CN108716857B - 一种分层炉膛可升降式多层电阻加热炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种炉膛可升降式多层电阻加热炉，属于板材轧制加热炉领域，包括炉体和炉体热电偶，还包括炉外辊道系统、分层炉膛系统、自动升降炉门系统和炉体液压升降系统，所述炉体热电偶均匀设置在所述炉体内，所述分层炉膛系统从上到下依次设置在所述炉体内，所述自动升降炉门系统设置在所述炉体侧壁上，所述炉外辊道系统设置在所述自动升降炉门系统的外侧，所述炉体液压升降系统设置在所述分层炉膛系统的下方。本发明的分层炉膛可升降式多层电阻加热炉不但能够温控均匀，装炉效率佳，拆卸方便，适配性较高，而且具有提高轧制生产效率，能量利用率高等优点，还能够节省能源和降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及板材轧制加热炉领域，尤其是涉及一种用于难加工复合材料薄板等温轧制的分层炉膛可升降式多层电阻加热炉。
背景技术
加热炉是轧制生产线上的重要设备，加热能源主要有天然气、焦炉煤气、重油、电能等，在有色金属加工领域也普遍使用电能，有电阻炉、电磁感应加热炉等。
电阻炉工作原理是利用电流通过布置在炉膛内的电热元件发热，通过热辐射对工件进行加热，它具有操作简便、控温准确、可通入保护性气体、劳动条件好等优点。
而电磁感应加热炉则是感应加热电源产生的交变电流通过感应器即线圈产生交变磁场，导磁性物体即被加热物体置于其中切割交变磁力线，从而在物体内部产生交变的电流即涡流，涡流使物体内部的原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而起到加热物品的效果。即是通过把电能转化为磁能，使被加热钢体感应到磁能而发热的一种加热方式。这种方式它从根本上解决了电热片，电热圈等电阻式通过热传导方式加热的效率低下问题。但对于非导磁体、或磁感应强度非常低的材料加热就得电阻加热较合适。
就目前技术的加热炉，不管是燃气加热炉、燃油加热炉、电阻炉还是电磁感应加热炉，炉膛的容积一般都是不可变的，即其炉膛的长度、宽度、高度都是一个定值，那么炉膛的容积直接决定每次能够处理的单件坯锭的最大量即额定量。
现在难变形金属薄板应用越来越广泛，这种难变形金属薄板最有效的轧制方式就是在某一温度下进行等温轧制，如变形镁合金、石墨烯增强铝基复合材料等等。实现等温轧制的关键设备就是等温加热炉，材料轧制前，需要在加热炉内进行一定条件的特殊加热工序，由于该材料是具有一定厚度的板坯，而且加热温度一般不超过500℃，属于中低温加热。
目前这种材料加热炉通常采用堆叠板坯的方式加热，当轧制生产更薄的板材时采用炉卷的生产方工，堆叠板坯较高时其边缘和心部热处理状态相差较大。单层铺放时热能利用不高并造成大量的能源消耗，而且单炉产量受限，致使轧制效率低下，生产时间延长成本增加等。当生产长度不超过40米的材料时，也不易成卷，现有炉卷轧机并不适用。
面对这些现象，需要开发出一套使之与这种材料薄板等温轧制相配合使用的加热炉，来很好的解决以上几个方面的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的难变形金属薄板在等温轧制过程中，堆叠板坯边缘和中心的热处理状态相差较大，单层铺放轧制效率低，生产成本高，轧制方式不合理。
为解决上述技术问题，本发明提供一种分层炉膛可升降式多层电阻加热炉。
一种分层炉膛可升降式多层电阻加热炉，包括炉体和炉体热电偶，还包括炉外辊道系统、分层炉膛系统、自动升降炉门系统和炉体液压升降系统，所述炉体热电偶均匀设置在所述炉体内，所述分层炉膛系统从上到下依次设置在所述炉体内，所述自动升降炉门系统设置在所述炉体侧壁上，所述炉外辊道系统设置在所述自动升降炉门系统的外侧，所述炉体液压升降系统设置在所述分层炉膛系统的下方；其中，
所述自动升降炉门系统包括入口自动升降炉门系统和出口自动升降炉门系统，所述入口自动升降炉门系统设置在所述炉体的入口侧，所述出口自动升降炉门系统设置在所述炉体的出口侧；
