專利名稱：一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用于煉鋼煉鐵生產(chǎn)工藝中的生產(chǎn)設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置。
背景技術(shù)：
目前，在冶金生產(chǎn)工藝中，輥底式連續(xù)熱處理爐適用于鋼板、鋼管、型鋼和線材的退火、正火、高溫回火及淬火等熱處理工藝。由于輥底式爐處理的鋼材質(zhì)量好，產(chǎn)量高、成本低，同時實現(xiàn)了機械化和自動化操作，比間斷式生產(chǎn)的熱處理爐具有明顯的優(yōu)越性，因此得到廣泛地應(yīng)用。熱處理工藝應(yīng)用于金屬材料經(jīng)過冷軋之后進(jìn)行熱處理改善金屬材料性能的過程中，由于熱處理加熱是以連續(xù)的方式運行，要求在高溫狀態(tài)下保持金屬材料表面不被損傷采用輥道支撐?，F(xiàn)代金屬薄帶狀材料，大多數(shù)是制造成熱軋薄板(帶)，經(jīng)過表面清理，然后進(jìn)行冷加工的方式達(dá)到需要的厚度和尺寸。為了獲得需要的最終厚度和性能，冷加工之后需要進(jìn)行熱處理，熱處理決定金屬材料的性質(zhì)。薄板狀金屬材料的熱處理，普遍采用的工藝為連續(xù)退火方式，退火爐前采用清洗工藝來去除帶鋼表面的軋制油，鐵粉等表面附屬物。在熱處理的前序工藝中，為了保證金屬材料冷軋加工的順利進(jìn)行和表面質(zhì)量，通常采用表面粗糙的冷軋鋼輥，爐輥的圓弧輥面在軋制過程中使金屬材料產(chǎn)生前后流動，造成相對滑動，從而導(dǎo)致金屬材料表面形成粉末。從冷軋到后續(xù)工序采用多種方法去除所形成的粉末以減少保留在薄板狀金屬材料表面的粉末數(shù)量。但是在進(jìn)入熱處理爐前，金屬材料表面或多或少總存在一些金屬粉末；雖然在退火爐前采用清洗工藝來去除鐵粉等表面附屬物，但完全、徹底清除表面附屬物是困難的。如果爐輥上附著有金屬粉末，這些金屬粉末在后續(xù)工藝中將被還原為金屬小顆粒，與爐輥粘合，進(jìn)而使?fàn)t輥結(jié)瘤。具體原因是，某些型式的退火爐中前區(qū)往往是弱的氧化或因為工藝的需要在爐子的中間某段要求為弱的氧化氣氛，使帶鋼表面及雜物有一定程度的氧化。而爐子的后一個或幾個區(qū)氣氛均要求保持還原狀態(tài)防止金屬材料在高溫狀態(tài)下被氧化，同時把輕微、少量的表面氧化物還原為金屬。 還原的表面是非常清潔的表面，還原的金屬粉末也為純凈的金屬細(xì)小顆粒，容易與其它材料粘合。高溫、純凈的金屬粉末或其它異物在支撐輥表面粘合，尤其是局部粘合后逐漸變大——形成瘤狀物——造成經(jīng)過的金屬材料表面形成缺陷。由于粉末狀金屬或雜物在高溫下粘附在輥的表面改變了輥的原表面形狀，形成瘤，瘤使運行的金屬材料形成表面缺陷?，F(xiàn)有技術(shù)中，人們?yōu)榱私鉀Q上述爐輥結(jié)瘤的技術(shù)問題，主要著眼點于使用輥道改性的表面材料防止或延緩瘤的形成等方面做了研究如中國專利，專利號為CN98235521. 1，該專利采用組合不同材料依靠材料與鐵粉的親和性差的性能防止結(jié)瘤；如中國專利，專利號為CN 200510025632. 4，該專利采用在輥的表面噴涂與金屬材料不易粘合的材料，人為造成金屬粉末或異物的自然脫落，保持爐輥表面清潔、希望不結(jié)瘤；如中國專利，專利號為CN 200710107635. 1，該專利采用新型合金材料，由于新合金材料不易粘結(jié)異物；如中國專利，專利號為CN 200620034970. 4，該專利是向帶鋼表面噴吹氣流，使鋼
