专利名称：含氢气体的热处理炉出入口区域的密封方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用含氢还原性气体的热处理炉出入口区域的密封方法及实施该方法的密封装置，所说的热处理炉用于在使不锈钢等金属带表面不形成氧化膜的状态下，对该金属带进行退火、消除应变退火等热处理。
在使不锈钢带等金属带表面不形成氧化膜的状态下，对金属带进行抛光退火、消除应变退火等热处理的热处理炉内部，送入例如由75％氢气和25％氮气组成的混合气体等含氢易燃还原性气体(以下称为“炉内气体”)。
在该炉内气体送入的热处理炉入口及出口的金属带通过部分，设有用于将炉内气体与外气隔绝(以下称为密封)的装置。这种密封装置，例如有日本专利公报特公昭42—18893号所揭示的型式，该装置由弹性旋转辊和密封在可挠性密封板与弹性旋转辊之间的毡垫等(以下称为弹性密封垫)构成，上述弹性旋转辊挟持着金属带并以略同于金属带行走速度的速度旋转，上述可挠性密封板的一端固定在炉体上。
下面，以现有技术中的使用炉内气体的热处理炉为例，对一般的不锈钢带用立式抛光退火炉进行说明。
图8是一般的不锈钢带用抛光退火炉的构造图。由不锈钢带构成的金属带S，经由偏导轧辊，通过设在入口侧的密封装置2′进入炉体1内，被加热至预定温度后冷却，再出来时通过设在出口侧的密封装置2′。上述含氢易燃性炉内气体常时地注入炉体1内，炉内压力保持在比外气高10～50mmH2O的状态。为了防止空气(氧气)侵入炉体1内与炉内气体混合，在操作时，使炉内气体从分别设在出入口区域的密封装置2′、2′一点一点地漏到外气中。
图9是设在出口区域的现有密封装置放大正面图，
图10是其侧面图。该现有密封装置2′中，毡垫或类似毡垫构成的弹性密封垫5′粘贴在或用螺栓螺母固定在密封板4′的表面，该密封板4′是由厚度约为0.5mm的弹性不锈钢板等薄板构成的，其一端固定在炉体1的炉壁3的侧板3a上。活塞杆8a由辊开闭机构8的缸体驱动，活塞杆8a的动作力将弹性旋转辊6′压紧金属带S和弹性密封垫5′，将炉体1内与外气隔绝。
下面，参照图9和图10对辊开闭机构8作简单说明。密封板4′的一端固定在炉体1的炉壁3的侧板3a上，弹性密封垫5′固定在密封板4′的表面，辊开闭机构8将弹性旋转辊6′压紧金属带S和弹性密封垫5′。杆8b枢接在作为旋转中心的固定梢8c上，在杆8b的前端部安装着轴承6f′，该轴承6f′支承弹性旋转辊6′的辊轴6e′；被压缸驱动的活塞杆8a的动作力作用在杆8b的后端部；2个弹性旋转辊6′压紧通过其间的金属带，同时，固定在密封板4′上的弹性垫5′也被压紧，这样，炉体1内部与外气隔绝，炉内气体被密封住。由于该弹性旋转辊6′的辊身长度比金属带S的宽度长，所以，在金属带S的宽度方向两端部，弹性辊6′的弹性防止出现相当于金属带S厚度的间隙。
在这种现有密封装置2′中，驱动辊开闭机构8的压缸，对活塞杆8a施加动作力时，2个弹性旋转辊6′压紧通过其间金属带S，同时，固定在密封板4′上的弹性密封垫5′也被压紧；但是，将弹性密封垫5′压紧弹性旋转辊6′的、具有弹簧作用的密封板4′使弹性旋转辊6′与弹性密封垫5′之间产生大的摩擦力时，由于弹性旋转辊的硬度较小(为了具有更好的密封性)，所以，弹性密封垫5′会损伤软弹性旋转辊6′的表面，摩擦会使软弹性旋转辊6′的表面摩耗。另外，弹性密封垫5′的表面因与弹性旋转辊6′摩擦会起毛，起的毛会粘在金属带S上，在后续的延压工序中，该毛被压入金属带S，使金属带S的表面性状恶化。因此，这种密封板4′如前所述，必须由弹簧作用力小的、非常薄的不锈钢板等薄板构成，由于弹性密封垫5′是机械加工品，其尺寸精度有时并不是很精密，所以，很难做到使弹性旋转辊6′和弹性密封垫5′的接触压在整个弹性旋转辊6′长度上均匀，这样，炉内气体就会从弹性旋转辊6′和弹性密封垫5′的接触压低的部分集中漏出。
另外，由于为了提高密封性，2个弹性旋转辊6′的辊硬度小，与通过其间的金属带S的锋利边缘部常时接触的部分被集中摩耗或损伤，而象图11所示那样直径变小，炉内气体会从该摩耗部分或损伤部分(以下仅称为“摩耗部分”)与金属带S的间隙中集中地漏出。
因此，当炉内气体从这种特定部分集中地漏出时，如前所说，由于炉内气体是含有易燃性氢气的气体，当炉内的赤热砖屑等耐火物片、或从被热处理的金属带上脱落下来的高温状态碎片等，一旦从炉内落下到密封装置2′上并排出炉外时，就会与密封装置2′附近的空气混合而着火，或者因相互摩擦状态中的弹性旋转辊6′和弹性密封垫5′上产生的静电遇到火花而着火。
