專利名稱：自退火封閉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種片材金屬卷片筒(coil)在其通常被加熱的退火爐子外部自退火的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在鋁片材和箔片制造過程中，片材或箔片通常卷繞成卷片筒并接著退火以便提供所需的機(jī)械性能。通常，退火循環(huán)涉及在爐子中將卷片筒加熱到給定溫度并且使其“均熱”一段時(shí)間。加熱和均熱的步驟都在爐子內(nèi)進(jìn)行。
這種退火爐子的操作和維護(hù)通常成本很高，并且在典型工廠中只有有限數(shù)量可以操作。爐子因此通常在片材和箔片制造中起著局限作用，并且造成瓶頸。例如，典型操作可使用4批次式退火爐子，每個(gè)爐子保持3個(gè)卷片筒。加熱步驟花費(fèi)8個(gè)小時(shí)，隨后是4小時(shí)的均熱步驟。因此，整個(gè)爐內(nèi)循環(huán)時(shí)間是12小時(shí)，三分之一花費(fèi)在非爐內(nèi)操作中。
過去已經(jīng)嘗試在均熱步驟中避免使用爐子，使得爐子可用來加熱下個(gè)批次的卷片筒。
US.5655593以及US.5894879披露一種鑄造之后的快速冷卻方法，該方法消除了加熱和均熱步驟，但是沒有討論如何更加有效地使用爐子。
US.6053996涉及鋼的處理，并且針對在用于溫度均化的封閉裝置中保持中間坯料，但是沒有教授用于退火目的的均熱方法。
US.6570387和US.2003/0173003教授一種連續(xù)退火方法，其中條帶在相同的感應(yīng)加熱器中加熱并均熱。
US.4848675披露一種用于對批量金屬卷片筒退火的封閉裝置。該封閉裝置設(shè)置加熱罩或冷卻罩，并且不唯一用來均熱。
英國專利1555021主要涉及鋼的熱處理，并且提供一種用于退火的加熱和均熱步驟的封閉裝置。US.4142712和US.4310302是用作金屬卷片筒加熱處理的加熱器的卷片筒封閉裝置的另一實(shí)例。
因此非常需要開發(fā)一種將批量退火過程與均熱步驟分開的方法和設(shè)備，由此騰出爐子子來加熱下個(gè)批次的卷片筒。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，因此總體提供一種用于被加熱的片狀金屬卷片筒的隔熱、自退火封閉裝置。在本發(fā)明的另一方面中，該封閉裝置包括用于包圍一個(gè)或多個(gè)被加熱卷片筒的封閉裝置主體，該封閉裝置主體具有用于接收被加熱卷片筒的開口底部以及密封接合封閉裝置主體的開口底部的底板。
按照另一方面，本發(fā)明提供一種在批量制造中制造退火片狀金屬卷片筒的方法，該方法包括將第一批次的卷片筒裝載到退火爐子中，并且加熱卷片筒，直到在卷片筒的外封套上達(dá)到預(yù)定溫度為止。接著第一批次的被加熱卷片筒從爐子轉(zhuǎn)移到隔熱的自退火封閉裝置中。第二批次的卷片筒接著裝載到退火爐子中。
按照本發(fā)明的又一方面，提供一種退火卷片筒狀片材金屬的方法，該方法包括在退火爐子中加熱卷片筒，直到卷片筒的外封套上達(dá)到預(yù)定溫度為止，接著從爐子中取出被加熱卷片筒，并且將其裝載到隔熱自退火封閉裝置中，并且最后將被加熱卷片筒保持在封閉裝置中長達(dá)預(yù)定長度的時(shí)間，以便均熱卷片筒。


