CN103557705A - 带均热功能的铝扁锭坑式加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，主要包括：箱式炉体、炉盖、导流系统、加热系统以及风机，所述风机位于炉膛底部，所述导流系统包括水平导流板和垂直导流板，所述加热系统位于炉膛底部，设置在垂直导流板内，垂直导流板与水平导流板形成一个封闭的空腔，所述风机采用高温离心风机，所述在炉膛两侧炉壁对称安装的垂直导流板上每隔一定间距设有出风口。本发明可以使得炉内所有的炉料都有热风通过，保证了炉料同步升温性，更有效地避免铝扁锭升温阶段因料温差异过大而延长炉温保温时间，缩短了整个均热和加热周期；本发明有效提高了换热效果和料温均匀性，能够满足不同尺寸规格的铝扁锭均热和加热。

Description

带均热功能的铝扁锭坑式加热炉

技术领域

本发明涉及一种带均热功能的坑式加热炉，用于铝及铝合金扁锭的均热和热轧前的加热，属于热处理设备领域。

背景技术

铝扁锭加热炉是一种将铝及铝合金扁锭预热到开轧温度的热处理设备。传统的铝扁锭加热炉主要有台车式和推进式两种。铝扁锭台车式加热炉采用的是整炉进出料方式，加热后的铝扁锭出炉时需要采用台车将整炉铝扁锭一并取出，由于多块铝扁锭多次入炉、出炉，从而造成额外的能源浪费，操作比较困难且不节能，生产效率很低。而铝扁锭推进式加热炉是连续性生产，每个加热区间的温控制度又是统一的，所以它只能满足同一系列合金或升温制度相同的不同合金的热处理要求。

中国专利201220557794.8公开了一种坑式铝锭加热炉，如图1所示，加热炉包括炉体4、循环风机2、加热系统1、导流系统3、顶开式炉门5、炉门提升转运机构6以及炉温检测装置7；其中，所述加热系统1设置于炉底，且与炉膛连通，所述导流系统3分布在炉子底部以及侧墙，炉气在循环风机2的作用下沿导流系统3在炉内做有序流动。这种坑式加热炉适用于多合金品种、小批量生产，同时缩短了炉门开闭时间从而减少了炉内热量散失，提高了炉子效率。然而，由于这种铝扁锭坑式加热炉的加热系统与炉膛连通，且循环风机对炉内热气的离心效果不强，造成炉内底层温度明显高于上层温度，换热效果不明显，同步升温性以及炉内的料温均匀性也有待加强。此外，这种铝扁锭坑式加热炉对于铝扁锭入炉的放置方式也有较多的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种设计合理、加热时间短、同步升温性能和均匀性好、具有较大使用灵活性的带均热功能的铝扁锭坑式加热炉。

本发明的技术解决方案是：一种带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，主要包括：箱式炉体、炉盖、导流系统、加热系统以及风机，所述风机位于炉膛底部，所述导流系统包括水平导流板和垂直导流板，水平导流板位于炉膛底部，分布在风机两侧，垂直导流板在炉膛两侧炉壁对称安装，炉气在风机的作用下沿导流系统在炉内做有序流动，所述加热系统位于炉膛底部，设置在垂直导流板内，垂直导流板与水平导流板形成一个封闭的空腔，所述在炉膛两侧炉壁对称安装的垂直导流板上每隔一定间距设有出风口。

进一步地，上述带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其中：所述风机为高温离心风机。

进一步地，上述带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其中：所述高温离心风机，均匀的布置在炉底中垂线上，高温离心风机的吸风口朝上。

进一步地，上述带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其中：所述炉体的炉膛底部靠近炉底四个边角处分别设有立柱支撑，立柱支撑上方设有栅格料盘。

更进一步地，上述带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其中：所述加热系统采用自身预热式烧嘴，烧嘴前端有火焰保护套管，助燃风可以通过烧嘴直接进入炉膛用于铝扁锭的冷却。

更进一步地，上述带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其中：所述炉垂直导流板外侧，每隔一定距离设有防撞装置。

更进一步地，上述带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其中：所述炉体的炉盖与炉膛两侧炉壁的交接处，设有弧形导流板，该弧形导流板上设有出风口。

再进一步地，上述带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其中：所述出风口在垂直导流板上呈百叶窗式水平分布。

再进一步地，上述带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其中：所述百叶窗式的出风口开度尺寸每层均不相同，采用焊接方式固定在垂直导流板上。

再进一步地，上述带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其中：所述炉盖外部设有导向装置和炉盖支撑装置，炉盖侧面四周有可调式的密封刀。

本发明突出的实质性特点和显著的技术进步主要体现在：

（1）同步升温性能好，缩短加热周期

采用了特殊的炉内导流结构，让热风更有效的经过料的表面。高温离心风机位于炉膛底部，气流经过两侧垂直导流板到达炉子上部的各层出风口，吹向炉料表面，最高层出风口吹出的热风通过炉盖上部的弧形导流板将热风以一定角度向下吹出，这样可以使得炉内所有的炉料都有热风通过，保证了炉料同步升温性，更有效地避免铝扁锭升温阶段因料温差异过大而延长炉温保温时间，从而缩短了整个均热和加热周期；

