技术领域
[0001] 本
发明涉及金属材料
热处理技术领域，具体涉及一种卧式罩式炉。
背景技术
[0002] 目前，生产上使用的罩式炉都是立式的，
钢卷在罩式炉内是立着放置的，钢卷的轴向为竖直方向，一般码垛都超过2卷。其优点是单炉装载量大，加热效率高；其缺点是，由于
传热是从卷外到卷内，导致钢卷上下温差和内外温差都大，钢卷下端边部因为承重，容易产生不可逆
变形。
[0003] 对于
取向硅钢，在高温热处理时的二次再结晶如果从
钢带的一边向另一边生长，或者从边部向中心生长，将有利于晶粒长大，从而增加磁感，通过细化
磁畴后，减少
铁损。但立式罩式炉由于传热是由卷外到卷内的，而非从钢卷的两端加热，因此不利于
取向硅钢的二次再结晶。
发明内容
[0004] 本发明
实施例涉及一种卧式罩式炉，至少可解决
现有技术的部分
缺陷。
[0005] 本发明实施例涉及一种卧式罩式炉，包括：
[0006] 固定外罩，一端封闭一端开口，且开口方向为
水平方向；
[0007] 移动端盖，可盖合于所述固定外罩的开口端，盖合后与所述固定外罩围成一
炉膛；
[0008] 钢卷托套，呈环形且轴向为水平方向，所述钢卷托套的两端开口，内环围成一料腔用于容置钢卷；
[0009]
平移机构，用于使所述钢卷托套水平移动至所述炉膛外装卸料或至所述炉膛内；
[0010] 进气口和排气口，用于调节炉膛内气氛或对炉膛内降温，所述进气口设于所述固定外罩上，所述排气口设于所述固定外罩或所述移动端盖上；
[0011] 于所述固定外罩和/或所述移动端盖的靠近所述钢卷托套对应端面的端部上设有加
热机构。
[0012] 作为实施例之一，所述钢卷托套呈圆环形，所述卧式罩式炉还包括驱动所述钢卷托套绕其
中轴线在所述炉膛内转动的
旋转机构，所述旋转机构包括旋转驱动结构、支承结构和升降结构，所述升降结构可驱动所述钢卷托套顶升至旋转位或下落至平移位；在旋转位，所述支承结构支承所述钢卷托套，在平移位，所述支承结构脱离所述钢卷托套。
[0013] 作为实施例之一，所述旋转驱动结构包括驱动单元、传动
齿轮、
链轮和链条，所述链条绕过所述链轮及所述驱动单元的
输出轴，所述链轮与所述传动齿轮套装于同一
转轴上，所述钢卷托套外环上对应设有环形
齿条，所述环形齿条与所述传动齿轮
啮合。
[0014] 作为实施例之一，所述支承结构包括至少4组支承组件，所述支承组件包括第一托轮、第一托轮轴及第一支座，所述第一托轮套设于所述第一托轮轴上，所述第一托轮轴转动设于所述第一支座上，且各所述第一托轮轴的轴向均与所述钢卷托套的轴向平行；各所述第一支座沿所述钢卷托套的中轴线对称布置于所述固定外罩的
外壳的下部，且对应于各所述第一支座
位置处，在所述固定外罩的外壳内沿竖直方向设有滑道，所述滑道靠近所述炉膛的一端开口，各所述第一支座分别滑设于对应的滑道内。
[0015] 作为实施例之一，所述升降结构包括多个驱动杆，所述驱动杆为调节螺杆或液压驱动杆，所述驱动杆的数量与所述第一支座的数量相同且一一对应设置，各所述驱动杆均竖直穿设于所述固定外罩的外壳上且顶端与对应的第一支座底部
接触；各所述驱动杆与所述固定外罩的外壳连接处均密封处理。
[0016] 作为实施例之一，所述固定外罩内下部及所述移动端盖内下部均设有限位轮，所述钢卷托套处于旋转位时，所述钢卷托套的下部两端分别靠近两所述限位轮。
