。這具有幾個優點。一個優點是退火爐的長度可以顯著縮短。通過使用DFI對帶材預熱，可以將帶材從室溫加熱到退火溫度，例如加熱到約450°C至約650°C，例如加熱到約540°C，在幾秒鐘或更短時間內，進一步為約I秒。
[0028]雖然本發明更適用于鋁帶的處理，本發明也可以同樣適用于其他金屬，例如銅，鐵，以及鋁、銅和/或鐵的合金。
[0029]本發明優選用于帶材的厚度為0.5mm至所述帶材能被卷取的最大厚度；具體地，帶材厚度為約0.9毫米至約I毫米。
附圖簡介
[0030]為了對上述公開和討論的本發明的實施例有更完整的理解，存在幾種選擇以有利的方式來體現以及改進本發明的教導。為此目的，本發明將在下面更詳細描述的；具體的，可以參照于權利要求1和權利要求14的從屬權利要求；進一步的改進，特征和本發明的優點將在下面更詳細地通過非限制性示例的方式給出，并于下述對實施例的描述中，至少部分引入相關附圖，其中:
[0031]圖1示出本發明第一實施例中，其根據本發明所述方法工作；
[0032]圖2示出本發明第二實施例中，其根據本發明所述方法工作；
[0033]圖3示出本發明第三實施例中，其根據本發明所述方法工作；
[0034]圖4示出本發明第四實施例中，其根據本發明所述方法工作；
[0035]圖5示出本發明第五實施例中，其根據本發明所述方法工作；
[0036]圖6示出本發明第六實施例中，其根據本發明所述方法工作；
[0037]在所附的附圖中，圖1至圖6中相似的設備標以相同的參考標號。
[0038]附圖詳述；
[0039]本發明最佳實施例
[0040]圖1示出本發明對冷軋鋁帶3進行退火的方法的第一實施例。
[0041]根據本發明，冷軋鋁帶材3連續地沿著運輸路徑傳輸，直接火焰沖擊(DFI)燃燒器的坡道I位于所述運輸路徑中，用來加熱所述帶材。根據該實施例，冷軋鋁帶從帶卷4退繞。所述坡道I定位成與所述帶材3的移動方向垂直或者基本上垂直。
[0042]進一步的，DFI燃燒器相互設置以使得所述帶材的整個寬度加熱到相同的溫度、或者基本上相同的溫度。所述帶材3經過所述坡道I的速度以及所述燃燒器的加熱功率適于對所述帶材3進行熱處理，以使其能夠實施退火，其中熱處理帶材卷繞至帶卷5。
[0043]根據本發明的一個實施例，所述帶材3經過所述坡道I的速度以及所述燃燒器的加熱功率適于對所述帶材3進行熱處理，以對所述帶材3實施再結晶。
[0044]根據本發明的另一個優選實施例，在所述帶材3的所述運輸路徑上方和下方各存在至少一個坡道I。
[0045]用具有Imm的厚度的冷乳并卷繞的銷帶進行實驗。帶材經過DFI加熱器的位于帶材上方的坡道和和位于下方的坡道。每個燃燒器的坡道有四個燃燒器。
[0046]這些燃燒器產生的總功率為200千瓦。在經過燃燒器的帶材速度為24米每秒的情形下，帶材的溫度達到400°C。以每秒30米的速度進行，得到的溫度為365°C。表面觀察不到損傷。
[0047]本發明更適于具有0.5mm至能被卷取的最大厚度的帶材。
[0048]根據本發明的一個優選實施例，沿著傳輸路徑存在兩個或更多個彼此接續的DFI燃燒器的相繼坡道I。
[0049]優選的是坡道I或者多個坡道位于爐內。然而，在一些應用中，坡道或多個