本发明专利技术涉及冶金技术领域，具体为一种冷轧钛带卷真空感应直接加热退火装置。对照现有技术真空退火炉中的电阻带加热炉，其单炉平均生产周期在100小时以上。测算年生产能力1000吨/年，该生产能力已成为应用此项技术的钛卷生产厂家钛卷产能提升的瓶颈。且其平均工序电耗1250kwh/t以上。钛的比热容525J/kg.K，经计算加热到650度时的理论电耗约为100kwh/t，与现有真空退火炉的实际值电耗1250kwh/t差别很大。由本发明专利技术所述装置组成的生产线，每天加热4个钛卷，全年按300个工作日计算，单个钛卷按平均8吨计算，生产能力为9600吨/年，工序电耗按生产退火每吨钛卷降低1000kwh计算(工序电耗由1250kwh/t降至200kwh/t)，每kwh电价按1元计算，每年共节省960万元，降低电耗效益明显，产能提升经济效益明显。
【技术实现步骤摘要】
一种冷轧钛带卷真空感应直接加热退火装置
本专利技术涉及冶金
，具体为一种冷轧钛带卷真空感应直接加热退火装置。
技术介绍
钛带卷真空感应直接加热退火装置中的感应加热方法是成熟的技术，原理上是可行的。而将感应直接加热方法用于钛卷真空退火，与传统的钛卷真空加热退火方法相比则是一种全新的思路，需要对设备和工艺进行全新的设计。现有的冷轧钛带卷真空退火炉分为电阻带加热炉和罩式加热炉。真空下都是利用热辐射间接加热，热效率低，且都是在线加热、在线冷却，设备有效利用率低。本专利技术实施例中对照的现有两台真空退火炉为电阻带加热炉，单炉平均生产周期在100小时以上。测算年生产能力1000吨/年，已成为制约钛卷产能提升的瓶颈。且其平均工序电耗1250kwh/t以上。钛的比热容525J/kg.K，经计算加热到650度时的理论电耗约为lOOkwh/t，与现有真空退火炉的实际值电耗1250kwh/t差别很大。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题冷轧钛带卷真空感应直接加热退火装置用于冷轧钛带卷真空加热退火。为缩短真空退火炉的生产周期和降低工序电耗，经前期多次实验，在大致了解了适合钛卷加热的重量/功率比和单位重量下的升温速率/功率比等数据的前提下，特设计出本冷轧钛带卷真空感应直接加热退火装置，加热方式是钛带卷在电磁感应下钛带卷本身产生感应电流而直接发热。钛带卷真空感应直接加热退火装置一套，每次真空加热退火一卷，最大卷重10吨。最大在线加热时间小于4小时，最大在线加热时间可按工艺要求的升温曲线进行调整或延长。加热完毕离线降温冷却。工序电耗200kwh/t以下。( 二 )技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种冷轧钛带卷真空感应直接加热退火装置，其特征在于，所述冷轧钛带卷真空感应直接加热退火装置包括:真空系统、感应加热装置、锁紧环、真空罩1、动铁芯卷扬机构2、底板3、平板车4、真空罩吊装引导桩5、钛卷吊装中心引导桩6、供电系统7和仪表控制系统8 ；所述真空罩I采用剖分结构，由两片半圆不导磁弧形板材拼接而成；所述两片半圆弧形板材的拼接处间隔绝缘垫板9 ;所述两片半圆弧形板材由带绝缘垫的紧固装置紧固连接；所述真空罩上设置有真空抽气接口 10、钛卷测温接口 12、冷却水回水接口 13、冷却水进水接口 14和氩气管路接口 15 ;所述真空抽气接口 10、冷却水回水接口 13、冷却水进水接口 14和氩气管路接口 15均设置有阀门；所述真空罩I包含内圈16和外圈17 ;所述锁紧环包括:内锁紧环18和外锁紧环19 ;所述内圈16在所述底板3下部通过所述内锁紧环18锁紧；所述外圈17在所述底板3上端通过所述外锁紧环19锁紧；所述外圈17与所述底板3之间通过真空罩外圈密封圈27密封；所述内圈16与所述底板3之间通过真空罩内圈密封圈28密封；所述感应加热装置包括:动铁芯20、固定铁芯21和励磁线圈22 ;所述动铁芯20上端设置所述动铁芯卷扬机构2 ;所述固定铁芯与动铁芯的上接合部设置有气动抱圈a23下接合部设置有气动抱圈b24 ;所述气动抱圈a23和气动抱圈b24的动作均由气缸控制；所述底板3由两片不导磁板材拼接而成；所述底板3在拼接口处间隔绝缘垫板26 ;所述两片不导磁板材由带绝缘垫的紧固装置紧固连接；所述底板3上表面设置有四个所述真空罩吊装引导桩5 ;所述真空罩I上设有与四个所述真空罩吊装引导桩5相对应的真空罩引导桩孔29 ;所述底板3相对的两个侧面均设置有两个对称布置的吊装桩30 ；所述平板车4采用中间剖分结构，由两半车体拼接组成；所述两半车体拼接组成的拼接处垫有绝缘板31 ;所述两半车体间隔所述绝缘板31通过带绝缘垫的紧固装置紧固连接；所述平板车上端平铺绝缘板32 ;所述平板车框架由不导磁的金属材料制作；所述底板3与所述平板车4均具有彼此同心的中心孔；所述钛卷吊装中心引导桩6在吊装钦卷11时插在所述中心孔内；所述供电系统7包括加热变压器和配套供电装置；所述真空抽气接口 10与所述真空系统相连。