CN103382520B - 一种铜杆生产方法及其铜板预热炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铜板预热炉，包括设置有喷嘴的燃烧室、排烟装置和控制系统，所述燃烧室包括设置有铜板出口的燃烧区、设置有铜板入口的预热区以及设置于所述燃烧区和所述预热区之间的过渡区，所述排烟装置设置于所述铜板入口端，所述预热区在水平方向上的距离与所述过渡区在水平方向上的距离比为1:1-5:1，所述燃烧区在水平方向上的距离小于所述预热区在水平方向上的距离。同时，本发明还提供了一种铜杆生产方法，包括：熔铜、铸杆、热轧、绕制，其中，在熔铜步骤中，包括铜板预热工序，采用如上文所述的铜板预热炉对铜板进行预热；铜板熔融工序，将预热的铜板制成熔融铜。

Description

一种铜杆生产方法及其铜板预热炉

技术领域

本发明涉及铜杆制造领域，特别是涉及一种铜杆生产方法及其铜板预热炉。

背景技术

浸涂成型法生产无氧铜杆是将铜板熔炼成铜水，利用冷铜杆吸热的能力，用一根较细的冷纯铜芯杆(或称种子杆)，垂直通过一个能保持一定液位的铜水池，使铜水与该移动的种子杆表面的铜熔合在一起，并逐步凝固结合成较粗的铸造状态铜杆，然后经冷却、热轧、绕制成圈,从而生产出电工用光亮无氧铜杆。

在生产过程中，通过铜板预热炉对铜板进行加温。如图1所示，图1为一种现有技术中铜板预热炉的结构示意图，铜板预热炉主要由炉体本体01、燃烧室、辊道传送装置04以及控制系统组成。在燃烧室的侧壁设置有喷嘴02（每个喷嘴的燃烧强度为10万大卡），喷嘴02设置于燃烧室相对的两个侧壁，每个侧壁的喷嘴02呈2行3列矩阵排列，其中第一行位于燃烧室中心线的上方，第二行位于燃烧室中心线的下方，第一行的第一列与第二行的第一列错位布置，依此类推。炉体本体01包括烟囱03，烟囱03设置于铜板的出口端，控制系统可以根据信号控制喷嘴02。

在生产过程中，通过辊道传送装置04将铜板输送至燃烧室，铜板进入燃烧室后，控制系统控制喷嘴02，使喷嘴02中喷出的可燃气体燃烧，可燃气体的燃烧产生的火焰对铜板进行加热，产生的尾气经由烟囱03直接排放至室外。

但是，在现有的技术当中燃烧室内可燃气体燃烧所产生的尾气中携带有大量的热量，热量没有被利用而是直接排放至室外，这就造成了热量的浪费。

因此，如何设计一种铜杆生产方法及其铜板预热炉，充分利用烟气的热量是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种铜杆生产方法及其铜板预热炉，可以充分利用烟气的热量。

本发明所提供的一种铜板预热炉，包括设置有喷嘴的燃烧室、排烟装置和控制系统，所述燃烧室包括设置有铜板出口的燃烧区、设置有铜板入口的预热区以及设置于燃烧区和预热区之间的过渡区，所述喷嘴设置于所述燃烧区，所述排烟装置设置于所述铜板入口端，所述预热区在水平方向上的距离与所述过渡区在水平方向上的距离比为1:1-5:1，所述燃烧区在水平方向上的距离小于所述预热区在水平方向上的距离。

优选的，所述燃烧区的顶部高于所述预热区的顶部，所述过渡区顶部的表面为倾斜表面，所述倾斜表面相对于水平方向的倾角为20°-60°。

优选的，所述喷嘴包括主喷嘴和辅喷嘴，所述主喷嘴设置于所述铜板出口端，所述辅喷嘴设置于所述过渡区的侧壁，所述主喷嘴的燃烧强度大于所述辅喷嘴的燃烧强度。

优选的，所述主喷嘴的设置位置在竖直方向上高于所述辅喷嘴的设置位置在竖直方向上的距离，所述辅喷嘴的设置位置在竖直方向上的距离高于所述传输装置的设置位置在竖直方向上的距离。

