一種銅帶罩式爐退火工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種銅帶罩式爐退火工
ο
【背景技術(shù)】
[0002]銅帶材料在加工過程中需要多次退火，主要有兩個(gè)基本作用，一是消除加工過程中產(chǎn)生的硬化和殘余應(yīng)力，軟化材料，提高塑性，便于進(jìn)一步加工；二是改變材料的組織結(jié)構(gòu)，獲得所需要的晶粒度和晶粒取向性。目前采用罩式爐退火是銅帶加工過程中常用的方法之一 Ο
[0003]罩式爐退火屬于冷乳后銅帶的光亮退火，退火工藝必須保證生產(chǎn)中銅帶卷層間不粘結(jié)，表面不出現(xiàn)氧化，要實(shí)現(xiàn)銅帶退火時(shí)無脫碳、無氧化必須使銅帶置于保護(hù)氣之中進(jìn)行退火，并使保護(hù)罩內(nèi)的壓力滿足工藝要求；具體退火過程是將多卷銅帶，按照一定的步驟要求裝進(jìn)罩式爐后，在專用保護(hù)氣的保護(hù)下進(jìn)行加熱、保溫、冷卻，使銅帶的性能發(fā)生變化，滿足再次加工及使用的性能要求，所以在罩式爐退火的生產(chǎn)中，主要有兩大因素影響著生產(chǎn)的成本，一是能源成本，主要是電力消耗成本，所以部分加熱使用天然氣；二是保護(hù)氣成本，因?yàn)樵诩訜?、保溫及冷卻過程中需要不斷充入保護(hù)氣下才不會(huì)使銅帶發(fā)生氧化及性能不均等現(xiàn)象，因此罩式爐的退火工藝安排是否合理，程序是否得當(dāng)，關(guān)系到銅帶的退火質(zhì)量、節(jié)能降耗和生產(chǎn)安全。
[0004]關(guān)于罩式爐退火的工藝改進(jìn)，現(xiàn)有技術(shù)中已有相關(guān)專利公開，例如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?012103915516，申請(qǐng)日為2012年10月16日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種罩式爐退火工藝方法，包括爐臺(tái)裝料、裝內(nèi)罩和內(nèi)罩夾緊、經(jīng)過一次抽真空、充保護(hù)氣和吹掃、裝加熱罩和點(diǎn)火、加熱和均溫、帶加熱罩冷卻和移走加熱罩、輻射冷卻和裝冷卻罩、風(fēng)冷和噴淋冷卻、移走冷卻罩、二次抽真空、內(nèi)罩松開和移走內(nèi)罩、爐臺(tái)取料。該申請(qǐng)案工藝流程合理，使得冷乳板帶退火力學(xué)性能穩(wěn)定，但該申請(qǐng)案并沒有對(duì)保護(hù)氣的充入方式做出改進(jìn)，使得保護(hù)氣在退火過程中消耗量大且無法對(duì)冷乳板帶的退火質(zhì)量做出優(yōu)化，增加了生產(chǎn)成本，仍需要進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中罩式爐退火工藝中保護(hù)氣使用量大、生產(chǎn)成本較高的不足，提供了一種銅帶罩式爐退火工藝，可以實(shí)現(xiàn)在銅帶退火效果的同時(shí)大量減少保護(hù)氣的使用，從而降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。
[0006]技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
本發(fā)明的一種銅帶罩式爐退火工藝，包括以下步驟:
步驟一:罩式爐的密封鎖緊； 所述罩式爐包括爐臺(tái)和內(nèi)罩，爐臺(tái)底部設(shè)置有風(fēng)機(jī)，爐臺(tái)上方設(shè)置有支撐板，該支撐板上開設(shè)有通孔，風(fēng)機(jī)的風(fēng)葉位于該通孔下方；將待退火的銅帶放置在上述支撐板上，然后將內(nèi)罩罩在銅帶的外側(cè)，并將內(nèi)罩底部的法蘭盤體與爐臺(tái)鎖緊，保持內(nèi)罩中的密封狀態(tài)；步驟二:向罩式爐內(nèi)充入安全氣；
