CN108624749A - 一种高精宽镍带制备用热轧机的加热系统以及加热方法 - Google Patents

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Abstract

一种高精宽镍带制备用热轧机的加热系统以及加热方法，该系统包括推料机、液压站、空气预热器、镍锭加热炉、烧嘴燃烧装置和镍锭出料传送机构；其中，推料机用于将装好镍锭的料垫向前推进，液压站安装在推料机前端的下方，镍锭加热炉设置在推料机的上方，镍锭加热炉的前部具有空气进口，该进口位置设有空气预热器，镍锭加热炉的后部设有若干个烧嘴燃烧装置，镍锭加热炉的后部连接镍锭出料传送机构。该系统最高使用温度为1500度，采用天然气做燃料，液压油缸作为推动动力，具有自动控温、自动出料等功能，操作时只需将镍锭装在进料口的料垫上即可，具有料垫加热均匀、占地面积小、投资少、无需地下基础、使用天然气无尾气污染、操作简便等优点。

Description

一种高精宽镍带制备用热轧机的加热系统以及加热方法
技术领域
本发明涉及镍带制备领域，更具体地涉及高精宽镍带制备用热轧机的加热系统以及加热方法。
背景技术
随着不断发展的社会需求对于电池性能要求的不断提高，原材料无论是在宽度、精度，还是在导电性能等方面均已逐渐不能满足要求。高精宽镍带制备过程中，传统的加热系统均为人工控制，人工上料、卸料，存在成本高、投资大、动力不足的问题，材料制备的成品率低下，严重影响生产效率。
发明内容
本发明的目的是针对镍带制备的问题，提出一种高精宽镍带制备用热轧机的加热系统以及加热方法。
本发明的技术方案是：
本发明提供一种高精宽镍带制备用热轧机的加热系统，该系统包括推料机、液压站、空气预热器、镍锭加热炉、烧嘴燃烧装置和镍锭出料传送机构；其中，推料机用于将装好镍锭的料垫向前推进，液压站安装在推料机前端的下方，镍锭加热炉设置在推料机的上方，镍锭加热炉的前部具有空气进口，该进口位置设有空气预热器，镍锭加热炉的后部设有若干个烧嘴燃烧装置，镍锭加热炉的后部连接镍锭出料传送机构。
进一步地，所述的推料机包括推料头、油缸、支架及行程装置，所述的支架固定在地面的预埋钢板上，行程装置安装在支架上，用于对推料的行程定位。
进一步地，所述的镍锭加热炉包括炉壳、炉衬、炉门提升机构和炉内导轨，所述的炉壳由5mm钢板与型钢框架焊接制成；镍锭加热炉的两端分别设有进、出料炉门，炉门上设有热保护层，该热保护层为高铝棉折叠压缩块，采用耐高温铆固件固定在炉门上。
进一步地，所述的烧嘴燃烧装置包括烧嘴、管路和空气管，所述的管路包括总管路和总管路上设置的连接各烧嘴的支管路，总管路上设有过滤器、稳压阀、快速切断阀及高、低压压力开关，各个烧嘴前的支管路上分别设有手动流量调节器阀，空燃调节阀及电动开、关阀。
一种高精宽镍带制备用热轧机的加热方法，应用高精宽镍带制备用热轧机的加热系统，该方法包括以下步骤：该炉的温度控制采用智能仪表，根据装在炉体上热电偶反馈信号，经仪表运长期后，输出通断信号，调节烧嘴大小火的状态及频率，从而控制炉内的供热负荷，使炉内各区按工艺温度进行升温、保温。
进一步地，步骤具体为：
S1、对镍锭加热炉进行烘炉，除去炉衬内的水分，并使炉衬的灰缝烧结，增加炉衬结构强度；
S2、点火；
S3、炉温调节：
S3.1、检测炉温，当炉温不够时，加大油阀开度，增加供油压力，从而加大进气量；如炉温过高，减小油阀开度，降低供油压力，从而减少进气量，确保炉温最终达到850-900℃；
S3.2调节助燃空气的供应量：当燃烧冒烟时，空气量不够，开大蝶阀，直到不再冒烟为止，此时停止转动蝶阀；获取空气压力表示值，当显示值即空气过剩系数大于1.1时，关小蝶阀，降低空气量；
S4、停用：
S4.1、当所有镍锭出炉完毕后，先关闭供油阀门，再关闭压缩空气阀门；
S4.2、打开雾化介质阀门，对油喷头进行吹扫清洗，关闭空气蝶阀，切断空气通路。
进一步地，所述的步骤S1中，烘炉步骤为：检测镍锭加热炉内的炉温，
当温度在室温-200℃时，打开两端的炉门，按照升温速度18-22℃/h提升镍锭加热炉的炉温，直到200℃，进行保温，升温和保温的时间16-18h；
