CN102636023A - 高效节能全自动电隧道炉 - Google Patents
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Abstract
一种高效节能全自动电隧道炉，包括炉体以及由进纵向通道、后横向通道、出纵向通道与前横向通道依次连接构成的循环通道，在循环通道的四角分别设有主推装置、后横推装置、纵推装置及前横推装置，炉体的进口和出口合并为一体，为一出入口，该后横向通道、进纵向通道及出纵向通道都设在炉体内，并且进纵向通道与出纵向通道相邻设置并且相互连通。本设备封闭循环运行，采用空气导热和直接热辐射两种方式相结合，将加热烧结后的工件释放的热量用于待烧工件的预热，并在出口段加装翅片管和不锈钢水套，内有循环水，将余热进一步回收利用，可大大减少热量损耗，节约电能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效节能全自动电隧道炉，广泛应用于陶瓷、化工、石墨负极材料等烧结领域。
背景技术
现有的电隧道窑炉基本结构都是从一端进入，分温区加热、烧结，从另一段推出，经空气冷却，回到起点入口处。请参阅图1所示，包括炉体2、循环通道(电隧道3、后横向通道4、纵向通道5、前横向通道6)以及分别设置在四个循环通道四角的主推装置7、后横推装置8、纵推装置9和前横推装置10，并在隧道内装有推板11，使用时，工件从炉体2的入口一端(进口段1)在主推装置7推动下进入电隧道3内，分温区加热烧结，从另一端推出，然后在后横推装置8、纵推装置9和前横推装置10的推动下，依次通过后横向通道4、纵向通道5、前横向通道6进行空气冷却，回到炉体2的入口处。这种方式的缺点是耗能大，电加热窑炉的功率一般都较大，小型的100kw，大型的数千kw，而所有的热功率在对工件或材料加热后，全部释放到空气中造成极大浪费，并增加厂房内的排热设施的功耗。
鉴于现有电加热窑炉的缺陷，发明人经过多次的设计改进、资料查询，设计出本发明全自动高效节能电隧道炉。
发明内容
本发明的目的在于解决现有电加热窑炉耗能大的难题，节约电能，使烧结中的电能成本下降。
为达以上目的，本发明提供一种高效节能全自动电隧道炉，包括炉体以及由进纵向通道、后横向通道、出纵向通道与前横向通道依次连接构成的循环通道，在循环通道的四角分别设有主推装置、后横推装置、纵推装置及前横推装置，其中：
所述炉体的进口和出口合并为一体，为一出入口，所述后横向通道、进纵向通道及出纵向通道都设在炉体内，并且进纵向通道与出纵向通道相邻设置并且相互连通。
所述的高效节能全自动电隧道炉，其中，该炉体内部沿进纵向通道的长度方向分为余热回收区、换热区及高温加热区，炉体内部靠近出入口一端为余热回收区，炉体内部远离出入口一端为高温加热区，在余热回收区及高温加热区中间为换热区。
所述的高效节能全自动电隧道炉，其中，在余热回收区的进纵向通道与出纵向通道上方和侧面架有多个翅片管，该多个翘片管内装有循环水。
所述的高效节能全自动电隧道炉，其中在该多个翅片管外侧设有空心的不锈钢水套，该不锈钢水套内装有循环水。
所述的高效节能全自动电隧道炉，其中，该翅片管和不锈钢水套均有一定角度倾斜，循环水能够自然循环。
所述的高效节能全自动电隧道炉，其中，该高温区上下都设有加热元件，该高温区内采用上下加热的方式。
所述的高效节能全自动电隧道炉，其中，在换热区的上方和两侧设有加大的空间。
所述的高效节能全自动电隧道炉，其中，在换热区靠近高温区的一段内，所述进纵向通道与出纵向通道中间设一隔热墙。
本发明的高效节能全自动电隧道炉，充分采用各种方式将工件加热后再释放的能量回收利用，可大大减少热量损失，能量利用率高，节约电能，另外本发明相比普通电隧道炉的占地面积少。
