CN103343214B - 一种立式光亮退火炉马弗更换系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立式光亮退火炉马弗更换系统及方法，马弗管与加热段炉体与密封部件以及过渡段底部之间均可拆卸地连接；加热段炉体外围设置炉体小车且在加热段炉体拆卸后加热段炉体固定在炉体小车上；炉体小车支撑平台上设置电机，炉体小车支撑平台下方与炉体小车导轨上下对应的设置炉体小车车轮；炉体小车车轮与加热段炉体两侧水平平行设置的炉体小车导轨相匹配，并由炉体小车上的电机驱动，使得炉体小车能够带动加热段炉体和马弗管平移从而移出加热段炉体及加热段内部的马弗管。方便快捷且能够整体地从退火炉上拆卸加热段炉体与马弗管，既保证了光亮退火炉炉体整体性和可靠性，降低了光亮退火炉的生产维护成本；又便于马弗管更换。

Description

一种立式光亮退火炉马弗更换系统及方法

技术领域

本发明涉及一种立式光亮退火炉马弗管的更换方法，具体涉及一种立式光亮退火炉马弗更换系统及方法。

背景技术

不锈钢光亮退火板对表面质量要求非常高，因此不锈钢光亮退火炉的设计通常采用立式的，以避免退火期间破坏光亮的带钢表面。大多数的立式马弗光亮退火炉采用常规设计，即“加热段+冷却段”的布置方式且冷却段布置在退火炉的顶部；也有将冷却段布置在退火炉底部的炉体设计，带钢从上向下运行依次经过加热段和冷却段直至最后出炉。

立式马弗光亮退火炉的加热段采取间接加热的方式，由悬挂在炉壳内部的发热体通过马弗炉内部的马弗管将热量辐射给连续运行的带钢。马弗管是立式马弗光亮退火炉的关键组成，由镍基高温合金板材经卷曲后焊接纵缝成单节，再经焊接各单节之间的环缝而成，马弗管长度一般为16~36米。马弗管内部与冷却段联通，内部为含75~100%氢气的氢气-氮气气氛，马弗与炉壳内部之间为空气气氛。

马弗管的自重大并且工作温度高（一般在1000℃以上），在长时间高温、自重等因素作用下，会发生高温蠕变变形，从而出现缩颈、壁厚减薄、焊缝开裂、截面变形、香蕉状弯曲等缺陷，当缺陷严重至不能修复时，必须更换新的马弗管。据统计，由于受高温蠕变和烧嘴不均匀燃烧等因素的影响，平均一支马弗管的使用寿命不超过3年。

马弗一般每0.5~2年需要更换一次，因立式马弗炉高度一般可达50米，更换马弗时对吊装机械及厂房高度要求很高。专利CN1112607A公开了一种立式光亮退火炉马弗的更换方法，该立式光亮退火炉将加热段炉体设计为两个左右对合的半圆筒状，左半圆筒与筒体中的马弗为可从主体分离的可拆卸部件，右半圆筒为主体部件，其中可拆卸部件与主体部件可相互分离。当可拆卸部件与主体部件分离时，使得可拆卸部件同马弗一起与马弗炉炉体分离，更换新马弗管，但将退火炉加热段炉体设计为两个左右对合的半圆筒状可拆卸部件与主体部件，一定程度上影响了退火炉加热段炉体的整体性，同时也增加了炉体结构的复杂性，维护成本大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种立式光亮退火炉马弗更换系统及方法，系统结构简单，方便快捷且能够整体地从退火炉上拆卸加热段炉体与马弗管，既保证了光亮退火炉炉体整体性和可靠性，降低了光亮退火炉的生产维护成本；又便于马弗管更换。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种立式光亮退火炉马弗更换系统，由下至上包括密封部件、加热段、与加热段相连的过渡段、冷却段；加热段筒状炉体中设置马弗管；其特征在于：马弗管与加热段炉体与密封部件以及过渡段底部之间均可拆卸地连接；加热段炉体外围设置炉体小车且在加热段炉体拆卸后加热段炉体固定在炉体小车上；炉体小车支撑平台上设置电机，炉体小车支撑平台下方与炉体小车导轨上下对应的设置炉体小车车轮；炉体小车车轮与加热段炉体两侧水平平行设置的炉体小车导轨相匹配，并由炉体小车上的电机驱动，使得炉体小车能够带动加热段炉体和马弗管平移从而移出加热段炉体及加热段内部的马弗管。