一旦发生这种火灾，往密封装置2′的炉内侧注入氮气，或者用密封装置2′附设的灭火装置向密封部注入氮气时，碳酸气体附着在密封装置2′的外面，虽然能在10秒钟的短时间内灭火，但是，构成密封装置2′的弹性密封垫5′和弹性旋转辊6′会被火灾的高温氢气火炎损伤，而丧失其弹性和密封性。在弹性密封垫5′是用羊毛毡做成的情况下，若使羊毛毡具有弹性，则透气性就不会好，密封性也不好；反之，若为了使其具有良好的密封性而对其压缩，则弹性会变小，而且其表面的柔软性就会丧失，在旋转滑动接触中，会损伤弹性旋转辊6′的表面，或会摩耗其表面，由于表面的柔软性丧失，就不能弥补辊表面的凹凸，密封性不好。另外，由于起毛，脱毛，也易产生摩耗。起毛使密封性恶化，脱毛的纤维附着在金属带S上，在后续的延压工序时，会压入金属带内而造成缺陷。因此，从弹性密封垫5′的起毛、脱毛、密封性、表面柔软性、垫自身的柔软性、耐摩耗性、质量稳定性等观点看，在现有技术中，也有在羊毛毡的表面粘贴聚酯纤维或丙烯腈类纤维毡的做法。但是，这些纤维不仅融点和软化点低，而且如图7的各种材质界限氧指数(纤维维持燃烧所需的最低限氧气体积率指数)LOI值的比较图所示，其LOI值小，由于在炉外空气中存在氧气，具有继续燃烧的性质，所以，当火灾发生时，即使在10秒钟这样短的时间内，它们也溶融并滴落和附着在弹性旋转辊6′上，损伤弹性旋转辊6′，或者其痕迹印在金属带S上，使密封装置降低或丧失功能。
因此，为了防止炉内气体从特定部分集中漏出，如果仅从弹性旋转辊6′与金属带S的关系考虑，只要把弹性旋转辊6′紧紧地压住金属带，堵塞在摩耗部分产生的间隙即可。但从弹性旋转辊6′与弹性密封垫5′的关系考虑，辊径比其它部分变小，在弹性旋转辊6′与弹性密封垫5′之间产生间隙，密封性降低。由于弹性密封垫5′是用毡等材料构成的，具有弹性，所以，如果把弹性密封垫5′整个地压下，虽然能提高密封性，但由于把不必要的部分也都压下了，不仅弹性密封垫5′会损伤软弹性旋转辊6′的表面，而且，弹性旋转辊6′的旋转阻力变大，对于炉内金属带S的张力控制有不好的影响，有时候，弹性旋转辊6′的旋转力被与弹性密封垫5′的摩擦阻力消耗掉，弹性旋转辊6′因转矩不足，弹性旋转辊6′的表面与金属带S打滑，使金属带S的表面损伤。
当厚度大的金属带S通过时，为了不加大弹性旋转辊6′对金属带S的压力，并防止在弹性旋转辊6′与金属带S的边缘部产生间隙，本申请人在日本专利公报特开平2—54723号公报中提出了一种方案，该方案中，弹性旋转辊6′的辊身形状不同于已往的平面辊，辊的直径是变化的，中央部是小直径，通过锥形部向两端变成为大直径。通过这样把弹性旋转辊6′的辊身做成变化的直径，该挟持金属带的弹性旋转辊6′压紧力就可以小，密封效果也提高。另外，为了防止炉内气体从弹性旋转辊6′和弹性密封垫5′的接触部漏出，把弹性密封垫5′的形状做成在其宽度方向与弹性旋转辊6′的辊身一致，使弹性密封垫5′具有充分的弹力，同时，为了弹性旋转辊6′和弹性密封垫5′在其异径部分有良好的密封性，必须加大弹性密封垫5′整体对于弹性旋转辊6′的压紧力。
本发明是鉴于上述问题而作出的，为了解决上述现有技术中的缺点，本发明的目的是提供一种将含氢易燃气体作为炉内气体使用的热处理炉出入口区域的密封方法和实施该方法的密封装置。该密封装置中有弹性旋转辊和弹性密封垫。该方法能尽量减少从弹性旋转辊与弹性密封垫之间漏出的炉内气体量。其目的还在于提供一种即使在密封装置附近发生火灾时，密封性也不降低、能长期稳定地确保良好密封性的密封装置。
本发明者经锐意研究，把密封装置设在将含氢易燃气体作为炉内气体使用的热处理炉出入口区域。该密封装置备有一端固定在炉壁侧板上的可挠性密封板、固定在该密封板表面上的弹性密封垫和弹性旋转辊，该弹性旋转辊支承在金属带(通板)宽度方向两侧的炉壁上，压紧弹性密封垫和金属带，以此密封炉内气体。用该装置密封炉内气体时，沿弹性旋转辊的轴向，设置若干组在炉壁侧板外操作的推压机构，用该推压机构的推压体，从炉内侧通过密封板仅将弹性密封垫的必要部分往弹性旋转辊方向推压，则能够闭塞弹性密封垫与弹性旋转辊之间的炉内气体漏出部分，从而尽可能地减少炉内气体的漏出量。
本发明者还发现，如果上述弹性密封垫的表面是用界限氧气指数(维持纤维燃烧所需的最低限氧气体积率指数)LOI值为26以上的材料做成时，则可以提高密封装置中的密封垫和弹性旋转辊的耐热性，即使在密封装置附近发生短时间的火灾，也不会降低密封性，而且，能确保长时间稳定而良好的密封性。
图1是设在抛光退火炉出口侧的、实施本发明方法的本发明装置一实施例正面图。
图2是图1中A部分的放大断面图。