优选的，所述主喷嘴的个数为两个，所述辅喷嘴的个数为两个，两个所述主喷嘴对称的设置于所述铜板出口端，两个所述辅喷嘴设置于所述过渡区相对的侧壁。

优选的，所述燃烧区设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制系统可通信的相连接。

优选的，所述预热炉的传输装置与所述控制系统可通信的连接。

优选的，所述传输装置为履带式传输装置。

同时，本发明还提供了一种铜杆生产方法，包括：熔铜，将铜板融化成熔融铜；铸杆，将所述熔融铜铸造于芯杆的表面生成铸杆；热轧，将冷却后的所述铸杆进行热轧处理生成铜杆；绕制，将上述铜杆绕制成圈，其中，在熔铜步骤中，包括铜板预热工序，采用如上文所述的铜板预热炉对铜板进行预热；铜板熔融工序，将预热的铜板制成熔融铜。

本发明提供了一种铜板预热炉，包括设置有喷嘴的燃烧室、排烟装置和控制系统，其中，燃烧室包括预热区、燃烧区和设置于燃烧区和预热区之间的过渡区，预热区设置有铜板入口，燃烧区设置有铜板出口，喷嘴设置于燃烧区的铜板出口端，排烟装置设置于预热区的铜板入口端，其中，预热区在水平方向上的距离与过渡区在水平方向上的距离比为1:1-5:1，燃烧区在水平方向上的距离小于预热区在水平方向上的距离。燃烧区的尺寸是根据喷嘴火焰的尺寸以及燃气的热容力强度确定的，可以使火焰充分燃烧。如此设置，喷嘴中可燃气体燃烧产生的烟气会经由燃烧区、过渡区进入预热区，最后通过设置于预热区的铜板入口端的排烟装置排放至外部环境中。

与现有技术相比，将排烟装置设置于铜板入口端，燃烧区产生的烟气含有热量，温度高，经由过渡区、预热区时，烟气与铜板进行热交换，提高铜板的温度，经过热交换后的烟气再经由排烟装置排放至外部环境。为了保证烟气与铜板之间充分进行热交换，预热区在水平方向上的距离与过渡区在水平方向上的距离比设置为1:1-5:1，即使铜板预热炉炉体在水平方向上的距离很长时，预热炉的温度维持在指定的温度，如维持在600℃，保证通过烟气的加热后，铜板可以加热到很高的温度。因此，在预热区通过热交换，利用了烟气所携带的热量，可以避免由于直接排放而造成的能量浪费。

在一种优选的实施方式中，燃烧区的顶部高于预热区的顶部，过渡区顶部的表面为倾斜表面，倾斜表面相对于水平方向的倾角为20°-60°。如此设置，预热区的顶部低于燃烧区的顶部，烟气从燃烧区经由过渡区向预热区流动时，受到过渡区倾斜顶部的扰动和压迫，迫使烟气下沉，便于烟气与铜板充分接触，可以提高换热效率。同时，由于燃烧区的顶部高于预热区的顶部，因此当经过过渡区时，过渡区倾斜顶部会对烟气施加压力，便于烟气经由排烟装置排出。

在另一种优选的实施方式中，主喷嘴的设置位置在竖直方向上的距离高于所述辅喷嘴在竖直方向上的距离，辅喷嘴的设置位置在竖直方向上的距离高于传输装置在竖直方向上的距离。主喷嘴、辅喷嘴和传输装置的设置位置在竖直方向上的距离差是根据具体的生产情况确定的，而且三者的设置位置在竖直方向上的距离是可以满足可燃气体燃烧产生的高温气体将铜板加热到需要的温度。如此设置，由于主喷嘴和辅喷嘴在竖直方向上高于传输装置，保证主喷嘴和辅喷嘴所喷出的可燃气体燃烧后，是利用燃烧产生的高温气体对铜板进行加热，而不是利用燃烧的火焰对铜板进行加热，因此可以避免由于火焰的氧化作用而致使铜板的表面氧化，可以提高铜板的生产质量。

在另一种优选的实施方式中，燃烧区设置了两个主喷嘴和两个辅喷嘴，两个主喷嘴对称的设置于铜板出口端，两个辅喷嘴设置于燃烧区相对的侧壁。主喷嘴和辅喷嘴的燃烧强度之和满足铜板的加热需求。如此设置，由于铜板在预热区被烟气加热，提高了进入燃烧区的初始温度，因此与现有技术相比，可以降低燃烧区的能量消耗。

在另一种优选的实施方式中，燃烧区设置有与控制系统可通信的相连接的温度传感器。通过设置温度传感器可以对铜板的温度进行监测，控制系统根据生产的情况预先设定加热温度，当温度传感器传输到控制系统的温度达到预设加热温度后，控制系统会控制喷嘴的可燃气体喷出的流量，从而可以避免铜板已经达到加热温度后被继续加热而造成能量的浪费。