[0017] 作为实施例之一，所述平移机构包括多组平移组件，所述平移组件包括第二托轮、第二托轮轴及第二支座，所述第二托轮套设于所述第二托轮轴上，且所述第二托轮与所述第二托轮轴之间设有
轴承，所述第二托轮轴转动设于所述第二支座上，各所述第二支座沿水平方向依次排列于所述炉膛底部，各所述第二托轮轴的轴向均与竖直方向及所述钢卷托套的轴向平行。
[0018] 作为实施例之一，所述加热机构包括
电阻带，所述
电阻带的
接线柱穿设于对应的所述固定外罩或所述移动端盖的外壳上，且与对应的外壳连接处通过绝缘
密封件密封处理。
[0019] 作为实施例之一，所述固定外罩的外壳及所述移动端盖的外壳与对应的加热机构之间均沿水平方向由内至外依次设有耐火材料层和隔
热层；所述钢卷托套的内环与外环之间由内环至外环方向依次设有耐火材料层和
隔热层。
[0020] 作为实施例之一，所述钢卷托套的内环与外环之间由内环至外环方向依次设有耐火材料层和隔热层；所述钢卷托套的所述耐火材料层中，靠近所述钢卷托套内环设有多个容纳孔，各所述容纳孔的轴向均与所述钢卷托套的轴向平行，多个所述容纳孔均匀环形布置，每个所述容纳孔内设有至少一根电阻丝；所述钢卷托套的外环上设有三个导电环，各所述电阻丝均分别与三个所述导电环电连接，所述固定外罩上对应设有
碳刷，所述钢卷托套平移至所述炉膛内时，所述碳刷分别与三个所述导电环接触。
[0021] 作为实施例之一，所述钢卷托套的耐火材料层的两端沿所述钢卷托套的径向方向向所述钢卷托套的外环延伸包裹所述隔热层；所述固定外罩的耐火材料层及所述移动端盖的耐火材料层与相邻的所述钢卷托套的耐火材料层均成企口式对接。
[0022] 作为实施例之一，所述卧式罩式炉还包括卷芯
支撑件，所述卷芯支撑件为由耐火材料制成的空心圆柱体，嵌装于钢卷内防止钢卷坍塌变形；所述卷芯支撑件为一体成型件，或沿径向分为多部分。
[0023] 本发明实施例至少实现了如下有益效果：采用卧式炉，钢卷在炉膛内卧式放置，加热机构对钢卷的端面进行加热，使钢带在其宽度方向上形成
温度梯度；在处理取向硅钢时，二次再结晶从钢带的一边向另一边生长，或者从边部向中心生长，因而可增大取向硅钢的二次晶粒，从而增加磁感，减少铁损。同时，避免钢带边部有害变形，提高成材率。
附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0025] 图1为本发明实施例提供的卧式罩式炉的主视剖视图；
[0026] 图2为本发明实施例提供的支承结构的结构示意图；
[0027] 图3为本发明实施例提供的平移机构的结构示意图；
[0028] 图4为本发明实施例提供的卧式罩式炉的侧视剖视图。
具体实施方式
[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 如图1-图4，本发明实施例涉及一种卧式罩式炉，包括以下结构：
[0031] 固定外罩1，其一端封闭一端开口，且开口方向为水平方向；
[0032] 移动端盖16，可盖合于所述固定外罩1的开口端，盖合后与所述固定外罩1围成一炉膛；
[0033] 钢卷托套2，呈环形且轴向为水平方向，所述钢卷托套2的两端开口，内环围成一料腔用于容置钢卷5；
[0034] 平移机构6，用于使所述钢卷托套2水平移动至所述炉膛外装卸料或至所述炉膛内；
[0035] 进气口和排气口，用于调节炉膛内气氛或对炉膛内降温，所述进气口设于所述固定外罩1上，所述排气口设于所述固定外罩1或所述移动端盖16上；