优选地，所述 加热装置励磁线圈22由大功率电源变换器供电，通过铁芯磁路耦合加热钛带卷。优选地，所述真空罩1、底板3和平板车4均采用中间剖分结构。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种应用本专利技术所述冷轧钛带卷真空感应直接加热退火装置进行钛卷真空退火感应加热的方法，所述方法分为如下步骤:在底板上部铺绝缘板32 ；装入钛卷吊装中心引导桩6 ;装入钛卷11;吊出钛卷吊装中心引导桩6 ;装上真空罩I和内28、外密封圈27。所述真空罩I的真空罩引导桩孔29对好所述底板3上相对应的真空罩吊装引导桩5后落下；锁紧内锁紧环18和外锁紧环19 ；将装入钛卷11的真空罩I及底板3组件吊装至平板车4上；将平板车4移动到加热工位，接好所述真空罩I上的真空抽气接口 10、钛卷测温接口 12、冷却水回水接口 13、冷却水进水接口 14和氩气管路接口 15 ；操作动铁芯卷扬机构2落下动铁芯20 ；通过操作气缸动作锁紧气动抱圈a23和气动抱圈b24 ；启动真空机组抽气；真空机组抽气至工艺规定的真空度，操作通电加热；按工艺规定的加热升温曲线调节电功率和频率，并继续抽气至规定的真空度；按工艺规定充入氩气；达到工艺规定的加热温度和保温时间后切断电源；操作动铁芯卷扬机构2升上动铁芯20并锁紧气动抱圈a23 ；将平板车4移动到吊装工位；将加热好的钛卷11、真空罩I及底板3组件吊装至降温冷却工位；重复上述步骤，加热下一个钛卷。(三)有益效果本专利技术选用的励磁线圈由大功率电源变换器供电，通过铁芯磁路耦合，使装入真空罩及底板组件的冷轧钛带卷产生感应电流，直接加热冷轧钛带卷进行退火。本专利技术采用钛带卷电磁感应直接加热方式，电的热效率在85%以上。而对照的电阻带加热真空退火炉电的热效率仅为8%及以下。电的热效率提高10倍以上，节能效果明显。本专利技术采用真空罩及底板组件和平板车组件，实现钛带卷在线加热、离线降温冷却生产方式，在线加热仅需4小时。而对照的电阻带加热真空退火炉单炉平均在线生产周期在100小时以上，为新型钛带卷真空感应加热退火装置的25倍或以上。产能提升效果明显。本专利技术采用的真空罩及底板组件采用剖分结构，本专利技术选用的平板车采用中间剖分结构。是新型钛带卷真空感应加热退火装置组成部分必须的结构方式， 本专利技术所采用的剖分结构为保持钛带卷退火工艺要求的真空度条件和电的热效率在85%以上这一技术指标提供充分的技术保证。本专利技术采用的感应加热装置实现在线真空感应加热，离线降温冷却的工作方式。本专利技术实施例中对照的两台真空退火炉为电阻带加热炉，单炉平均生产周期在100小时以上。测算年生产能力1000吨/年，已成为制约钛卷产能提升的瓶颈。且其平均工序电耗1250kwh/t以上。钛的比热容525J/kg.K，经计算加热到650度时的理论电耗约为lOOkwh/t，与现有真空退火炉的实际值电耗1250kwh/t差别很大。由本专利技术所述装置组成的钛卷生产线，每天加热4个钛卷，全年按300个工作日计算，单个钛卷按平均8吨计算，生产能力为9600吨/年。工序电耗按生产每吨钛卷降低1000kwh计算(工序电耗由1250kwh/t降至200kwh/t),每kwh电价按I元计算,每年共节省960万元，降低电耗效益明显本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种冷轧钛带卷真空感应直接加热退火装置，其特征在于，所述冷轧钛带卷真空感应直接加热退火装置包括：真空系统、感应加热装置、锁紧环、真空罩(1)、动铁芯卷扬机构(2)、底板(3)、平板车(4)、真空罩吊装引导桩(5)、钛卷吊装中心引导桩(6)、供电系统(7)和仪表控制系统(8)；所述真空罩(1)采用剖分结构，由两片半圆不导磁弧形板材拼接而成；所述两片半圆弧形板材的拼接处间隔绝缘垫板(9)；所述两片半圆弧形板材由带绝缘垫的紧固装置紧固连接；所述真空罩上设置有真空抽气接口(10)、钛卷测温接口(12)、冷却水回水接口(13)、冷却水进水接口(14)和氩气管路接