（2）料温更均匀

从两侧垂直导流板吹出的热风直接作用在每块铝扁锭的表面，可以有效地提高换热效果，在提高了升温阶段的同步升温性能的同时也为整个炉内铝扁锭保温时的料温均匀性提供了保证；

（3）能满足不同尺寸规格的铝扁锭均热和加热

由于栅格料盘的特殊结构，不仅能有效的为各种规格铝扁锭提供支撑，而且允许铝扁锭以任意角度放置，同时还是能防止铝扁锭在高温时因强度下降造成塌陷。另外多孔结构的栅格料盘在每块铝扁锭下部四周都能形成有效的通风孔，确保热风能够以最小压损顺利通过；

（4）能够防止铝扁锭碰撞垂直导流板

每隔一定间距安装在垂直导流板外侧设置有防撞装置，可以有效的防止在进出料时因误操作而造成铝扁锭碰撞损坏垂直导流板；

（5）能够避免炉盖过重而造成密封破坏

炉盖外部设有导向装置和炉盖支撑装置，炉盖侧面四周有可调式的密封刀，炉盖关闭时专用开盖机下降将炉盖沿着炉盖导向装置放置在炉盖支撑装置上，这样可以避免炉盖重量全部作用在炉口而造成密封破坏。

附图说明

图1是现有技术中坑式铝扁锭加热炉的结构示意图；

图2是本发明带均热功能的铝扁锭坑式加热炉的结构示意图；

图3是图2所示的带均热功能的铝扁锭坑式加热炉的剖面结构示意图。

1-加热系统，2-循环风机，3-导流系统，4-炉体，5-顶开式炉门，6-炉门提升转运机构，7-循环风机安装检修机构，8-炉温检测装置，21-箱式炉体，22-炉盖，23-隔热层，24-垂直导流板，25-自身预热式烧嘴，26-吊挂件，27-高温离心风机，28-水平导流板，29-立柱支撑，210-栅格料盘，211-防撞装置，212-炉气控温热电偶，213-炉盖支撑装置，214-炉盖导向装置，215-炉盖弧形导流板，216-炉盖提升梁。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

参见图2及图3所示，本发明的一个实施例的坑式铝锭加热炉，包括：箱式炉体21、炉盖22、导流系统、自身预热式烧嘴25以及高温离心风机27，所述高温离心风机27位于炉膛底部，炉膛内表面设有隔热层23，炉膛内隔热层23上焊有炉内导流系统所需要的吊挂件26，所述导流系统包括水平导流板28和垂直导流板24，水平导流板28位于炉膛底部，分布在高温离心风机27两侧，垂直导流板24在炉膛两侧炉壁对称安装，炉气在高温离心风机27的作用下沿导流系统在炉内做有序流动，所述自身预热式烧嘴25位于炉膛底部两侧，设置在垂直导流板24内，垂直导流板24与水平导流板28形成一个封闭的空腔。

本实施例中，为了提高铝扁锭加热炉的换气效率，扩大炉内热风的覆盖范围，高温离心风机27均匀的布置在炉底中垂线上，其吸风口朝上，且该均布的高温离心风机27数量与控温区数一致，一般为1～4台，本实例实施中的为3台（如图3所示）。该高温离心风机27可使炉气在炉膛有效工作区域形成强制对流循环。为了保证有效区域内不同尺寸规格的铝扁锭均与受热，缩短加热时间，炉膛两侧炉壁安装的垂直导流板24上每隔一定间距沿水平方向分布有百叶窗式的出风口，根据实际情况，设定每层出风口的开度尺寸，可采用焊接方式固定在垂直导流板24上。在炉盖22和炉膛的交接处，设有一段弧形导流板，导流板上同样设有出风口，保证了热风接触到所有尺寸规格的料。

此外，所述自身预热式烧嘴25，烧嘴前端有火焰保护套管，助燃风可以通过自身预热式烧嘴25直接进入炉膛用于铝扁锭的冷却。所述炉体的炉膛底部靠近炉底四个边角处分别设有立柱支撑29，立柱支撑29上方设有栅格料盘210，铝扁锭可以以任意角度放置在栅格料盘210上，不同规格的铝扁锭可根据实际情况放置在栅格料盘210相应的区域。所述炉垂直导流板24外侧，每隔一定距离设有防撞装置211，可以有效的防止在进出料时因误操作而造成铝扁锭碰撞损坏垂直导流板24。炉盖22的开启通过专用的开盖机拉住炉盖提升梁216上升一定高度实现，关闭时专用开盖机下降将炉盖22沿着炉盖导向装置214放置在炉盖支撑装置213上，炉盖22侧面四周有可调式的密封刀，这样可以避免炉盖重量全部作用在炉口而造成密封破坏。

本发明提供的带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，在实际应用中，本实施例的坑式铝锭加热炉用于多合金小批量生产时，可以根据用户需要以单台或呈机列形式出现，即多台加热炉并列布置并共用一台专用开盖机。其工作过程如下：