帶表面盡量少存在鐵粉等異物；如中國專利，專利號為CN 200820077256. 2，該專利是用類似銼刀的方法去除所結(jié)的瘤。上述現(xiàn)有技術(shù)，只是對爐輥自身材料或結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，采用新材料或結(jié)構(gòu)來防止粘連，不能對爐輥在結(jié)瘤過程中進(jìn)行動態(tài)的自動式的清除。在實際使用中，爐輥的表面噴涂與金屬材料不易粘合的材料只能減緩瘤狀物形成的速度，不能夠完全杜絕瘤的形成。因此， 現(xiàn)有技術(shù)中的爐輥存在如下技術(shù)缺陷1、現(xiàn)有技術(shù)中的爐輥，容易在爐輥表面形成結(jié)瘤后，會造成金屬材料表面形成缺陷，大大降低了產(chǎn)品的合格率；2、現(xiàn)有技術(shù)中的爐輥，如果出現(xiàn)輥結(jié)瘤問題，必須首先使熱處理爐降溫、停機，其次確定瘤存在的位置，最后由人工清理或更換新的爐輥，費時費力，大大影響生產(chǎn)效率，不適合大規(guī)模流水線生產(chǎn)，并且，采用人工清理的方式，存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有技術(shù)中的爐輥，容易在爐輥表面形成結(jié)瘤后， 會造成金屬材料表面形成缺陷，大大降低了金屬薄板產(chǎn)品的合格率；如果爐輥結(jié)瘤，清理或更換爐輥費時費力，大大影響生產(chǎn)效率，不適合大規(guī)模流水線生產(chǎn)，并且，采用人工清理的方式，存在安全隱患等技術(shù)問題，而提供了一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置。本發(fā)明的構(gòu)思是是通過在高溫狀態(tài)熱處理的支撐和傳送用爐輥的附近設(shè)置一導(dǎo)電體，在滾動爐輥表面與導(dǎo)電體間施加高電壓，通過氣體放電，使金屬材料表面的金屬粉末或雜物不能在爐輥表面停留或被清理掉，因此粘附物不易形成，進(jìn)而形成瘤，防止或減輕由于爐輥表面不平整使薄板狀金屬材料表面質(zhì)量下降的現(xiàn)象。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置，包括爐輥、爐輥底座、以及爐輥驅(qū)動裝置，所述爐輥安裝在所述爐輥底座上，所述爐輥組合裝置還包括一爐輥結(jié)瘤自清除裝置，所述爐輥結(jié)瘤自清除裝置設(shè)置在所述爐輥的下部，所述爐輥結(jié)瘤自清除裝置與所述爐輥分別連接電源的正極和負(fù)極或交流電源，所述爐輥結(jié)瘤自清除裝置與所述爐輥的轉(zhuǎn)動表面之間形成電場。所述爐輥結(jié)瘤自清除裝置為一電極組合裝置，所述電極組合裝置包括電極本體和電極放電體，所述電極放電體安裝在所述電極本體上，所述電極本體與所述電極放電體活動連接，所述電極放電體正對著所述爐輥的轉(zhuǎn)動中心。所述電極本體與爐輥為相互平行布置，所述電極本體通過焊接固定在退火爐爐殼兩側(cè)的支撐體上，所述電極本體與所述退火爐爐殼之間設(shè)有絕緣材料。所述電極放電體位于所述爐輥的正下方，所述電極放電體由若干針狀電極構(gòu)成， 所述針狀電極的針尖垂直于所述爐輥表面，指向爐輥的旋轉(zhuǎn)中心；所述針狀電極交錯布置在所述電極本體上。所述針狀電極的針尖之間的間隔為50_300mm ；所述爐輥的轉(zhuǎn)動表面與所述針狀電極的針尖之間的間距為5-400mm。所述電極放電體位于所述爐輥的側(cè)下方，所述電極本體為圓柱狀，所述電極放電體為刀口狀，所述電極放電體的刀口垂直于所述爐輥表面，指向爐輥的旋轉(zhuǎn)中心；所述刀口狀電極放電體與所述爐輥能夠按照一條線的方式放電。所述爐輥的轉(zhuǎn)動表面與刀口狀電極放電體之間的間距為5_300mm。所述電極放電體位于所述爐輥的正下方，所述電極放電體由若干鋸齒狀電極構(gòu)成，所述鋸齒狀電極的齒尖部垂直于輥面，指向爐輥的旋轉(zhuǎn)中心；所述鋸齒狀電極交錯布置在所述電極本體上。所述爐輥的轉(zhuǎn)動表面與鋸齒狀電極之間的間距為5_300mm。