[发明专利]一种冷轧板材激光在线退火设备及工艺

说明书

一种冷轧板材激光在线退火设备及工艺，所述设备包括轧机本体、收卷机以及设于二者之间的防氧化保护装置；防氧化保护装置的工作室上表面设有上激光头管道和上保护气进口管道，下表面设有下激光头管道和下保护气进口管道；上、下激光头管道均包括多个并排设置于工作室上的管道口，且排列方位与轧制板材的移动方向一致，管道口内设有用于射出激光束的激光头，激光束通过上下各管道口辐照轧制板材的整个宽度，形成激光辐照区。本发明还包括一种冷轧板材激光在线退火工艺。本发明可实现轧制板材表面退火温度灵活调节，还可根据不同轧制板材的退火温度要求，快速设定激光在线退火参数，提高轧制板材在线退火质量。

技术领域

本发明涉及轧制板材退火技术领域，特别是一种冷轧板材激光在线退火设备及工艺。

背景技术

要实现轧制板材获得高质量，关键在于对板材进行退火处理，这主要是由于当板材被轧制到一定程度时，会产生加工硬化，导致脆性增大。若不进行合理退火处理，轧板在使用过程极易造成裂纹形成，甚至断裂。目前，国内80%以上轧板厂家使用的是连续气保退火炉进行轧板在线退火处理。但此退火炉暴露出以下几个问题：

①连续气保退火炉体积庞大，占地面积大和不易移动，且主要通过煤气热或电阻热辐射到炉胆，再热传导到炉胆内气保空间，再辐射到轧制板材表面。这种热传导方式，不仅耗电大，还辐射到板材表面存在温度场分布不均匀问题。

②连续气保退火炉升温速度慢，较难灵活调节，且在升温过程中，会增加整个轧制板材的温度场分布不均匀，影响轧制板材退火效果。

③当轧制板材进入退火炉过程中，退火温度达到1100℃，当轧制板材刚退出退火炉时，轧制板材表面温度还非常高，极易造成表面氧化。

④在轧制板材退火温度设置为高温时，如1100℃，会导致炉胆内部温度超过1200℃，而炉胆外部温度高达＞1300℃，因此炉胆在这种高温环境下，炉胆外部极易直接高温氧化，进而导致退火炉寿命短，大多数厂家一年内都需要至少更换一次炉胆，而更换一次需要花费至少20天时间，直接影响工厂生产效率。

⑤连续气保退火炉开机后，不能随意进行停炉。一旦出现意外断电停炉，就会因为炉胆由里到内热胀冷缩不一致而造成退火炉断裂。退火炉设备不仅投资大，还热效率低下、换胆炉麻烦等系列问题。

CN 2019106898904公开了一种冷轧不锈钢在线退火设备及工艺，该设备是将退火装置设于轧机本体上，实现钢带边轧边退火的过程，且能大大减小设备占地面积，然而该设备的在线退火温度仍无法灵活调节，而且操作复杂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种冷轧板材激光在线退火设备及工艺。

本发明的技术方案是：

本发明之一种冷轧板材激光在线退火设备，包括轧机本体和设于轧机本体两侧的收卷机；还包括设于轧机本体和收卷机之间的防氧化保护装置；所述防氧化保护装置包括工作室，所述工作室的上表面设有上激光头管道和上保护气进口管道，下表面设有下激光头管道和下保护气进口管道；所述上激光头管道和下激光头管道均包括多个并排设置于工作室上的管道口，且排列方位与轧制板材的移动方向一致，管道口内设有用于射出激光束的激光头，激光束通过上下各管道口辐照至轧制板材的整个宽度，形成激光辐照区，所述轧制板材沿移动路径依次经过激光辐照区和非激光辐照区进行在线退火和冷却。

进一步，所述激光头由激光系统控制，用于使激光束辐照到整个轧制板材的光斑为矩形光斑，且根据不同冷轧板材尺寸的在线退火时间要求来控制多激光头共同辐照拼接成不同尺寸的光斑。

进一步，所述激光辐照区和非激光辐照区的上部和下部均设有上保护气进口管道和下保护气进口管道，用于输送保护气体，还用于向非激光辐照区内输送冷却介质。

进一步，所述激光辐照区和非激光辐照区均设有用于检测轧制板材表面工作温度的温度测试系统，所述温度测试系统包括设于工作室上部和下部的多个间隔排列的温度传感器。