下面結(jié)合附圖，描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，附圖中圖1是本發(fā)明的封閉裝置的第一實(shí)施例在閉合位置上的透視圖；圖2是在開啟位置上裝載卷片筒的圖1的透視圖；圖3是表示裝載卷片筒的封閉裝置的一半的圖1的透視圖；圖4是具有卷片筒的圖1的截面圖；圖5a是具有可動(dòng)底板的封閉裝置的第二實(shí)施例的透視圖；圖5b是圖5a的的截面圖；圖6a是表示轉(zhuǎn)移底盤和可動(dòng)底板的圖5a的實(shí)施例的透視圖；圖6b是圖6a的截面圖；圖7a是閉合位置上的圖5a的實(shí)施例的透視圖；圖7b是圖7a的截面圖；以及圖8是用于本發(fā)明的典型退火爐子的立視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明使得爐子唯一用來加熱卷片筒，而均熱在爐子外部并且在自退火封閉裝置內(nèi)進(jìn)行。與爐子相比，自退火封閉裝置的操作成本較低，這是由于它包括沒有燃燒器、閥或控制器的隔熱箱體。
一旦加熱階段結(jié)束的取出卷片筒的過程中，爐子可更加容易用于新批次的卷片筒，繼而減小爐子的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，并增加生產(chǎn)率。
本發(fā)明部分基于如下共識(shí)，即在加熱步驟結(jié)束時(shí)，如果卷片筒轉(zhuǎn)移到很好隔熱的封閉裝置中，卷片筒存儲(chǔ)足夠熱量以便卷片筒自退火，在封閉裝置中，存儲(chǔ)在卷片筒的外封套內(nèi)的額外熱量趨于朝著卷片筒的內(nèi)圈移動(dòng)，使得卷片筒自退火。封閉裝置通常成形并構(gòu)造成包圍并支承預(yù)定數(shù)量的卷片筒，以便均熱。
本發(fā)明文章中使用的術(shù)語“均熱”限定如下的過程，即首先均化卷片筒主體內(nèi)的溫度，并且接著將卷片筒保持在所需溫度下長達(dá)預(yù)定長度的時(shí)間，以便減小硬度、有助于冷加工、產(chǎn)生所需的微結(jié)構(gòu)或者獲得所需機(jī)械、物理或其它性能。均熱還涉及用來軟化時(shí)效硬化金屬的熱處理。一旦金屬均熱，它可通常用來以適當(dāng)速度冷卻金屬，以便減小任何應(yīng)力。
本發(fā)明的封閉裝置的第一實(shí)施例表示在圖1-4中。如圖2、3和4所示，封閉裝置包括兩個(gè)封閉裝置半件10，每個(gè)半件包括端壁12、兩個(gè)半件側(cè)壁14以及頂壁16的一半。半件10設(shè)計(jì)成相互密封接合，如圖1所示。用于密封接合兩個(gè)封閉裝置半件的密封裝置(未示出)可包括例如橡膠墊片或本領(lǐng)域公知的其它密封裝置。參考圖3和4，封閉裝置還包括被加熱卷片筒20可安裝其上并且安裝和密封接合封閉裝置半件10的底板18。
如本發(fā)明文章中使用那樣，術(shù)語“密封接合”指的是部件相互鄰靠而沒有顯著間隙，使得容器內(nèi)的空氣不與外部空氣自由交換，由此避免由于圍繞容器壁運(yùn)行的空氣流造成的熱量損失。
本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例表示在圖5a-7b中。在所示的實(shí)施例中，封閉裝置包括可保持一排3個(gè)被加熱卷片筒20的封閉裝置主體22。參考圖5a，封閉裝置主體22包括頂壁24、兩個(gè)側(cè)壁26、端壁28以及框架40，所示框架40包括伸入封閉裝置主體22的兩個(gè)卷片筒支承支架42。門30密封接合封閉裝置主體22。
封閉裝置還包括在被加熱卷片筒20之下滾動(dòng)并且安裝在框架40的支架42之間的可動(dòng)底板32，以便密封接合封閉裝置的下端。
最好是，可動(dòng)底板32沿著在封閉裝置之下延伸并延伸超過封閉裝置的一對軌道34運(yùn)動(dòng)。可動(dòng)底板32設(shè)計(jì)成沿著軌道34滾動(dòng)，并且以鎖定方式接合封閉裝置的開口底部。