当温度在200-400℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度18-22℃/h提升镍锭加热炉的炉温，直到400℃，进行保温，升温和保温时间14-16h；
当温度在400-600℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度18-22℃/h提升镍锭加热炉的炉温，直到600℃，进行保温，升温和保温时间10-14h；
当温度在600-750℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度18-22℃/h提升镍锭加热炉的炉温，直到750℃，进行保温，升温和保温时间10-14h；
当温度在750-850℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度13-17℃/h提升镍锭加热炉的炉温，直到850℃，进行保温，升温和保温时间8-12h；
当温度在850-950℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度13-17℃/h提升镍锭加热炉的炉温，直到950℃，进行保温，升温和保温时间8-12h。
进一步地，所述的步骤S1中，烘炉步骤为：检测镍锭加热炉内的炉温，
当温度在室温-200℃时，打开两端的炉门，按照升温速度20℃/h提升镍锭加热炉的炉温，直到200℃，进行保温，升温和保温的时间17h；
当温度在200-400℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度20℃/h提升镍锭加热炉的炉温，直到400℃，进行保温，升温和保温时间15h；
当温度在400-600℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度20℃/h提升镍锭加热炉的炉温，直到600℃，进行保温，升温和保温时间12h；
当温度在600-750℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度20℃/h提升镍锭加热炉的炉温，直到750℃，进行保温，升温和保温时间12h；
当温度在750-850℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度15℃/h提升镍锭加热炉的炉温，直到850℃，进行保温，升温和保温时间10h；
当温度在850-950℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度15℃/h提升镍锭加热炉的炉温，直到950℃，进行保温，升温和保温时间10h。
进一步地，步骤S2具体为：
S2.1、关闭液压站的油阀及压缩空气阀，观察镍锭加热炉的油压、气压是否指示为0，如不是则需要更换压力表，如果是，则继续；
S2.2、打开液压站的油泵和空压机，使得主管道油压在0.6MPa时，气压为0.5MPa；
S2.3、打开液压站的压缩空气阀，使气压表指示在0.35—0.4MPa之间，此时油压表和气压表均稳定；
S2.4、打开排烟风机各助燃风机，打开镍锭加热炉的炉门使炉内与大气想通；
S2.5、将烧嘴燃烧装置前的助燃凤蝶阀开启六分之一，使配风器内有微风；
S2.6、打开烧嘴燃烧装置前的油阀使油压指示0.2—0.6MPa；
S2.7、点火成功，故障灯灭，绿灯亮，开始正常工作；
S2.8、打开并逐渐开大燃烧器前的油阀，使油压表的显示值略低于雾化器的显示值，油雾着火燃烧；
S2.9、待火焰稳定后，将助燃凤蝶阀进一步开启，补入助燃空气，直到不冒烟为止，即为点火成功。
进一步地，实时进行火焰信号检测，若在一定时间内未检测到火焰信号，则立即关断燃气电磁阀，同时发出报警信号。
本发明的有益效果：
本发明的高精宽镍带制备用热轧机的加热系统最高使用温度为1500度，采用天然气做燃料，液压油缸作为推动动力，具有自动控温、自动出料等功能，操作时只需将镍锭装在进料口的料垫上即可，具有料垫加热均匀、占地面积小、投资少、无需地下基础、使用天然气无尾气污染、操作简便等优点。