图3是图2中B—B线的放大断面图。
图4是设在抛光退火炉出口侧的、实施本发明方法的本发明装置其它实施例的相当于图2的放大断面图。
图5是设在抛光退火炉出口侧的、实施本发明方法的本发明装置中，弹性旋转辊端部构造一实施例的放大侧面图。
图6是设在抛光退火炉出口侧的、实施本发明方法的本发明装置中，旋转圆盘实例放大断面图，该旋转圆盘使用配置在弹性旋转辊辊身与两侧炉壁之间轴承。
图7是各种材质界限氧指数LOI值的比较图。
图8是现有一般的不锈钢带用抛光退火炉的构造图。
图9是设在出口区域的现有密封装置放大正面图。
图10是设在出口区域的现有密封装置放大侧面图。
图11是设在出口区域的现有密封装置部分放大侧面图。
下面，参照附图详细说明本发明的实施例。
图中，1是热处理炉的炉体，该热处理炉将含氢还原性易燃气体作为炉内气体使用，该热处理炉是在使不锈钢带等金属带S的表面不形成氧化膜的状态下，对金属带进行退火或消除变形退火的热处理。炉内气体供入该炉体1内，并保持比外气高10～50mmH2O的压力状态。
2是分别设在含氢气体热处理炉出入口区域的本发明密封装置，该装置备有密封板4、弹性密封垫5和弹性旋转辊6。密封板4的一端固定在炉壁3的侧板3a上并具有可挠性地支承着。该密封板4例如是由厚度为0.5mm的具有若干弹性的不锈钢或聚氯乙烯树脂等合成树脂薄板构成的。弹性密封垫5用粘接剂或螺栓螺母等固定在密封板4表面。弹性旋转辊支承在金属带S宽度方向两侧的炉壁3上，压紧弹性密封垫5和金属带S，把炉内气体密封住。
如前所述，密封板4固定在炉壁3的侧板3a上并具有可挠性地支承着，该密封板4可具有各种形态。例如，该密封板4可以是由在弹性旋转辊6轴垂直方向上无缝隙或分割断面的一整块薄金属板或合成树脂板构成；该密封板4也可以如图3所示，其一端是连续的整体构造，其通过弹性密封垫5推压弹性旋转辊6的一侧，对应于后述的每组推压机构7，在弹性旋转辊6轴垂直方向由缝隙分割；该密封板4还可以是从固定在炉壁3侧板3a的端部开始，到通过弹性密封垫5推压弹性旋转辊6的一侧，对应于后述的每组推压机构7，在弹性旋转辊轴垂直方向上完全被分割。
如图2所示，弹性密封垫5可做成均匀的厚度；也可以如图4所示，为了将其表面与弹性旋转辊6接触的部分加长，而改变其局部厚度。无论是哪种形态，都在弹性密封垫5上形成曲率略同于弹性旋转辊6辊身直径的凹部，当该接触部分为弹性旋转辊6周长的1/15以上时，弹性密封垫5和弹性旋转辊6的接触周长增长，流出的炉内气体流路阻力增大，更加提高炉内气体的密封效果。在图4构造的情况下，由于弹性密封垫5的厚度较厚，所以弹性密封垫5本身具有刚性。因此，为了使推压机构7的推力容易且恰当地传到弹性密封垫5上，在弹性旋转辊6轴垂直方向上，最好把密封板4的推压弹性旋转辊6的一侧，与每组挤压机构7对应地，由缝隙分割或完全地形成分割面。
固定在密封板4上的、由上述弹性体构成弹性密封垫5，在火灾时因曝露在火炎中，因此，至少其表面层最好采用界限氧气指数LOI值为26以上的材料做成，即，采用满足“纤维维持燃烧所需最低限氧气体积率为26％以上”这一条件的材料做成。满足该条件的材料是JIS S 6050规定的硬度为10～50的各种海绵，即，NBR海绵、EPDM海绵、氯丁二烯橡胶海绵、氯磺化聚乙烯海绵、氯化聚乙烯海绵、茚满(ヒドリン)橡胶海绵、硅橡胶海绵或含氟橡胶海绵等，用上述这些材料之一做密封垫5的5b部分。另外，至少在弹性旋转辊6转动滑接部分表面(表层)上再粘贴或用其化方法固定一层无纺布5a，该无纺布5a可以由聚苯硫化物纤维、芳酰胺纤维、芳酰胺纤维和碳纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维和碳纤维等其中之一做成。另外，也可以把聚苯硫化物纤维、芳酰胺纤维、芳酰胺纤维和碳纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维和碳纤维等其中之一做成的无纺布5a直接固着在密封板4的表面，减小与外气的通气性。上述两种做法都是可行的。在前者情况下，最好使用NBR海绵、EPDM海绵、氯丁二烯橡胶海绵、氯磺化聚乙烯海绵、氯化聚乙烯海绵、茚满(ヒドリン)橡胶海绵、硅橡胶海绵或含氟橡胶海绵等做弹性密封垫5的下层部5b，因为在密封垫5的表层部有耐热性纤维保护，所以耐火性强，能经受短时间的火灾。另外，最好其下层部为透气性小的独立气泡状海绵，以便炉内气体不从该海绵部分泄漏。