在另一种优选的实施方式中，传输装置与控制系统可通信的连接。如此设置，控制系统可以根据实际生产情况设定相关的信息来控制传输速度，当控制系统接收到的信息与预先设定的信息相同后，传输装置将铜板经由铜板出口送离燃烧区。因此可以避免铜板未被加热到所需的温度就被送离燃烧区，而对下一步工序的生产造成影响。同时还可以避免铜板被加热到所需求的温度后继续加热而致使能量的浪费。

本发明同时还提供了一种铜杆生产方法，所述铜杆生产方法包括：熔铜，将铜板融化成熔融铜；铸杆，将所述熔融铜铸造于芯杆的表面生成铸杆；热轧，将冷却后的所述铸杆进行热轧处理生成铜杆；绕制，将上述铜杆绕制成圈，其中，在熔铜步骤中，包括铜板预热工序，采用如上文所述的铜板预热炉对铜板进行预热；铜板熔融工序，将预热的铜板制成熔融铜。其有益效果的推导与上文中的铜板预热炉的有益效果的推导过程相类似，在本文就不再赘述。

附图说明

图1为一种现有技术中铜板预热炉的结构示意图；

图2为本发明具体实施例中所提供的一种铜板预热炉的结构示意图；

其中，图1中：

炉体本体01、喷嘴02、烟囱03、辊道传送装置04；

图2中：

铜板入口21、排烟装置22、预热区23、燃烧区24、过渡区25、主喷嘴26、铜板出口27、传输装置28、辅喷嘴29、炉体210。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种铜杆生产方法及其铜板预热炉，充分利用烟气的热量，提高铜板的生产质量。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明具体实施例中所提供的一种铜板预热炉的结构示意图。

在本具体实施方式中，铜板预热炉包括铜板预热炉炉体210、燃烧室、传输装置27、排烟装置22、控制系统，其中，燃烧室包括预热区23、燃烧区24、设置于预热区23与燃烧区24之间的过渡区25，预热区23在水平方向上的距离与过渡区25在水平方向上的距离比为1::1-5:1，燃烧区24在水平方向上的距离小于预热区23在水平方向上的距离，其中，预热区23设置有铜板入口21，排烟装置22设置于铜板入口21端，铜板出口26设置于燃烧区24，与控制系统可通信连接的喷嘴设置于铜板出口27端，传输装置28的一端设置于铜板入口21端，另一端设置于铜板出口27端，喷嘴的设置位置在竖直方向上高于传输装置28。

在生产过程中，铜板置于传输装置28通过铜板入口21进入预热区23，因为排烟装置22设置于铜板入口21端，因此燃烧区24产生的烟气会在预热区23和过渡区25聚集，烟气温度高，携带有大量的热量，在预热区23和过渡区25，烟气会与铜板进行热交换，使铜板的温度升高。经过热交换之后的烟气经由排烟装置22排放至外部环境。传输装置28将温度升高的铜板传送至燃烧区24，控制系统（图中未标示）根据信号可以控制喷嘴，使喷嘴中的可燃气体燃烧，对铜板进行加热，铜板被加热到所需要的温度后，传输装置28将铜板经由铜板出口27送离燃烧区24。

与现有技术相比，通过将排烟装置22设置铜板入口21端，在燃烧区24产生的烟气会聚集于预热区23和过渡区25，由于烟气的温度高，携带有大量的热量，因此聚集于预热区23和过渡区25的烟气会与铜板进行热交换，使铜板的温度升高，经由热交换后的烟气在排放至外部环境。因此，在预热区23和过渡区25，利用了烟气所携带的热量，可以避免由于直接排放而造成的能量浪费。

为了保证烟气与铜板之间充分进行热交换，预热区在水平方向上的距离与过渡区在水平方向上的距离比设置为1:1-5:1，即使铜板预热炉炉体在水平方向上的距离很长时，预热炉的温度维持指定温度，例如维持在600℃，保证通过烟气的加热后，铜板可以加热到很高的温度。

需要说明的是，燃烧区24的尺寸是根据喷嘴火焰的尺寸以及燃气的热容力强度确定的，燃烧区24的尺寸可以使火焰充分燃烧。

还需要说明的是，在本具体实施方式中排烟装置22采用的是烟囱，预热区23的出口端设置有与烟囱相连通的出气孔，预热区23的烟气可以经由烟囱排放至外部环境。当然，也不排除使用其他的排烟设备，如为了便于烟气的排放，可以在出气孔设置风机，烟气通过风机排放至外部环境。

