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CN1094521C - 连续热处理炉及连续热处理炉的氛围控制方法和冷却方法 - Google Patents

连续热处理炉及连续热处理炉的氛围控制方法和冷却方法 Download PDF

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CN1094521C CN99800398A CN99800398A CN1094521C CN 1094521 C CN1094521 C CN 1094521C CN 99800398 A CN99800398 A CN 99800398A CN 99800398 A CN99800398 A CN 99800398A CN 1094521 C CN1094521 C CN 1094521C
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Abstract

本发明的目的在于提供一种连续热处理炉及可防止渗氮的炉内保护气体控制方法。连续热处理炉的数个炉段中除了最初和最后的炉段外，1个炉段是通过喷射保护气体对材料进行快速冷却的速冷段11，而且作为保护气体密封机构在入口部设有用第1、第2辊式密封装置4A、4B将来自上流侧的气体隔开的辊式密封室3，在出口部设有第3辊式密封装置4C，第1辊式密封装置入口侧部与第3辊式密封装置出口侧部相连接，而且辊式密封室与速冷带内最上流部6相连接，这种连续热处理炉在速冷段内将炉内氢浓度控制在10%以上，在速冷段入口侧的炉段内控制在10%以下。这样，便可用简单的机构防止气体喷射冷却方式的速冷段的保护气体与速冷段的相邻炉带(加热段等及冷却段等)的保护气体混合。

Description

连续热处理炉及连续热处理炉的氛围 控制方法和冷却方法
技术领域
本发明涉及一种连续热处理炉，详细地说是涉及对带状材料例如钢或铝等金属带进行连续热处理用的连续热处理炉及其操作方法等。
背景技术
以下，在本发明中氢浓度百分比是指体积百分比。
连续热处理炉基本上是在钢带等带状材料连续穿炉的同时，按规定的热处理制度进行热处理的设备，按加热、均热、冷却(缓冷、速冷)等处理顺序依次配置具有各种处理功能的炉段而构成的。
例如，如图4所示，冷轧钢带的连续热处理炉是按热处理顺序这样配置而成的，即将钢带S加热至规定温度、或进一步进行均热、或进行缓冷的加热段10；在规定的温度区域进行快速冷却的速冷段11；冷却至规定的处理结束温度为止的，或在此之前进行时效处理的冷却段12等。
在热处理过程中，如果材料表面氧化则有损产品外观，故一般要将连续热处理炉内调整为无氧化氛围。钢带连续热处理炉一般使用氢气和氮气的混合气体(称作HN气体)作为保护气体，这种气体含有百分之几的氢气。
使用这种HN气体时，随着热处理的进行而对钢材进行还原的氢气便成为H2O而被消耗掉，这种情况下，不能使炉内氛围保持无氧化状态。因此，在各炉段设置保护气体排出管和供给管，以排出废气补充新气体，使炉内的氢浓度保持一定。
但是，该保护气体的化学成分并不是在所有的炉段都保持同一组成，如下所述，有时要在应给与钢带特性的相应炉段采用与其它炉段不同的保护气体成分。
例如，处理含C 0.01-0.02wt％的低碳钢时，为了改善其时效性，在将钢带加热、均热之前后进行速冷，使钢中的C过饱和固溶后保持在400℃左右，进行所谓的过时效处理。这种情况下的速冷技术有：用热交换器对保护气体进行冷却、循环，例如从图4所示的气体喷射室13向钢带喷射高速气体喷射流的气体喷射冷却法；将内部注入有致冷剂的冷却辊推压在钢带上的辊式冷却法；将水、雾喷射到钢带上的水冷却法、雾冷却法等。其中，气体喷射冷却法与其它方法相比，冷却后的钢带的外观及形状良好，而且设备价格便宜。
