CN102021303A - 管体内烧式球铁铸管随形炉壳退火炉 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种管体内烧式球铁铸管随形炉壳退火炉，包括随形炉壳、托轮机构和加热机构；托轮机构安装在随形炉壳的下部；随形炉壳包括铰接在一起的上部开合盖和下部固定壳，上部开合盖与一个能够使其打开或合上的开合机构连接；加热机构包括蓄热烧嘴、进风管和燃气进管，在随形炉壳的两端均安装有蓄热烧嘴，每端蓄热烧嘴上均连接有进风管和燃气进管，燃气进管通过燃气快切阀与燃气管道连接，进风管通过换向阀分别与助燃风机管和排烟风机管连接。本发明使烧嘴火焰直接喷入球铁铸管的管体内腔，从管体内壁向外侧加热，方便了铸管装炉，缩小了炉壳室内空间，热量损耗小，有效地提高了热效率，缩短了管体升温时间，提高了生产率。

Description

管体内烧式球铁铸管随形炉壳退火炉
技术领域
本发明涉及一种用于大口径球墨铸铁管热处理的退火炉，属于铸管退火炉技术领域。
背景技术
球墨铸铁管铸出后，需进行退火热处理，以使其获得良好的机械性能。目前，球铁铸管所采用的退火炉有卧式与立式两种，卧式炉中又分为隧道式连续退烧火炉与台车式不连续退烧火炉，对于DN80-1200的管子大都采用水冷金属型高效离心铸管机生产，适于配套隧道式连续退烧火炉，其工作效率较高，可匹配多台铸管机；对于DN1200以上的大口径球铁铸管大都采用热模法生产，铸管机生产效率较低，若采用隧道式连续退烧火炉，炉体造价太大，高的退火效率也得不到发挥。因此，DN1200以上的大口径球铁铸管一般采用立式或台车式不连续退火炉。立式炉需将管子立姿吊起从炉顶插入，立于炉内后加炉顶盖封闭加热，使用这种炉子势必导致厂房造价因起吊高度而成倍增加。故目前大管生产中大都采用卧式台车不连续退烧火炉。台车上有两组托轮，铸出的管子吊至托轮上，然后台车由驱动装置推入炉体内，关闭炉门，进行适当的密封后，启动加热系的同时启动托轮机构中的主动托轮，使管子处于旋转状态升温，以防变形。
对于直径1200mm-2000mm的退火炉，室内空间较大，因而升温过程较长，对于热模法生产的管子，其外皮有一层隔热涂料层，也在一定程度上延长了管体的升温时间，这种情况下需要将室内温度加热到高于管体组织转变所需温度。当管体组织完成高温(920℃-950℃)转变后，还需要迅速使炉温降至低温转变段(750℃-780℃)这样炉内大量热能要排放，因此能耗很高，热效率较低。管体温度降至700℃以下时，开启炉门，台车移出，将管子吊走，然后再放入新的管子。这一过程存在的问题是，生产效率低，热能消耗大，热效率低，同时还存在台车体和托轮易烧损的问题，使用寿命短，设备维护费用高，每次台车移出也要增加热量损失。这种炉体结构以及立式炉体都不便于采用新型的蓄热式节能烧嘴。
发明内容
本发明针对大口径球铁铸管的结构特点及现有退火炉存在的生产效率低、热能消耗大等问题，提供一种造价低，热效率高、退火成本低且能够提高生产效率的管体内烧式球铁铸管随形炉壳退火炉。
本发明的管体内烧式球铁铸管随形炉壳退火炉采用以下技术解决方案：
该管体内烧式球铁铸管随形炉壳退火炉包括随形炉壳、托轮机构及加热机构；托轮机构安装在随形炉壳的下部，用于支撑放入随形炉壳内的球铁铸管并使球铁铸管转动；随形炉壳包括铰接在一起的上部开合盖和下部固定壳，上部开合盖与一个能够使其打开或闭合的开合机构连接；加热系统包括蓄热烧嘴、进风管和燃气进管，随形炉壳的两端均安装有蓄热烧嘴，每端蓄热烧嘴上均连接有进风管和燃气进管，进风管通过换向阀分别与助燃风机管和排烟风机管连接，燃气进管通过燃气快速切换阀与燃气管道连接。
上部开合盖分成后开合盖和前开盒盖两部分，后开合盖和前开盒盖分别与下固定壳的两侧铰接。
开合机构由连杆和气缸组成，连杆的一端与上部开合盖铰接，另一端与气缸的活塞杆连接。