步驟一結(jié)束后，首先對(duì)內(nèi)罩進(jìn)行一次抽真空處理，然后向內(nèi)罩中充入安全氣，該安全氣為氮?dú)猓?br> 步驟三:罩式爐的加熱階段；
步驟二結(jié)束后，將加熱罩罩在內(nèi)罩的外側(cè)，加熱罩內(nèi)設(shè)置有電阻絲；所述罩式爐的爐臺(tái)上還設(shè)置有進(jìn)氣管和排氣管，加熱罩開始加熱時(shí)，啟動(dòng)爐臺(tái)底部的風(fēng)機(jī)，然后通過該進(jìn)氣管向內(nèi)罩中充入保護(hù)氣，罩式爐的加熱時(shí)間為4~4.5h，使內(nèi)罩中溫度達(dá)到420~450°C，加熱過程中保護(hù)氣持續(xù)充入；
步驟四:罩式爐的保溫階段；
步驟三結(jié)束后，對(duì)罩式爐進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為5~5.5h，保溫階段持續(xù)充入保護(hù)氣;
步驟五:罩式爐的冷卻階段；
步驟四結(jié)束后，將加熱罩去除，在內(nèi)罩外側(cè)罩上冷卻罩，該冷卻罩內(nèi)設(shè)置有風(fēng)扇和噴淋裝置，首先啟動(dòng)風(fēng)扇對(duì)內(nèi)罩進(jìn)行4~4.5h的風(fēng)冷階段，使內(nèi)罩中溫度冷卻至250~300°C，風(fēng)冷結(jié)束后啟動(dòng)噴淋裝置對(duì)內(nèi)罩進(jìn)行4.5-5.5h的水冷，使內(nèi)罩中溫度冷卻至60~80°C ;風(fēng)冷和水冷階段均持續(xù)充入保護(hù)氣，水冷結(jié)束后停止充入保護(hù)氣；
步驟六:向罩式爐內(nèi)充入安全氣；
步驟五結(jié)束后，去除冷卻罩，將爐臺(tái)底部的風(fēng)機(jī)關(guān)閉，對(duì)內(nèi)罩進(jìn)行二次抽真空處理，然后再次充入安全氣使得內(nèi)罩中氣壓達(dá)到常壓時(shí)停止充氣，該安全氣為氮?dú)猓?br> 步驟七:將罩式爐解鎖，取出產(chǎn)品；
步驟六結(jié)束后，將內(nèi)罩與爐臺(tái)解鎖，然后將內(nèi)罩去除，取出銅帶。
[0007]進(jìn)一步地，步驟一中內(nèi)罩底部的法蘭盤體與爐臺(tái)之間通過液壓缸鎖緊。
[0008]進(jìn)一步地，所述液壓缸設(shè)置有八個(gè)，均勻分布在爐臺(tái)的四周。
[0009]進(jìn)一步地，步驟二中向內(nèi)罩中充入氮?dú)庵敝翂簭?qiáng)為正壓108~110Pa時(shí)停止充氣。
[0010]進(jìn)一步地，所述保護(hù)氣為氫氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w，其中氫氣的體積百分比為75%，氮?dú)獾捏w積百分比為25%。
[0011]進(jìn)一步地，所述排氣管上設(shè)置有壓強(qiáng)控制開關(guān)。
[0012]更進(jìn)一步地，內(nèi)罩中的壓強(qiáng)高于正壓115Pa時(shí)，所述排氣管的開關(guān)自動(dòng)開啟，將內(nèi)罩中的保護(hù)氣排出，此時(shí)內(nèi)罩中保護(hù)氣的充入與排出同時(shí)進(jìn)行；當(dāng)內(nèi)罩中的壓強(qiáng)低于正壓llOPa時(shí)，所述排氣管的開關(guān)自動(dòng)關(guān)閉，此時(shí)內(nèi)罩中僅進(jìn)行保護(hù)氣的充入過程。
