CN105004191B - 一种箱式燃气热处理炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种箱式燃气热处理炉，包括炉壳和炉膛，所述炉壳为长方形箱型体，炉壳上设有物料进口和物料出口，炉膛内设有储料架，炉壳上设有高温烟气进口；所述炉壳的内部设有环形烟气通道，烟气通道的左右两侧均与炉膛相通，炉壳的外部设有与烟气通道连通的竖直烟道；所述储料架置于高温烟气进口的下方且与烟气通道相通，该储料架的两端部分别与炉壳的内壁密闭连接。本发明取消了传统的热处理炉上设置的多个排出烟气管道，直接在炉壳内部增设烟气通道，并在炉壳外部设置与烟气通道连通的竖直烟道，使得炉膛内经换热后的烟气进入烟气通道内通过竖直烟道集中输出，简化管道排布，降低生产成本，炉内烟气流通的压力均匀，热利用率高，热量损失少。

Description

一种箱式燃气热处理炉

技术领域：

本发明涉及一种热处理炉，更具体的说是涉及一种箱式燃气热处理炉。

背景技术：

日前，对于工件的热处理一般采用电阻炉加热，但由于加热时间长，能耗大，特别是对大型工件和特殊材料的高温热处理，电阻炉的热效率和耐高温的稳定性不能满足实际生产的需要。

如图1所示，传统的箱式热处理炉在炉体1′开设多个供排气管流通的小孔2′，并在炉口两侧墙内分别设置多个与小孔连通的排气管3′，将炉内的烟气通过多个排气管经一个管道引出，进而有效地保证炉膛内气氛稳定，防止在炉膛内发生爆燃，保证生产安全，但在实际生产过程中，需要在炉体上开设多个供排气管流通的小孔，一方面多个管道排布比较麻烦，结构复杂，增加生产成本；另一方面管道的开口位置既不利于炉内气体的流动，又不利于烟气的流出，同时炉内热量易从排气管与炉体连接处泄漏，热损失大。

中国发明专利公开说明书CN103243206A公开了一种燃气热处理炉，该热处理炉通过采用炉子底部烟道排布设计，控制排烟压力，保证炉子保持一定的炉压，使热量在炉子内充分换热，热气流通过炉底板的排烟口进入炉底烟道，从而对炉底板和炉底承重墙充分均匀加热，使整个炉底保持均衡稳定，在工件的下部形成均匀稳定的热源，对工件持续加热，实现炉内热气流在炉膛内上下对流，使工件均匀受热。

在实际的使用过程中，据申请人反映，该热处理炉的炉子底部烟道排布设计，虽然能够提高加热效率和炉温均匀性，但烟道排布设计错综复杂，检修困难，且生产成本高。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种箱式燃气热处理炉，取消了传统的热处理炉上设置的多个排出烟气管道，直接在炉壳内部增设烟气通道，并在炉壳外部设置与烟气通道连通的竖直烟道，使得炉膛内经换热后的烟气进入烟气通道内通过竖直烟道集中输出，简化管道排布，降低生产成本，炉内烟气流通的压力均匀，热利用率高，热量损失少。

本发明的技术解决措施如下：

一种箱式燃气热处理炉，包括炉壳和炉膛，所述炉壳为长方形箱型体，炉壳上设有物料进口和物料出口，炉膛内设有用于放置工件的储料架，其特征在于：所述炉壳上设有与炉膛连通的高温烟气进口；所述炉壳的内部开设有环形烟气通道，烟气通道的左右两侧均与炉膛相通，炉壳的外部设有与烟气通道连通的竖直烟道；所述储料架置于高温烟气进口的下方且与烟气通道相通，该储料架的两端部分别与炉壳的内壁密闭连接。

作为改进，所述烟气通道的左右两侧与炉膛之间各设有一隔墙，该隔墙上开设有若干连通烟气通道与炉膛的烟气出孔。

作为改进，所述隔墙的内侧面与所述炉壳的内壁在同一竖直平面内。

本发明通过在炉膛内增设隔墙与燃气炉原有的炉墙形成烟气通道，使得炉膛内的烟气由隔墙上开设的若干烟气出孔经烟气通道流通，由竖直烟道引出，保证烟气流通的压力均匀，使炉膛内保持一定的炉压，同时，简化了炉壳外部的管道设置和炉体内部的烟道设计，利于进行热处理，降低成本。