如图4所示，在弹性密封垫5的下层部即密封板4一侧上，无论有无NBR海绵、EPDM海绵、氯丁二烯橡胶海绵、氯磺化聚乙烯海绵、氯化聚乙烯海绵、茚满(ヒドリン)橡胶海绵、硅橡胶海绵或含氟橡胶海绵等5b层，最好在其表面上的与弹性旋转辊6接触部分，形成曲率与弹性旋转辊6辊身6a的直径略同的凹部，这样能加长弹性密封垫5与弹性旋转辊6接触部分的接触周长，增大气体流动的流路阻力。同时，由于密封垫5表面由上述纤维的无纺布5a做成，上面有微小的凹凸存在，所以具有与堵漏密封材料同样的作用，能增大气体的压力损失，有效防止炉内气体的泄漏。
弹性旋转辊6可以采用表面有弹性的辊，例如用硅橡胶、含氟橡胶、氯丁二烯橡胶、氯化聚乙烯、NBR、EPDM、聚氨酯橡胶等弹性体做成的辊；或者采用在金属辊的外周面附着上述弹性体的辊。辊身6a外面最好用耐火性强的氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、茚满(ヒドリン)橡胶、硅橡胶或含氟橡胶等做成，由于在密封装置2内带有灭火设备，能在短时间内熄灭火灾，所以不会发生变质现象，不会影响密封性。如图5所示，在弹性旋转辊6的端部，在辊身6a两侧端与炉壁3之间，从辊身6a处开始，最好设有滑动圆盘6b或使用图6所示轴承的旋转圆盘6d和弹性圆盘6c，滑动圆盘6b是至少由两片以上的耐火耐热性好、动摩擦系数小、以含氟树脂为主要成分的合成品构成；弹性圆盘6c是采用与辊身部6a同样的耐火性强材料、即采用氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、茚满(ヒドリン)橡胶、硅橡胶或含氟橡胶等做成，这样，滑动圆盘6b或旋转6d能防止弹性旋转辊6的旋转力传给炉壁3，弹性圆盘6c用适度的弹性力密封，能解决炉壁3和/或弹性旋转辊6辊身6a的端部因摩耗而降低密封性的问题，同时，在短时间熄灭的火灾中，不会发生变质现象，因而不会降低密封性。
图中标记7表示推压机构，该挤压机构7沿弹性旋转辊6轴向设置有若干组，从炉壁3侧板3a外操作，从炉内侧通过密封板4，仅使弹性密封垫5的必要部分向弹性旋转辊6方向挤压。该推压机构7备有套管7a、推压体7b、螺旋弹簧7c和顶推螺栓7d。套管7a螺合在套筒3c内面的阴螺纹上并在远离开通孔3b的端部内面上刻设有阴螺纹，通孔3b穿设在炉壁3的侧板3a上，套筒3c固接在该通孔3b的炉外侧；推压体7b插入在套管7a内，穿过炉壁3侧板3a上的通孔3b，直接推压密封板4的炉内侧或推压压板7g的突起部7e，压板7g与密封板4的炉内侧相接并伸出，通过铰链7f可旋转地支承着；螺旋弹簧7c也插入在套管7a内，把设在推压体7b上的突缘部往炉内方向顶推；顶推螺栓7d螺合在套管7a的远离通孔3a的端部内面阴螺纹上，该顶推螺栓7d把螺旋弹簧7c往炉内方向顶推。
下面说明使用上述构造的本发明热处理炉出入口区域密封装置密封炉内气体的方法。密封装置2备有一端固定在炉壁3侧板3a上并可挠性地支承着的密封板4、固定在该密封板4表面上的弹性密封垫5和弹性旋转辊6；该弹性旋转辊6支承在金属带宽度方向两侧的炉壁3上，与弹性密封垫5和金属带S压紧而密封炉内气体；用该密封装置2密封炉内气体时，先将弹性密封垫5与弹性旋转辊6接触，从炉外用目测或用炉内压力计观察在密封着的部位中有无炉内气体漏出的地方。
接着，从炉壁3的侧板3a外操作推压机构7，该推压机构7设在对应于弹性密封垫5与弹性旋转辊6之间的炉内气体漏出部分处，用该推压机构7的推压体7b从炉内侧通过密封板4，仅将弹性密封垫5的必要部分往弹性旋转辊6方向推压，使弹性密封垫5变形，以阻塞从弹性密封垫5与弹性旋转辊8之间漏出的炉内气体。
在图2所示实施例中，该操作是使推压机构7的位于炉壁3侧板3a外的顶推螺栓7d旋转，使顶推螺栓7d的阳螺纹在套管7a内并往通孔3b方向移动；或者是使螺合在套筒内面的套管7a本身旋转并往通孔3b方向移动。这样，螺旋弹簧7c被压缩，其弹力增加，穿过通孔3b的推压体7b直接推压密封板4的炉内侧或推压压板7g(如上所述，该压板7g与密封板4的炉内侧相接并伸出，通过铰链7f可旋转地支承着)的突起部7e，因此，通过被推压的密封板4，仅弹性密封垫5的必要部分往弹性旋转辊6方向推压，可阻塞从弹性密封垫5与弹性旋转辊6之间漏出的炉内气体。压板7g推压密封板4的范围，可以是弹性密封垫5与弹性旋转辊6接触部分上部的全部，也可以偏离炉壁3侧板3a预定距离位置，是接触部分上部的局部，还可以是完全偏离接触部分的上部位置。
图2所示实施例中，通孔3b穿设在炉壁3侧板3a上，固接在通孔3b炉外侧的套筒3c与套管7a之间由相互螺合的螺纹部密封；套管7a与顶推螺栓7d之间由相互螺合的螺纹部密封；所以，穿过通孔3b与推压体7b之间侵入套管7a内的炉内气体不会从推压机构7漏到炉外。