[0036] 于所述固定外罩1和/或所述移动端盖16的靠近所述钢卷托套2对应端面的端部上设有加热机构。
[0037] 上述结构中，固定外罩1和移动端盖16均为卧式结构，移动端盖16盖合于固定外罩1上的方式为通过
法兰18连接固定，法兰18密封面采用水冷的
橡胶空心O形圈密封。固定外罩1和移动端盖16可各具有一部分一端开口的腔室，两腔室拼合形成上述炉膛；但一般为移动端盖16吊装方便，移动端盖16的重量应尽量轻，因此，炉膛的主要组成部分以固定外罩1的内腔为主，移动端盖16盖合在固定外罩1上面以封闭该内腔的开口端形成密封的炉膛。移动端盖16的顶部设有用于起吊的吊环17，在本罩式炉装卸料时，通过该吊环17将移动端盖
16吊离；固定外罩1的顶部也设有用于起吊的吊环，方便检修维护。固定外罩1的底部连接有卧式安装底座12，该卧式安装底座12与固定外罩1通过
螺栓可拆卸连接，固定外罩1通过该卧式安装底座12安装于车间
基础平面上。另外，该固定外罩1的外壳上还设有加强法兰，以提高其结构强度，本实施例中，上述加强法兰为4个。进气口优选为设置在固定外罩1底部靠近封闭端，排气口对应设置于固定外罩1顶部靠近开口端，或者排气口设置于移动端盖16顶部；即从炉膛底部进气，从炉膛顶部排气，以调节炉膛内气氛或通入冷却气体对热处理后的钢卷5进行冷却。
[0038] 一般地，对于取向硅钢，
力求二次再结晶从钢带的一边向另一边生长，或者从边部向中心生长；上述加热机构只设置一个时，即从钢卷5的一端进行加热，则满足二次再结晶从钢带的一边向另一边生长，设置两个时，即从钢卷5的两端同时加热，则满足二次再结晶从钢带的边部向中心生长。为提高处理效率，本实施例从钢卷5的两端同时加热，即在固定外罩1和移动端盖16的靠近所述钢卷托套2对应端面的端部上均设有加热机构。另外，本实施例中，该加热机构采用电阻带14，所述电阻带14的接线柱穿设于对应的所述固定外罩1或所述移动端盖16的外壳上，且与对应的外壳连接处通过绝缘密封件密封处理。电阻带14的功率为45~100KW，优选为75～90kw，可根据实际生产时的热处理热量需要对电阻带14的功率及加热面积进行选择。可见，本卧式罩式炉的加热功率可与现有的立式罩式炉的加热功率相当，可满足取向硅钢等的热处理温度要求，且由于本卧式罩式炉单炉只放置一卷钢卷5，因此可有效缩短钢卷5在本卧式罩式炉内的在炉时间，提高处理效率。当然，上述加热机构也可采用烧嘴通过燃气燃烧进行加热，或者采用其他电加热设备，如电炉丝、碳棒等。
[0039] 接续上述卧式罩式炉的结构，由于需对钢卷5进行高温热处理，因此炉膛内的
工作温度较高，为此，需在固定外罩1的外壳与炉膛之间及移动端盖16的外壳与炉膛之间设置耐火材料层7，以提高设备的使用寿命；另外，还需设置隔热保温层，避免炉膛内热量散失，以提高热处理效率，缩短处理时间。具体结构为：所述固定外罩1的外壳与对应的加热机构之间均沿水平方向由内至外依次设有耐火材料层7和隔热层8，及所述移动端盖16的外壳与对应的加热机构之间均沿水平方向由内至外依次设有耐火材料层7和隔热层8；所述钢卷托套2的内环与外环之间由内环至外环方向依次设有耐火材料层7和隔热层8。其中，固定外罩1中，隔热层8与该固定外罩1的封闭端外壳内表面贴合，耐火材料层7与隔热层8靠近炉膛的一端贴合，电阻带14再贴合于该耐火材料层7靠近炉膛的一端面上，耐火材料层7的表面形状应按电阻带14的安装要求进行设计。移动端盖16的隔热层8及耐火材料层7的结构设计与固定外罩1的相同。由于钢卷托套2也设有耐火材料层7和隔热层8，因此，炉膛对应的外壳部分可不设置隔热层8和耐火材料层7，即固定外罩1内安放钢卷托套2的部分没有隔热层8和耐火材料层7。