按上述技术方案，加热段炉体顶部与过渡段之间由膨胀节连接，膨胀节下端与加热段炉体和马弗管的顶端间均螺栓连接；加热段炉体底部设置密封平台，马弗管底部塞设可插入马弗管内的下塞头。

按上述技术方案，立式光亮退火炉生产区外圈设置与炉体小车导轨相垂直的马弗管平移小车导轨，马弗管平移小车导轨上设置马弗管平移小车；马弗管平移小车上设置可插入马弗管的筒形马弗管对接口，马弗管对接口底部通过周向转动连接装置可转动地连接在马弗管平移小车上，马弗管平移小车上同时设置多个小车配重；沿马弗管平移小车导轨方向，还设置有可移动且不与马弗管平移小车移动方向发生冲突的马弗管水平支撑平台，当马弗管水平放置时，马弗管上端支撑于马弗管水平支撑平台上。

按上述技术方案，所述的马弗管对接口底部周向转动连接装置的旋转中心设置在马弗管平移小车中心。

按上述技术方案，所述的加热段为单段加热段，由悬挂在炉壳内部的发热体通过加热段内部的马弗管将热量辐射给连续运行的带钢；或者所述的加热段可为上加热段和下加热段的组合，上加热段和下加热段由挠性连接件连接。

按上述技术方案，两座立式光亮退火炉呈直线设置且共用一套加热段炉体小车导轨、马弗管平移小车导轨以及马弗管平移小车，也即：加热段炉体两侧水平平行设置的炉体小车导轨与该直线平行且以该直线轴对称；两侧水平平行设置的炉体小车导轨将两座退火炉加热段炉体夹置；各加热段炉体外围设置的炉体小车车轮均能沿同一套炉体小车导轨移动；在该直线以及炉体小车导轨的中垂线方向设置所述的马弗管平移小车导轨。

按上述技术方案，当两退火炉呈直线设置且共用一套加热段炉体小车导轨、马弗管平移小车导轨以及马弗管平移小车时，两退火炉内马弗管外径均小于马弗管平移小车上的马弗管对接口内径。

一种采用上述马弗更换系统的马弗更换方法，其特征在于：

首先，从退火炉炉体上将加热段炉体和马弗管整体拆卸下来，将加热段炉体固定在炉体小车上；然后驱动炉体小车电机，使炉体小车沿两侧水平平行设置的炉体小车导轨平移，带动加热段炉体和马弗管整体移出到退火炉生产区外圈；

待炉体小车沿炉体小车导轨平移到与该炉体小车导轨垂直设置的马弗管平移小车导轨延长线上时，将马弗管从加热段炉体中吊出，并将呈竖直吊起状态的马弗管水平平移直到马弗管底端与竖直状态的马弗管对接口上下相对；之后将马弗管底端竖直放入马弗管对接口中；

当马弗管通过吊装竖直放入马弗管对接口后，随着马弗管平移小车沿着马弗管平移小车导轨向远离光亮退火炉的方向水平移动，吊装机械逐渐将马弗管上端放低，同时马弗管马弗管水平支撑平台上成为水平状态；马弗管从竖直状态转换为水平状态后，再通过吊装机械将水平状态的马弗管移出车间，从而完成马弗管从加热段炉体内取出过程；

新马弗管的换入过程为上述过程的逆过程。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明通过垂直起吊马弗管，避免了将立式光亮退火炉加热段炉体部分分拆为可拆卸部件与主体部件，从而保证了炉体结构的整体性，降低了炉体结构的复杂性，因此降低了立式光亮退火炉炉体结构的故障率，节省了立式光亮退火炉的维护成本。

本发明通过吊装机械和马弗管平移小车的配合，在更换马弗管时，可以完成缺陷马弗管从垂直状态至水平状态以及新马弗管从水平状态至垂直状态的吊装过程。缺陷马弗管与新马弗管在吊装过程中运行平稳，并能很好的避免新马弗管在吊装过程中出现意外损伤。

