CN108330268A - T91换热器管束的热处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热处理技术领域；具体涉及一种T91换热器管束的热处理装置，包括箱式电阻炉、移动式炉门和管束移动平台，所述箱式电阻炉包括炉体和炉体移动平台，所述炉体包括加热器和炉墙，一面炉墙上设置圆形炉口，与炉口相对的一面炉墙上固定框架式加热器，对应炉口设置移动式炉门，移动式炉门包括移动架和移动炉门，移动架上固定若干组移动炉门，移动炉门包括传动组件和炉盖，炉盖上对应炉口设置圆形开口，炉盖顶端通过传动组件固定在移动架上，各组移动炉门的炉盖内径不相等，炉体移动平台、传动组件和管束移动平台均与控制系统相连。本发明提高了工作效率，降低了加工成本，提高了T91管束的热处理质量。

Description

T91换热器管束的热处理装置

技术领域

本发明涉及热处理技术领域；具体涉及一种T91换热器管束的热处理装置。

背景技术

T91钢是一种改进型的9Cr-1Mo钢，是由美国橡树岭国家实验室和美国燃烧公司研究开发的，它是一类在9Cr-1Mo钢基础上加入了V、Nb、N、Ti、Al合金元素的改进型的新钢种，由于该钢种具有良好的抗高温氧化和抗蠕变性能，同时热强性好，能有效减轻结构自重，因而广泛用于电站和石化行业。

T91属于马氏体高合金耐热钢，正火状态下为马氏体，回火状态下为贝氏体+铁素体，由于此钢在焊接状态下极易转变为马氏体，故而焊接性差，易出现裂纹，晶粒不均匀，塑形下降等问题，所以焊接和焊后热处理是其中关键性的工艺过程。焊后热处理主要有两方面的作用：一是能起到改善焊缝和热影响区的组织、提高接头的韧性和高温持久强度、消除焊接残余应力。二是要求焊后热处理及时有效的进行，同时控制焊后热处理的间隔时间。

T91管束的热处理工艺要求：焊后缓冷冷却速度低于150℃/h,温度降至100-120℃之间进行马氏体转变，若不能及时进行焊后热处理则进行350℃消氢处理，一般马氏体转变后进行焊后热处理，热处理温度为760±10℃，保温时间尽量比工艺要求时间长些，尽量消除应力，使晶粒均匀化，焊缝硬度小于300HB。

目前对T91管束的热处理主要有以下两种方式：一是换热器管束整体装进热处理炉，这种操作方法对管束的摆放要求极为严格，稍有不平整，就可能造成管束的整体变形，甚至T91管束的报废。二是采用履带式电加热带，这种方式需要固定好电加热带，然后再覆盖上岩棉，对于直径小于800mm的T91管束保温效果还可以，但是对于直径大于等于800的T91管束保温效果差，难以达到热处理效果。就算制造一些简易的工装，增加保温效果，但是由于管束的规格大小不一，需要制造不同规格的热处理简易装置，造成极大的浪费，并且需要人工和吊车的协作，具体操作起来非常的不便。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种T91换热器管束的热处理装置，提高了工作效率，降低了加工成本，提高了T91管束的热处理质量。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述T91换热器管束的热处理装置，包括箱式电阻炉、移动式炉门和管束移动平台，所述箱式电阻炉包括炉体和炉体移动平台，所述炉体包括加热器和围成加热空间的六面炉墙，一面炉墙上设置圆形炉口，与炉口相对的一面炉墙上固定框架式加热器，对应炉口设置移动式炉门，移动式炉门包括移动架和移动炉门，移动架上固定若干组移动炉门，所述移动炉门包括传动组件和炉盖，炉盖上对应炉口设置圆形开口，炉盖顶端通过传动组件固定在移动架上，所述炉盖朝向炉口的一侧设置偏心环状的保温棉层，保温棉层内圈与炉盖的圆形开口同心，保温棉层外圈与炉口同心，各组移动炉门的炉盖内径不相等，炉体移动平台、传动组件和管束移动平台均与控制系统相连。