口(15)；所述真空抽气接口(10)、冷却水回水接口(13)、冷却水进水接口(14)和氩气管路接口(15)均设置有阀门；所述真空罩(1)包含内圈(16)和外圈(17)；所述锁紧环包括：内锁紧环(18)和外锁紧环(19)；所述内圈(16)在所述底板(3)下部通过所述内锁紧环(18)锁紧；所述外圈(17)在所述底板(3)上端通过所述外锁紧环(19)锁紧；所述外圈(17)与所述底板(3)之间通过真空罩外圈密封圈(27)密封；所述内圈(16)与所述底板(3)之间通过真空罩内圈密封圈(28)密封；所述感应加热装置包括：动铁芯(20)、固定铁芯(21)和励磁线圈(22)；所述动铁芯(20)上端设置所述动铁芯卷扬机构(2)；所述固定铁芯与动铁芯的上接合部设置有气动抱圈a(23)下接合部设置有气动抱圈b(24)；所述气动抱圈a(23)和气动抱圈b(24)的动作均由气缸控制；所述底板(3)由两片不导磁板材拼接而成；所述底板(3)在拼接口处间隔绝缘垫板(26)；所述两片不导磁板材由带绝缘垫的紧固装置紧固连接；所述底板(3)上表面设置有四个所述真空罩吊装引导桩(5)；所述真空罩(1)上设有与四个所述真空罩吊装引导桩(5)相对应的真空罩引导桩孔(29)；所述底板(3)相对的两个侧面均设置有两个对称布置的吊装桩(30)；所述平板车(4)采用中间剖分结构，由两半车体拼接组成；所述两半车体拼接组成的拼接处垫有绝缘板(31)；所述两半车体间隔所述绝缘板(31)通过带绝缘垫的紧固装置紧固连接；所述平板车上端平铺绝缘板(32)；所述平板车框架由不导磁的金属材料制作；所述底板(3)与所述平板车(4)均具有彼此同心的中心孔；所述钛卷吊装中心引导桩(6)在吊装钛卷(11)时插在所述中心孔内；所述供电系统(7)包括加热变压器和配套供电装置；所述真空抽气接口(10)与所述真空系统相连。...
【技术特征摘要】
1.一种冷轧钛带卷真空感应直接加热退火装置，其特征在于，所述冷轧钛带卷真空感应直接加热退火装置包括:真空系统、感应加热装置、锁紧环、真空罩(1)、动铁芯卷扬机构(2)、底板(3)、平板车(4)、真空罩吊装引导桩(5)、钛卷吊装中心引导桩(6)、供电系统(7)和仪表控制系统(8)； 所述真空罩(1)采用剖分结构，由两片半圆不导磁弧形板材拼接而成；所述两片半圆弧形板材的拼接处间隔绝缘垫板(9);所述两片半圆弧形板材由带绝缘垫的紧固装置紧固连接；所述真空罩上设置有真空抽气接口(10)、钛卷测温接口(12)、冷却水回水接口(13)、冷却水进水接口(14)和氩气管路接口(15);所述真空抽气接口(10)、冷却水回水接口(13)、冷却水进水接口(14)和氩气管路接口(15)均设置有阀门；所述真空罩(1)包含内圈(16)和外圈(17);所述锁紧环包括:内锁紧环(18)和外锁紧环(19);所述内圈(16)在所述底板(3)下部通过所述内锁紧环(18)锁紧；所述外圈(17)在所述底板(3)上端通过所述外锁紧环(19)锁紧； 所述外圈(17)与所述底板(3)之间通过真空罩外圈密封圈(27)密封；所述内圈(16)与所述底板(3)之间通过真空罩内圈密封圈(28)密封； 所述感应加热装置包括:动铁芯(20)、固定铁芯(21)和励磁线圈(22);所述动铁芯(20)上端设置所述动铁芯卷扬机构(2);所述固定铁芯与动铁芯的上接合部设置有气动抱圈a (23)下接合部设置有气动抱圈b (24);所述气动抱圈a (23)和气动抱圈b (24)的动作均由气缸控制； 所述底板(3)由两片不导磁板材拼接而成；所述底板(3)在拼接口处间隔绝缘垫板(26);所述两片不导磁板材由带绝缘垫的紧固装置紧固连接；所述底板(3)上表面设置有四个所述真空罩吊装引导桩(5);所述真空罩(I)上设有与四个所述真空罩吊装引导桩(5)相对应的真空罩引导桩孔(29);所述底板(3)相对的两个侧面均设置有两个对称布置的吊装桩(30)； 所述平板车(4)采用中间剖分结构，由两半车体拼接组成；所述两半车体拼接组成的拼接处垫有绝缘板(31);所述两半车体间隔所述绝缘...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄朝阳，陈本富，杨盾，向午渊，袁映军，杨楠，胡阔飞，杨超，
申请(专利权)人：湖南湘投金天钛金属有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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