但是，气体喷射冷却法存在着冷却速度慢的缺点。为了弥补这一缺点，在速冷段使用增大氢浓度、提高冷却能力的HN气体，这已在特公昭55-1969是公报、特开平6-346156号公报，特开平9-235626公报中公开了。因此，速冷段的冷却速度可超过50℃/s，可进行相当快的快速冷却。
这样，在特定的炉段使用与其它炉段不同的保护气体时，必须避免与其它炉段的保护气体混合。为此，在与其它炉段的交界处设置密封机构。
密封机构的具体构造或装置，例如众所周知有：(A)兼作数个处理室的间壁构造(特开平5-125451号公报)，这种间壁配置在不同化学成分保护气体的交界部，可以供给、排出不同化学成分的保护气体，(B)使密封舌片与钢带进行滑动接触的装置(实公昭63-19316号公报)，(C)将密封辊、流量计喷嘴、密封挡板组合而成的装置(特开昭59-133330号公报)，(D)例如，如图4所示的辊式密封装置4，该装置以辊子从材料的表、里面夹住材料的方式进行配置，而且辊子以与材料的穿炉速度相同的速度进行回转。此外在图4的速冷板11中，除了在其入口、出口外，在配置有气体喷射室13的速冷段前段的出口处也设有辊式密封装置4。
在这种密封机构中，在(B)机构的情况下，通过与密封舌片的接触，钢带上会产生划痕。特别是在穿炉速度快的热处理条件下，其划伤的危险性更大。另外，在(A)、(C)情况下，必须经常确保密封气体流量，故保护气体的单耗高，而且为了确保密封性，必须高精度地控制气体流量，因此设备费用高。然而，在(D)情况下，钢带不会产生划痕，而且设备费也便宜。
如上所述，在连续热处理炉的速冷段使用氢浓度高于其它炉段(加热段等及冷却段等)的HN气体，使该气体进行循环、冷却，然后喷射到钢带上，用这种气体喷射冷却法，从制品的表面性能状态及设备费用的观点来看是有利的。从同一观点出发，密封机构采用辊式密封装置有利。
但是，实际上如图4所示，在速冷段11的前后(入口及出口)设辊式密封装置4，在完全隔断速冷段内的含氢量高的保护气体的情况下，喷射到带状材料上的速冷段内的高浓度氢保护气体沿着带状材料而形成的气流(称作伴随气流)会产生动压力。于是，所产生的动压力隔断辊式密封装置，结果在辊式密封装置附近静压力升高。例如，图5是表示在图4所示的热处理炉中，以线速度为400mpm的速度使板厚0.8mm、板宽1250mm的材料穿炉时，速冷段及其前后的地点P1-P9的静压力〔图5(a)〕及保护气体中的氢浓度〔图5(b)〕之测定结果。从图5(a)可知，有产生大的静压力间隙之处。因此，在速冷段及其前后位置上炉压的平衡被破坏，产生大的气流，结果速冷段内含氢量高的保护气体向速冷段外流出，如图5(b)所示，速冷段内的氢浓度降低。为了弥补该速冷段内的氢浓度降低，必须增加氢浓度高的HN气体的投入量，导致HN气体的单耗增加。
归根到底，为了防止气流而另设牢固的密封装置，结果反而诱发了因炉压(炉内的氛围气压)分布而产生的气流。现有的密封机构没有考虑这个问题。
另外，根据本发明者最近的研究可知：含氢量高的保护气体从速冷段流出，不仅会使HN气体单耗增加，而且还会影响速冷段上流侧的、处于再结晶过程中的带状材料的结晶组织。即，从研究中获得了下述见识：与速冷带入口侧相邻的炉段内的氢浓度超过10％时，处于速冷段之前的高温状态的带状材料的表层部会渗氮，部分表层产生硬化现象。
本发明是鉴于上述现有技术所存在的问题而提出的，其目的在于提供一种连续热处理炉，这种连续热处理炉可防止气体喷射冷却方式的速冷段的高浓度氢保护气体与速冷段相邻炉段(加热段等及冷却段等)的保护气体混合，可恰当地控制加热及加热后保温的炉段的保护气中的氢浓度和速冷段内的保护气体中的氢浓度，而且具有HN气体单耗低、氢浓度高的速冷段。
发明的公开
