CN106435138A - 一种横向风循环加热时效炉及使用横向风加热铝材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种横向风循环加热时效炉，包括炉体、加热系统和热风循环系统，所述热风循环系统包括上导风槽、下导风槽、循环风机和测温计，所述上导风槽设于炉体上半部的炉腔壁上，所述下导风槽设于炉体下半部的炉腔壁上，所述循环风机设于炉腔壁上部中央并与上导风槽的进风口连接，所述测温计设于炉腔壁下部左右两侧并与下导风槽的出风口连接；所述加热系统与测温计配对设置，用于对配对的循环风机吹出的风进行加热。本发明实施例还公开了一种使用横向风加热铝材的方法。本发明一种横向风循环加热时效炉，通过热风循环系统对铝材横向加热，增大了铝材的受热面积，加快铝材的升温速度，节省能源。

Description

一种横向风循环加热时效炉及使用横向风加热铝材的方法

技术领域

本发明涉及一种时效炉，尤其涉及一种横向风循环加热时效炉及使用横向风加热铝材的方法。

背景技术

在铝型材的生产过程中，当挤压成型之后往往还需要通过铝型材时效炉进行时效处理，其目的是消除工件的内应力，稳定组织与尺寸，改善机械性能等。时效炉的性能差别直接影响铝型材的时效结果，若时效炉的温度过低，由于扩散困难，GP区不易形成，时效后强度、硬度偏低；若时效炉的温度过高，扩散易进行，材料内部析出相变大，即出现“过时效”现象，影响铝型材的强度要求。因此，在铝型材时效处理过程中，时效炉的温度需控制得当。

传统时效炉A全长30米，采用的燃料为柴油，物料进出方式为前后进出料，料框通过链条传动进出炉体。时效炉炉顶前后两侧设置两台循环风机，当燃烧机工作时，风机一端吸风另一端排风，从而形成热风循环。其具体加热气流走向见图1。这种时效炉炉内温度不均匀，升温慢，影响生产效率和产品质量。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种横向风循环加热时效炉及使用横向风加热铝材的方法，可保证铝材加热均匀。

本发明实施例所要解决的技术问题还在于，提供一种横向风循环加热时效炉及使用横向风加热铝材的方法，具有良好的加热性能和保温性能。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种横向风循环加热时效炉，包括炉体、加热系统和热风循环系统，所述热风循环系统包括上导风槽、下导风槽、循环风机和测温计，所述上导风槽设于炉体上半部的炉腔壁上，所述下导风槽设于炉体下半部的炉腔壁上，所述循环风机设于炉腔壁上部中央并与上导风槽的进风口连接，所述测温计设于炉腔壁下部左右两侧并与下导风槽的出风口连接；所述加热系统与测温计配对设置，用于对配对的循环风机吹出的风进行加热。

作为上述方案的改进，所述加热系统包括燃烧机和散热管，燃烧机通过在散热管内燃烧产生热量，热风循环系统产生的循环风与散热管表面产生热交换。

作为上述方案的改进，所述炉体前后方向设有进出料口，炉体中部设有用于将炉腔分成前后两部分的分隔门。

作为上述方案的改进，所述炉体底部设有传输机构，铝型材按排堆放，每排铝型材之间设有分隔条，所述分隔条用于固定铝型材以及使每排铝型材间隔预定距离。

作为上述方案的改进，所述热风循环系统共12组，其相互间隔预定距离地横向设于所述炉体上。

作为上述方案的改进，相邻的两个所述分隔条与上下两排铝型材之间形成铝材热风通道，其与所述上导风槽和下导风槽共同形成循环风风道。

作为上述方案的改进，每个所述热风循环系统的循环风机对应1至2个铝材热风通道。

相应地，本发明还提供了一种使用横向风加热铝材的方法，所述铝材通过分隔条相互平行地按排堆放，其特征在于，将铝材从头到尾分成若干加热区间，每个区间通过上文所述的热风循环系统和加热系统在铝材两侧对称吹入热风，并从成排铝材的中心位置排出热风。

作为上述方案的改进，在分隔条中央设置凸块，使同一排铝材形成横向气流通道，热风从铝材两侧的横向气流通道吹入，然后从纵向气流通道排出，防止铝材与分隔条的接触部位因为受热不均而影响整体温度均匀。

作为上述方案的改进，将铝材置于料框中，两个所述料框并排设于炉腔中，两个所述料框之间留有排风间隙。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明一种横向风循环加热时效炉，通过热风循环系统对铝材横向加热，增大了铝材的受热面积，加快铝材的升温速度，节省能源。