本发明中，箱式电阻炉的炉口一般取2000mm，考虑到T91管束有多种尺寸，设置多种规格的炉盖内径，以备各种尺寸的T91管束使用，炉盖的最大直径应不大于炉口直径，不同规格的炉盖尺寸相差200mm，移动炉门组数设置3-6组即可。热处理前，先测定T91管束的尺寸，根据测定的尺寸，选取合适尺寸的移动炉门，炉体移动平台把箱式电阻炉移动到所选定的炉盖后对中，然后，通过传送组件移动炉盖，使炉盖上的保温棉层与炉口重合，考虑到管束移动平台不能自动升降，在T91管束转移过程中，其高度保持不变，为使所有炉盖都适用于箱式电阻炉的炉口，每个炉盖上设置的圆形开口最低点与箱式电阻炉炉口的最低点保持一致，因此，炉盖与炉口重合时，炉盖上的圆形开口与炉口是不同心的，为使保温棉层能够顺利封堵炉盖和炉口之间的空隙，设置保温棉层为偏心环，重合后，保温棉层外圈与炉口同心，保温棉层内圈与炉盖的圆形开口同心，为使两者顺利重合，可将该保温层外径设置的略小于炉口直径，同时，为了保证炉盖和炉口的重合稳定度，在炉盖和设置炉口的炉墙上对应设置螺纹孔，通过螺栓固定连接两螺纹孔，以紧固重合后的移动炉门与箱式电阻炉，最后，通过管束移动平台将T91管束移动到所选定的移动炉门前，通过吊车把T91管束一端的管板放进箱式电阻炉内，再通过岩棉塞紧炉盖开口处的空隙，开始对T91管束进行热处理操作，控制系统通过控制炉体移动平台、传动组件和管束移动平台的启停实现装置各组件的移动。

其中，优选方案为：

所述移动架两侧分别对应炉体移动平台和管束移动平台设置炉体移动导轨和管束移动导轨；所述炉体移动导轨和管束移动导轨上对应每组移动炉门分别设置一对到位检测元件，到位检测元件与控制系统相连，通过检测元件检测箱式电阻炉和移动炉门的位置，以实现移动炉门与箱式电阻炉的同心对中，控制系统采用PLC控制器，到位检测元件采用接近开关。

所述炉墙采用内衬保温层的钢板制成，框架式加热器通过长螺栓焊接后穿过炉墙与电源相接。

所述炉体移动平台包括行走架和行走机构，所述行走架为长方体框架，炉体放置在长方体框架顶面，长方体框架底面的两条支撑梁上成对设置行走机构，行走机构包括行走电机和主动轮，所述行走电机转轴连接主动轮，所述移动架一侧对应主动轮设置炉体移动导轨，行走电机连接控制系统，由行走电机带动主动轮在炉体移动导轨内行走，炉体移动导轨对主动轮起限位导向作用，为使炉体移动平台的移动更为平稳，行走电机连接减速器，减速器转轴通过联轴器连接主动轮，联轴器穿出主动轮的一端连接轴承座，轴承座固定在行走架上。

所述行走机构还包括从动轴和从动轮，所述从动轮设置在从动轴上，从动轴两端通过轴承座固定，从动轮和主动轮并排设置，在主动轮的带动下，从动轮沿炉体移动导轨移动，从动轮的设置使炉体的移动更为平滑顺畅。

所述传动组件包括传动架、传动轮、传动齿条和传动电机，所述传动架一端对应传动轮设置容置通槽，移动架顶面对应传动轮设置传动导轨，所述传动架另一端固定传动齿条，传动齿条与传动齿轮啮合，传动齿轮与传动电机转轴连接，传动电机通过电机座固定在移动架上，传动电机连接控制系统，由传动电机带动传动齿轮转动，传动齿轮的圆周运动由传动齿条转换为直线运动，进而带动传动架在移动架上做平移运动，最终实现炉盖和炉口相对距离的调节。

所述管束移动平台包括管束鞍座、鞍座支撑架和移动组件，所述鞍座支撑架顶面固定一对管束鞍座，鞍座支撑架底面设置移动组件，移动组件连接控制系统，T91管束放置在管束鞍座上，通过移动组件带动T91管束移动至合适的移动炉门前。

所述移动组件包括移动电机、移动轮，所述移动电机转轴连接移动轮，移动架另一侧对应移动轮设有管束移动导轨，移动电机连接至控制系统，移动电机带动移动轮在管束移动导轨内移动，进而实现T91管束的移动。

