[发明专利]处理带材用的立式退火炉

说明书

本发明涉及一种可对被引导通过炉子的金属带进行光亮退火的立式退火炉，它包括立式安装的带有带材进入端和带材出口端的马弗管，以及从外侧对马弗管加热的加热装置，马弗管可在长度方向自由膨胀。

此类立式退火炉的一个例子可以参阅1973年11月22日出版的第93卷第24期《Stahl und Eisen》第1152-1157页。在这个例子中，马弗管带有顶部法兰，借助顶部法兰将马弗管悬吊固定在框架上。马弗管可以在长度方向向下相对于退火炉的其他部分自由膨胀。为了达到特定的退火炉较大结构高度(例如20米)，马弗管的这种膨胀的可能性非常重要。这是由于在所谓不锈钢带的光亮退火时，马弗管的温度大约在1150℃。在这样的高温下马弗管在长度方向的膨胀量很大。如果没有允许这种膨胀的措施，就会导致马弗管在横向方向和长度方向的弯曲变形。被加热的带材由底部至顶部穿过马弗管。因而在马弗管中带材温度最高的部位是位于马弗管的顶部。为了引导带材通过马弗管并以一定张力拉紧带材，要对带材施加特定的带材张力，这个张力用辊子传给带材。马弗管的下游是冷却部分，由于带材在马弗管的端部达到很高的最终温度，冷却部分应该直接置于马弗管的带材出口端。因而冷却部分全部或大部分直接装在立式安装的马弗管之上。

同类的立式退火炉在JP-A-2 282 687和JP-A-4 225 780中也有披露。这些炉子还设有对马弗管下端施有压力负荷作用的配重装置。这样就可以减少由马弗管重量和热膨胀引起的方向向下的负荷。

这些已知的立式退火炉的缺点是其结构高度是有限的。有两个原因，首先马弗管的全部重量悬吊在顶部法兰上，这就意味着在顶部法兰区域的马弗管材料的最大许用应力就决定了悬吊在顶部法兰上的马弗管的最大许用重量。还应注意到，这些已知的退火炉中，带材从底部向顶部通过马弗管，由于被加热的带材在顶部达到最终温度，故马弗管的上部受到高温的作用。马弗管的上部的高温降低了最大许用拉伸应力。因此为了达到22-24米的结构高度，马弗管的壁厚必须在向顶部的方向逐渐加厚，以保证不超过马弗管材料的许用拉伸应力。其次，带材温度最高的部位同样也是在马弗管的顶部。由于下方带材的固有重量以及施加在带材上的带材张力的作用，这一带材最关键部位要受到较重的负荷。这也限制了这类立式退火炉可以达到的最大高度。这是因为如果炉子太高，带材会在最弱的部位出现屈服，也就是在马弗管的顶部处。在JP-A-2 282 687和JP-A-4225 780中披露的炉子的另一个缺点是配重装置妨碍了马弗管的膨胀。所有这些因素限制了生产能力的增加，由于制造更高高度的马弗管退火炉有技术方面的限制。

本发明的目的是提出一种可以实现更高结构高度和/或生产能力的马弗管退火炉。

根据本发明，这一目的可以通过一种能够对被引导通过炉子的金属带进行光亮退火的立式退火炉来实现，它包括立式安装的带有带材进入端和带材出口端的马弗管，以及从外侧对马弗管加热的加热装置，马弗管可在长度方向自由膨胀，马弗管的安装方式为带材进入端处于顶部而带材出口端在底部，马弗管在底部做固定支撑对在长度方向上向下的移动形成限制，在马弗管的顶部安装有膨胀部分主要吸收整个马弗管在长度方向的热膨胀，马弗管的上部同可垂直移动对马弗管施加方向向上的支撑力的支撑装置相连接。在这种立式退火炉中带材自上而下穿过马弗管。因而带材温度最高的部位是位于马弗管的底部，这里带材最关键部位受到由自身重量造成的负荷最小。这样就可能制造高度更高的退火炉，从而达到更高的生产能力。如果在这种结构形式中，仍然选择已知的将马弗管固定悬吊在顶部法兰上的安装方式，即具有向下膨胀的可能性，这就需要在马弗管的带材出口端和位于其下的冷却部分之间安装气密性极好耐高温的膨胀部分，或者使整个冷却部分随马弗管一起移动。从结构角度考虑，这两种方案都不大可行，即便可行也将使非常昂贵。根据本发明，马弗管在长度方向向上膨胀。这是很有利的，因为这样就可以将冷却部分直接置于马弗管的下方，无须设置特殊装置吸收马弗管在这个过渡区域的膨胀，必要的膨胀部分可以设在马弗管的顶部，在温度相对较低的位置。马弗管的上部同对马弗管施加向上方向支撑力的支撑装置连接。这样就可能将马弗管最重要部分，即要求温度最高的带材出口端部分的应力大大降低，甚至实际上保持无应力状态。