[0040] 固定外罩1、移动端盖16和钢卷托套2的耐火材料层7及隔热层8共同作用对本罩式炉进行保温，为进一步减小热
辐射损失，设置如下结构：所述钢卷托套2的耐火材料层7的两端沿所述钢卷托套2的径向方向向所述钢卷托套2的外环延伸包裹所述隔热层8；所述固定外罩1的耐火材料层7及所述移动端盖16的耐火材料层7与相邻的所述钢卷托套2的耐火材料层7均成企口式对接。如图4所示，固定外罩1及移动端盖16的耐火材料层7均为帽子状结构，即中间部分为凹槽，电阻带14即设于该凹槽的底部，帽檐部分向对应外壳延伸，电阻带14与钢卷托套2之间有一定距离，以避免电阻带14直接对钢卷5进行加热造成钢带的
质量缺陷。上述帽檐部分与钢卷托套2的耐火材料层7的两端延伸部分向贴合，贴合方式即采用如上上述的企口式对接方式，可在帽檐部分设置凸隼部，对应在相邻的钢卷托套2的耐火材料层7的延伸部分设置凹槽，或者采用相反结构，以实现对接式密封即可，可有效防止炉膛的热辐射损失。
[0041] 作为本实施例的一种优选结构，本罩式炉还设有电辅热机构，具体结构如下：所述钢卷托套2的所述耐火材料层7中，靠近所述钢卷托套2内环设有多个容纳孔，各所述容纳孔的轴向均与所述钢卷托套2的轴向平行，多个所述容纳孔均匀环形布置，每个所述容纳孔内设有至少一根电阻丝3；所述钢卷托套2的外环上设有三个导电环20，各所述电阻丝3均分别与三个所述导电环20电连接，所述固定外罩1上对应设有碳刷19，所述钢卷托套2平移至所述炉膛内时，所述碳刷19分别与三个所述导电环20接触。设置电阻丝3主要用于加热钢卷托套2的耐火材料和补充
散热损失，以保证钢卷5获得较为均匀恒定的处理温度；电阻丝3的功率在6～15kw范围内，电阻丝3之间优选为采用星形接法。各电阻丝3与导电环20之间的电连接件（电线）穿过钢卷托套2的外壳处应通过绝缘密封件进行密封处理，以提高本罩式炉的气密性。碳刷19对应设于固定外罩1的外壳表面，连接外部电源。
[0042] 作为本实施例的一种优选结构，所述卧式罩式炉还包括驱动所述钢卷托套2绕其中轴线在所述炉膛内转动的旋转机构。为此，所述钢卷托套2应设计为呈圆环形，便于在炉膛内转动，对应的，炉膛也为圆柱形；为便于加工，固定外罩1及移动端盖16均采用圆柱形结构，即采用圆柱形钢外壳，再在圆柱形钢外壳内浇筑相应浇注料形成隔热层8和耐火材料层7即可。所述旋转机构包括旋转驱动结构4、支承结构9和升降结构，所述升降结构可驱动所述钢卷托套2顶升至旋转位或下落至平移位；在旋转位，所述支承结构9支承所述钢卷托套
2，在平移位，所述支承结构9脱离所述钢卷托套2。具体的，采用如下结构：
[0043] （1）旋转驱动结构4，包括驱动单元401、传动齿轮402、链轮和链条，所述链条绕过所述链轮及所述驱动单元401的输出轴，所述链轮与所述传动齿轮402套装于同一转轴上，所述钢卷托套2外环上对应设有环形齿条，所述环形齿条与所述传动齿轮402啮合。其中，驱动单元401采用