所述移动电机转轴连接双轴减速器，双轴减速器的转轴各连接一个移动轮，移动轮和双轴减速器壳体之间设置轴承座。

上述方案中，控制系统可采用51系列单片机，控制系统实现对移动电机、传动电机和行走电机的控制所依赖的计算机程序和外围电路均属于本领域技术人员公知技术，此处不详述。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提高了工作效率，降低了加工成本，提高了T91管束的热处理质量。热处理前，先测定T91管束的尺寸，根据测定的尺寸，选取合适尺寸的移动炉门，炉体移动平台把箱式电阻炉移动到所选定的炉盖后对中，然后，通过传送组件移动炉盖，使炉盖上的保温棉层与炉口重合，同时，为了保证炉盖和炉口的重合稳定度，在炉盖和设置炉口的炉墙上对应设置螺纹孔，通过螺栓固定连接两螺纹孔，以紧固重合后的移动炉门与箱式电阻炉，最后，通过管束移动平台将T91管束移动到所选定的移动炉门前，通过吊车把T91管束一端的管板放进箱式电阻炉内，再通过岩棉塞紧炉盖圆形开口处的空隙，开始对T91管束进行热处理操作，控制系统通过控制炉体移动平台、传动组件和管束移动平台的启停实现装置各组件的移动，通过管束移动平台代替了T91管束的人工转移，并通过移动炉门和箱式电阻炉的分体设计提高了设备的适用性。

附图说明

图1是箱式电阻炉结构图。

图2是图1中A部分放大图。

图3是图1中B部分放大图。

图4是移动式炉门结构图。

图5是图1中C部分放大图。

图6是图1中D部分放大图。

图7是管束移动平台结构图。

图8是图7中E部分放大图。

图9是炉盖背面结构示意图。

图10本发明结构示意图。

图中：1、炉体；2、炉体移动平台；3、加热器；4、炉墙；5、炉口；6、移动架；7、炉盖；8、圆形开口；9、保温棉层；10、炉体移动导轨；11、管束移动导轨；12、行走架；13、支撑梁；14、行走电机；15、主动轮；16、减速器；17、联轴器；18、轴承座；19、从动轴；20、从动轮；21、传动架；22、传动轮；23、传动齿条；24、传动电机；25、容置通槽；26、传动导轨；27、传动齿轮；28、电机座；29、管束鞍座；30、鞍座支撑架；31、移动电机；32、移动轮；33、双轴减速器；34、传动轴；35、T91管束；36、辅助行走轮；37、行进导轨。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：

实施例1：

如图1-10所示，本实施例所述T91换热器管束的热处理装置，包括箱式电阻炉、移动式炉门和管束移动平台，所述箱式电阻炉包括炉体1和炉体移动平台2，所述炉体1包括加热器3和围成加热空间的六面炉墙4，一面炉墙4上设置圆形炉口5，与炉口5相对的一面炉墙4上固定框架式加热器，对应炉口5设置移动式炉门，移动式炉门包括移动架6和移动炉门，移动架6上固定若干组移动炉门，所述移动炉门包括传动组件和炉盖7，炉盖7上对应炉口5设置圆形开口8，炉盖7顶端通过传动组件固定在移动架6上，所述炉盖7朝向炉口5的一侧设置偏心环状的保温棉层9，保温棉层9内圈与炉盖7的圆形开口8同心，保温棉层9外圈与炉口5同心，各组移动炉门的炉盖7内径不相等，炉体移动平台2、传动组件和管束移动平台均与控制系统相连。

其中，移动架6两侧分别对应炉体移动平台2和管束移动平台设置炉体移动导轨10和管束移动导轨11；所述炉体移动导轨10和管束移动导轨11上对应每组移动炉门分别设置一对到位检测元件，到位检测元件与控制系统相连，通过检测元件检测箱式电阻炉和移动炉门的位置，以实现移动炉门与箱式电阻炉的同心对中，控制系统控制系统采用PLC控制器，到位检测元件采用接近开关，例如，奥拓尼克斯接近开关PR18-8DN。炉墙4采用内衬保温层的钢板制成，框架式加热器通过长螺栓焊接后穿过炉墙4与电源相接。

