[发明专利]对于连续热处理线的快速加热区段进行的改进

说明书

技术领域

本发明涉及对于用于金属带的连续热处理线的加热区段进行的改进。本发明尤其提出减少热成因(origine)褶皱的危险，所述热成因褶皱在金属带上形成，所述金属带在连续的热处理线中经受快速加热，其中，所述金属带被引导穿过设有非连续的加热部件的快速加热区域。背景技术 

背景技术

至于快速加热，是指根据在加热开始时至少100℃/秒的梯度来保证金属带温度升高的加热。 

为了更好地明确本发明应用的技术领域，首先参考附图的图1，图1示意性地示出了在热处理线中金属带的加热区段的实例。 

在图1中看到，金属带1行经进口辊3和出口辊4，而穿过快速加热区段2。在穿过区段2期间，金属带1相继地暴露在四个不同的加热部件5中，分别为5a、5b、5c、5d，所述加热部件5被定位在金属带的两侧，并且沿着金属带的行进方向隔开一距离Δ，例如在加热部件5a和5b之间的距离Δab。 

通过将加热部件5置于大的热流中，加热部件5使得金属带能够以至少100℃/秒的梯度快速升高温度。由这些快速加热部件实施的方法是例如在纵向热流或横向热流引发的(induction)加热。所述加热可以在空气中或在对于金属带无氧化作用的气氛下进行。 

如在图2中所示，在两个不同的加热部件5之间，金属带不再暴露于供热流中。因此金属带经受不连续的加热(chauffe)。根据在这两个加热部件之间的绝热程度，最好是，金属带在加热部件的出口处达到的温度保持直到在下一个加热部件中的入口处。金属带的温度还可能由于热损失而减小。 

该加热的不连续在金属带中垂直于金属带的轴线地产生横向拉应力和横向压应力。导致这些应力的现象在下文进行描述。 

快速加热引起金属带的材料沿着与金属带行进方向平行和垂直的方向膨胀。沿着金属带的行进方向的膨胀由用于牵拉金属带的控制装置补偿，所述控制装置设有加热区段或该加热区段集成其中的加热线。 

沿着垂直于金属带的行进的方向进行的膨胀在材料内部产生应力。当所述应力从金属带的轴线指向金属带的边缘时，所述应力是拉应力，而当所述应力指向金属带的轴线时，所述应力是压应力。 

在加热部件5的整个长度上，如果金属带的加热流的强度是稳定的，则在存在于金属带的一区段中的压应力和在金属带的行进方向中处于该区段之前的区段的压应力之间不存在很大的差异。 

当金属带进入第一个加热部件5或下一个加热部件中时，金属带经受所接收的热流的强度的非常快速的正变化，所述正变化对应于加热加速(reprise)。函数(d温度/d时间)的变化率的改变在金属带中产生拉应力。 

同样地，当金属带离开加热部件5时，金属带经受所接受的热流的强度的非常快速的负变化，所述热流对应于加热中止(arrêt)。函数(d温度/d时间)或(d温度/d长度)的变化率的新改变在金属带中产生压应力。 

附图的图3示出了当加热金属带时这些应力的变化。曲线T1示出了当金属带在加热部件5中通过时，在Ta和Tb之间金属带的温度升高。曲线C1对应于金属带中的横向应力水平。穿过标记在纵坐标轴上的应力的0点的水平线H对应于零横向应力。位于水平线H之上的曲线C1的点对应于标记为正值的拉应力，而位于线H之下的曲线C1的点对应于标记为负值的压应力。 

可清楚地看到，对应于曲线T1上加热斜率的改变的函数(d温度/d时间)或(d温度/d长度)的变化率的每次改变，在曲线C1上出现绝对应力值的相应峰值。第一应力峰值Ca对应于曲线T1的点Ta，在点Ta处温度增加开始。这与拉应力有关。第二应力峰值Cb对应于曲线T1 的点Tb，在点Tb处温度增加结束。这与压应力有关。 

这些应力峰值的大小取决于金属带的规格，和在Ta和Tb处温度曲线的斜率变化，即在曲线的点处加热速度的变化，所述曲线的点对应于金属带进入或离开加热区域的时刻，所述加热区域对应于加热部件5。 

产生压迫力的垂直于金属带的轴线的应力——如果它达到非常大的水平——可能产生金属带的表面质量缺陷，诸如波纹、气泡、褶皱或裂纹。这些表面缺陷可以具有变化的形状，它们在金属带的长度上可以是连续的或不连续的，它们可以平行于金属带的轴线或在其宽度上蜿蜒。它们可以是唯一的或沿着多个连续平行的、不连续的、线性褶皱的形状或根据正规或非正规的曲线发展。为了简化解释，术语褶皱(pli)以下用于表示由过度的横向压应力引起的金属带的缺陷的总称。 

当金属带中的横向压应力水平大于应力阈值时，这些表面缺陷出现，应力阈值构成称为“临界应力”的极限，所述极限主要取决于：