主要技术参数：额定温度：1500℃；燃料最大消耗量：90Nm3/h；加热时间：100—150分钟；产能：3T/h；镍锭尺寸：1600*360*150,600KG；单块镍锭重量：25—600KG；助燃风机功率：10KW；空气预热温度：200-270℃；由泵站参数：压力8MPa，流量70L/min,8KW；出料时间≤15s。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明的结构示意图。
图中：1、镍锭加热炉；2、推料机；3、镍锭出料传送机构；4、烧嘴燃烧装置；5、液压站；6、空气预热器；
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
设备主要由推料机、加热炉、燃烧系统、排烟系统、出料机、油压泵站、电控系统等组成。
1.推料机：推料机用于将装好镍锭的料垫推入加热炉内，主要由推料头、油缸、支架及行程装置等组成。支架由型钢及钢板焊接制成，外形平整、美观，支架固定在基础的预埋钢板上，结构牢固长期运行稳定可靠。行程装置安装在支架上，用于推料的行程定位，行程装置由导杆、导套及各种形状等组成。油缸参数：缸径￠130mm、行程1000mm、推力10吨，推料速度8m/min。
2.加热炉：加热炉由炉壳、炉衬、炉门提升机构、炉内导轨等组成。
炉壳由5mm钢板与型钢框架焊接制成，外形平整、美观，具有较高足够的强度。
炉衬为组合型结构，炉口及炉底承载处为重质高铝砖。炉顶为硅酸铝预压缩折叠块(使用温度不小于1500℃)，采用专用锚固定安装在炉顶钢板上，炉顶钢板上设有五只莫莱石平焰烧嘴砖；侧墙为高铝砖加纤维构成的复合结构；炉底为轻质砖和高质高铝砖砌筑。出料炉门及炉面板为耐热铸件，以防受热变形。
加热炉两端分别设有进、出料炉门，炉门的热保护层为高铝棉折叠压缩块，采用专用铆固件固定在炉门上。炉门由油缸通过链轮、链条拉动升降，炉门与炉口的密封由导轨及斜铁压紧。
炉内设有两条互相平行的导轨，导轨由轨道架、滚轮、轨枕三部分组成。轨枕为3Cr24Ni7SiN铸件经加工后，安装在炉底的支撑砖上。轨道架为Cr25Ni20Si2铸件经加工后，固定在枕轨上，轨道分段制作，每段间留有25mm间隙，每段轨道架一端固定在枕轨上，另一端卡在轨枕内，可自由伸缩。滚轮为Cr28Ni48W2，耐高温合金铸件，加工后放置在轨道架内，可自由转动。
3.燃烧系统：由烧嘴、管路、空气管路等组成。
加热炉采用天然气专用平焰烧嘴。具有自动点火、火焰检测等功能。
燃气管路由总管路及各个烧嘴前的支管路组成，总管路上设有过滤器、稳压阀、快速切断阀及高、低压压力开关等，确保使用的安全。各个烧嘴前的支管路上分别设有手动流量调节器阀，空燃调节阀及电动开、关阀等组成，燃气总管采用无缝钢管及焊接管件等制作。
空气管路由助燃风机、预热器、手动调节阀、电动调节阀等组成。
4.排烟管道：
加热炉设有一套排烟系统，主要由高温调节蝶阀、空气预热器及烟囱等组成。高温调节蝶阀用于调节排烟量，使加热炉内保持微正压。烟囱为钢板卷制而成，内衬浇注料，经久耐用。
5.出料机：加热炉配备1台出料机，将炉内加热完成的镍锭叉出再移动放置在热轧机机动轨道上。出料机由钢结构支架及移动叉车等组成。钢结构支架由型钢焊接制成。钢支架上设有2根轻轨，用于叉车的承载运动。支架固定在基础的预埋钢板上，移动叉车具有升降及前后移动功能，升降为油压缸驱动，手动为减速机通过链轮、链条驱动。移动速度为双速，出料时为快速转移，接近位置时切换成慢速。移动叉车上配有1台小型油压泵站为升降油缸提供动力。具体参数为：升降行程：300mm，荷载：600KG，功率：1—1.5KW，移动速度：5—10m/min。
6.电控系统：该炉的温度控制采用智能仪表，根据装在炉体上热电偶反馈信号，经仪表运长期后，输出通断信号，调节烧嘴大小火的状态及频率，从而控制炉内的供热负荷，使炉内各区按工艺温度进行升温、保温。烧嘴工作前首先在小伙状态下点火，在一定时间内检测电极检测到火焰信号，则立即关断燃气电磁阀，通过点过变压器自动给烧嘴正常工作。若在一定时间内未检测到火焰信号，则立即关断燃气电磁阀，同时发出报警信号。各烧嘴均为单独控制，在燃烧过程中，各烧嘴都具有火焰监察和熄火报警功能。