需要进一步说明的是，还可以在出气孔设置开合板，开合板与控制系统可通信的相连接，控制系统可以根据实际情况控制开合板的开合，当开合板打开，出气孔与烟囱相连通，经过热交换的烟气经由烟囱排放至室外；当开合板闭合，出气孔关闭，预热区的烟气与铜板相接触进行热交换。

在本具体实施方式中，燃烧区24的顶部高于预热区23的顶部，过渡区25的顶部表面相对于水平方向的倾角是45°倾斜表面。

如此设置，预热区23的顶部低于燃烧区24的顶部，烟气从燃烧区24经由过渡区25向预热区23流动时，受到过渡区25倾斜顶部的扰动和压迫，迫使烟气下沉，便于烟气与铜板充分接触，可以提高换热效率。同时，由于燃烧区24的顶部高于预热区23的顶部，因此当经过过渡区25时，受到过渡区25倾斜顶部会对烟气施加压力，便于烟气经由排烟装置22排出。

需要说明的是，在本具体实施方式中，燃烧区24与预热区23的顶部连接面为斜面，当然，根据具体的生产情况也不排除采用其他形式的连接面，如弧形连接面。

还需要说明的是，在本具体实施方式中过渡区顶部表面相对于水平表面的倾角为45°，当然也可以采用20°-60°之间的角度，有利于对烟气施加压力，保证烟气顺利排出。

在本具体实施方式中，喷嘴包括两个主喷嘴25和两个辅喷嘴29，其中主喷嘴25的燃烧强度为30万大卡，辅喷嘴29的燃烧强度为10万大卡，两个主喷嘴25对称的设置于铜板出口26端，两个辅喷嘴29设置于过渡区25相对的侧壁，主喷嘴25的喷射方向与传输装置27的传输方向相反。

由于铜板在预热区23被烟气加热，提高了进入燃烧区24的初始温度，因此，与现有技术相比，不需要设置12个喷嘴（燃烧强度共为120万大卡）就可以满足铜板的加热需求，因此可以降低燃烧区的能量消耗。

需要说明的是，在本具体实施方式中，主喷嘴26的燃烧强度为30万大卡，辅喷嘴29的燃烧强度为10万大卡，喷嘴的燃烧强度取决于喷嘴喷出的可燃气体的量。当然，可以根据实际的生产需求设置不同燃烧强度的主喷嘴和辅喷嘴，主喷嘴和辅喷嘴的燃烧强度之和应该满足铜板的加热需求。

再进一步的方案中，主喷嘴26的设置位置在竖直方向上高于传输装置28，辅喷嘴29的设置位置在竖直方向上的距离低于主喷嘴26在竖直方向上的距离且高于传输装置28在竖直方向上的距离。

如此设置，由于主喷嘴26和辅喷嘴29在竖直方向上高于传输装置28，保证主喷嘴26和辅喷嘴29喷出的可燃气体燃烧后，是利用燃烧产生的高温气体对铜板进行加热，而不是利用燃烧的火焰对铜板进行加热，因此可以避免由于火焰的氧化作用而致使铜板的表面氧化，可以提高铜杆的生产质量。

需要说明的是，主喷嘴26、辅喷嘴29和传输装置28之间在竖直方向上的距离差是根据具体的生产情况确定的，而且三者间的距离是可以满足可燃气体燃烧产生的高温气体将铜板加热到需要的温度。

此外，燃烧区24设置有与控制系统可通信的相连接的温度传感器。

通过设置温度传感器可以对铜板的温度进行监测，控制系统根据生产的情况预先设定加热温度，当温度传感器传输到控制系统的温度达到预设加热温度后，控制系统会控制主喷嘴26和辅喷嘴29的可燃气体喷出的流量，从而可以避免铜板已经达到加热温度后被继续加热而造成能量的浪费。

在本具体实施方式中，传输装置28与控制系统可通信的连接，如此设置，控制系统可以预先设定铜板温度信号，根据铜板的受热情况来控制传输速度，当铜板被加热到所需温度后，控制系统根据信号控制传输装置28，传输装置28将铜板经由铜板出口27送离燃烧区24。因此可以避免铜板未被加热到所需的温度就被送离燃烧区，而对下一步工序的生产造成影响。同时还可以避免铜板被加热到所需求的温度后继续加热而致使能量的浪费。