托轮机构包括托轮、托轮架、托轮轴和传动装置，托轮架上至少设有两对托轮，每对托轮中的两个托轮在托轮架上前后设置，且均由随形炉壳下部伸入随形炉壳内，每对托轮中的一个托轮为主动托轮，各个主动托轮均与托轮轴连接，托轮轴与传动装置连接。本发明中的托轮比现有卧式退火炉中的托轮大，大部分在随形炉壳外，工作过程中便于冷却，可有效地避免过热烧伤。
随形炉壳内还设有用于阻止铸管旋转时轴向移动的抗轮。
上述退火炉工作时，通过开合机构将随形炉壳的上半部分打开，将球铁铸管放入随形炉壳内的托轮上，启动主动托轮使管子处于转动状态，然后关闭上盖。启动蓄热烧嘴，由球铁铸管的两端向其内腔交替喷射火焰，使球铁铸管由内向外加热。蓄热烧嘴交换燃烧间隔时间为1分钟，可保证管体温度均匀升高。
本发明省去了装炉台车，使球铁铸管可由炉壳上部直接放入，在方便了铸管装炉的同时缩小了炉壳室内空间，蓄热烧嘴直接向管体内加热，热效率得到有效提高，充分缩短了球铁铸管管体的升温时间，提高了生产效率，烟气排放温度小于150℃，不存在台车烧损问题，降低了维护成本，生产效率明显提高。
附图说明
图1是本发明球铁铸管退火炉的结构示意图。
图2是图1中沿A-A线的剖视图。
图3是图1的俯视图。
其中：1、随形炉壳，2、蓄热烧嘴，3、进风管，4、燃气进管，5、主动托轮，6、托轮架，7、托轮轴，8、球铁铸管，9、后开合盖，10、前开盒盖，11、连杆，12、气缸，13、烧嘴喷孔，14、下部固定壳，15、被动托轮，16、燃气快切阀，17、三通换向阀，18、助燃风机管，19、排烟风机管，20、燃气管道，21、抗轮。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明的管体内烧式球铁铸管随形炉壳退火炉包括随形炉壳1、托轮机构和加热系统。参见图2，随形炉壳1包括铰接在一起的上部开合盖和下部固定壳14，上部开合盖可在开合机构的带动下打开或合上。为了操作方便(便于装管与出管)，可将上部开合盖分成后开合盖9和前开盒盖10两部分，后开合盖9和前开盒盖10分别与下固定壳14的两侧铰接，三部分合在一起时形成一个完整的筒体结构，后开合盖9和前开盒盖10围成筒体的上半部分，下固定壳14为筒体的下半部分。后开合盖9和前开盒盖10分别与两边的开合机构连接。本实施例中的开合机构由连杆11和气缸12组成，连杆11的一端与后开合盖9(或前开盒盖10)铰接，另一端与气缸12的活塞杆连接，气缸12可以安装在托轮架6上或安装在地基上。气缸12也可以采用液压缸。气缸12带动连杆11上升或下降，连杆11带动后开合盖9(或前开盒盖10)绕铰接点转动合上或打开。也可以采用其它结构形式的开合机构，如螺旋移动机构等。后开合盖9、前开盒盖10和下固定壳14均采用钢结构骨架，内衬有高铝纤维毡，并在其内设置冷却管网，保温性好，蓄热量小，升温快，降温时热量损失小，综合热效率高。需降温时，关闭燃气阀停止加热，烧嘴交替吹冷风冷却管子内腔，管子外部由炉壳冷却管网通循环水冷却。
托轮机构用于支撑放入随形炉壳1内的球铁铸管并使球铁铸管转动以防管体变形。托轮机构安装在随形炉壳1的下部，参见图1和图2，托轮机构包括托轮、托轮架6、托轮轴7以及传动装置，托轮成对安装在托轮架6上，并且是前后布置。托轮至少设有两对，其中有一个主动托轮5，其它为被动托轮15，各个托轮均伸入随形炉壳1内以承托放入随形炉壳1内的球铁铸管。主动托轮5和被动托轮15分别安装在托轮架6的前后两侧，主动托轮5安装在托轮轴7上，托轮轴7安装在托轮架6上并与传动装置连接。传动装置带动托轮轴7转动，托轮轴7上的主动托轮5随之转动，进而压在主动托轮5和被动托轮15上的球铁铸管转动。托轮比现有卧式退火炉中的托轮大，大部分在随形炉壳1的外部，工作过程中便于托轮冷却，可有效地避免过热烧伤。为了更好地冷却托轮，可在托轮外部设置水槽。