炉机控制系统：炉机控制系统由可编程序控制器、断路器、接触器、继电器等组成。系统可实现手动和自动自由转换，具有高度的自动化和完善性、可靠性、安全性。
控制器将来自现场的位置信号，启停信号灯处理并发出指令完成传动系统的自动或手动运行控制。
温度控制采用手动针型调节火焰大小，通断式控制。各点的温度点的温度曲线、温度控制，温度曲线由中长图记录仪记录三个温区的温度。设备控制按钮及主要部件采用进口件，保证了设备的使用寿命。所有烧嘴均由单独仪表控制。
另外系统还编有完善的故障自诊断、自检测程序，可随时检测出设备各部分出现的故障，并且通过指示灯显示出故障的位置。
动力控制系统：采用模块化编程技术，输入输出点自由配置，它的主要任务有几个方面：加热炉各温区的超温检测，生产线中每一台电机、油缸的工作状态、故障检测，生产线中每一个工作位的工作状态及故障检测，炉机动作相互联锁的自动化处理系统控制。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种高精宽镍带制备用热轧机的加热系统，其特征在于，该系统包括推料机(2)、液压站(5)、空气预热器(6)、镍锭加热炉(1)、烧嘴燃烧装置(4)和镍锭出料传送机构(3)；其中，推料机(2)用于将装好镍锭的料垫向前推进，液压站(5)安装在推料机(2)前端的下方，镍锭加热炉(1)设置在推料机(2)的上方，镍锭加热炉(1)的前部具有空气进口，该进口位置设有空气预热器(6)，镍锭加热炉(1)的后部设有若干个烧嘴燃烧装置(4)，镍锭加热炉(1)的后部连接镍锭出料传送机构(3)。
2.根据权利要求1所述的高精宽镍带制备用热轧机的加热系统，其特征在于，所述的推料机(2)包括推料头、油缸、支架及行程装置，所述的支架固定在地面的预埋钢板上，行程装置安装在支架上，用于对推料的行程定位。
3.根据权利要求1所述的高精宽镍带制备用热轧机的加热系统，其特征在于，所述的镍锭加热炉(1)包括炉壳、炉衬、炉门提升机构和炉内导轨，所述的炉壳由5mm钢板与型钢框架焊接制成；镍锭加热炉(1)的两端分别设有进、出料炉门，炉门上设有热保护层，该热保护层为高铝棉折叠压缩块，采用耐高温铆固件固定在炉门上。
4.根据权利要求1所述的高精宽镍带制备用热轧机的加热系统，其特征在于，所述的烧嘴燃烧装置(4)包括烧嘴、管路和空气管，所述的管路包括总管路和总管路上设置的连接各烧嘴的支管路，总管路上设有过滤器、稳压阀、快速切断阀及高、低压压力开关，各个烧嘴前的支管路上分别设有手动流量调节器阀，空燃调节阀及电动开、关阀。
5.一种高精宽镍带制备用热轧机的加热方法，应用权利要求1-4之一所述的高精宽镍带制备用热轧机的加热系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：该炉的温度控制采用智能仪表，根据装在炉体上热电偶反馈信号，经仪表运长期后，输出通断信号，调节烧嘴大小火的状态及频率，从而控制炉内的供热负荷，使炉内各区按工艺温度进行升温、保温。
6.根据权利要求5所述的高精宽镍带制备用热轧机的加热方法，其特征在于，步骤具体为：
S1、对镍锭加热炉(1)进行烘炉，除去炉衬内的水分，并使炉衬的灰缝烧结，增加炉衬结构强度；
S2、点火；
S3、炉温调节：
S3.1、检测炉温，当炉温不够时，加大油阀开度，增加供油压力，从而加大进气量；如炉温过高，减小油阀开度，降低供油压力，从而减少进气量，确保炉温最终达到850-900℃；
S3.2、调节助燃空气的供应量：当燃烧冒烟时，空气量不够，开大蝶阀，直到不再冒烟为止，此时停止转动蝶阀；获取空气压力表示值，当显示值即空气过剩系数大于1.1时，关小蝶阀，降低空气量；
S4、停用：
S4.1、当所有镍锭出炉完毕后，先关闭供油阀门，再关闭压缩空气阀门；
S4.2、打开雾化介质阀门，对油喷头进行吹扫清洗，关闭空气蝶阀，切断空气通路。
7.根据权利要求6所述的高精宽镍带制备用热轧机的加热方法，其特征在于，所述的步骤S1中，烘炉步骤为：检测镍锭加热炉(1)内的炉温，
当温度在室温-200℃时，打开两端的炉门，按照升温速度18-22℃/h提升镍锭加热炉(1)的炉温，直到200℃，进行保温，升温和保温的时间16-18h；