如图2所示，弹性密封垫5的厚度是均匀的；如图4所示，为了增加接触周长，局部地改变弹性密封垫5的厚度。无论厚度是均匀的或是局部改变的，最好都在其表面与弹性旋转辊6接触的部分，形成曲率略同于弹性旋转辊6辊身直径的凹部，并将其接触部分做成为弹性旋转辊6周长的1/15以上，这样，弹性密封垫5与弹性旋转辊6的接触长度加长，流出的炉内气体的流路阻力增大，能提高炉内气体的密封效果。这种情况下，由于弹性密封垫5的厚度较厚，弹性密封垫5本身具有刚性。因此，为了使推压机构7的推压力容易地传到弹性密封垫5上在弹性旋转辊6轴的垂直方向，与每组推压机构7对应地，把密封板4的推压弹性旋转辊一侧，用缝隙分割开或形成完全的分割断面。每组推压机构7也最好设置在弹性旋转辊6的周方向的2个部位以上。
通过这样地设置推压机构7，可以阻塞从设在热处理炉出入口区域的密封装置2中的弹性密封垫5与弹性旋转辊6之间漏出的炉内气体。因此，能减少炉内气体的漏出量，能减少气体的消耗量而降低成本，同时，能显著减少因炉内气体泄漏而引起爆炸、火灾等的危险。另外，也能适用于上述日本专利公报特开平2—54723号公报所揭示的具有锥形或凸面的异径形状辊。
由于推压机构7构造简单，所以价格低且容易制造。还可以用在现有技术中的同种热处理炉密封装置中，直接实施本发明方法。另外，密封板2可以是一端固定在炉壁3侧板3a上并可挠性地支承着的连续整体构造；也可以是在弹性旋转辊6轴的垂直方向，与每组推压机构对应地，仅把通过密封垫5推压弹性旋转辊6的一侧，做成用缝隙分割的构造；还可以在弹性旋转辊6轴的垂直方向，与每组推压机构7对应地，做成完全分割的构造；这些构造都能更切实地得到上述效果。
用LOI值为26以上的材料做密封装置2的弹性密封垫5表面时，因具有良好的耐火性，即使含氢气体即炉内气体泄漏与空气中的氧气混合而发生火灾，通过向密封装置2的炉内侧供给氮气，或通过用密封装置2中附设的灭火装置把碳酸气体喷射到密封装置2的外面，在较短时间内能把火扑灭，在这一较短时间火灾中，弹性密封垫5的表面不会被烧焦，不会溶融滴下，材质不会发生变化。因此，在扑灭火灾后也不降低密封性能，不弄脏和损伤弹性旋转辊6，可以立即再作业。
即，构成弹性密封垫5表面的材料中，聚苯硫化物纤维的溶融温度为285℃，芳酰胺纤维(有对聚芳酰胺纤维和多聚芳酰胺纤维)中，对聚类溶融温度为415℃，多聚类溶融温度为371℃，在溶融温度下，它们分解，自身灭火；碳纤维在300℃以下是非活性的，由这些LOI值在26以上的聚苯硫化物纤维、芳酰胺纤维、芳酰胺纤维和碳纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维和碳纤维等其中之一构成的无纺布5a具有充分的耐热性，在弹性密封垫5附近的短时间火灾中，几乎不变质。另外，构成弹性旋转辊6外面的氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、茚满(ヒドリン)橡胶、硅橡胶或含氟橡胶等也具有充分的耐热性，在前述弹性密封垫5附近约10秒钟的短时间火灾中，不会溶融或烧损。当采用的纤维的LOI值在26以下时，则本身的灭火性小，在火灾中易产生较大的溶融或烧损。为了更换弹性密封垫5，须停止作业，把炉内气体和氮气置换等，这样，需要停止数日生产，所以，不适合用来作为构成其表面的材料。
另外，从弹性密封垫5的表面到与其里面相接的密封板4，全部都用上述聚苯硫化物纤维、芳酰胺纤维、芳酰胺纤维和碳纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维和碳纤维等其中之一构成的无纺布5a时，在耐热性方面是没有问题的。但是，由于无纺布5a具有透气性，在密封炉内气体方面不利。因此，在JIS S 6050规定的硬度为10～50的透气性小的NBR海绵、EPDM海绵、氯丁二烯橡胶海绵、氯磺化聚乙烯海绵、氯化聚乙烯海绵、橡胶海绵、硅橡胶海绵或含氟橡胶海绵等做成的5b上，至少与弹性旋转辊6直接接触处即表面(表层部)处，要粘贴或用其它方法安装由聚苯硫化物纤维、芳酰胺纤维、芳酰胺纤维和碳纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维和碳纤维等其中之一构成的无纺布5a。并且，该弹性密封垫5的采用NBR海绵、EPDM海绵、氯丁二烯橡胶海绵、氯磺化聚乙烯海绵、氯化聚乙烯海绵、茚满(ヒドリン)橡胶海绵、硅橡胶海绵或含氟橡胶海绵等做成的下层部5b，尽量采用透气性小的独立气泡状海绵，把透气性好的材料仅用在与弹性旋转辊6接触的上述纤维构成的表面，其余部分是不透气的材料，这样，能提高密封性。由于提高了密封性，可减少昂贵气体的消耗量。另外，由于无空气侵入，金属带S的表面不会因氧化而着色，能提高产品质量。发生火灾时的损失也小。