该结构的电炉不仅适合于石墨类材料，对氧化锆粉、氧化钴、三元材料、电池材料等行业的烧结产品，对各行业用的电隧道炉均有广泛的适用性，节约电能可提高到至少40％～50％以上，使烧结中最主要的电能成本大幅下降，对全国各行业的节能降耗，提高产品竞争力有重大的社会经济效益。
附图说明
图1为现有技术的总体结构示意图；
图2为本发明的总体结构示意图；
图3为余热回收区的截面示意图；
图3A为图3的局部放大图；
图4为换热区的截面示意图；
图4A为图4的局部放大图；
图5为高温加热区的截面示意图。
图5A为图5的局部放大图；
附图标记说明：
现有技术：1-进口段；2-炉体；3-电加热隧道；4-后横向通道；5-纵向通道；6-前横向通道；7-主推装置；8-后横推装置；9-纵推装置；10-前横推装置；11-推板；12-控制柜；
本发明：1-出入口；2-炉体；3进纵向通道；4-后横向通道；5-出纵向通道；6-前横向通道；7-主推装置；8-后横推装置；9-纵推装置；10-前横推装置；11-推板；12-隔热墙；13-翅片管；14-不锈钢水套；L-炉体长度；L1-余热回收区；L2-换热区；L3-高温加热区。
具体实施方式
请参阅图2所示，为本发明的总体结构示意图，该高效节能全自动电隧道炉包括：炉体2以及由进纵向通道3、后横向通道4、出纵向通道5与前横向通道6依次连接构成的循环通道，在循环通道的四角分别设置主推装置7、后横推装置8、纵推装置9和前横推装置10，该炉体2的进口和出口合并为一体，为出入口1，后横向通道4、进纵向通道3及出纵向通道5都设在炉体内，并且进纵向通道3与出纵向通道5相邻设置并且相互连通。循环通道内设有推板11，推板上放置多个工件，工件呈一定间隙排列。
本发明高效节能全自动电隧道炉，见图2所示其炉体2内部分为余热回收区L1、换热区L2、高温加热区L3，炉体2靠近出入口1一端为余热回收区L 1，炉体2远离出入口一端为高温加热区L3，在余热回收区L1及高温加热区L3中间为换热区L2。
再请参阅图3到图5A，分别为余热回收区L1、换热区L2、高温加热区L3的截面示意图及其局部放大图。
在高温加热区L3内，该区上部空间较小，该高温加热区L3上下都设有加热元件，采用上下加热的方式，能使加热更均匀。
工件在高温加热区L3加热烧结完后，进入到换热区L2，在整个换热区L2的上方及两侧设有加大的空间，热量可通过该加大的空间进行热交换；在刚出高温区的一段换热区L2内，进和出双向中间加装略高于工件的轻质隔热墙12，目的是减少进入方向靠路中线一侧的工件接受直接热辐射过多，升温过快和出方向靠中线一侧因直接热辐射降温过快。
在余热回收区L1内，工件上方和侧面架有多个翅片管13，管内通有循环水，将工件的热量交换到循环水中。在多个翅片管13外侧设有不锈钢水套14，该不锈钢水套14为空心的，也内通循环水，可再次吸收该翅片管13未完全吸收的热量；另外翅片管13和不锈钢水套14，均有一定角度倾斜，并且与水箱连接的管道同样有一定角度，这样，循环水可自然循环冷却，也可加装水泵提高效率。
下面再就本发明的整个运转过程详细叙述如下：
工件从出入口1在主推装置7推动下进入进纵向通道3内，经过余热回收区L1、换热区L2，然后进入到高温加热区L3进行加热烧结，然后在后横推装置8、纵推装置9和前横推装置10的推动下，依次通过后横向通道4、出纵向通道5、前横向通道6，回到炉体2的出入口1处。在此过程中，从高温加热区L3加热后的工件，进入到换热区L2和余热回收区L1，利用直接热辐射和空气自循环导热对工件进行冷却；同时，从进纵向通道3进入到炉体2内的待烧工件在经过余热回收区L1、换热区L2时，受到从高温加热区L3出来的工件散发的热量而进行预热；
推板11上的工件间留有一定的空间距离，使得放热和吸热都更容易，工件热交换相对更均匀。