需要说明的是，在本具体实施方式中，传输装置28采用的是链钩组合式履带传输装置，履带传输装置使用的是耐高温的材质，可以避免由于高温而变形，当然，也不排除采用其他形式的传输装置。

还需要说明的是，在本具体实施方式中，控制系统预先设定的是铜板的温度信息，当铜板温度达到预先设定值后，控制系统控制传输装置28，当然，不排除使用其他的信息，如时间信息，控制系统根据实际生产情况预先设定铜板加热时间，预先设定的铜板加热时间应当可以将铜板加热到需要的温度，当铜板达到设定的加热时间后，控制系统控制传输装置，传输装置将铜板送离加热区。

此外，在本具体实施方式中预热炉炉体210采用的是钢结构的预热炉炉体，钢结构的预热炉炉体的热惯性小，可以减小炉体耐火材料吸放热时间。燃烧区24的内壁材质为轻质耐热砖，可以避免由于燃烧区24的温度过高而至使内壁受热变形。

本具体实施方式中还提供了一种铜杆生产方法，包括：

熔铜，将铜板融化成熔融铜；

铸杆，将所述熔融铜铸造于芯杆的表面生成铸杆；

热轧，将冷却后的铸杆进行热轧处理生成铜杆；

绕制，将上述铜杆绕制成圈，

其中，在熔铜步骤中，包括铜板预热工序，采用如上文所述的铜板预热炉对铜板进行预热；铜板熔融工序，将预热的铜板制成熔融铜。在上文中对铜板预热炉进行了详细的描述，在本文中就不在赘述了。

以上对本发明所提供的一种铜杆生产方法及其铜板预热炉进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种铜板预热炉，包括设置有喷嘴的燃烧室、排烟装置和控制系统，其特征在于，所述燃烧室包括设置有铜板出口(27)的燃烧区(24)、设置有铜板入口(21)的预热区(23)以及设置于所述燃烧区(24)和所述预热区(23)之间的过渡区(25)，所述排烟装置(22)设置于所述铜板入口(21)端，所述预热区(23)在水平方向上的距离与所述过渡区(25)在水平方向上的距离比为1:1-5:1，所述燃烧区(24)在水平方向上的距离小于所述预热区(23)在水平方向上的距离；所述燃烧区(24)的顶部高于所述预热区(23)的顶部，所述过渡区(25)顶部的表面为倾斜表面，所述倾斜表面相对于水平方向的倾角为20°-60°。

2.根据权利要求1所述的铜板预热炉，其特征在于，所述喷嘴包括主喷嘴(26)和辅喷嘴(29)，所述主喷嘴(26)设置于所述铜板出口(27)端，所述辅喷嘴(29)设置于所述过渡区(25)的侧壁，所述主喷嘴(26)的燃烧强度大于所述辅喷嘴(29)的燃烧强度。

3.根据权利要求2所述的铜板预热炉，其特征在于，所述主喷嘴(26)的设置位置在竖直方向上的距离高于所述辅喷嘴(29)的设置位置在竖直方向上的距离，所述辅喷嘴(29)的设置位置在竖直方向上的距离高于传输装置(28)的设置位置在竖直方向上的距离。

4.根据权利要求3所述的铜板预热炉，其特征在于，所述主喷嘴(26)的个数为两个，所述辅喷嘴(29)的个数为两个，两个所述主喷嘴(25)对称的设置于所述铜板出口(27)端，两个所述辅喷嘴(29)设置于所述过渡区(25)相对的侧壁。

5.根据权利要求1所述的铜板预热炉，其特征在于，所述燃烧区(24)设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制系统可通信的相连接。

6.根据权利要求3所述的铜板预热炉，其特征在于，所述预热炉的传输装置(28)与所述控制系统可通信的连接。

7.根据权利要求6所述的铜板预热炉，其特征在于，所述传输装置(28)为履带式传输装置。

8.一种铜杆生产方法，其特征在于，包括：

熔铜，将铜板融化成熔融铜；

铸杆，将所述熔融铜铸造于芯杆的表面生成铸杆；

热轧，将冷却后的所述铸杆进行热轧处理生成铜杆；

绕制，将上述铜杆绕制成圈，

其中，在熔铜步骤中，包括铜板预热工序，采用如权利要求1至7所述的铜板预热炉对铜板进行预热；铜板熔融工序，将预热的铜板制成熔融铜。