电机401，配套有减速机，电机401的功率为0.5～1.5kw，可驱动钢卷托套2缓慢旋转；传动齿轮402可进一步改为采用齿轮箱。如图4，驱动单元401、传动齿轮402、链轮和链条组合安装于固定外罩1顶部，方便安装；传动齿轮402伸入至固定外罩1外壳内部，从而与钢卷托套2上的环形齿条啮合。环形齿条优选为设于钢卷托套2外环上的其中一端，如图4，本实施例中，其设于钢卷托套2外环靠近固定外罩1封闭端的一端。
[0044] （2）支承结构9，包括至少4组支承组件，所述支承组件包括第一托轮901、第一托轮轴902及第一支座903，所述第一托轮901套设于所述第一托轮轴902上，所述第一托轮轴902转动设于所述第一支座903上，且各所述第一托轮轴902的轴向均与所述钢卷托套2的轴向平行；各所述第一支座903沿所述钢卷托套2的中轴线对称布置于所述固定外罩1的外壳的下部，且对应于各所述第一支座903位置处，在所述固定外罩1的外壳内沿竖直方向设有滑道，所述滑道靠近所述炉膛的一端开口，各所述第一支座903分别滑设于对应的滑道内。进一步地，各滑道均通过滑道座10固定在固定外罩1的外壳上，该滑道座10穿设在固定外罩1的外壳上，且通过法兰与固定外罩1连接。
[0045] （3）升降结构，用于驱动各所述第一支座903升降，使所述钢卷托套2顶升至旋转位或下落至平移位；在旋转位，各所述第一托轮901均与所述钢卷托套2接触，在平移位，各所述第一托轮901均脱离所述钢卷托套2。
[0046] 如图1和图2，各支承组件沿所述卧式安装底座12对称布置，在钢卷托套2旋转时，承受钢卷托套2和钢卷5的重量；在钢卷托套2平移时，将钢卷托套2降下，脱离接触。采取这种结构，使得钢卷托套2在旋转位和平移位之间切换，避免钢卷托套2承受额外的
摩擦力，提高设备的使用寿命，且提高钢卷托套2旋转或平移的动作效率。因此，滑道的长度应能保证能够将钢卷托套2顶起以与平移机构6脱离接触，或者将钢卷托套2降下时各第一托轮901能够进一步下降至不与钢卷托套2接触。一般地，钢卷托套2的顶起高度不需要太高，不与平移机构6接触即可，因此，设置钢卷托套2的升降距离在10～35mm范围内即可。对应地，当钢卷托套2位于平移位时，钢卷托套2的外环与炉膛的内壁之间留有间隙，该间隙大小可稍大于钢卷托套2的上升行程，从而钢卷托套2被顶起时不与炉膛内壁发生干涉；对于上述固定外罩1、移动端盖16与钢卷托套2之间的耐火材料层7采用企口式对接的结构，应保证凹槽的宽度与凸隼的宽度之差要稍大于两倍的钢卷托套2的上升行程。
[0047] 如图1和图2，进一步地，所述升降结构包括多个调节螺杆11，所述调节螺杆11的数量与所述第一支座903的数量相同且一一对应设置，各所述调节螺杆11均竖直穿设于所述固定外罩1的外壳上且顶端与对应的第一支座903底部接触；各所述调节螺杆11与所述固定外罩1的外壳连接处均密封处理。各调节螺杆11采用手动旋转，或者采用
液压马达驱动。另外，该升降结构也可采用其他结构，如直接通过液压杆驱动各第一支座903升降，即设置多个
液压缸，液压缸的数量与第一支座903的数量相同且一一对应设置，每个液压缸的驱动端竖直伸缩且直接与对应的第一支座903底部接触。
[0048] 通过设置旋转机构使得钢卷托套2在炉膛内旋转，从而带动钢卷5在炉膛内一起缓慢旋转，有利于钢带中
