CN102492827B - 一种多功能连续热处理炉及热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能连续热处理炉及热处理方法，包括均热炉段、多个二次风高速调温烧嘴、加热炉段、多个高速烧嘴、助燃空气管道、煤气管道；二次风高速调温烧嘴安装在热处理炉均热炉段的端墙上，高速烧嘴安装在热处理炉加热炉段的端墙上；二次风高速调温烧嘴和高速烧嘴前均配置有助燃空气管道、煤气管道及相应的开闭控制阀，二次风高速调温烧嘴前还配置有二次风管道和二次风开闭控制阀。其特征在于：均热炉段采用二次风高速调温烧嘴进行供热，加热炉段采用高速烧嘴进行供热；可在该热处理炉上实现正火、淬火、退火、回火四种热处理工艺，具有节约占地和投资、操作简便、炉温均匀性好等特点。
Description
技术领域
本发明属于钢材热处理领域，涉及一种能实现正火、淬火、退火、回火热处理工艺需求的“一炉四火”多功能连续热处理炉及热处理方法。
背景技术
钢材热处理是指通过正火、淬火、退火、回火等几种热处理过程，改变钢材的组织，得到不同的机械性能，满足不同的使用要求。
目前，在棒材、钢管等钢材热处理生产车间，为保证高产、优质，钢材的热处理大多是采用通过步进机构或辊道输送的连续热处理炉进行钢材的批量连续加热与保温后实现的。其中钢材的正火、淬火热处理过程，要求将钢材在热处理炉内加热到850～1100℃的高温并进行保温后出炉完成；对钢材的退火、回火热处理过程，则要求将钢材在热处理炉内加热到400～800℃的中、低高温并进行保温后出炉完成。由于钢材的正火、淬火热处理过程是在850～1100℃的高温炉膛中加热与保温，并且炉温均匀性要求控制在±5℃～±10℃，生产车间一般安排在称为正火炉或淬火炉的高温热处理炉上完成，这种正火炉或淬火炉配置高速烧嘴及相应的自动控制技术实现钢材高温加热、保温及炉温均匀性调节；对于钢材的退火、回火热处理，由于钢材是在400～800℃的中低温炉膛中加热与保温，且炉温均匀性要求控制在±5℃～±10℃，生产车间一般安排在称为退火炉或回火炉的中低温热处理炉上完成，这种退火炉或回火炉一般配置高速调温烧嘴及相应的自动控制技术实现钢材中低温加热、保温及炉温均匀性调节。由于钢材的正火、淬火热处理过程与退火、回火热处理要分别在不同的热处理炉上完成，需分别建设不同的热处理炉满足工艺要求，因此生产车间占地空间很大，并且生产组织、物流周转都非常繁杂，投资也是非常大，对于钢材热处理品种多、工艺流程复杂、批次多、批量小的生产车间来说，生产组织难度更大，生产成本更高；如果在传统的高温正火炉或淬火炉进行钢材的退火、回火热处理，中低温条件下的炉温均匀性及钢材热处理质量均难以保证，而在中低温的退火炉或回火炉则难以完成正火、淬火热处理的高温加热工艺要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种“一炉四火”多功能连续热处理炉及热处理方法，在该热处理炉上通过不同的操作能够分别完成正火、淬火、退火、回火等几种钢材热处理工艺过程，该热处理炉节约占地与投资、操作简便并可完全满足高温和低温热处理工艺要求。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种多功能连续热处理炉，包括均热炉段、多个二次风高速调温烧嘴、加热炉段、多个高速烧嘴、助燃空气管道、煤气管道；二次风高速调温烧嘴安装在均热炉段的端墙上，高速烧嘴安装在加热炉段的端墙上；二次风高速调温烧嘴和高速烧嘴前均配置有助燃空气管道及煤气管道；各管道均配置相应的阀门；其特征在于：二次风高速调温烧嘴前还配置有二次风管道和二次风开闭控制阀；加热炉段采用高速烧嘴进行供热，均热炉段采用二次风高速调温烧嘴进行供热。
其中，二次风高速调温烧嘴前的助燃空气管道上设置第一助燃空气开闭控制阀、煤气管道上设置第一煤气开闭控制阀。
其中，高速烧嘴前的助燃空气管道上设置第二助燃空气开闭开闭阀、煤气管道上设置第二煤气开闭控制阀。