这样把NBR海绵、EPDM海绵、氯丁二烯橡胶海绵、氯磺化聚乙烯海绵、氯化聚乙烯海绵、茚满(ヒドリン)橡胶海绵、硅橡胶海绵或含氟橡胶海绵等5b挟在密封板4与表面无纺布5a之间构成弹性密封垫5时，其JIS S 6050规定的硬度最好是10～50，如果硬度不足10，则材料过软，弹性旋转辊6表面的凹凸不能把密封力充分地传递给无纺布5a，弹性密封垫5的刚性不足，密封效果不好。如果硬度超过50，则刚性过大，对应弹性旋转辊6表面小凹凸的柔软性不足，局部地被强压，会损伤软弹性旋转辊6的表面，或使表面层的纤维起毛、脱毛。当硬度在10～50时，有适度的柔软性，整体地均匀受压，不会损伤软弹性旋转辊6表面，不会起毛、脱毛，从而在后续延压工序中毛不会压入金属带，能提高表面质量。
弹性密封垫5可以全部由无纺布5a构成，也可以在密封板4与表面的无纺布之间夹设NBR海绵、EPDM海绵、氯丁二烯橡胶海绵、氯磺化聚乙烯海绵、氯化聚乙烯海绵、茚满(ヒドリン)橡胶海绵、硅橡胶海绵或含氟橡胶海绵等5b。无论哪种构造，最好如图2、图4所示，在弹性密封垫5的表面与弹性旋转辊6接触的部分，形成曲率略同于弹性旋转辊6辊身直径6a的凹部，该凹部至少为弹性旋转辊6周长的1/15以上，这样，加长了弹性密封垫5与弹性旋转辊6的接触周长，增大了流出气体的流路阻力，并且，在弹性密封垫5表面与弹性旋转辊6接触的部分，形成与堵漏密封料有同样作用的构造，可加大气体的压力损失，更加提高密封炉内气体的效果。泄漏出的气体量少，发生火灾时的火势也小，因此耐久性好、损伤小。这样地构成弹性密封垫5的情况下，虽然并不限于将推压机构7在弹性旋转辊6的轴向设置数组，但这样设置其弹性产生均匀的推压力，具有很好的密封性，而且耐火性良好，具有很好的实用性。
弹性旋转辊6与金属带S接触的外面即辊身部6a，由氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、茚满(ヒドリン)橡胶、硅橡胶或含氟橡胶等做成，在辊身部6a与两侧炉壁3之间，从辊身部处起，最好设置滑动圆盘6b或使用轴承的旋转圆盘6d和弹性圆盘6c。滑动圆盘6b是至少2片一组，由耐热、耐火的以含氟树脂为主要成分的合成材料制成，其滑动面的电阻率为1～107Ω·cm。弹性圆盘6c由耐火性好的氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、茚满(ヒドリン)橡胶、硅橡胶或含氟橡胶等做成，其电阻值为1～107Ω·cm。这样，在辊身6a的端部和炉壁3之间旋转力的传递被阻断，而且，炉壁3和/或弹性旋转辊6的端部不摩耗，密封性不会降低，弹性旋转辊6端部无旋转摩擦，因而不产生静电，不会因火花而引发火灾。另外，即使因耐火物碎片等赤热物落下而引起火灾，由于弹性旋转辊6等具有耐热性、耐火性而不会立即烧损和溶融，不会失去密封性，是很安全的。由于火灾不会变大，能很快灭火，损失小。
如上所述，本发明的含氢气体热处理炉出入口区域的密封方法和装置，能够集中地阻塞从装置中的弹性密封垫与弹性旋转辊之间漏出的炉内气体，能减少漏出的炉内气体量，减少气体的消耗量，因而可降低成本，显著减少因漏出气体引发爆炸、火灾的危险性。另外，构成密封装置的弹性密封垫的至少表面，由耐热性材料做成，漏出的炉内气体一旦着火，引发在短时间内能扑灭的火灾时，构成密封装置的弹性密封垫也不会变质和溶融滴下，不会降低密封性，不会弄脏弹性旋转辊的表面。弹性旋转辊也由耐热性材料做成，即使漏出的炉内气体着火而引发短时间能扑灭的火灾，构成密封装置的弹性旋转辊也不会变质和溶损，不会降低密封性。火灾发生时的损伤极小，能稳定地使用该热处理炉，具有很好的效果，其工业价值非常高。
权利要求
1，一种含氢气体的热处理炉出入口区域的密封方法，用设在该热处理炉出入口的密封装置(2)密封炉内气体，该密封装置(2)备有一端固定在炉壁(3)的侧板(3a)上并具有可挠性地支承着的密封板(4)、固定在该密封板(4)表面上的弹性密封垫(5)和弹性旋转辊(6)，该弹性旋转辊(6)支承在金属带(S)宽度方向两侧炉壁(3)上，与弹性密封垫(5)和金属带(S)压紧而密封炉内气体；其特征在于；在用密封装置(2)密封炉内气体时，把从炉壁(3)的侧板(3a)外操作的若干组推压机构(7)设置在弹性旋转辊(6)的轴向，用该推压机构(7)的推压体(7b)从炉内侧通过密封板(4)，仅使弹性密封垫(5)的必要部分往弹性旋转辊(6)方向推压，以此来阻塞弹性密封垫(5)与弹性旋转辊(6)之间炉内气体漏出部分。