本发明是一种连续热处理炉的氛围气体控制方法(第1项发明)，该连续热处理炉是在保护气体中对带状材料进行热处理，在处理过程中将带状材料加热之后，再通过喷射含氢气体而进行快速冷却，其特征在于，将加热带状材料的炉段及加热后保温的炉段之保护气体中的氢浓度控制在10％以下。
另外，本发明是一种连续热处理炉的冷却方法(第2项发明)，该连续热处理炉是在保护气体中对带状材料进行热处理，在处理过程中将带状材料加热之后，再通过喷射含氢气体进行快速冷却，其特征在于，将加热带状材料的炉段及加热后保温的炉段的保护气体中的氢浓度控制在10％以下，在进行上述快速冷却的速冷段内，根据材料的板厚t(mm)，板宽W(mm)使材料单位截面积的张力Tu(kgf/mm2)保持在满足下述条件〔(1)～(3)式中的任一式〕的范围内，将氢浓度为10％以上的含氢气体喷射到材料上。
(a)W＜1350mm的情况下1.88-0.18×t-0.00080×W≤Tu≤2.38-0.11×t-0.00084×W     (1)
(b)W≥1350mm、t≤0.85mm的情况下0.73+0.38×t-0.00030×W≤Tu≤1.23-0.35×t-0.00028×W     (2)
(c)W≥1350mm、t＞0.85mm的情况下1.10-0.00033×W≤Tu≤1.54-0.00029×W                     (3)
此外，本发明是一种连续热处理炉(第3项发明)，该热处理炉是在保护气体中对带状材料进行热处理，具有按热处理顺序排列的数个炉段，其特征在于，这些炉段中除了最初和最后的炉段之外，1个炉段是通过喷射保护气体对材料进行快速冷却的速冷段，而且作为保护气体密封机构还在入口部设有第1辊式密封装置，在出口部设有第2辊式密封装置，第1辊式密封装置入口侧部和第2辊式密封装置出口侧部相连接。
而且，本发明是一种连续热处理炉(第4项发明)，这种热处理炉是在保护气体中对带状材料进行热处理，具有按热处理顺序排列的数个炉段，其特征在于，这些炉段中除了最初和最后的炉段之外，1个炉段是通过喷射保护气体对材料进行快速冷却的速冷段，而且作为保护气体密封机构还在入口部设有用第1、第2辊式密封装置把来自上流侧的气体隔开的辊式密封室，在出口部设有第3辊式密封装置，辊式密封室与速冷段内上流部连接在一起。
另外，本发明是一种连续热处理炉(第5项发明)，该热处理是在保护气体中对带状材料进行热处理，具有按热处理顺序排列的数个炉段，其特征在于，这些炉段中除了最初和最后的炉段之外，1个炉段是通过喷射保护气体对材料进行快速冷却的速冷段，而且作为保护气体密封机构在入口部设有用第1、第2辊式密封装置把来自上流侧的气体隔开的辊式密封室，在出口部设有第3辊式密封装置，第1辊式密封装置入口侧部与第3辊式密封装置出口侧部相连接，而且辊式密封室与速冷室内上流部相连接。
此外，本发明是第3项至第5项发明中的任1项发明(第6项发明)，其特征在于，在速冷段前后具有张紧辊。
附图的简单说明
图1是表示第5项发明的连续热处理炉一例的模式图。
图2是表示第3项发明的连续热处理炉一例的模式图。
图3是表示第4项发明的连续热处理炉一例的模式图。
图4是表示现有的连续热处理炉一例的模式图。
图5是表示现有的炉子及实施例3的速冷段前后的保护气体的压力分布(a)、氢浓度分布(b)的曲线图。
图6是表示热处理温度和保护气体中的氢含量对钢带表层部产生渗氮现象的影响的说明图。
图7是表示速冷段内的冷却气体的风量密度Q、氢浓度与传热系数α之间关系的曲线图。
图8是表示实施例1的炉内压力(a)、氢浓度(b)随着时间而变化的曲线图。
图9是表示比较例的炉内压力(a)、氢浓度(b)随着时间而变化的曲线图。
实施发明的最佳方式
第1项发明
如上所述，速冷段的保护气体为高浓度氢气时，由于从速冷段流出高浓度氢气，故相邻炉段内的氢浓度升高。又如上所述，根据最近的研究可知，当钢带热处理处于高温再结晶阶段中氢浓度高时，在钢带表层部因渗氮而引起硬化现象。例如，图6是表示热处理温度和保护气体中的氢浓度对钢带表层部产生渗氮现象的影响，从该图可知在再结晶温度区域，在氢浓度超过10％的条件下、并且经过热处理的情况下，钢带表层部产生渗氮现象。