氧化镁中的水分快速排出，防止底层变坏；同时，有利于钢带中氢气进入和硫、氮的排出。在保证产品质量的同时，可以缩短产品在炉时间，一个炉次可以缩短3～6小时。随着钢卷5的旋转，钢卷5受力均匀，边部不会损坏，可以提高成材率1~5%。一般地，旋转速度控制在1～5r/min。
[0049] 进一步优化上述旋转机构，如图4，所述固定外罩1下部及所述移动端盖16下部均设有限位轮21，所述钢卷托套2处于旋转位时，所述钢卷托套2的下部两端分别靠近两所述限位轮21。两限位轮21的转轴轴向均为竖直方向。优选地，固定外罩1内的限位轮21设于固定外罩1内的底部，且靠近固定外罩1的耐火材料层7；移动端盖16内的限位轮21设于移动端盖16内的底部，且靠近移动端盖16的耐火材料层7。将限位轮21设于固定外罩1及移动端盖16的底部内表面，是为了防止当设于顶部的旋转驱动结构4驱动钢卷托套2旋转时，钢卷托套2产生晃动。当钢卷托套2沿其轴向产生晃动时，钢卷托套2下部即与限位轮21接触，从而限制其进一步晃动，即设置限位轮21可限制钢卷托套2只产生旋转运动。由于限位轮21与钢卷托套2为
滚动摩擦，因此使用寿命较长。
[0050] 如图1、图3和图4，所述平移机构6包括多组平移组件，所述平移组件包括第二托轮601、第二托轮轴602及第二支座604，所述第二托轮601套设于所述第二托轮轴602上，且所述第二托轮601与所述第二托轮轴602之间设有轴承603，所述第二托轮轴602转动设于所述第二支座604上，各所述第二支座604沿水平方向依次排列于所述炉膛底部，各所述第二托轮轴602的轴向均与竖直方向及所述钢卷托套2的轴向平行。装料时，将钢卷5吊放在钢卷托套2的料腔内，再通过吊车吊起钢卷托套2的吊环17，吊送至固定外罩1的开口端，再通过操作人员人工操作等方式将钢卷托套2水平推送进入固定外罩1的炉腔内，由于多组平移组件的作用，操作过程省力且效率较高。
[0051] 作为本实施例的一种优选结构，本卧式罩式炉还包括测温控制系统，所述测温控制系统包括测温元件15和
中央处理器，所述测温元件15穿设于所述固定外罩1或所述移动端盖16上，且测温头伸入至钢卷5内；所述测温元件15与所述中央处理器的输入端电连接，各所述加热机构的加热
电路均与所述中央处理器的输出端电连接，以控制各所述加热机构的升温速度。其中，测温元件15设于固定外罩1或移动端盖16的中轴线位置上，即与钢卷5的中轴线重合；测温元件15测温时伸入钢卷5内100~200mm。通过测温元件15检测炉膛内的温度，传输给中央处理器，再通过中央处理器控制加热机构的加热电路，以获得合适的升温速度，按设定的曲线进行升温。中央处理器采用PLC，对于采用电阻带14的加热机构，该电阻带14的供电电路配套设置有调功器，通过PLC控制该供电电路工作，从而获得需要的升温速度。另外，上述电辅热机构的工作电路也跟该中央处理器电连接，控制加热机构工作的同时也控制电辅热机构工作，以保证钢卷5获得均匀稳定的热处理温度。
[0052] 另外，本卧式罩式炉还包括卷芯支撑件13，所述卷芯支撑件13为由耐火材料制成的空心圆柱体，嵌装于钢卷5内防止钢卷5坍塌变形。所述卷芯支撑件13可为一体成型件，或沿径向分为多部分；优选为均分为2~3部分，即该卷芯支撑件13可分为对称的两个半圆弧件，或者沿其周长均分为三部分，便于从钢卷5内取出。
[0053] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