作为改进，所述炉壳的左右两侧水平相对设置有高温烟气进口。

作为改进，所述炉膛内竖向设置有将其左右分成左侧区域和右侧区域的导流板。

作为改进，所述导流板的外形与炉膛内部形状相适配，导流板的顶端与炉壳的顶部密闭连接，其底端延伸至高温烟气进口与储料架之间的位置。

导流板将炉膛内部分成左右两个对称区域，将由两个高温烟气进口引入的高温烟气隔开，改变高温烟气的流通轨迹，防止两侧的高温烟气发生对冲，使得左侧区域和右侧区域内的烟气流动均匀，保证炉压稳定及炉膛内各处的温度均匀一致，提高温场稳定性，利于工件热处理，提高热处理效果。

作为改进，所述竖直烟道设置在炉壳后侧的中部，竖直烟道的底部与所述烟气通道连通，其顶部设有烟气出口，利于进一步保证炉膛内炉压的稳定性。

作为改进，所述储料架为矩形框架式结构，包括若干架体和连接件，相邻两架体之间通过连接件搭接固定。

作为改进，所述架体包括底座、顶板和两个竖直对称设置的支架，该支架底端均固定在底座上，其顶端固定于顶板的底部，顶板的上部与相应的连接件端部固定连接，所述支架上还设有若干与所述烟气出孔相通的支架口。

作为改进，所述架体的高度大于所述隔墙的高度且所述支架口的开口尺寸不小于所述烟气出孔的开口尺寸，确保炉膛内的高温烟气只有通过储料架上的支架口及相邻架体之间的间隙经若干烟气出孔进入烟气通道内，使得高温烟气在储料架内形成稳定的热源并实现充分换热，提高工件受热均匀性，热处理效果好。

作为改进，所述竖直烟道通过烟气管道连接一热交换器，使得从烟气通道内排出的烟气经竖直烟道集中引入热交换器内进行热交换后，可通过高温引风机引到回火炉用于其加热之用，实现热量循环利用，节能环保。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明利用在炉膛内单独增设的隔墙与炉壳原有的炉墙形成烟气通道，并结合与烟气通道连通设置的竖直烟道，使得换热后的烟气进入烟气通道汇聚至竖直烟道内集中排出，取消了炉壳外部设置的多个排气管及与排气管连通的多个出气孔，简化了管道排布和内部烟道设计，保证燃气炉整体结构的完整性，同时，在隔墙上开设多个连通炉膛与烟气通道的烟气出孔，保证烟气流通的压力均匀，提高热利用效率，有效保持炉压稳定，减少热量损失，降低成本，节能环保；

(2)炉膛被竖向设置的导流板左右分成对称的两个区域，将由两个高温烟气进口引入的高温烟气隔开，以改变高温烟气的流通轨迹，防止两个区域内的高温烟气发生对冲，使得炉膛内烟气流动均匀，保证炉膛内各处温度均匀，提高加热效率的同时保证温场稳定性，利于工件热处理，热处理效果好；

(3)储料架的两端部与炉壳内壁密闭连接且与烟气通道连通，保证炉膛两个区域内的高温烟气只有通过储料架上的支架口和间隙进入烟气通道，使得高温烟气在储料架内形成稳定热源，实现充分换热，工件受热均匀，提高热处理效率；

综上所述，本发明具有结构简单，运行稳定，热处理效果好，节能环保，节省产成本等优点。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为现有技术中箱式热处理炉的整体结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为图2中A-A方向的剖视图；