这里，有无渗氮现象，是根据钢板表面的硬度增大、以及钢板极表面部的含氮量增加(根据俄歇光谱分析)来判断的。
根据上述见识，速冷段内的保护气体使用含氢量高的气体时，与速冷段相邻的缓冷段及位于缓冷段上流的均热段及加热段内的氢浓度必须控制在10％以下。
因此，在第1项发明中规定了要将加热带状材料的炉段及加热后进行保温的炉段的保护气体中的氢浓度控制在10％以下。
第2项发明
在带状材料、例如钢带的连续热处理炉的冷却段中部分区域配置速冷段，用气体喷射冷却方法对钢带进行速冷。第2项发明是在第1项发明的基础上，在速冷段内根据材料的板厚t(mm)、板宽w(mm)，使材料单位横截面积上的张力Tu(kgf/mm2)保持在满足上述(1)-(3)式中的任一式的范围内，并向材料喷射氢浓度为10％以上的含氢气体。其理由用图7进行说明。
图7是表示速冷段内冷却气体的风量密度Q、氢浓度与传热系数α之间关系的曲线图，α大致与Q、氢浓度成正比地增大。另外，风量密度Q是用速冷段内的钢带一面的面积除以喷射到钢带两面上的风量而求出的。
这里，速冷段所需要的α值根据材料(该例中为钢板)的种类(钢种)、板厚的不同而异，例如在BH钢板(获得了烤柒硬化性的、主要是汽车用钢板等使用的钢板)的情况下，速冷段的冷却速度必须在30℃/s以上，这相当于板厚为1.0mm时α为200kcal/(m2·h·℃)以上，板厚为1.6mm时α为350kcal/(m2·h·℃)以上。
这样，由于必须确保与板厚相对应的规定α值，故最好将氢浓度设定为一定的下限值，而且风量密度Q最好也根据板厚而相应增大，但必须将Q控制在与板厚相对应的规定量以下。
即，考虑到冷却效率，缩短冷却气体喷嘴与带状材料之间的距离是有利的，但当风量密度Q增大时，钢带因松驰而与冷却气体喷嘴接触，容易产生划痕，产生该划痕较多情况下的Q值与板厚及带状材料的张力有关，板子厚度越薄，Q值越小。
此外，关于Q值与张力的关系，张力越小产生划痕越多，这种情况下Q的极限值越低。图7所示为Tu＝1.88-0.18×t-0.00080×W(W＜1350mm)及Tu＝1.10-0.00033×W(W≥1350mm)的情况(A)和Tu＝1.78-0.18×t-0.00080×W(W＜1350mm)及Tu＝1.00-0.00033×W(W≥1350mm)的情况(B)时，板厚为1.0mm和板厚为1.6mm条件下产生划痕多的极限Q值。在(A)情况下，划痕发生较多的极限Q值当板厚为1.0mm时为150m3/(m2·min)、板厚为1.6mm时为400m3/(m2·min)，无论哪一种情况当冷却气体的氢浓度超过10％时，可达到目标α值。另一方面，在Tu比这个值低的情况(B)，如果氢浓度增加得不很大，就不会产生松驰、不会达到目标α值。
另外，当Tu比上述(1)-(3)式中任一式右边的值大时存在着下述问题，即钢带卷绕在速冷段内的炉底辊上时，易产生翘曲和塑性变形等质量上的问题。还有，当速冷段的张力与缓冷段或均热段的张力之差超过需要时，张力控制用的例如张紧辊的电动机功率必须比所需要的功率大，这在经济上会产生不良影响。
因此，在第2项发明中对速冷段的氢浓度进行了限制，而且对材料的张力进行了这样的限定，也就是说要将材料的张力保持在上述(1)-(3)式中任一式的范围内。另外，关于与板厚的关系，上述(1)-(3)式中系数的符号等不同，是因为最好较薄的材料采用重视防止翘曲的实验式、较厚的材料采用重视防止因张力过大而使板材产生塑性变形、以及重视减小与连接材的张力差的实验式，分别进行分析。