在操作的優(yōu)選模式中，分別靜置在托盤44上的三個(gè)被加熱卷片筒20如圖8所示從退火爐子38卸載到裝載底盤36上。每個(gè)托盤44比底盤36寬，并且懸掛底盤26。底盤36接著沿著軌道34經(jīng)由門30運(yùn)動(dòng)到封閉裝置內(nèi)。裝載底盤足夠窄，以便在框架40的支架42之間通過，但是托盤44較寬，并因此靜置在支架42的頂部上，并且通過支架42支承。底盤36接著從封閉裝置下方運(yùn)動(dòng)離開?？蓜?dòng)底板32接著沿著軌道34、在卷片筒20之下并在支架42之間滾動(dòng)，并且密封接合封閉裝置的開口底部，從而使其密封閉合。
最好是門30鉸接到一個(gè)側(cè)壁26上，并且可通過例如從另一個(gè)側(cè)壁26伸出并在閉合時(shí)接合門的鎖栓裝置鎖定在另一個(gè)側(cè)壁26上。
本發(fā)明的自退火封閉裝置的典型尺寸在第一實(shí)施例中可以是100英寸-110英寸(254-279cm)長、100英寸-110英寸(254-279cm)深以及100英寸-110英寸(254-279cm)高以便保持一個(gè)卷片筒，并且在第二實(shí)施例中可以是300英寸(762cm)長、100英寸-110英寸(254-279cm)深以及100英寸-110英寸(254-279cm)高以便保持三個(gè)卷片筒。
封閉裝置的多個(gè)壁和底板都表示成減小被加熱卷片筒在均熱過程中的溫度損失。卷片筒在均熱過程中的許可溫度損失速度最好是每小時(shí)1℃-2℃。
最好是，隔熱具有30-40的R值。用于封閉裝置的適當(dāng)隔熱體包括例如礦棉或任何高溫度工業(yè)隔熱板。礦棉可以是8和12英寸(20-30.5cm)厚，并且最好是10英寸(25.4cm)厚。
本發(fā)明的自退火封閉裝置用來解決鋁箔片和片材制造中的工藝瓶頸問題。制造另外的爐子會(huì)涉及幾百萬美元的大投資，并且只少量增加退火加工中心的生產(chǎn)率。通過比較，設(shè)置自退火封閉裝置可減小爐子的循環(huán)時(shí)間，使得新批次更快加熱。
對于典型的退火生產(chǎn)單元來說，添加三個(gè)自退火封閉裝置將具有與建造新爐子同樣的影響，而成本只是大約15％。
在優(yōu)選實(shí)施例中，自退火封閉裝置可用于部分退火應(yīng)用，例如H2X。
本發(fā)明裝置的詳細(xì)描述用來說明本發(fā)明的主要實(shí)施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到可以在本發(fā)明裝置中進(jìn)行多種變型，并且可以采用不同的可選擇實(shí)施例。因此，將理解到可在本發(fā)明的裝置以及這些裝置的應(yīng)用中進(jìn)行變型，而不偏離只通過所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于被加熱的片狀金屬卷片筒的隔熱、自退火封閉裝置，包括a.用于包圍和支承一個(gè)或多個(gè)被加熱卷片筒的封閉裝置主體，具有用于接收被加熱卷片筒的開口底部；以及b.密封接合封閉裝置主體的開口底部的底板。
2.如權(quán)利要求1所述的自退火封閉裝置，其特征在于，封閉裝置隔熱以便具有每小時(shí)1℃-2℃的溫度損失。
3.如權(quán)利要求2所述的自退火封閉裝置，其特征在于，封閉裝置隔熱到30-40的總R值。
4.如權(quán)利要求3所述的自退火封閉裝置，其特征在于，封閉裝置通過礦棉隔熱。
5.如權(quán)利要求4所述的自退火封閉裝置，其特征在于，礦棉的厚度在8和12英寸之間。
6.如權(quán)利要求5所述的自退火封閉裝置，其特征在于，礦棉的厚度是10英寸。
7.如權(quán)利要求1所述的自退火封閉裝置，其特征在于，封閉裝置主體還包括從使得被加熱卷片筒進(jìn)入封閉裝置主體并從封閉裝置主體取出被加熱卷片筒的開啟位置運(yùn)動(dòng)到密封閉合封閉裝置主體的閉合位置。
8.如權(quán)利要求7所述的自退火封閉裝置，其特征在于，封閉裝置主體包括框架，框架包括伸入封閉裝置主體以便支承被加熱卷片筒的一對卷片筒支承支架。