如图1-3所示，所述炉体移动平台2包括行走架12和行走机构，所述行走架12为长方体框架，炉体1放置在长方体框架顶面，长方体框架底面的两条支撑梁13上成对设置行走机构，行走机构包括行走电机14和主动轮15，所述行走电机14转轴连接主动轮15，所述移动架6一侧对应主动轮15设置炉体移动导轨10，行走电机14连接控制系统，由行走电机14带动主动轮15在炉体移动导轨10内行走，炉体移动导轨10对主动轮15起限位导向作用，为使炉体移动平台2的移动更为平稳，行走电机14连接减速器16，减速器16转轴通过联轴器17连接主动轮15，联轴器17穿出主动轮15的一端连接轴承座18，轴承座18固定在行走架12上；行走机构还包括从动轴19和从动轮20，所述从动轮20设置在从动轴19上，从动轴19两端通过轴承座18固定，从动轮20和主动轮15并排设置，在主动轮15的带动下，从动轮20沿炉体移动导轨10移动，从动轮20的设置使炉体1的移动更为平滑顺畅。

如图4-6所示，传动组件包括传动架21、传动轮22、传动齿条23和传动电机24，所述传动架21一端对应传动轮22设置容置通槽25，传动轮22通过轴承座18和传动轴34固定在容置通槽25内，移动架6顶面对应传动轮22设置传动导轨26，所述传动架21另一端固定传动齿条23，传动齿条23与传动齿轮27啮合，传动齿轮27与传动电机24转轴连接，传动电机24通过电机座28固定在移动架6上，传动电机24连接控制系统，由传动电机24带动传动齿轮27转动，传动齿轮27的圆周运动由传动齿条23转换为直线运动，进而带动传动架21在移动架6上做平移运动，最终实现炉盖7和炉口5相对距离的调节。

如图7-8所示，管束移动平台包括管束鞍座29、鞍座支撑架30和移动组件，所述鞍座支撑架30顶面固定一对管束鞍座29，鞍座支撑架30底面设置移动组件，移动组件连接控制系统，T91管束35放置在管束鞍座29上，通过移动组件带动T91管束35移动至合适的移动炉门前；移动组件包括移动电机31、移动轮32，所述移动电机31转轴连接移动轮32，移动架6另一侧对应移动轮32设有管束移动导轨11，移动电机31连接至控制系统，移动电机31带动移动轮32在管束移动导轨11内移动，进而实现T91管束35的移动；移动电机31转轴连接双轴减速器33，双轴减速器33的转轴各连接一个移动轮32，移动轮32和双轴减速器33壳体之间设置轴承座18，鞍座支撑架30优选矩形框架，在鞍座支撑架30底面的四个拐角处设置辅助行走轮36，对应辅助行走轮36也设有行进导轨37。

本发明中，箱式电阻炉的炉口5一般取2000mm，考虑到T91管束35有多种尺寸，设置多种规格的炉盖7内径，以备各种尺寸的T91管束35使用，炉盖7的最大直径应不大于炉口5直径，不同规格的炉盖7尺寸相差200mm，移动炉门组数设置3-6组即可。热处理前，先测定T91管束35的尺寸，根据测定的尺寸，选取合适尺寸的移动炉门，炉体移动平台2把箱式电阻炉移动到所选定的炉盖7后对中，然后，通过传送组件移动炉盖7，使炉盖7上的保温棉层9与炉口5重合，考虑到管束移动平台不能自动升降，在T91管束35转移过程中，其高度保持不变，为使所有炉盖7都适用于箱式电阻炉的炉口5，各个炉盖7上设置的圆形开口8最低点与箱式电阻炉炉口5的最低点保持一致，因此，炉盖7与炉口5重合时，炉盖7上的圆形开口8与炉口5是不同心的，为使保温棉层9能够顺利封堵炉盖7和炉口5之间的空隙，如图9所示，设置保温棉层9为偏心环，重合后，保温棉层9外圈与炉口5同心，保温棉层9内圈与炉盖7的圆形开口8同心，为使两者顺利重合，可将该保温棉层9外径设置的略小于炉口5直径，同时，为了保证炉盖7和炉口5的重合稳定度，在炉盖7和设置炉口5的炉墙4上对应设置螺纹孔，通过螺栓固定连接两螺纹孔，以紧固重合后的移动炉门与箱式电阻炉，最后，通过管束移动平台将T91管束35移动到所选定的移动炉门前，通过吊车把T91管束35一端的管板放进箱式电阻炉内，再通过岩棉塞紧炉盖7的圆形开口8处的空隙，开始对T91管束35进行热处理操作，控制系统通过控制炉体移动平台2、传动组件和管束移动平台的启停实现装置各组件的移动。