为了满足第1项、第2项发明的上述规定，就需要有下述密封装置，即在与喷射含氢气体(在第2项发明中，氢浓度为10％以上的高浓度氢的气体)的速冷段相邻的缓冷段以及位于缓冷段上流的均热段和加热段内的氢浓度不超过10％的范围内，可对速冷段内的含氢气体进行密封的密封装置，这种高性能的密封装置通过第3项-第5项发明实现。
第3项发明
图2是表示第3项发明的连续热处理炉一例的模式图。如图所示，在该连续热处理炉上，数个炉段中除了最初和最后的炉段外，1个炉段是通过喷射保护气体对材料进行速冷的快速冷段11，而且作为保护气体密封机构还在辊式密封室的入口部设有第1辊式密封装置4A，在出口部设有第2辊式密封装置4B，通过连通管1将第1辊式密封装置4A入口侧与第2辊式密封装置4B出口侧连接起来。这种连接机构不局限于本例的连通管，例如也可将被连接部分的炉壳之间连接起来。另外，图2中与图4相同或相当的部分用同一符号表示，不再重复说明。
采用这种结构，由于夹着速冷段的上流侧及下流侧的炉内压力基本相等，因此，例如即使缓冷段一侧的炉内压力产生波动，该波动也可通过上流侧氛围气体的交流而得到缓和，而且炉内压力调整可使速冷段与速冷段以外的炉子二者之间达到平衡状态。当然，在与伴随流达到平衡的基础上，在入口侧允许有微量气体流入速冷段，在出口侧允许从速冷段泄漏微量气体，但与因炉内压力分布(炉内压力平衡被破坏)不平衡而产生的气流相比，其量小得多。此外，在有可能渗氮的速冷段上流侧，由于有气流向流入速冷段的方向流动，因此，还可有效地防止渗氮。
连通管1内的氛围压力为速冷段入口侧和出口侧炉段的平均压力，故在这里设置炉内压力计(未图示)，对与速冷段之间的炉内压力进行控制就更好。
采用这种结构可消除加热段等10与冷却段12之间的炉内压力差，可以抑制该炉内压力差所引起的速冷段11与速冷段相邻炉段10、12之间的保护气体混合现象。
第4项发明
图3是表示第4项发明的连续热处理炉一例的模式图。如图所示，在该连续热处理炉子上，数个炉段中除了最初和最后的炉段之外，1个炉段是通过喷射保护气体对材料进行速冷的速冷段11，而且作为保护气体密封机构还在入口侧部设有以第1、第2辊式密封装置4A、4B把来自上流侧的气体隔开的辊式密封室3，在出口部设有第3辊式密封装置4C，通过连通管2将辊式密封室3与速冷段内最上流部6连接起来。该连接机构不局限于本例的连通管，例如也可将被连接部分的炉壳之间连接起来。另外，图3中与图4相同或相当的部分标注相同的符号，不再重复说明。
采用这种结构，可以消除因气体喷射室13配设部的气体喷射压力波动而引起的速冷段11入口内外的炉内压力差，可抑制由于该压力差而引起的速冷段11与加热段10之间的保护气体混合现象。
第5项发明
图1是表示第5项发明的连续热处理炉一例的模式图。如图所示，在该连续热处理炉上，数个炉段中除了最初和最后的炉段之外，1个炉段是通过喷射保护气体对材料进行快速冷却的速冷段11，而且作为保护气体密封机构还在入口部设有用第1、第2辊式密封装置4A、4B把来自上流侧的气体隔开的辊式密封室3，在出口部设有第3辊式密封装置4C，通过连通管1将第1辊式密封装置4A入口侧部与第3辊式密封装置4C出口侧部连接起来，而且通过连通管2将辊式密封室3与速冷段内最上流部6连接起来。该连接机构不局限于本例的连通管，例如也可以是将被连接部分炉壳之间连接起来的结构。另外，图1中与图4相同或相当的部分标注同一符号，并省略其说明。
采用这种结构，可消除加热段等10与冷却段等12之间的炉内压力差，可抑制因该炉内压力差而引起的速冷段11与速冷段相邻的炉段10、12之间的保护气体混合现象。同时，还可消除由于气体喷射室13配设部的气体喷射压力波动而产生的速冷段11入口内外的炉内压力差，可抑制该炉压差所引起的速冷段11与加热段10之间的保护气体混合现象。
此外，如从上述说明而理解的那样，第3项-第5项发明是在现有的热处理炉上、在本发明所指定的炉内二个地点之间设有穿炉路线以外的通气连接路线的热处理炉，只进行极简单的设备改造便可实施。