9.如權(quán)利要求8所述的自退火封閉裝置，其特征在于，所述封閉裝置主體包括一個(gè)或多個(gè)被加熱卷片筒，并且被加熱卷片筒通過托盤支承在該對支架上，由此被加熱卷片筒靜置在托盤上，并且托盤靜置在支架上。
10.如權(quán)利要求9所述的自退火封閉裝置，其特征在于，還包括在封閉裝置主體的開口底部下方延伸的一對軌道，并且其中底板包括用于滑動(dòng)接合軌道的裝置，使得所述底板在封閉裝置主體內(nèi)在被加熱卷片筒之下滑動(dòng)，并且密封接合封閉裝置主體的開口底部。
11.如權(quán)利要求10所述的自退火封閉裝置，其特征在于，包括底盤，底盤成形并構(gòu)造成承載載有進(jìn)入封閉裝置主體的被加熱卷片筒的托盤，所述底盤設(shè)計(jì)成在框架的支架之間沿著該對軌道滾動(dòng)。
12.如權(quán)利要求7所述的自退火封閉裝置，其特征在于，門鉸接到封閉裝置上，并且包括用于在閉合時(shí)鎖定在封閉裝置上的鎖栓和鎖定裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的自退火封閉裝置，其特征在于，可同時(shí)保持3個(gè)被加熱片材金屬卷片筒。
14.如權(quán)利要求13所述的自退火封閉裝置，其特征在于，具有300英寸的長度、100英寸到110英寸的深度以及100英寸到110英寸的高度。
15.如權(quán)利要求1所述的自退火封閉裝置，其特征在于，封閉裝置主體包括兩個(gè)封閉裝置半件，每個(gè)半件具有用于接收被加熱卷片筒的開口底部以及密封接合底板并相互密封接合的密封裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的自退火封閉裝置，其特征在于，具有100英寸到110英寸的長度、100英寸到110英寸的深度以及100英寸到110英寸的高度。
17.一種在批量生產(chǎn)中制造退火片狀金屬卷片筒的方法，包括a.將第一批次的卷片筒裝載到退火爐子內(nèi)，并且加熱卷片筒，直到卷片筒的外表面達(dá)到預(yù)定溫度為止；b.將第一批次的被加熱卷片筒從爐子轉(zhuǎn)移到隔熱、自退火封閉裝置中，以便均熱卷片筒；以及c.將第二批次的卷片筒裝載到退火爐子。
18.一種用于退火片狀金屬卷片筒的方法，包括a.在退火爐子中加熱卷片筒，直到卷片筒外表面達(dá)到預(yù)定溫度為止；b.從爐子中取出被加熱卷片筒；c.將被加熱卷片筒裝載到隔熱、自退火封閉裝置內(nèi)；以及d.將被加熱卷片筒保持在封閉裝置內(nèi)長達(dá)預(yù)定長度的時(shí)間，以便均熱卷片筒。
19.一種用于退火被加熱片狀金屬卷片筒的隔熱、自退火封閉裝置。
全文摘要
披露一種隔熱、自退火封閉裝置具有用于包圍一個(gè)或多個(gè)被加熱卷片筒的封閉裝置主體，具有用于接收被加熱卷片筒的開口底部以及密封接合封閉裝置主體的開口底部的底板。披露批量生產(chǎn)退火片狀金屬卷片筒的方法，其方法是將第一批次的卷片筒裝載到退火爐子內(nèi)，并且加熱卷片筒，直到卷片筒的外表面達(dá)到預(yù)定溫度為止。接著將被加熱卷片筒從爐子轉(zhuǎn)移到隔熱、自退火封閉裝置中。接著第二批次卷片筒裝載到退火爐子中。最后，披露一種用于退火片狀金屬卷片筒的方法，涉及到將退火爐子中的卷片筒加熱到預(yù)定溫度，接著將被加熱卷片筒裝載到自退火封閉裝置中，并將被加熱卷片筒保持在封閉裝置中長達(dá)預(yù)定長度的時(shí)間。
文檔編號(hào)F27D15/00GK101027416SQ200580028986
公開日2007年8月29日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者J·克雷蒂安 申請人:諾維爾里斯公司