当温度在200-400℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度18-22℃/h提升镍锭加热炉(1)的炉温，直到400℃，进行保温，升温和保温时间14-16h；
当温度在400-600℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度18-22℃/h提升镍锭加热炉(1)的炉温，直到600℃，进行保温，升温和保温时间10-14h；
当温度在600-750℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度18-22℃/h提升镍锭加热炉(1)的炉温，直到750℃，进行保温，升温和保温时间10-14h；
当温度在750-850℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度13-17℃/h提升镍锭加热炉(1)的炉温，直到850℃，进行保温，升温和保温时间8-12h；
当温度在850-950℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度13-17℃/h提升镍锭加热炉(1)的炉温，直到950℃，进行保温，升温和保温时间8-12h。
8.根据权利要求7所述的高精宽镍带制备用热轧机的加热方法，其特征在于，所述的步骤S1中，烘炉步骤为：检测镍锭加热炉(1)内的炉温，
当温度在室温-200℃时，打开两端的炉门，按照升温速度20℃/h提升镍锭加热炉(1)的炉温，直到200℃，进行保温，升温和保温的时间17h；
当温度在200-400℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度20℃/h提升镍锭加热炉(1)的炉温，直到400℃，进行保温，升温和保温时间15h；
当温度在400-600℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度20℃/h提升镍锭加热炉(1)的炉温，直到600℃，进行保温，升温和保温时间12h；
当温度在600-750℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度20℃/h提升镍锭加热炉(1)的炉温，直到750℃，进行保温，升温和保温时间12h；
当温度在750-850℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度15℃/h提升镍锭加热炉(1)的炉温，直到850℃，进行保温，升温和保温时间10h；
当温度在850-950℃时，关闭两端的炉门，按照升温速度15℃/h提升镍锭加热炉(1)的炉温，直到950℃，进行保温，升温和保温时间10h。
9.根据权利要求6所述的高精宽镍带制备用热轧机的加热方法，其特征在于，步骤S2具体为：
S2.1、关闭液压站(5)的油阀及压缩空气阀，观察镍锭加热炉(1)的油压、气压是否指示为0，如不是则需要更换压力表，如果是，则继续；
S2.2、打开液压站(5)的油泵和空压机，使得主管道油压在0.6MPa时，气压为0.5MPa；
S2.3、打开液压站(5)的压缩空气阀，使气压表指示在0.35—0.4MPa之间，此时油压表和气压表均稳定；
S2.4、打开排烟风机各助燃风机，打开镍锭加热炉(1)的炉门使炉内与大气想通；
S2.5、将烧嘴燃烧装置(4)前的助燃凤蝶阀开启六分之一，使配风器内有微风；
S2.6、打开烧嘴燃烧装置(4)前的油阀使油压指示0.2—0.6MPa；
S2.7、点火成功，故障灯灭，绿灯亮，开始正常工作；
S2.8、打开并逐渐开大燃烧器前的油阀，使油压表的显示值略低于雾化器的显示值，油雾着火燃烧；
S2.9、待火焰稳定后，将助燃凤蝶阀进一步开启，补入助燃空气，直到不冒烟为止，即为点火成功。
10.根据权利要求6所述的高精宽镍带制备用热轧机的加热方法，其特征在于，实时进行火焰信号检测，若在一定时间内未检测到火焰信号，则立即关断燃气电磁阀，同时发出报警信号。
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