第6项发明
如上所述，在第2项发明中规定要将速冷段的张力保持在(1)-(3)式中任一式的范围内。但，在加热段等内，随着钢带温度升高其屈服应力减小，当张力设定得太大时，钢带卷绕在加热段内的辊子上时便出现纵弯曲现象(称作热弯曲)。在实际操作中，当钢带的板厚较厚时，包括加热段等在内的整个连续热处理炉也可在增大张力的情况下穿炉，但厚度较薄的钢板穿炉时，在加热段等为了防止热弯曲要将张力减小，在速冷段为了抑制钢带松驰必须增大张力进行穿炉。这样，就需要使加热段等与速冷段的张力不一样，为此在第6项发明中，比较合适的方式是在第3-第5项发明中任一项发明中的速冷段的前后设张紧辊。这样，在加热段既可减小张力、又可使速冷段的张力保持在(1)-(3)式中任一式的范围内。
此外，在本发明中，各辊式密封装置的密封辊与钢带之间的间隙最好设为5mm以下。而且，为了抑制热膨胀而引起的变形，密封辊最好采用水冷型的、或辊子材质选用热膨胀系数小的，例如使用陶瓷辊。
实施例
以冷轧钢带的连续热处理炉为对象，用图2、图3、图1所示的形态实施第3项、第4项、第5项发明，作为实施例1、实施例2、实施例3。另外，从图2、图3、图1可知，实施例1、实施例2、实施例3根据第6项发明采用在速冷段前后设置张紧辊8，将速冷段张力与加热段张力分开进行控制的设备构造。
另外，实施例4是表示与下述加热段张力相同的例子，即在第5项发明(与图1所示的实施例3是同样的设备)中，设想不满足第6项发明的主要条件(没有张紧辊)的状态，使速冷段张力低于上述(1)-(3)式中任一式的范围(不满足第2项发明的主要条件)的加热段张力。
在上述实施例1、实施例2、实施例3及实施例4中对速冷段的高浓度氢保护气体(氢浓度约为30％)用量、钢带产生渗氮现象的频度进行了调查。另外，还将下述调查实绩作为比较例，即用图4所示的现有的连续热处理炉在满足上述(1)-(3)式中任一式的条件下进行操作时的张力调查实绩(将该实绩作为比较例)。图4还表示了第3项-第5项发明范围之外的具有张紧辊的现有炉子的例子。此外，还就实施例3做了进一步测定，测定了板厚0.8mm、板宽1250mm的材料在以400mpm的线速度穿炉的过程中，速冷段及其前后地点P1-P9(见图1，与图4的测定地点相同的位置)中的静压力和保护气体中的氢浓度。这里，连续热处理炉中，其速冷段前段的炉段为缓冷段，后段的炉段为过时效段，保护气体为HN气体。
实施例3中的上述静压力测定结果及保护气体中的氢浓度测定结果分别重叠地示于上述图5(a)及图5(b)中，实施例1-3及比较例的保护气体用量和产生渗氮现象的频度示于表1。另外，表1中的保护气体用量和产生渗氮现象的频度是以比较例为100的相对指数表示的。
从图5、表1可知，采用本发明可有效地抑制速冷段和与速冷段相邻的炉段之间的保护气体混合，减少保护气体用量，而且还可防止渗氮。
另外，以实施例1(图8)及比较例(图9)表示速冷段(Rc)及缓冷段(Sc)、过时效段(OA)的炉内压力、氢浓度随着时间推移而变化的例子，从这些图中可知：在缓冷段中即使炉内压力波动，本发明亦可保持缓冷段与速冷段之间的压力平衡，不会因为速冷段及其前后段之间的气流而使氢浓度发生变化。
另外，如表1中一并记载的速冷段张力(控制值)及速冷段内的钢带的松驰幅度(调查值)所示那样，实施例1、实施例2、实施例3是通过速冷段前后的张紧辊使速冷段张力与加热段张力分开，将其控制在上述(1)式的范围内，故在使加热段不产生热弯曲的情况下，可以控制速冷段内钢带的松驰幅度。另外，实施例4的张力低于上述(1)-(3)式中任一式的范围，因此，在速冷段内因喷射冷却气体而使钢带的松驰幅度增大，致使钢带与冷却气体喷嘴前端接触而产生划痕。钢带松驰带来的影响与实施例3相比，α也有所下降。在实施例4中，如果减小风量密度Q，便可消除松驰现象，但是，在这种情况下要确保α值为180kcal/(m2·h·℃)以上(板厚0.8mm时可确保30℃/s的冷却速度的值)、或确保为350kcal/(m2·h·℃)以上(板厚1.6mm时可确保30℃/s的冷却速度的值)是很困难的。