2，如权利要求1所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封方法，其特征在于，推压机构(7)的推压体(7b)从炉内侧推压密封板(4)的范围是，弹性密封垫(5)和弹性旋转辊(6)接触部分的正上方。
3，如权利要求1所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封方法，其特征在于，推压机构(7)的推压体(7b)从炉内侧推压密封板(4)的范围是，从弹性密封垫(5)和弹性旋转辊(6)的接触部分正上方偏离炉壁(3)的侧板(3a)预定距离位置。
4，一种含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，密封装置(2)设在该热处理炉出入口区域，密封装置(2)备有一端固定在炉壁(3)侧板(3a)上并具有可挠性的密封板(4)、固定在该密封板(4)表面上的弹性密封垫(5)和弹性旋转辊(6)，该弹性旋转辊(6)支承在金属带(S)宽度方向两侧炉壁(3)上，与弹性密封垫(5)和金属带(S)压紧而密封炉内气体；其特征在于，在弹性旋转辊(6)的轴向设置有若干组备有套管(7a)、推压体(7b)、螺旋弹簧(7c)和顶推螺栓(7d)的推压机构(7)；套管(7a)螺合在套筒(3c)内面的阴螺纹上并在远离开通孔(3b)的端部内面上刻设有阴螺纹，通孔(3b)穿设在炉壁(3)侧板(3a)上，套筒(3c)固接在该通孔(3b)的炉外侧；推压体(7b)插入在套管(7a)内，穿过炉壁(3)侧板(3a)上的通孔(3b)，直接推压密封板(4)的炉内侧或推压压板(7g)的突起部(7e)，压板(7g)与密封板(4)的炉内侧相接并伸出，通过铰链(7f)可旋转地支承着；螺旋弹簧(7c)也插入在套管(7a)内，把设在推压体(7b)中途的突缘部往炉内方向顶推；顶推螺栓(7d)螺合在套管(7a)的远离通孔(3a)的端部内面阴螺纹上，该顶推螺栓(7d)把螺旋弹簧(7c)往炉内方向顶推。
5，如权利要求4所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，推压机构(7)的推压体(7b)直接推压密封板(4)的炉内侧或推压压板(7g)的突起部(7e)，压板(7g)与密封板(4)的炉内侧相接并伸出并可旋转地支承着；该推压板(7g)推压密封板(4)的范围设定在弹性密封垫(5)与弹性旋转辊(6)接触部分的上部全部。
6，如权利要求4所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，推压机构(7)的推压体(7b)直接推压密封板(4)的炉内侧或推压压板(7g)的突起部(7e)，压板(7g)与密封板4的炉内侧相接并伸出并可旋转地支承着；该推压板(7g)推压密封板(4)的范围设定在弹性密封垫(5)与弹性旋转辊(6)接触部分上部偏离炉壁(3)的侧板(3a)预定距离处。
7，如权利要求4至6中的任一项所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，密封板(4)是由在弹性旋转辊(6)轴垂直方向无缝隙或分割面的一整块板做成的。
8，如权利要求4至6中的任一项所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，密封板(4)的一端固定在炉壁(3)的侧板(3a)上并具有可挠性地支承着，另一端是连续的整体构造，其通过弹性密封垫(5)推压弹性旋转辊(6)的一侧，在弹性旋转辊(6)的轴垂直方向上，与每组推压机构(7)对应地由缝隙分割。
9，如权利要求4至6中的任一项所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，密封板(4)的一端固定在炉壁(3)的侧板(3a)上并具有可挠性地支承着，从另一端开始到通过弹性密封垫(5)推压弹性旋转辊(6)的一侧，在弹性旋转辊(6)的轴垂直方向上，与每组推压机构(7)对应地被完全分割。
10，如权利要求4至9中的任一项所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，密封板(4)是用金属或合成树脂做成的。