采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)中的爐輥，容易在爐輥表面形成結(jié)瘤后，會造成金屬材料表面形成缺陷，大大降低了金屬薄板產(chǎn)品的合格率；如果爐輥結(jié)瘤，清理或更換爐輥費時費力，大大影響生產(chǎn)效率，不適合大規(guī)模流水線生產(chǎn)，并且，采用人工清理的方式，存在安全隱患等技術(shù)問題；本發(fā)明采用高溫下爐輥與電極間電場放電， 金屬材料表面存在的金屬粉末或其它異物在傳遞到爐輥表面時由于所形成的尖端放電和氣體放電的綜合作用被清理掉，防止粘附到爐輥表面、慢慢長大形成的瘤狀物；本發(fā)明所提供的技術(shù)方案能夠防止瘤狀物將在薄板狀金屬材料表面留下印痕，從而破壞薄板狀金屬材料的平滑表面，造成薄板狀金屬材料質(zhì)量降級或產(chǎn)生廢品；同時，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案還具有結(jié)構(gòu)簡單、耐高溫性能好、使用安全可靠、使用壽命長等特點。


結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明圖1為本發(fā)明實施例1結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明實施例2結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的側(cè)視圖；圖5為本發(fā)明實施例3結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5的側(cè)視圖；其中，1為帶鋼；2為爐輥；3為電極本體；4為電極放電體。
具體實施例方式本發(fā)明是針對薄板狀金屬材料在高溫狀態(tài)熱處理的支撐和傳送用爐輥2的表面結(jié)瘤，發(fā)明一種在線清理、防止或減弱這類支撐和傳送用爐輥2的表面結(jié)瘤的爐輥組合裝置。本發(fā)明采用在支撐和傳送用輥的附近設(shè)置導(dǎo)電體，通過導(dǎo)體間在高溫下氣體在電場中的電離、加速，由于離子碰撞，使金屬材料表面的金屬粉末或雜物不能在爐輥2表面停留或被清理掉。所采用的電極可以針狀、線狀和板狀，所加的電壓可以是直流、交流或任意波形。
清理可以是連續(xù)不斷的進(jìn)行，也可以周期進(jìn)行，也可以在需要的時候進(jìn)行。一般要求的電離氣體是氫氣、氮氣、CO、C02、水等。爐輥2與所裝置的電極間形成電場，氣體在電場的作用下電離，離子在電場的作用下加速沖擊輥面，即清理爐輥2表面。電極盡量遠(yuǎn)離薄板狀金屬材料，以使電離只發(fā)生在爐輥2與所裝置的電極之間。爐輥2與所裝置的電極的電壓在100 1000伏，根據(jù)需求不同熱處理爐狀況和鋼
板表面清潔程度而調(diào)整。采用高溫下爐輥2與電極間電場放電，金屬材料表面存在的金屬粉末或其它異物在傳遞到爐輥2表面時由于所形成的尖端放電和氣體放電的綜合作用被清理掉，防止粘附到爐輥2表面、慢慢長大形成的瘤狀物。這種瘤狀物將在薄板狀金屬材料表面印痕，將破壞薄板狀金屬材料的平滑表面，造成薄板狀金屬材料質(zhì)量降級或產(chǎn)生廢品。采用高溫下電場放電進(jìn)行連續(xù)式熱處理爐中的爐輥2表面清理或防止異物粘結(jié)的的實施方式例如下實施例1 如圖1-2所示，在連續(xù)式熱處理爐中的輥道的爐輥2近旁配置一或二根導(dǎo)體，輥與導(dǎo)體連接電源的兩極，一或二根導(dǎo)體按照不同的間距安裝具有尖端(針狀)形狀的電極，有利集中電場、放電電極兩個電極的針狀交錯排列，以便于對爐輥2進(jìn)行全面覆蓋。尖端(針狀)形狀的電極之間間距在50 300mm，優(yōu)選175mm ；輥與尖端(針狀) 形狀的電極之間間距在5 400mm，優(yōu)選195mm。如圖1、圖2為針狀電極與爐輥2之間的相對位置布置圖。