一般，穿炉速度越快，且冷却风量越大，则钢带的松驰幅度就越大，但如果采用本发明，按照第6项发明在速冷段前后设张紧辊，按第2项发明控制速冷段张力，这样便可减小松驰幅度。结果，可以缩短钢带与冷却气体喷嘴前端之间的距离，因此，在同一冷却气体量的条件下可以获得更高的冷却效率。
工业上应用的可能性
因此，采用本发明可以获得下述连续热处理炉，这种连续热处理炉在气体喷射冷却方式的速冷段进行保护气体的氢浓度达10％以上的高效率气体喷射冷却时，用简单机构便可防止速冷段与速冷段相邻的炉段(加热段等及冷却段等)之间的保护气体混合，特别是进行钢带的连续热处理可取得大大降低保护气体单耗、而且不必要担心因受高浓度氢保护气体的影响而在加热段渗氮等良好效果。
表1(之1)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 比较例
保护气体用量(相对指数) 85 75 45 45 100
渗氮发生频度(相对指数) 5 3 0 0 100
t 0.8mm×W1250mm的钢带以LS＝400mpm速度穿炉时的各种条件 速冷段张力 800kgf(0.80kgf/mm2) 1000kgf(1.00kgf/mm2) 1200kgf(1.20kgf/mm2) 600kgf(0.60kgf/mm2) 1200kgf(1.20kgf/mm2)
松驰幅度 ＜50mm ＜50mm ＜50mm 150-200mm松驰程度大，钢带正反面产生划痕 ＜50mm
风量密度Q 150m3/(m2/min) 150m3/(m2/min) 150m3/(m2/min) 150m3/(m2/min) 150m3/(m2/min)
传热系数α 240kcal/(m2/h/℃) 240kcal/(m2/h/℃) 240kcal/(m2/h/℃) 230kcal/(m2/h/℃) 220kcal/(m2/h/℃)
t＝1.6mm×W1250mm的钢带以LS＝400mpm的速度穿炉时的各种条件 速冷段张力 2200kgf(1.10kgf/mm2) 2100kgf(1.05kgf/mm2) 2000kgf(1.00kgf/mm2) 1000kgf(0.50kgf/mm2) 2000kgf(1.00kgf/mm2)
松驰幅度 50-100mm 50-100mm 50-100mm 150-200mm松驰程度大，钢带正反面产生划痕 50-100mm
风量密度Q 400m3/(m2/min) 400m3/(m2/min) 400m3/(m2/min) 400m3/(m2/min) 400m3/(m2/min)
传热系数α 470kcal/(m2/h/℃) 470kcal/(m2/h/℃) 470kcal/(m2/h/℃) 450kcal/(m2/h/℃) 420kcal/(m2/h/℃)
LS：穿炉速度，mpm：m/分
表1(之2)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 比较例
t 0.8mm×W1250mm的钢带以LS＝400mpm速度穿炉时的各种条件     速冷段张力 1200kgf(1.00kgf/mm2) 960kgf(0.80kgf/mm2) 720kgf(0.60kgf/mm2) 600kgf(0.50kgf/mm2) 720kgf(0.60kgf/mm2)
松驰幅度 ＜50mm ＜50mm ＜50mm 150-200mm松驰程度大，钢带正反面产生划痕 ＜50mm
风量密度Q 150m3/(m2/min) 150m3/(m2/min) 150m3/(m2/min) 150m3/(m2/min) 150m3/(m2/min)