在余热回收区L1，上方和侧面的翅片管13及翅片管13外的不锈钢水套14，都通有循环水，再次充分吸收已释放一部分热量的工件的余热，将工件的热量交换到循环水中。并且由于翅片管13和不锈钢水套14的存在使得余热回收区L1和出入口1的温度被压低，可降低员工的工作环境温度。
该电隧道炉的整体结构采用全自动运转形式，采用PLC程序控制，变频器调速控制，温控采用可控硅，全面节能。
本发明的核心是充分采用各种方式将工件加热后再释放的能量回收：
第一，将电隧道炉的进口和出口合并在一起为一出入口，在炉体内，采用空气导热和直接热辐射两种方式相结合，将加热烧结后的工件所释放的热量用于待烧工件的预热，并形成封闭循环，使换热工件受热均匀，换热效率高，产品质量的均匀一致性好。并且在刚出高温加热区或将进入高温加热区的一区段内，加装略高于工件的隔热墙，综合应用高温的空气导热和直接辐射换热两种方式，使工件的换热效率更高，并且使工件间的受热和降温更均匀。
第二，在出口的余热回收区将已释放一部分热量的工件的余热，再次充分利用翅片管和不锈钢水套吸收热量，在出口处的水套和翅片管使余热回收区保持持续的低温，利于换热回收，回收的热水用于车间内的洗澡水或取暖的水暖用水。并且出入口的温度降低了，可改善员工的工作环境。这一部分的设计也可用于原普通电隧道炉的改造，将原普通电隧道炉的出口侧和回程冷却段加上保温外壳、冷却水套和吸热翅片管热交换装置，用于车间供暖、淋浴或其他工业热水、热风。
本发明整个系统封闭运行，这一设计改变可大大减少热量损失，并减少人工成本。本发明带来的直接效益是节能至少50％以上，如系统的保温效果较好，电隧道炉的换热区和余热回收区适当加长这样增加换热的时间，节能可以达到60％以上。另外，因本设备的进纵向通道与出纵向通道并排设置，布局紧凑，相比普通电隧道炉的占地面积可减少40％。
上述详细说明仅为本发明的一种较佳可行实施例而已，并非用以限定本发明的专利范围，凡其它未脱离本发明所作的均等变化与修饰变更，均应包含于本发明所涵盖的专利范围中。
Claims (8)
1.一种高效节能全自动电隧道炉，包括炉体以及由进纵向通道、后横向通道、出纵向通道与前横向通道依次连接构成的循环通道，在循环通道的四角分别设有主推装置、后横推装置、纵推装置及前横推装置，其特征在于：
所述炉体的进口和出口合并为一体，为一出入口，所述后横向通道、进纵向通道及出纵向通道都设在炉体内，并且进纵向通道与出纵向通道相邻设置并且相互连通。
2.根据权利要求1所述的高效节能全自动电隧道炉，其特征在于，该炉体内部沿进纵向通道的长度方向分为余热回收区、换热区及高温加热区，炉体内部靠近出入口一端为余热回收区，炉体内部远离出入口一端为高温加热区，在余热回收区及高温加热区中间为换热区。
3.根据权利要求2所述的高效节能全自动电隧道炉，其特征在于，在余热回收区的进纵向通道与出纵向通道上方和侧面架有多个翅片管，该多个翅片管内装有循环水。
4.根据权利要求3所述的高效节能全自动电隧道炉，其特征在于，在该多个翅片管外侧设有空心的不锈钢水套，该不锈钢水套内装有循环水。
5.根据权利要求4所述的高效节能全自动电隧道炉，其特征在于，该翅片管和不锈钢水套均有一定角度倾斜，循环水能够自然循环。
6.根据权利要求2所述的高效节能全自动电隧道炉，其特征在于，该高温区上下都设有加热元件，该高温区内采用上下加热的方式。
7.根据权利要求2所述的高效节能全自动电隧道炉，其特征在于，在换热区的上方和两侧设有加大的空间。
8.根据权利要求2所述的高效节能全自动电隧道炉，其特征在于，在换热区靠近高温区的一段内，该进纵向通道与出纵向通道中间设一隔热墙。
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