[0013]有益效果
采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
(1)本發(fā)明中內(nèi)罩與爐臺(tái)是采用液壓缸鎖緊，且液壓缸設(shè)置有八個(gè)，均勻分布在爐臺(tái)的四周，液壓缸的活塞桿將內(nèi)罩底部的法蘭盤體緊緊壓在爐臺(tái)上，八個(gè)液壓缸在工作時(shí)同步動(dòng)作，確保各點(diǎn)的鎖緊力一致，同時(shí)對(duì)液壓缸采用恒壓力控制，不會(huì)因?yàn)閮?nèi)罩內(nèi)壓力變化而造成鎖緊力不一致的現(xiàn)象，從而保證爐臺(tái)與內(nèi)罩密封性增強(qiáng)，為后續(xù)退火過程充入氣體提供了安全與性能保障。
[0014](2)本發(fā)明中進(jìn)氣管上設(shè)置有流量計(jì)，隨時(shí)控制保護(hù)氣的充入量，且銅帶加熱時(shí)保護(hù)氣流量采用8~10Nm3/h，這種較高流量的設(shè)置對(duì)退火過程十分有利，保護(hù)氣流量高，保護(hù)氣在內(nèi)罩中的含量充足，形成一層循環(huán)流動(dòng)的加熱層，對(duì)銅帶快速加熱，使其內(nèi)部結(jié)晶質(zhì)量與晶化程度提高，促進(jìn)晶粒均勻性長(zhǎng)大，改善銅帶內(nèi)部組織致密度，降低缺陷密度，改善結(jié)晶結(jié)構(gòu)，同時(shí)也加快了退火速度，提高了生產(chǎn)效率。
[0015](3)本發(fā)明中在整個(gè)退火階段，當(dāng)內(nèi)罩中的壓強(qiáng)升高到正壓115Pa時(shí)，排氣管上設(shè)置的壓強(qiáng)控制開關(guān)會(huì)自動(dòng)開啟，將保護(hù)氣排出，此時(shí)保護(hù)氣的充入與排出同時(shí)進(jìn)行；這種保護(hù)氣邊充邊排的退火方式，是為了進(jìn)一步改善銅帶的表面質(zhì)量，銅帶表面的臟污、油污、雜質(zhì)等在加熱過程中逐漸碳化，碳化后的臟污融入保護(hù)氣中，會(huì)使得內(nèi)罩中漂浮大量灰塵；排氣管的開啟則可以有效將碳化后的臟污灰塵等隨著保護(hù)氣一起排出，保持內(nèi)罩中的潔凈，同時(shí)將碳化物質(zhì)排出不僅改善了銅帶的表面質(zhì)量，也有利于銅帶的深度受熱。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明中罩式爐加熱狀態(tài)圖。
[0017]示意圖中的標(biāo)號(hào)說明:1、爐臺(tái)；2、風(fēng)機(jī)；3、內(nèi)罩；4、加熱罩；5、銅帶；6、液壓缸。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0019]實(shí)施例1
如圖1所示，本實(shí)施例的一種銅帶罩式爐退火工藝，包括以下步驟:
步驟一:罩式爐的密封鎖緊；
罩式爐包括爐臺(tái)1和內(nèi)罩3，爐臺(tái)1底部設(shè)置有風(fēng)機(jī)2，爐臺(tái)1上方設(shè)置有支撐板，該支撐板上開設(shè)有通孔，風(fēng)機(jī)2的風(fēng)葉位于該通孔下方；將待退火的銅帶5放置在支撐板上，然后將內(nèi)罩3罩在銅帶5的外側(cè)，并將內(nèi)罩3底部的法蘭盤體與爐臺(tái)1鎖緊，保持內(nèi)罩3中的密封狀態(tài)；具體為內(nèi)罩3底部的法蘭盤體與爐臺(tái)1是采用液壓缸6鎖緊，且液壓缸6設(shè)置有八個(gè)，均勻分布在爐臺(tái)1的四周，液壓缸6的活塞桿將內(nèi)罩3底部的法蘭盤體緊緊壓在爐臺(tái)1上，八個(gè)液壓缸6在工作時(shí)同步動(dòng)作，確保各點(diǎn)的鎖緊力一致，同時(shí)對(duì)液壓缸6采用恒壓力控制，不會(huì)因?yàn)閮?nèi)罩3內(nèi)壓力變化而造成鎖緊力不一致的現(xiàn)象，從而保證爐臺(tái)1與內(nèi)罩3密封性增強(qiáng)，為后續(xù)退火過程充入氣體提供了安全與性能保障。