本发明一种横向风循环加热时效炉，具有12组相互间隔预定距离的热风循环系统，并且每组热风循环系统对应1至2个铝材热风通道，使其形成完整的环形循环风道，每个风道的温度能够独立控制，保证铝材加热均匀，提高产品质量。

附图说明

图1是现有的时效炉结构图；

图2是本发明一种横向风循环加热时效炉的主视结构示意图；

图3是图2的A部放大图；

图4是本发明一种横向风循环加热时效炉的左视结构示意图；

图5是本发明的隔离条的结构示意图；

图6是A、B炉技术参数对比表；

图7是A、B炉升温阶段测试表；

图8是A、B炉保温阶段测试表。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

如图2-图5所示，本发明具体实施例提供了一种横向风循环加热时效炉，包括炉体1、加热系统2和热风循环系统3，所述热风循环系统3包括上导风槽31、下导风槽32、循环风机33和测温计34，所述上导风槽31设于炉体1上半部的炉腔壁上，所述下导风槽32设于炉体1下半部的炉腔壁上，所述循环风机33设于炉腔壁上部中央并与上导风槽31的进风口35连接，所述测温计34设于炉腔壁下部左右两侧并与下导风槽32的出风口36连接；所述加热系统2与测温计测温计34配对设置，用于对配对的循环风机33吹出的风进行加热。所述炉体1前后方向设有进出料口11，炉体1中部设有用于将炉腔分成前后两部分的分隔门12。所述炉体1底部设有传输机构，铝型材按排堆放，每排铝型材之间设有分隔条4，所述分隔条4用于固定铝型材以及使每排铝型材间隔预定距离。

所述炉腔内还设有分隔板37，其由上导风槽31和下导风槽32的连接处水平延伸至整个炉腔，将分隔板37的下方分隔成型材加热区，上方分隔成循环风机33安装区。所述循环风机33设于分隔板37的中央，所述分隔板37设有与循环风机33配合的排风口38。所述下导风槽32内设有导风板39，所述导风板39将从上导风槽31竖直向下流动到下导风槽32的热风转换成水平流动的热风。

优选地，三个所述导风板39纵向等距设置，位于下部的导风板39比其上部的导风板39更为向外伸出，将热风导向成3组水平热风。

本发明一种横向风循环加热时效炉，通过热风循环系统3对铝材横向加热，增大了铝材的受热面积，加快铝材的升温速度，节省能源。

优选地，所述加热系统2包括燃烧机和散热管21，燃烧机通过在散热管21内燃烧产生热量，热风循环系统3产生的循环风与散热管21表面产生热交换。

优选地，所述热风循环系统3共12组，其相互间隔预定距离地横向设于所述炉体1上。

更优地，相邻的两个所述分隔条4与上下两排铝型材之间形成铝材热风通道，其与所述上导风槽31和下导风槽32共同形成循环风风道。每个所述热风循环系统3的循环风机33对应1至2个铝材热风通道。

本发明一种横向风循环加热时效炉，具有12组相互间隔预定距离的热风循环系统3，并且每组热风循环系统3对应1至2个铝材热风通道，使其形成完整的环形循环风道，每个风道的温度能够独立控制，保证铝材加热均匀，提高产品质量。

相应地，本发明还提供了一种使用横向风加热铝材的方法，所述铝材通过分隔条4相互平行地按排堆放，将铝材从头到尾分成若干加热区间，每个区间通过上文所述的热风循环系统3和加热系统2在铝材两侧对称吹入热风，并从成排铝材的中心位置排出热风。

采用本发明一种使用横向风加热铝材的方法，热风循环系统3对铝材横向加热，增大了铝材的受热面积，加快铝材的升温速度，节省能源。

优选地，如图5所示，还可以在分隔条4中央设置凸块41，使同一排铝材形成横向气流通道，热风从铝材两侧的横向气流通道吹入，然后从纵向气流通道排出。已知，H=23mm ,B=50mm,b=44mm,h=19mm。

根据空腔截面惯性矩计算公式,

可计算当H=23mm时，=2.55 cm⁴

因此可以计算该型材最大挠度如下：

假设单层隔条均布载荷q=200N,铝的弹性模量G=68GPa,隔条长度l=1200 mm。

根据两端固定梁最大挠度计算公式

可计算当=2.55 cm⁴时，f_max1=3.1×10^-3mm; 符合铝材承载的相关规定。

另外，也可以将铝材置于料框中，两个所述料框并排设于炉腔中，两个所述料框之间留有排风间隙，以此保证排风顺畅。

为了更加直观地比较现有的时效炉（下面称为A炉）和本专利的时效炉（下面称为B炉）以及加热方法的效果差异，申请人进行了对比试验。

本试验是以一次进料出料四小时为一个周期作为计算依据，通过测量物料升温情况及保温情况进行对比。A炉与B炉的测试试验方法相同，除投入加热的产品数量不同外，其它外界条件、计数方法等均相同。其试验结果见图7、图8。