为保证钢材加热时的快速均匀升温及保温时炉膛温度均匀性要求，均热炉段的二次风高速调温烧嘴、加热炉段的高速烧嘴均分别分组进行开闭控制，由配套的自动控制系统控制各烧嘴前助燃空气管道上的空气开闭控制阀、煤气管道上的煤气开闭控制阀的开闭，控制烧嘴的工作状态及向炉膛的供热，实现炉膛温度的调控，通过控制二次风高速调温烧嘴前二次风管道上二次风开闭控制阀的开闭控制二次风的供给与停止。
使用上述多功能连续热处理炉进行正火、淬火、退火或回火的热处理方法，其特征在于：多功能连续热处理炉在进行钢材正火或淬火热处理时，加热炉段的高速烧嘴通过助燃空气管道和煤气管道分别供给助燃空气和煤气组织燃烧，并通过对烧嘴前第二助燃空气开闭控制阀和第二煤气开闭控制阀的开闭控制实现加热炉段的供热和炉温均匀性调控；均热炉段的二次风高速调温烧嘴作为高速烧嘴使用，二次风高速调温烧嘴前的二次风开闭控制阀关闭不供给该烧嘴二次风，通过助燃空气管道和煤气管道分别供给助燃空气和煤气组织燃烧，并通过对烧嘴前第一助燃空气开闭控制阀和第一煤气开闭开闭阀的开闭控制，实现均热炉段的供热和炉温均匀性调控，保证均热炉段炉膛达到850～1100℃的高温并且炉温均匀性符合要求。
当该连续热处理炉进行钢材退火或回火热处理时，加热炉段的高速烧嘴通过助燃空气管道和煤气管道分别供给助燃空气和煤气组织燃烧，并通过对高速烧嘴前第二助燃空气开闭控制阀和第二煤气开闭控制阀的开闭控制完成实现加热炉段的供热和炉温调控；均热炉段的二次风高速调温烧嘴通过助燃空气管道和煤气管道分别供给助燃空气和煤气组织燃烧，并通过对烧嘴前第一助燃空气开闭控制阀和第一煤气开闭控制阀的开闭控制，实现均热炉段的供热和炉温调控，二次风高速调温烧嘴前的二次风开闭控制阀开启供给该烧嘴冷却高温烟气用的二次风，掺混冷却高温烟气以降低火焰温度，防止烧嘴前燃烧区局部高温点的出现，保证均热炉段在中低温状态保温时炉膛炉温的均匀性。
本发明的有益效果是：
1)在一种连续热处理炉上能进行高温加热并保证炉温均匀性，实现钢材的正火或淬火热处理，也能实现钢材的中低温加热并保证炉温的均匀性，实现钢材的退火或回火热处理。
2)结构及操作简便，易于实现四种不同的热处理工艺，占地和投资省。
附图说明：
下面结合附图和实施例来说明本发明。
图1为本发明所述的多功能连续热处理炉的结构示意图。
图中：1-均热炉段，2-二次风高速调温烧嘴，3-二次风管道，4-二次风开闭开闭阀，5-第一助燃空气开闭控制阀，6-第一煤气开闭控制阀，7-加热炉段，8-高速烧嘴，9-第二煤气开闭控制阀，10-第二助燃空气开闭控制阀，11-煤气管道，12-助燃空气管道
具体实施方式：
如图1所示，根据本发明实施的能实现“一炉四火”的多功能连续热处理炉，它包括均热炉段1、二次风高速调温烧嘴2、加热炉段7、高速烧嘴8、助燃空气管道12、煤气管道11；二次风高速调温烧嘴2安装在热处理炉均热炉段1的端墙上，二次风高速调温烧嘴2前配置有助燃空气管道12及第一助燃空气开闭控制阀5、煤气管道11及第一煤气开闭控制阀6、二次风管道3及二次风开闭控制阀4；高速烧嘴8安装在热处理炉加热炉段7的端墙上，高速烧嘴8前配置有助燃空气管道12及第二助燃空气开闭控制阀10、煤气管道11及第二煤气开闭控制阀9。
为保证钢材加热时的快速均匀升温及保温时炉膛温度均匀性要求，均热炉段1的二次风高速调温烧嘴2、加热炉段7的高速烧嘴8均分别分组进行开闭控制，由配套的自动控制系统控制烧嘴前助燃空气管道上的空气开闭控制阀、煤气管道上的煤气开闭控制阀的开闭控制烧嘴的工作状态及向炉膛的供热，实现炉膛温度的调控，通过控制二次风高速调温烧嘴前二次风管道3上二次风开闭控制阀4的开闭控制二次风的供给与停止。
使用上述多功能连续热处理炉进行正火、淬火、退火或回火的热处理方法，其特征在于：多功能连续热处理炉在进行钢材正火或淬火热处理时，加热炉段7的高速烧嘴8通过助燃空气管道12和煤气管道11分别供给助燃空气和煤气组织燃烧，并通过对烧嘴8前第二助燃空气开闭控制阀10和第二煤气开闭控制阀9的开闭控制实现加热炉段7的供热和炉温均匀性调控；均热炉段1的二次风高速调温烧嘴2作为高速烧嘴使用，二次风高速调温烧嘴2前的二次风开闭控制阀4关闭不供给该烧嘴二次风，通过助燃空气管道12和煤气管道11分别供给助燃空气和煤气组织燃烧，并通过对烧嘴前第一助燃空气开闭控制阀5和第一煤气开闭控制阀6的开闭控制，实现均热炉段1的供热和炉温均匀性调控，保证均热炉段1炉膛达到850～1100℃的高温并且炉温均匀性符合要求。