为了防止铸管旋转时轴向移动，在随形炉壳内位于铸管的两个承口端还设有抗轮21(参见图1和图3)。
整个随形炉壳1可以安装在托轮架6上，也可以安装在地基上。
加热机构包括蓄热烧嘴2、进风管3和燃气进管4。随形炉壳1的两端均安装有蓄热烧嘴2，蓄热烧嘴2的中部连接有进风管3和燃气进管4。参见图3，燃气进管4通过燃气快切阀16与燃气管道20连接，进风管3通过三通换向阀17分别与助燃风机管18和排烟风机管19连接。助燃风机管18连接助燃风机，以通过进风管3向随形炉壳1内吹入助燃风。排烟风管19连接排烟风机，以排出燃气燃烧后的烟气。由随形炉壳1两端交替向球铁铸管内喷入火焰，以使球铁铸管均匀加热。由随形炉壳1左端(图1所示状态)加热时，打开左端的燃气快切阀，使燃气(天然气或人工煤气)由左端的燃气进管进入随形炉壳1，同时左侧三通换向阀控制左端的进风管与助燃风机管18连通，与排烟风机管19不连通，而右侧的三通换向阀控制右端的进风管与排烟风机管19连通，与助燃风机管18不连通；这样，助燃风机产生的助燃风就由助燃风机管18以及左端的进风管进入随形炉壳1的左端，与燃气混合，通过左端的蓄热烧嘴点燃，火焰由蓄热烧嘴的烧嘴喷孔13直接喷入球铁铸管内，烟气则通过右端的蓄热烧嘴由排烟风机管19排出。由随形炉壳1右端对球铁铸管加热的过程与上述相反。
本发明的工作过程如下：
通过由连杆11和气缸12组成的开合机构将后开合盖9和前开盒盖10两部分打开，将球铁铸管放入随形炉壳1内，并通过托轮机构中的各个托轮支撑住。通过随形炉壳1两端的加热机构交替由球铁铸管的两端向其内腔喷入火焰，使球铁铸管由内向外加热，同时启动托轮机构，带动球铁铸管转动。停止加热后由随形炉壳1中的冷却管网通循环水冷却。
本发明使烧嘴火焰直接喷入球铁铸管的管体内腔，从管体内壁向外侧加热，这样铸管外壁表层的隔热涂层起到控制热量散发的作用，有效地提高了热效率，缩短了管体升温时间，提高了生产率。由于随形炉壳1的上半部分为可开闭结构，不但装管与出管方便，同时减小了随形炉壳1的内腔尺寸，使得随形炉壳1的保温性好，蓄热量小，升温快，降温时热量损失小，综合热效率高。高温段退火完成后，烧嘴停止加热，由冷却管网通循环水冷却，烧嘴进风管切换为冷风系统，进冷风的同时渗入一定量的雾化水，以加强冷却强度，使管体温度快速降至低温退火区间。

Claims (5)

1.一种管体内烧式球铁铸管随形炉壳退火炉，包括随形炉壳、托轮机构及加热机构；其特征在于：托轮机构安装在随形炉壳的下部，用于支撑放入随形炉壳内的球铁铸管并使球铁铸管转动；随形炉壳包括铰接在一起的上部开合盖和下部固定壳，上部开合盖与一个能够使其打开或闭合的开合机构连接；加热系统包括蓄热烧嘴、进风管和燃气进管，随形炉壳的两端均安装有蓄热烧嘴，每端蓄热烧嘴上均连接有进风管和燃气进管，进风管通过换向阀分别与助燃风机管和排烟风机管连接，燃气进管通过燃气快速切换阀与燃气管道连接。
2.根据权利要求1所述的管体内烧式球铁铸管随形炉壳退火炉，其特征在于：所述上部开合盖分成后开合盖和前开盒盖两部分，后开合盖和前开盒盖分别与下固定壳的两侧铰接。
3.根据权利要求1所述的管体内烧式球铁铸管随形炉壳退火炉，其特征在于：所述开合机构由连杆和气缸组成，连杆的一端与上部开合盖铰接，另一端与气缸的活塞杆连接。
4.根据权利要求1所述的管体内烧式球铁铸管随形炉壳退火炉，其特征在于：所述托轮机构包括托轮、托轮架、托轮轴和传动装置，托轮架上至少设有两对托轮，每对托轮中的两个托轮在托轮架上前后设置，且均由随形炉壳下部伸入随形炉壳内，每对托轮中的一个托轮为主动托轮，各个主动托轮均与托轮轴连接，托轮轴与传动装置连接。
5.根据权利要求1所述的管体内烧式球铁铸管随形炉壳退火炉，其特征在于：所述随形炉壳内设有用于阻止铸管旋转时轴向移动的抗轮。
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