如圖1所示帶鋼1，爐內(nèi)的帶鋼1傳輸爐輥2電極本體3，電極的放電體，電極本體3與爐輥2為相互平行布置，電極固定于退火爐的爐殼兩側(cè)，并與爐殼之間用絕緣隔開，電極位于爐輥2的正下方，以便于清理下來的粉末在重力的作用下，落到爐子的底部，電極可以是一根也可以是兩根，從清理的干凈程度來說，以兩根的布置方案為優(yōu)。采用兩個電極布置的方案時，為達(dá)到對爐輥2的全面覆蓋，兩個電極的針狀放電體為交錯布置。極的放電體針尖垂直于輥面，指向爐輥2的旋轉(zhuǎn)中心，如圖2所示，電極體與放電針狀體之間采用活動聯(lián)接，以便于針狀放電體的更換。電極與爐輥2分別與電源相聯(lián)接，聯(lián)接方式如圖2所示，可以是直流電的+、-極或交流電。實施例2 在連續(xù)式熱處理爐中的爐輥2附近旁配置一根導(dǎo)體，導(dǎo)體本體為圓柱狀，面向爐輥2 —側(cè)為刀口狀，爐輥2與導(dǎo)體連接電源的兩極；圓柱狀導(dǎo)體或帶有刀口的電極，能夠與爐輥2表面按照一條線的方式放電。爐輥2與電極刀口之間間距在5 300mm，優(yōu)選150mm。如圖3—圖4所示，為刀狀電極與爐輥2之間的相對位置布置圖，如圖3所示帶鋼 1，爐內(nèi)的帶鋼1傳輸爐輥2，電極本體3，電極的放電體，電極本體3與爐輥2為相互平行布置，電極固定在焊于退火爐爐殼兩側(cè)的支撐體上，并與爐殼之間用絕緣隔開，電極位于爐輥 2的下方偏移一個角度(如圖4所示)，以便于清理下來的粉末在重力的作用下，落到爐子的底部，電極刀口與爐輥2之間在正常情況下保持一定的間隙，在此間隙下，爐輥2與刀口之間是均勻放電，但一旦爐輥2上有結(jié)瘤或有粉末狀金屬積累時便會使這一距離縮小，縮小的距離使兩者之間優(yōu)先放電、放電強度高，從而使粉末遭電擊后疏松、脫落。電極的放電體刀口垂直于輥面，指向爐輥2的旋轉(zhuǎn)中心，如圖4所示，電極體與放電刀口之間采用活動聯(lián)接，以便于刀口放電體的更換。電極與爐輥2分別與電源相聯(lián)接，聯(lián)接方式如圖4所示， 可以是直流電的+、-極或交流電。實施例3:相對于連續(xù)式熱處理爐中的爐輥2垂直于表面配置一塊板狀電極，板狀電極面向爐輥2為鋸齒狀。爐輥2與導(dǎo)體連接電源的兩極；爐輥2與電極刀口之間間距在5 300mm， 優(yōu)選150mm。如圖5、圖6為針狀電極與爐輥2之間的相對位置布置圖，如圖5所示1為帶鋼1， 2為爐內(nèi)的帶鋼1傳輸爐輥2，3為電極本體3，4為電極的放電體，電極本體3與爐輥2為相互平行布置，電極固定于焊于退火爐爐殼兩側(cè)的支撐體上，并與爐殼之間用絕緣隔開，電極位于爐輥2的下方偏移一個角度(如圖6所示)，以便于清理下來的粉末在重力的作用下， 落到爐子的底部，電極可以是一根也可以是兩根，從清理的干凈程度來說，以兩根的布置方案為優(yōu)。采用兩個電極布置的方案時，為達(dá)到對爐輥2的全面覆蓋，兩個電極的鋸齒狀放電體為交錯布置。電極的放電體鋸齒齒尖垂直于輥面，指向爐輥2的旋轉(zhuǎn)中心，如圖6所示， 電極體與放電鋸齒體之間采用活動聯(lián)接，以便于鋸齒狀放電體的更換。電極與爐輥2分別與電源相聯(lián)接，聯(lián)接方式如圖6所示，可以是直流電的+、-極或交流電。本發(fā)明以上實施例僅用以說明本發(fā)明的最佳技術(shù)方案，并非是對本發(fā)明作出的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置，包括爐輥O)、爐輥底座、以及爐輥驅(qū)動裝置，所述爐輥(2)安裝在所述爐輥底座上，其特征在于，所述爐輥組合裝置還包括一爐輥結(jié)瘤自清除裝置，所述爐輥結(jié)瘤自清除裝置設(shè)置在所述爐輥O)的下部，所述爐輥結(jié)瘤自清除裝置與所述爐輥(2)分別與電源連接，所述爐輥結(jié)瘤自清除裝置與所述爐輥 (2)的轉(zhuǎn)動表面之間形成電場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置，其特征在于，所述爐輥結(jié)瘤自清除裝置為一電極組合裝置，所述電極組合裝置包括電極本體(3)和電極放電體G)，所述電極放電體⑷安裝在所述電極本體⑶上，所述電極本體⑶與所述電極放電體(4)活動連接，所述電極放電體(4)正對著所述爐輥O)的轉(zhuǎn)動中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置，其特征在于，所述電極本體C3)與爐輥( 為相互平行布置，所述電極本體C3)通過焊接固定在退火爐爐殼兩側(cè)的支撐體上，所述電極本體(3)與所述退火爐爐殼之間設(shè)有絕緣材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置，其特征在于，所述電極放電體⑷位于所述爐輥⑵的正下方，所述電極放電體⑷由若干針狀電極構(gòu)成，所述針狀電極的針尖垂直于所述爐輥(2)表面，指向爐輥O)的旋轉(zhuǎn)中心；所述針狀電極交錯布置在所述電極本體C3)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置，其特征在于，所述針狀電極的針尖之間的間隔為50-300mm;所述爐輥O)的轉(zhuǎn)動表面與所述針狀電極的針尖之間的間距為5-400mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置，其特征在于，所述電極放電體⑷位于所述爐輥⑵的側(cè)下方，所述電極本體⑶為圓柱狀，所述電極放電體⑷為刀口狀，所述電極放電體⑷的刀口垂直于所述爐輥⑵表面，指向爐輥 ⑵的旋轉(zhuǎn)中心；所述刀口狀電極放電體⑷與所述爐輥⑵按照一條線的方式放電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置，其特征在于，所述爐輥O)的轉(zhuǎn)動表面與刀口狀電極放電體⑷之間的間距為5-300mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置，其特征在于，所述電極放電體⑷位于所述爐輥⑵的正下方，所述電極放電體⑷由若干鋸齒狀電極構(gòu)成，所述鋸齒狀電極的齒尖部垂直于輥面，指向爐輥O)的旋轉(zhuǎn)中心；所述鋸齒狀電極交錯布置在所述電極本體C3)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置，其特征在于，所述爐輥O)的轉(zhuǎn)動表面與鋸齒狀電極之間的間距為5-300mm。
全文摘要
一種應(yīng)用于熱處理工藝中退火爐的爐輥組合裝置，包括爐輥、爐輥底座、以及爐輥驅(qū)動裝置，所述爐輥安裝在所述爐輥底座上，所述爐輥組合裝置還包括一爐輥結(jié)瘤自清除裝置，所述爐輥結(jié)瘤自清除裝置設(shè)置在所述爐輥的下部，所述爐輥結(jié)瘤自清除裝置與所述爐輥分別連接電源的正極和負(fù)極或交流電源，所述爐輥結(jié)瘤自清除裝置與所述爐輥的轉(zhuǎn)動表面之間形成電場。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案能夠防止瘤狀物將在薄板狀金屬材料表面留下印痕，從而破壞薄板狀金屬材料的平滑表面，造成薄板狀金屬材料質(zhì)量降級或產(chǎn)生廢品；同時，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案還具有結(jié)構(gòu)簡單、耐高溫性能好、使用安全可靠、使用壽命長等特點。
文檔編號F27D3/00GK102199691SQ201110133259
公開日2011年9月28日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者利小民, 占云高, 王衛(wèi)遠(yuǎn), 王立濤, 董梅, 裴陳新 申請人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司