当需要对铝锭加热时，通过专用开盖机将炉盖22完全提升起来后快速转移到旁边，将需加热的合金锭放入炉膛内的栅格料盘210上，之后专用开盖机合上炉盖22；待炉子装料完毕具备加热条件后，加热炉开始工作。

高温离心风机27将炉气吸入风机通过水平导流板28均匀的分配到每个自身预热式烧嘴25处，被加热后的炉气经过自身预热式烧嘴25和燃烧产物混合后的热风以25m/s的速度从出风口吹向炉膛有效空间内的铝扁锭表面，热风由上往下迅速经过所有铝扁锭表面和侧面，快速加热铝扁锭。垂直导流板24内的炉气温度通过炉气控温热电偶212的检测反馈闭环控制自身预热式烧嘴25的热负荷输出，能够单独地精确控制每个烧嘴的燃烧负荷。

热风与铝扁锭换热后被高温离心风机27吸入，再次循环。由于选用了高速自身预热式烧嘴25能够进一步的增加热风流速，这样可以大大缩短加热时间，增加料的均匀性，提高生产效率。整个生产过程采用闭环控制，能够确保炉温均匀性达到±5℃，料温保温开始时均匀性达到±5℃。

通过以上描述可以看出，本发明实施以后，可达到以下效果：

（1）同步升温性能好，缩短加热周期

采用了特殊的炉内导流结构，让热风更有效的经过料的表面。高温离心风机位于炉膛底部，气流经过两侧垂直导流板到达炉子上部的各层出风口，吹向炉料表面，最高层出风口吹出的热风通过炉盖上部的弧形导流板将热风以一定角度向下吹出，这样可以使得炉内所有的炉料都有热风通过，保证了炉料同步升温性，更有效地避免铝扁锭升温阶段因料温差异过大而延长炉温保温时间，从而缩短了整个均热和加热周期；

（2）料温更均匀

从两侧垂直导流板吹出的热风直接作用在每块铝扁锭的表面，可以有效地提高换热效果，在提高了升温阶段的同步升温性能的同时也为整个炉内铝扁锭保温时的料温均匀性提供了保证；

（3）能满足不同尺寸规格的铝扁锭均热和加热

由于栅格料盘的特殊结构，不仅能有效的为各种规格铝扁锭提供支撑，而且允许铝扁锭以任意角度放置，同时还是能防止铝扁锭在高温时因强度下降造成塌陷。另外多孔结构的栅格料盘在每块铝扁锭下部四周都能形成有效的通风孔，确保热风能够以最小压损顺利通过；

（4）能够防止铝扁锭碰撞垂直导流板

每隔一定间距安装在垂直导流板外侧设有防撞装置，可以有效的防止在进出料时因误操作而造成铝扁锭碰撞损坏垂直导流板；

（5）能够避免炉盖过重而造成密封破坏

炉盖外部设有导向装置和炉盖支撑装置，炉盖侧面四周有可调式的密封刀，炉盖关闭时专用开盖机下降将炉盖沿着炉盖导向装置放置在炉盖支撑装置上，这样可以避免炉盖重量全部作用在炉口而造成密封破坏。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，主要包括：箱式炉体、炉盖、导流系统、加热系统以及风机，所述风机位于炉膛底部，所述导流系统包括水平导流板和垂直导流板，水平导流板位于炉膛底部，分布在风机两侧，垂直导流板在炉膛两侧炉壁对称安装，炉气在风机的作用下沿导流系统在炉内做有序流动，其特征在于：所述加热系统位于炉膛底部，设置在垂直导流板内，垂直导流板与水平导流板形成一个封闭的空腔，所述在炉膛两侧炉壁对称安装的垂直导流板上每隔一段间距设有出风口。

2.根据权利要求1所述的带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其特征在于：所述风机为高温离心风机。

3.根据权利要求2所述的带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其特征在于：所述高温离心风机，均匀布置在炉底中垂线上，高温离心风机的吸风口朝上。

4.根据权利要求1所述的带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其特征在于：所述炉体的炉膛底部靠近炉底四个边角处分别设有立柱支撑，立柱支撑上方设有栅格料盘。

5.根据权利要求1所述的带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其特征在于：所述加热系统采用自身预热式烧嘴，烧嘴前端有火焰保护套管，助燃风可以通过烧嘴直接进入炉膛用于铝扁锭的冷却。

6.根据权利要求1所述的带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其特征在于：所述炉垂直导流板外侧，每隔一段距离设有防撞装置。

7.根据权利要求1所述的带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其特征在于：所述炉体的炉盖与炉膛两侧炉壁的交接处，设有弧形导流板，该弧形导流板上设有出风口。

8.根据权利要求1或7所述的带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其特征在于：所述出风口在垂直导流板上呈百叶窗式水平分布。

9.根据权利要求8所述的带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其特征在于：所述百叶窗式的出风口开度尺寸每层均不相同，采用焊接方式固定在垂直导流板上。

10.根据权利要求1所述的带均热功能的铝扁锭坑式加热炉，其特征在于：所述炉盖外部设有导向装置和炉盖支撑装置，炉盖侧面四周有可调式的密封刀。

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