11，如权利要求4至10中的任一项所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，在弹性密封垫(5)表面的与弹性旋转辊(6)接触部分，形成曲率略同于弹性旋转辊(6)辊身部直径的凹部，该接触部分长度为弹性旋转辊(6)的周长的1/15以上。
12，如权利要求4至11中的任一项所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，弹性密封垫(5)的表面是由界限氧气指数(纤维维持燃烧必需的最低限氧气体积率指数)LOI值为26以上的材料做成。
13，如权利要求12所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，弹性旋转辊(6)的外面是由氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、茚满(ヒドリン)橡胶、硅橡胶或含氟橡胶做成的。
14，如权利要求12或13所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，弹性旋转辊(6)的辊身部(6a)两侧与炉壁(3)之间，从辊身部(6a)起设有2片以上为一组的以含氟树脂为主要成分合成品制滑动圆盘(6b)或使用轴承的旋转圆盘(6d)和弹性圆盘(6c)，该弹性圆盘(6c)是用氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、茚满(ヒドリン)橡胶、硅橡胶或含氟橡胶做成的。
15，如权利要求14所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，滑动圆盘(6b)的至少滑动面的电阻率为1～107Ω·cm；弹性圆盘(6c)的电阻率为1～107Ω·cm。
16，如权利要求12至15中的任一项所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，弹性密封垫(5)是整体硬度为10～15的弹性体，该硬度是JIS S 6050的规定硬度；该弹性密封垫(5)的表面，是由聚苯硫化物纤维、芳酰胺纤维、芳酰胺纤维和碳纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维和碳纤维其中之一构成的无纺布5a做成的。
17，如权利要求16所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，构成弹性密封垫(5)的弹性体是由NBR海绵、EPDM海绵、氯丁二烯橡胶海绵、氯磺化聚乙烯海绵、氯化聚乙烯海绵、茚满(ヒドリン)橡胶海绵、硅橡胶海绵或含氟橡胶海绵(5b)其中之一做成的。
18，如权利要求17所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，弹性密封垫(5)的NBR海绵、EPDM海绵、氯丁二烯橡胶海绵、氯磺化聚乙烯海绵、氯化聚乙烯海绵、茚满(ヒドリン)橡胶海绵、硅橡胶海绵或含氟橡胶海绵(5b)是透气性小的独立气泡状海绵。
19，如权利要求12至16中的任一项所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，弹性密封垫(5)与密封板(4)表面直接接触的部分是无纺布(5a)，该无纺布(5a)是由聚苯硫化物纤维、芳酰胺纤维、芳酰胺纤维和碳纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维、聚苯硫化物纤维和芳酰胺纤维和碳纤维其中之一构成的。
20，如权利要求12至19中的任一项所述的含氢气体的热处理炉出入口区域的密封装置，其特征在于，在弹性密封垫(5)表面与弹性旋转辊(6)接触的部分上，形成曲率略同于弹性旋转辊(6)辊身(6a)直径的凹部。
全文摘要
本发明是将热处理炉用于在使金属带表面不形成氧化膜的状态下，对金属带进行退火或消除变形退火等热处理。为了减少漏出量，确保密封性，在弹性旋转辊轴向设置推压机构，用该推压机构的推压体从炉内侧通过密封板仅使弹性密封垫的必要部分往弹性旋转辊方向推压，阻塞炉内气体漏出部分；弹性密封垫的表层部是由界限氧气指数值为26以上的材料做成，弹性旋转辊的外面最好由耐热性的特定弹性体构成，在密封装置附近即使发生短时间的火灾也不会降低密封性。
文档编号F27D99/00GK1129016SQ9519050
公开日1996年8月14日 申请日期1995年5月31日 优先权日1994年6月1日
发明者中村照久 申请人:日新制钢株式会社