上述方案中，控制系统可采用PLC控制器，控制系统实现对移动电机31、传动电机24和行走电机14的控制所依赖的计算机程序和外围电路均属于本领域技术人员公知技术，此处不详述。

Claims (10)

1.一种T91换热器管束的热处理装置，其特征在于，包括箱式电阻炉、移动式炉门和管束移动平台，所述箱式电阻炉包括炉体(1)和炉体移动平台(2)，所述炉体(1)包括加热器(3)和围成加热空间的六面炉墙(4)，一面炉墙(4)上设置圆形炉口(5)，与炉口(5)相对的一面炉墙(4)上固定框架式加热器，对应炉口(5)设置移动式炉门，移动式炉门包括移动架(6)和移动炉门，移动架(6)上固定若干组移动炉门，所述移动炉门包括传动组件和炉盖(7)，炉盖(7)上对应炉口(5)设置圆形开口(8)，炉盖(7)顶端通过传动组件固定在移动架(6)上，所述炉盖(7)朝向炉口(5)的一侧设置偏心环状的保温棉层(9)，保温棉层(9)内圈与炉盖(7)的圆形开口(8)同心，保温棉层(9)外圈与炉口(5)同心，各组移动炉门的炉盖(7)内径不相等，炉体移动平台(2)、传动组件和管束移动平台均与控制系统相连。

2.根据权利要求1所述的T91换热器管束的热处理装置，其特征在于，所述移动架(6)两侧分别对应炉体移动平台(2)和管束移动平台设置炉体移动导轨(10)和管束移动导轨(11)。

3.根据权利要求2所述的T91换热器管束的热处理装置，其特征在于，所述炉体移动导轨(10)和管束移动导轨(11)上对应每组移动炉门分别设置一对到位检测元件，到位检测元件与控制系统相连。

4.根据权利要求1所述的T91换热器管束的热处理装置，其特征在于，所述炉墙(4)采用内衬保温层的钢板制成，框架式加热器通过长螺栓焊接后穿过炉墙(4)与电源相接。

5.根据权利要求2所述的T91换热器管束的热处理装置，其特征在于，所述炉体移动平台(2)包括行走架(12)和行走机构，所述行走架(12)为长方体框架，炉体(1)放置在长方体框架顶面，长方体框架底面的两条支撑梁(13)上成对设置行走机构，行走机构包括行走电机(14)和主动轮(15)，所述行走电机(14)转轴连接主动轮(15)，所述移动架(6)一侧对应主动轮(15)设置炉体移动导轨(10)，行走电机(14)连接控制系统。

6.根据权利要求5所述的T91换热器管束的热处理装置，其特征在于，所述行走机构还包括从动轴(19)和从动轮(20)，所述从动轮(20)设置在从动轴(19)上，从动轴(19)两端通过轴承座(18)固定。

7.根据权利要求1所述的T91换热器管束的热处理装置，其特征在于，所述传动组件包括传动架(21)、传动轮(22)、传动齿条(23)和传动电机(24)，所述传动架(21)一端对应传动轮(22)设置容置通槽(25)，移动架(6)顶面对应传动轮(22)设置传动导轨(26)，所述传动架(21)另一端固定传动齿条(23)，传动齿条(23)与传动齿轮(27)啮合，传动齿轮(27)与传动电机(24)转轴连接，传动电机(24)通过电机座(28)固定在移动架(6)上，传动电机(24)连接控制系统。

8.根据权利要求2所述的T91换热器管束的热处理装置，其特征在于，所述管束移动平台包括管束鞍座(29)、鞍座支撑架(30)和移动组件，所述鞍座支撑架(30)顶面固定一对管束鞍座(29)，鞍座支撑架(30)底面设置移动组件，移动组件连接控制系统。

9.根据权利要求8所述的T91换热器管束的热处理装置，其特征在于，所述移动组件包括移动电机(31)、移动轮(32)，所述移动电机(31)转轴连接移动轮(32)，移动架(6)另一侧对应移动轮(32)设有管束移动导轨(11)。

10.根据权利要求9所述的T91换热器管束的热处理装置，其特征在于，所述移动电机(31)转轴连接双轴减速器(33)，双轴减速器(33)的转轴各连接一个移动轮(32)，移动轮(32)和双轴减速器(33)壳体之间设置轴承座(18)。