当该连续热处理炉进行钢材退火或回火热处理时，加热炉段7的高速烧嘴8通过助燃空气管道12和煤气管道11分别供给助燃空气和煤气组织燃烧，并通过对烧嘴前第二助燃空气开闭控制阀10和第二煤气开闭控制阀9的开闭控制实现加热炉段7的供热和炉温均匀性调控；均热炉段1的二次风高速调温烧嘴2通过助燃空气管道12和煤气管道11分别供给助燃空气和煤气组织燃烧，并通过对烧嘴前第一助燃空气开闭控制阀5和第一煤气开闭控制阀6的开闭控制，实现均热炉段1的供热和炉温调控，二次风高速调温烧嘴2前的二次风开闭控制阀4开启供给该烧嘴二次风，掺混冷却高温烟气以降低火焰温度，防止烧嘴前燃烧区局部高温点的出现，保证均热炉段1在中低温状态保温时炉膛炉温的均匀性。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种多功能连续热处理炉，包括均热炉段、多个二次风高速调温烧嘴、加热炉段、多个高速烧嘴、助燃空气管道、煤气管道；二次风高速调温烧嘴安装在均热炉段的端墙上，高速烧嘴安装在加热炉段的端墙上；二次风高速调温烧嘴和高速烧嘴前均配置有助燃空气管道及煤气管道；各管道均配置相应的开闭控制阀；其特征在于：二次风高速调温烧嘴前还配置有二次风管道和二次风开闭控制阀；加热炉段采用高速烧嘴进行供热，均热炉段采用二次风高速调温烧嘴进行供热。
2.根据权利要求1所述的热处理炉，其特征在于二次风高速调温烧嘴前的助燃空气管道上设置第一助燃空气开闭控制阀、煤气管道上设置第一煤气开闭控制阀。
3.根据权利要求1所述的热处理炉，其特征在于高速烧嘴前的助燃空气管道上设置第二助燃空气开闭控制阀、煤气管道上设置第二煤气开闭控制阀。
4.根据权利要求2所述的热处理炉，其特征在于高速烧嘴前的助燃空气管道上设置第二助燃空气开闭控制阀、煤气管道上设置第二煤气开闭控制阀。
5.根据权利要求4所述的热处理炉，其特征在于均热炉段的二次风高速调温烧嘴、加热炉段的高速烧嘴均分别分组进行开闭控制，由自动控制系统控制各烧嘴前助燃空气管道上的空气开闭控制阀、煤气管道上的煤气开闭控制阀的开闭，控制烧嘴的工作状态及向炉膛的供热，实现炉膛温度的调控，通过控制二次风高速调温烧嘴前二次风开闭控制阀的开闭控制二次风的供给与停止。
6.使用权利要求5所述多功能连续热处理炉进行正火、淬火、退火或回火的热处理方法，其特征在于：多功能连续热处理炉在进行钢材正火或淬火热处理时，加热炉段的高速烧嘴通过助燃空气管道和煤气管道分别供给助燃空气和煤气组织燃烧，并通过对烧嘴前第二助燃空气开闭控制阀和第二煤气开闭控制阀的开闭控制实现加热炉段的供热和炉温均匀性调控；均热炉段的二次风高速调温烧嘴作为高速烧嘴使用，二次风高速调温烧嘴前的二次风开闭控制阀关闭不供给该烧嘴二次风，通过助燃空气管道和煤气管道分别供给助燃空气和煤气组织燃烧，并通过对烧嘴前第一助燃空气开闭控制阀和第一煤气开闭控制阀的开闭控制，实现均热炉段的供热和炉温均匀性调控，保证均热炉段炉膛达到850～1100℃的高温并且炉温均匀性符合要求。
7.根据权利要求6所述的热处理方法，其特征在于当该连续热处理炉进行钢材退火或回火热处理时，加热炉段的高速烧嘴通过助燃空气管道和煤气管道分别供给助燃空气和煤气组织燃烧，并通过对高速烧嘴前第二助燃空气开闭控制阀和第二煤气开闭控制阀的开闭控制实现加热炉段的供热和炉温调控；均热炉段的二次风高速调温烧嘴通过助燃空气管道和煤气管道分别供给助燃空气和煤气组织燃烧，并通过对二次风高速调温烧嘴前第一助燃空气开闭控制阀和第一煤气开闭控制阀的开闭控制，实现均热炉段的供热和炉温调控，二次风高速调温烧嘴前的二次风开闭控制阀开启供给该烧嘴二次风，掺混冷却高温烟气以降低火焰温度，防止烧嘴前燃烧区局部高温点的出现，保证均热炉段在中低温状态保温时炉膛炉温的均匀性。
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