图4为图2中B-B方向的半剖视图；

图5为本发明中储料架的结构示意图；

图6为图5中C-C方向的结构示意图；

图7为本发明中竖直烟道与热交换器连接结构示意图。

具体实施方式：

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。

实施例

如图2所示，本发明提供一种箱式燃气热处理炉，包括炉壳1和炉膛2，炉壳1为长方形箱型体，采用型钢及钢板焊接制成的，具有炉体正常工作所需的刚度及强度，炉壳1的进料端设有物料进口11，在出料端设有物料出口，根据产品热处理工艺要求，炉膛2尺寸设计为4500mm×2650mm×600mm，按加热容积在炉壳1的左右两侧上部分别开有与烧嘴喷射口连接的高温烟气进口12，该高温烟气进口12均与炉膛2连通，提高加热效率。

图3所示，炉壳1的内部开设有环形烟气通道13，烟气通道13的左右两侧均与炉膛2相通，炉壳1的外部设有与烟气通道13连通的竖直烟道4。如图4所示，在烟气通道13的左右两侧与炉膛2之间各设有一隔墙5，隔墙5的内侧面52与炉壳1的内壁14在同一竖直平面内，通过增设隔墙5与燃气炉原有的炉墙形成烟气通道13，而且隔墙5上还开设有若干连通烟气通道13与炉膛2的烟气出孔51，使得换热后的烟气均由隔墙5上开设的若干烟气出孔51进入烟气通道13流通，汇聚至竖直烟道4内引出，在保证炉体底部各处烟气流通压力均匀的同时，使炉膛2内始终保持一定的炉压，同时简化了炉壳1外部的管道设置和炉体内部的烟道设计，保证了炉体整体结构的完整性，减少热量损失，利于进行热处理。

此外，炉膛2内设有用于放置工件的储料架3，该储料架3置于高温烟气进口12的下方且与烟气通道13相通，既保留了加热效率高的特点，同时又避免了烧嘴喷射的火焰直接对工件加热，有效防止了工件过热过烧的风险。

本实施例中，如图5和图6所示，储料架3为矩形框架式结构，包括若干架体31和连接件32，相邻两架体31之间通过若干连接件32搭接固定，该架体31包括底座311、顶板312和两个竖直对称设置的支架313，该支架313底端均固定在底座311上，其顶端固定于顶板312的底部，顶板312的上部与相应的连接件32端部固定连接，其中，顶板312与连接件32的截面均为凸字形，顶板312上开设有若干与连接件32端部相适配的卡槽315，连接件32可通过焊接方式固定在相应的卡槽315内，提高储料架3整体的稳固性。为了便于批量加工，节省成本，各架体31之间相互平行且相邻架体31之间留有相同间隙33，从而保证各个连接件32相同。此外，架体31的底座311上还设有定位板316，该定位板316位于底座311上的两个支架313中间且与所述顶板312平行设置，提高架体31的稳固性，从而保证整个储料架3的稳定性。支架313上均匀开设有若干支架口314，该支架口314与烟气出孔51相通，一方面在保证支架313具有足够强度的同时，减少储料架3重量，方便安装，降低成本；另一方面支架口314与烟气出孔51连通，利于加热炉内烟气流动的均匀性，保证流通压力均匀。

储料架3通过架体31的底座311固定于炉壳1底部开设的固定槽15内，其两端部分别通过L形连接板7与炉壳1的内壁14密闭连接，其中，架体31的高度大于隔墙5的高度且支架口314的开口尺寸不小于烟气出孔51的开口尺寸，确保炉膛2内的高温烟气只有通过储料架3上的支架口314及相邻架体31之间的间隙33经若干烟气出孔51进入烟气通道13内，与此同时，储料架3作为承载工件同时，起到连通烟气通道13的作用，使得高温烟气在储料架3内流通形成稳定的热源，工件与高温烟气的接触时间相对延长从而实现充分换热，提高工件受热均匀性，热处理效果好。