本发明通过一套更换系统，可为两座相对配置的光亮退火炉进行马弗的更换。占地面积小，节省空间和平台钢结构，同时节省工程投资和后期维护，经济性和实用性优于现有技术。

附图说明

图1为本发明的马弗更换系统对应的两座退火炉主视图；

图2为其中一座退火炉加热段炉体整体移出至马弗管起吊位置示意图；

图3为其中一座退火炉加热段炉体中马弗管被吊装机械吊起（马弗管下端吊出加热段炉体时刻）示意图；

图4为吊装机械将吊出的马弗管平移出且对准马弗平移小车上的马弗管对接口示意图；

图5为图1的俯视图，显示加热段平移导轨和马弗管平移小车导轨位置；

图6为图2的俯视图，显示加热段炉体整体移出至马弗管起吊位置，和该位置与马弗管平移小车的相对位置；

图7为吊装机械将吊出的马弗管缓慢下降放入马弗平移小车上的马弗管对接口示意图；

图8为马弗管在吊装机械和马弗平移小车的配合下，逐渐下降的示意图；

图9为马弗管在吊装机械和马弗平移小车的配合下，呈水平放置状态示意图；

图10为加热段、过渡段、缓冷段结构放大图；

图11为马弗炉加热段下部及马弗管下塞头示意图；

图12为过渡段和马弗管连接结构放大图；

其中：1：马弗炉下端密封平台；2：马弗管下塞头；3：马弗炉加热段；4：加热段炉体支撑平台小车；5：冷却段；6：过渡段；7：膨胀节；8：加热段炉体支撑平台小车驱动电机；9：马弗管；10：吊装机械；11：马弗管平移小车；12：小车配重；13：马弗管对接口；14：马弗管水平支撑平台；15：马弗管平移小车导轨；16：加热段炉体支撑平台小车导轨；17：第一座光亮退火炉；18：第二座光亮退火炉；19：加热段炉体支撑平台小车车轮。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

如图1和5所示，本发明的马弗更换系统对应的两座立式光亮退火炉，分别为第一座光亮退火炉17和第二座光亮退火炉18。各座立式光亮退火炉炉体由下至上包括加热段3、与加热段相连的过渡段6、冷却段5；加热段3中设置马弗管9；其特征在于：加热段3能够整段从立式光亮退火炉炉体拆卸下来，以便脱离上端的过渡段6、和下端的马弗炉下端密封平台1以及马弗管下塞头2而移出。

第一座光亮退火炉17和第二座光亮退火炉18沿同一直线布置在生产区，以该直线为轴对称平行设置两条加热段炉体支撑平台小车导轨16，两条加热段炉体支撑平台小车导轨16将第一座光亮退火炉17和第二座光亮退火炉18夹置于中间；加热段3炉体外围均设置加热段炉体支撑平台小车4；且各加热段炉体支撑平台小车4均能在加热段炉体支撑平台小车导轨16上水平移动使得加热段炉体整体脱离立式光亮退火炉炉体。

第一座光亮退火炉17和第二座光亮退火炉18沿同一直线分布时，在该直线的中垂线方向设置马弗管平移小车导轨15，马弗管平移小车导轨15的始端靠近第一座光亮退火炉17和第二座光亮退火炉18；在马弗管平移小车导轨15上设置马弗管平移小车11，马弗管平移小车11能够带动马弗管9在马弗管平移小车导轨15上移动，马弗管平移小车11上设置马弗管对接口13以便接受并固定从加热段3炉体中吊出的马弗管9。

加热段3与过渡段6之间由膨胀节7连接，膨胀节7与加热段3之间螺栓连接，过渡段6与冷却段5之间为刚性连接。在需要将加热段3整段炉体沿加热段炉体支撑平台小车导轨16移出时，需要分别解除加热段3上端和下端与光亮退火炉炉体之间的连接：松开膨胀节7与加热段3之间的螺栓连接，使得加热段上端与膨胀节7脱离；再将光亮退火炉下端密封平台1垂直下移，马弗管内的下塞头2也随光亮退火炉下端密封平台一起下移，使得加热段下端与光亮退火炉炉体脱离。加热段上端和下端均与光亮退火炉炉体之间断开连接后，加热段3整段炉体固定在加热段炉体支撑平台小车4上，加热段炉体支撑平台小车4通过架设在加热段3炉体加热段炉体支撑平台小车导轨16上的车轮19支撑，车轮19通过加热段炉体支撑平台小车上的电机20驱动，由此实现加热段炉体支撑平台小车和加热段的整体平移行走。加热段炉体支撑平台小车和加热段的整体平移行走位置：加热段炉体支撑平台小车导轨16是水平状态且平行设置于加热段圆筒炉体两侧，加热段炉体支撑平台小车导轨延伸方向与加热段圆筒炉体的中轴线垂直。将光亮退火炉加热段及加热段炉体支撑平台小车沿加热段炉体支撑平台小车导轨移动至加热段内马弗管中心线接近马弗管平移小车导轨15中心线位置，较优的是加热段内马弗管9中心线在马弗管平移小车导轨15中心线上。再通过吊装机械取出光亮退火炉加热段中的马弗管9，通过马弗管平移小车的配合完成马弗管更换过程。