通过上述试验结果及数据显示，从图6可见，B炉采用新型加热方式，循环风机数量多达12台，与A炉相比多出10台，但B炉所用循环风机单台功耗较低，因此总功耗反而更低。通过图7的数据可得，在升温阶段中，A炉与B炉设定温度及起始温度均相同，而B炉的升温到温速度明显较快，到温用时比A炉节省25%。从图8的数据可见，在保温阶段中，A炉测量的最大值和最小值差值在±10℃的幅度波动；而B炉的测量温度最大偏差则在±5℃范围内。

综上所述，B炉采用的新型加热方式较A炉所用的传统加热方式相比在升温性能、保温性能、热均匀性及能耗性能方面提升明显。

铝合金时效炉横向风流加热不同于传统的时效炉加热，它从传统的整室加热改为分区加热，相比于传统时效炉在加热性能、保温性能及能耗方面都有一定的提升。原因如下：

第一，由于横向风流循环加热时效炉的加热系统2在炉顶分段安装，即每隔2～3米设置一个加热系统2，从而实现炉内分区加热，使每一个区域的每段铝型材都能均匀受热，避免了以往传统时效炉因炉内空间太大导致的温度散失快的现象。

第二，因为横向风流循环加热的气流特性，所以较传统时效炉的整炉径向循环加热气流相比，可以使被处理的铝型材的受热面积增大，提高了其加热性能及保温性能。

第三，结构方面，由于传统时效炉加热方式是整炉加热，对于空间较大的时效炉所需的循环风机要求较高，能耗也相应提高；而横向风流循环加热时效炉虽然在风机的数量上比传统时效炉高很多，但得益于分区加热的特点，每台循环风机需处理的空间较小，因此风机风量较低，总的能耗反而更小。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种横向风循环加热时效炉，包括炉体、加热系统和热风循环系统，其特征在于，所述热风循环系统包括上导风槽、下导风槽、循环风机和测温计，所述上导风槽设于炉体上半部的炉腔壁上，所述下导风槽设于炉体下半部的炉腔壁上，所述循环风机设于炉腔壁上部中央并与上导风槽的进风口连接，所述测温计设于炉腔壁下部左右两侧并与下导风槽的出风口连接；所述加热系统与测温计配对设置，用于对配对的循环风机吹出的风进行加热。

2.如权利要求1所述的横向风循环加热时效炉，其特征在于，所述加热系统包括燃烧机和散热管，燃烧机通过在散热管内燃烧产生热量，热风循环系统产生的循环风与散热管表面产生热交换。

3.如权利要求1所述的横向风循环加热时效炉，其特征在于，所述炉体前后方向设有进出料口，炉体中部设有用于将炉腔分成前后两部分的分隔门。

4.如权利要求1所述的横向风循环加热时效炉，其特征在于，所述炉体底部设有传输机构，铝型材按排堆放，每排铝型材之间设有分隔条，所述分隔条用于固定铝型材以及使每排铝型材间隔预定距离。

5.如权利要求1所述的横向风循环加热时效炉，其特征在于，所述热风循环系统共12组，其相互间隔预定距离地横向设于所述炉体上。

6.如权利要求4所述的横向风循环加热时效炉，其特征在于，相邻的两个所述分隔条与上下两排铝型材之间形成铝材热风通道，其与所述上导风槽和下导风槽共同形成循环风风道。

7.如权利要求6所述的横向风循环加热时效炉，其特征在于，每个所述热风循环系统的循环风机对应1至2个铝材热风通道。

8.一种使用横向风加热铝材的方法，所述铝材通过分隔条相互平行地按排堆放，其特征在于，将铝材从头到尾分成若干加热区间，每个区间通过权利要求1-8任一项所述的热风循环系统和加热系统在铝材两侧对称吹入热风，并从成排铝材的中心位置排出热风。

9.如权利要求8所述的使用横向风加热铝材的方法，其特征在于，在分隔条中央设置凸块，使同一排铝材形成横向气流通道，热风从铝材两侧的横向气流通道吹入，然后从纵向气流通道排出。

10.如权利要求8所述的使用横向风加热铝材的方法，其特征在于，将铝材置于料框中，两个所述料框并排设于炉腔中，两个所述料框之间留有排风间隙。