其中，如图1所示，炉膛2内竖向设置有将其左右分成左侧区域21和右侧区域22的导流板6，该导流板6的外形与炉壳1内部形状相适配，其顶端与炉壳1的顶部密闭连接，底端延伸至高温烟气进口12与储料架3之间的位置，同时，为了避免因导流板6的阻隔，降低炉膛2中部的加热效果，导流板6厚度为1～3mm。炉壳1的左右两侧设有的高温烟气进口12水平相对排布设置，导流板6将炉膛2内部分成左右两个对称区域，将由两个高温烟气进口12引入的高温烟气隔开，改变高温烟气的流通轨迹，防止两侧的高温烟气发生对冲，左侧区域21和右侧区域22内的烟气流动均匀，使得炉膛2内各处的温度均匀，提高温场稳定性，热处理效果好。同时，为了利于进一步保证炉膛2内炉压的稳定性，将竖直烟道4设置在炉壳1后侧的中部，竖直烟道4的底部与所述烟气通道13连通，其顶部设有烟气出口41。

其中，如图7所示，竖直烟道4通过烟气管道9连接一热交换器8，烟气管道9上还设有与其相连通的高温风机10，热交换器8的顶部开设有进气口81，其底部开设有排气口82，烟气管道9的一端与该烟气出口41密闭连通，其另一端与热交换器8顶部的进气口81密闭连通，热交换器8的内部并排设置有若干用于盛装冷凝液的冷凝管道83，冷凝管道83的下部设有进水口84，其上部设有出水口85，竖直烟道4内排出的烟气可通过高温风机9引入热交换器8内部进行热交换后，通过引风机引到回火炉用于回火炉加热之用，实现热量循环利用，节能环保。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种箱式燃气热处理炉，包括炉壳(1)和炉膛(2)，所述炉壳(1)为长方形箱型体，炉壳(1)上设有物料进口(11)和物料出口，炉膛(2)内设有用于放置工件的储料架(3)，其特征在于：所述炉壳(1)上设有与炉膛(2)连通的高温烟气进口(12)；所述炉壳(1)的内部开设有环形烟气通道(13)，烟气通道(13)的左右两侧均与炉膛(2)相通，炉壳(1)的外部设有与烟气通道(13)连通的竖直烟道(4)；所述储料架(3)置于高温烟气进口(12)的下方且与烟气通道(13)相通，该储料架(3)的两端部分别与炉壳(1)的内壁(14)密闭连接；所述烟气通道(13)的左右两侧与炉膛(2)之间各设有一隔墙(5)，该隔墙(5)上开设有若干连通烟气通道(13)与炉膛(2)的烟气出孔(51)；所述炉壳(1)的左右两侧水平相对设置有高温烟气进口(12)。

2.如权利要求1所述的一种箱式燃气热处理炉，其特征在于：所述隔墙(5)的内侧面(52)与所述炉壳(1)的内壁(14)在同一竖直平面内。

3.如权利要求1所述的一种箱式燃气热处理炉，其特征在于：所述炉膛(2)内竖向设置有将其左右分成左侧区域(21)和右侧区域(22)的导流板(6)。

4.如权利要求3所述的一种箱式燃气热处理炉，其特征在于：所述导流板(6)的外形与炉膛(2)内部形状相适配，导流板(6)的顶端与炉壳(1)的顶部密闭连接，其底端延伸至高温烟气进口(12)与储料架(3)之间的位置。

5.如权利要求3所述的一种箱式燃气热处理炉，其特征在于：所述竖直烟道(4)设置在炉壳(1)后侧的中部，竖直烟道(4)的底部与所述烟气通道(13)连通，其顶部设有烟气出口(41)。

6.如权利要求1所述的一种箱式燃气热处理炉，其特征在于：所述储料架(3)为矩形框架式结构，包括若干架体(31)和连接件(32)，相邻两架体(31)之间通过若干连接件(32)搭接固定。

7.如权利要求6所述的一种箱式燃气热处理炉，其特征在于：所述架体(31)包括底座(311)、顶板(312)和两个竖直对称设置的支架(313)，该支架(313)底端均固定在底座(311)上，其顶端固定于顶板(312)的底部，顶板(312)的上部与相应的连接件(32)端部固定连接，所述支架(313)上还设有若干与所述烟气出孔(51)相通的支架口(314)。

8.如权利要求7所述的一种箱式燃气热处理炉，其特征在于：所述架体(31)的高度大于所述隔墙(5)的高度且所述支架口(314)的开口尺寸不小于所述烟气出孔(51)的开口尺寸。