本实施例为两座光亮退火炉（17和18）共享加热段炉体支撑平台小车导轨16；即在两座光亮退火炉加热段两侧布置两条加热段炉体支撑平台小车导轨16，各光亮退火炉加热段3及其加热段炉体支撑平台小车4相互独立，在移出过程中，可分别将各光亮退火炉加热段3及加热段炉体支撑平台小车4沿加热段炉体支撑平台小车导轨16移动至加热段内马弗管9中心线接近马弗管平移小车导轨15中心线位置，较优的是加热段内马弗管中心线在马弗管平移小车导轨15中心线上。再通过吊装机械取出光亮退火炉加热段中的马弗管，通过马弗管平移小车的配合完成马弗管更换过程。该方案通过两座光亮退火炉共享加热段炉体支撑平台小车导轨和移出过程的过渡位置，极大的提升车间空间的利用率，同时降低了投资成本。

马弗管9对接口具体结构为：马弗管9为由高温合金焊接而成，呈圆管状；为方便马弗管9与马弗管平移小车11上的马弗管对接口13之间的对接，马弗管对接口13优选为圆形接口，对接口直径应大于马弗管9直径，且对接口13上端优选为漏斗状，以便增加通过吊装机械10将马弗管9下端放入马弗管对接口13中的准确率。马弗管平移小车11通过配置在马弗管平移小11上的电机驱动，可沿马弗管平移小车导轨15进行水平移动。马弗管平移小车11设置有小车配重12，在马弗管的倾倒过程中协助保持马弗管平移小车11的平衡。马弗管对接口13可通过以设置在马弗管平移小车导轨15两侧中心线上的万向轴承为中心进行周向转动，当马弗管9通过吊装机械10竖直放入马弗管对接口13后，随着马弗管平移小车11沿着小车导轨15向远离第一座光亮退火炉17和/或第二座光亮退火炉18的方向水平移动，吊装机械10逐渐将马弗管9上端放低，同时马弗管对接口13在两侧的轴为中心进行转动，从而保证马弗管9上端逐渐降低直至水平放置在水平支撑平台14上，马弗管9从垂直状态转换为水平状态，再通过吊装机械将水平状态的马弗管9移出车间，从而完成马弗管9从加热段3内取出过程。

新马弗管的换入过程为上述过程的逆过程。

完整完成马弗管从加热段内的取出过程以及新马弗管的换入过程后，即完成一次马弗的更换。

虽然已对特定的本发明的实施方案进行了描述，但可清楚地明白本发明并不仅限于此，凡根据本发明所作的等效变化或修饰，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种立式光亮退火炉马弗更换系统，退火炉由下至上包括密封部件、加热段、与加热段相连的过渡段、冷却段；加热段筒状炉体中设置马弗管；加热段炉体顶部与过渡段之间由膨胀节连接，膨胀节下端与加热段炉体和马弗管的顶端间均螺栓连接；其特征在于：所述的立式光亮连续退火炉马弗更换系统包括两套组合的子系统：地面平台马弗管更换系统以及炉体平台马弗管更换系统；

所述的地面平台马弗管更换系统设置在车间地面平台上，具体包括马弗管平移小车导轨以及马弗管平移小车，马弗管平移小车导轨设置在立式光亮退火炉生产区地面平台外圈，马弗管平移小车导轨上设置马弗管平移小车；马弗管平移小车上设置可插入马弗管的筒形马弗管对接口，马弗管对接口底部通过周向转动连接装置可转动地连接在马弗管平移小车上，马弗管平移小车上同时设置多个小车配重；沿马弗管平移小车导轨方向，还设置有可移动且不与马弗管平移小车移动方向发生冲突的马弗管水平支撑平台；所述的地面平台马弗管更换系统设置在两座相对配置的立式光亮连续退火炉连接直线的中垂线方向，两座立式光亮连续退火炉共用该套地面平台马弗管更换系统，在该连接直线的中垂线方向设置所述的马弗管平移小车导轨；