[0020]步驟二:向罩式爐內(nèi)充入安全氣；
步驟一結(jié)束后，首先對(duì)內(nèi)罩3進(jìn)行一次抽真空處理，然后向內(nèi)罩3中充入安全氣，該安全氣為氮?dú)?；?dāng)內(nèi)罩3中壓強(qiáng)達(dá)到正壓108~110Pa時(shí)停止充氣，具體在本實(shí)施例中為正壓llOPa ;此時(shí)內(nèi)罩3中屬于微正壓狀態(tài)是必要的，若內(nèi)罩3中壓強(qiáng)過高導(dǎo)致內(nèi)罩3受力嚴(yán)重，不利于內(nèi)罩3的長(zhǎng)期使用，壓強(qiáng)若低于常壓則會(huì)導(dǎo)致外部空氣的進(jìn)入，使得內(nèi)罩3中混有空氣，影響后續(xù)退火質(zhì)量。
[0021]步驟三:罩式爐的加熱階段；
步驟二結(jié)束后，將加熱罩4罩在內(nèi)罩3的外側(cè)，加熱罩4內(nèi)設(shè)置有電阻絲；罩式爐的爐臺(tái)1上還設(shè)置有進(jìn)氣管和排氣管，其中進(jìn)氣管上設(shè)置有流量計(jì)，排氣管上設(shè)置有壓強(qiáng)控制開關(guān)；當(dāng)加熱罩4開始加熱時(shí)，啟動(dòng)爐臺(tái)1底部的風(fēng)機(jī)2，然后通過該進(jìn)氣管向內(nèi)罩3中充入保護(hù)氣，本實(shí)施例中所述的保護(hù)氣均是指氫氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w，其中氫氣的體積百分比為75%，氮?dú)獾捏w積百分比為25%，加熱時(shí)保護(hù)氣被風(fēng)機(jī)2帶動(dòng)，在內(nèi)罩3中形成穩(wěn)定流動(dòng)的保護(hù)氣流，環(huán)繞在銅帶5的四周，保護(hù)氣同時(shí)充當(dāng)傳熱介質(zhì)，加熱罩4產(chǎn)生的熱量傳遞給保護(hù)氣，保護(hù)氣再將熱量傳遞給包裹在其內(nèi)部的銅帶5，從而使銅帶5受熱進(jìn)行退火；本實(shí)施例中所采用的保護(hù)氣中氫氣含量較高，氫氣密度小、動(dòng)力粘度小、還原性強(qiáng)，在風(fēng)機(jī)2的帶動(dòng)下流動(dòng)快，導(dǎo)熱好，這種間接加熱方式使銅帶5受熱更加均勻，且受熱過程持續(xù)穩(wěn)定，有利于銅帶5的退火性能穩(wěn)定；加熱時(shí)間為4h，使內(nèi)罩3中溫度達(dá)到420°C，加熱過程中保護(hù)氣是持續(xù)充入的。
[0022]需要注意的是，保護(hù)氣的充入方式對(duì)銅帶5的退火性能有顯著影響，保護(hù)氣的進(jìn)入是否均勻、進(jìn)入量是否充足都直接影響銅帶5的受熱過程，保護(hù)氣的不均勻會(huì)導(dǎo)致銅帶5受熱不均，從而使銅帶5組織不均，各部分硬度出現(xiàn)差異，性能不穩(wěn)定；保護(hù)氣的不充足又會(huì)導(dǎo)致銅帶5受熱緩慢，加熱時(shí)間延長(zhǎng)，降低了生產(chǎn)效率。為了同時(shí)保證保護(hù)氣的均勻與含量，本發(fā)明技術(shù)人員采用流量的方式對(duì)保護(hù)氣進(jìn)行控制，進(jìn)氣管上設(shè)置有流量計(jì)，隨時(shí)控制保護(hù)