    传热系数α 240kcal/(m2/h/℃) 240kcal/(m2/h/℃) 240kcal/(m2/h/℃) 230kcal/(m2/h/℃) 220kcal/(m2/h/℃)
t＝1.6mm×W1500mm的钢带以LS＝400mpm的速度穿炉时的各种条件     速冷段张力 1680kgf(0.70kgf/mm2) 2160kgf(0.90kgf/mm2) 2640kgf(1.10kgf/mm2) 960kgf(0.40kgf/mm2) 2640kgf(1.10kgf/mm2)
松驰幅度 50-100mm 50-100mm 50-100mm 150-200mm松驰程度大，钢带正反面产生划痕 50-100mm
    风量密度Q 400m3/(m2/min) 400m3/(m2/min) 400m3/(m2/min) 400m3/(m2/min) 400m3/(m2/min)
    传热系数α 470kcal/(m2/h/℃) 470kcal/(m2/h/℃) 470kcal/(m2/h/℃) 450kcal/(m2/h/℃) 420kcal/(m2/h/℃)
LS：穿炉速度，mpm：m/分

Claims (6)

1.一种连续热处理炉的氛围气体控制方法，该连续热处理炉是在保护气体中对带状材料进行热处理，在热处理过程中，在将带状材料加热之后，再通过喷射含氢气体进行快速冷却，其特征在于，将加热带状材料的炉段及加热后进行保温的炉段的保护气体中的氢浓度控制在10％以下。
2.一种连续热处理炉的冷却方法，该连续热处理炉是在保护气体中对带状材料进行热处理，在热处理过程中，在将带状材料加热之后，再通过喷射含氢气体进行快速冷却，其特征在于，将加热带状材料的炉段及加热后进行保温的炉段的保护气体中的氢浓度控制在10％以下，在进行上述快速冷却的速冷段内，根据材料的板厚t(mm)，板宽W(mm)使材料单位截面积上的张力Tu(kgf/mm2)保持在满足下述条件的范围内，将氢浓度为10％以上的含氢气体喷射到材料上。
(a)W＜1350mm的情况下1.88-0.18×t-0.00080×W≤Tu≤2.38-0.11×t-0.00084×W
(b)W≥1350mm、t≤0.85mm的情况下0.73+0.38×t-0.00030×W≤Tu≤1.23+0.35×t-0.00028×W
(c)W≥1350mm、t＞0.85mm的情况下1.10-0.00033×W≤Tu≤1.54-0.00029×W
3.一种连续热处理炉，该热处理炉是在保护气体中对带状材料进行热处理，具有按热处理顺序依次排列的数个炉段，其特征在于，这些炉段中除了最初和最后的炉段之外，1个炉段是通过喷射保护气体对材料进行快速冷却的速冷段，而且作为保护气体密封机构还在入口部设有第1辊式密封装置，在出口部设有第2辊式密封装置，第1辊式密封装置入口侧部与第2辊式密封装置出口侧部相连接。
4.一种连续热处理炉，该热处理炉是在保护气体中对带状材料进行热处理，它具有按热处理顺序依次排列的数个炉段，其特征在于，这些炉段中除了最初和最后的炉段之外，1个炉段是通过喷射保护气体对材料进行快速冷却的速冷段，而且作为保护气体密封机构在入口部设有用第1、第2辊式密封装置把来自上流侧的气体隔开的辊式密封室，在出口部设有第3辊式密封室，辊式密封室与速冷段内上流部相连接。
5.根据权利要求4所述的连续热处理炉，其特征在于，第1辊式密封装置入口侧部与第3辊式密封装置出口侧部连接在一起。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的连续热处理炉，其特征在于，在速冷段的前后设有张紧辊。
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