所述的炉体平台马弗管更换系统设置在退火炉加热段炉体上部，具体包括加热段炉体支撑平台、加热段炉体小车导轨、加热段炉体小车；两座立式光亮连续退火炉的加热段炉体通过加热段炉体小车置于加热段炉体小车导轨上，所述的立式光亮连续退火炉的加热段炉体能够通过加热段炉体小车在加热段炉体小车导轨上进行水平移动，带动整体拆卸后的加热段炉体和马弗管整体从加热段炉体小车导轨两端位置水平移动到两座相对配置的立式光亮连续退火炉之间的空位，移出到退火炉生产区外圈；当加热段炉体小车平移到与该加热段炉体小车导轨垂直设置的地面平台上的马弗管平移小车导轨延长线上，且加热段炉体小车位于地面平台上马弗管平移小车导轨正上方时，马弗管能够从加热段炉体中吊出，并呈竖直吊起状态水平平移直到马弗管底端与竖直状态的马弗管对接口上下相对；之后将马弗管底端竖直放入马弗管对接口中；从而在吊装机械、地面平台马弗管更换系统以及炉体平台马弗管更换系统的配合之下，完成立式光亮退火炉马弗管的更换。

2.根据权利要求1所述的立式光亮退火炉马弗更换系统，其特征在于：加热段炉体底部设置密封平台，马弗管底部塞设插入马弗管内的下塞头。

3.根据权利要求1或2所述的立式光亮退火炉马弗更换系统，其特征在于：当马弗管水平放置时，马弗管上端支撑于马弗管水平支撑平台上。

4.根据权利要求3所述的立式光亮退火炉马弗更换系统，其特征在于：所述的马弗管对接口底部周向转动连接装置的旋转中心设置在马弗管平移小车中心。

5.根据权利要求3所述的立式光亮退火炉马弗更换系统，其特征在于：加热段为单段加热段，由悬挂在炉壳内部的发热体通过加热段内部的马弗管将热量辐射给连续运行的带钢；或者加热段为上加热段和下加热段的组合，上加热段和下加热段由挠性连接件连接。

6.根据权利要求3所述的立式光亮退火炉马弗更换系统，其特征在于：两座立式光亮退火炉呈直线设置且共用一套加热段炉体小车导轨、马弗管平移小车导轨以及马弗管平移小车，也即：加热段炉体两侧水平平行设置的加热段炉体小车导轨与该直线平行且以该直线轴对称；两侧水平平行设置的加热段炉体小车导轨将两座退火炉加热段炉体夹置；各加热段炉体外围设置的炉体小车车轮均能沿同一套炉体小车导轨移动；在该直线以及炉体小车导轨的中垂线方向设置所述的马弗管平移小车导轨。

7.根据权利要求6所述的立式光亮退火炉马弗更换系统，其特征在于：当两退火炉呈直线设置且共用一套加热段炉体小车导轨、马弗管平移小车导轨以及马弗管平移小车时，两退火炉内马弗管外径均小于马弗管平移小车上的马弗管对接口内径。

8.一种上述权利要求1-7之一所述立式光亮退火炉马弗更换系统的马弗更换方法，其特征在于：

首先，将立式光亮连续退火炉加热段炉体和马弗管整体拆卸下来，加热段炉体固定在加热段炉体小车上；然后驱动加热段炉体小车电机，使加热段炉体小车沿两侧水平平行设置的加热段炉体小车导轨平移，带动加热段炉体和马弗管整体移出到退火炉生产区外圈，从加热段炉体小车导轨两端位置水平移动到两座相对配置的立式光亮连续退火炉之间的空位，当加热段炉体小车平移到与该加热段炉体小车导轨垂直设置的地面平台上的马弗管平移小车导轨延长线上时，将马弗管从加热段炉体中吊出，完成立式光亮退火炉马弗管从加热段炉体中吊出过程；

其次，在吊装机械作用下：将呈竖直吊起状态的马弗管水平移动直到马弗管底端与竖直状态的马弗管对接口上下相对，再将马弗管底端竖直放入马弗管对接口中；

最后，在地面平台马弗管更换系统上：当马弗管通过吊装竖直放入马弗管对接口后，随着马弗管平移小车沿着马弗管平移小车导轨向远离光亮退火炉的方向水平移动，吊装机械逐渐将马弗管上端放低，同时马弗管在马弗管水平支撑平台上成为水平状态，完成马弗管从竖直状态转换为水平状态后，再将水平状态的马弗管移出车间，从而完成马弗管从加热段炉体内取出过程；

新马弗管的换入过程为上述过程的逆过程。