所述入口自动升降炉门系统包括入口炉门和入口炉门控制电机，所述出口自动升降炉门系统包括出口炉门和出口炉门控制电机；
所述炉外辊道系统包括炉前输入辊道系统和炉后输出辊道系统，所述炉前输入辊道系统设置在所述入口自动升降炉门系统的入口侧，所述炉后输出辊道系统设置在所述出口自动升降炉门系统的出口侧；
所述炉前输入辊道系统包括炉前输入辊道和炉前输入辊道驱动电机，所述炉后输出辊道系统包括炉后输出辊道和炉后输出辊道驱动电机；
所述分层炉膛系统包括多层炉膛，所述多层炉膛之间通过设置密封砖隔板分隔，所述多层炉膛内设置有分层加热系统、分层驱动辊道系统和分层炉温控制系统，所述分层加热系统和所述分层炉温控制系统设置在所述多层炉膛的空间内，所述分层驱动辊道设置在所述多层炉膛的炉底；
所述分层加热系统包括分层加热装置，分层驱动辊道系统包括分层内置辊道和分层辊道驱动电机，所述分层炉温控制系统包括分层控温热电偶；
所述炉体液压升降系统包括分析控制装置、炉体升降油缸和同步马达，所述分析控制装置与所述炉体升降油缸和所述同步马达连接，所述炉体升降油缸通过同步马达与所述多层炉膛连接。
优选地，所述入口炉门控制电机和所述出口炉门控制电机设置在所述炉体的顶端或两侧。
优选地，所述内置辊道直径为150mm，采用炉外链条集中驱动，所述辊道驱动电机15kW。
优选地，所述多层炉膛至少为4层，每层炉膛的高度至少为400mm。
优选地，所述炉体热电偶均匀设置在所述炉体内壁上，所述分层控温热电偶在所述每层炉膛内至少为6个，且均匀设置在所述每层炉膛内。
优选地，所述炉体升降油缸至少4台。
优选地，所述每层炉膛内沿长度方向上两侧各均匀布置三个热电偶。
优选地，所述密封砖隔板内设有耐火保温层，所述密封砖隔板的上下两面分别内嵌有6个平行排列的控温热电偶。
优选地，所述入口炉门和所述出口炉门均为一整体密封炉门。
优选地，所述分层炉膛可升降式多层电阻加热炉可用于加热厚度不大于100mm的板坯，所述板坯为难变形金属材料薄板。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
(1)本发明可用于难变形金属材料薄板的等温加热，难变形金属材料包括变形镁合金和铝基复合材料；
(2)本发明通过分析控制装置控制被加热材料进出加热炉、炉膛的升降、炉温的控制，其中：为方便被加热材料进出加热炉，炉前和炉后辊道与炉内炉膛辊道对齐；
(3)本发明为减少散热，炉前炉后设备的自动开闭炉门，被加热的材料进出炉膛时炉门自动打开，其余时间炉门处于关闭状态；
(4)本发明在每层炉膛内可设置6个测温热电偶；每层炉膛温度可单独控制，以同时实现不同板坯材料的不同温度处理要求，使该加热炉能得到最大限度地利用；
(5)本发明的炉体升降油缸可通过同步马达实现多层炉膛的同步升降；
(6)本发明在加热时，可根据待处理材料的板坯尺寸和数量，选择与其尺寸和数量相匹配的部分炉腔，这时其他部分的炉膛将被隔开，仅对填料部分炉膛进行预定的加热、升温，能有效节约能源，提高能源利用效率、缩短加热时间以及生产成本；
总之，所述的分层炉膛可升降式多层电阻加热炉不但能够温控均匀，装炉效率佳，拆卸方便，适配性较高，而且具有提高轧制生产效率，能量利用率高等优点，还能够节省能源和降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的分层炉膛可升降式多层电阻加热炉结构示意图。
[主要元件符号说明]
1、炉前输入辊道系统；
2、入口自动升降炉门系统；
3、分层驱动辊道系统；
4、密封砖隔板；
5、待加热坯料；
6、出口自动升降炉门系统；
7、炉后输出辊道系统；
8、炉体升降油缸；
9、第一层炉膛；
10、第二层炉膛；
11、第三层炉膛；
12、第四层炉膛；
13、第一密封砖隔板；
14、第二密封砖隔板；
15、第三密封砖隔板；
16、第四密封砖隔板；
17、第五密封砖隔板。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明要解决的技术问题是现有的难变形金属薄板在等温轧制过程中，堆叠板坯边缘和中心的热处理状态相差较大，单层铺放轧制效率低，生产成本高，轧制方式不合理。
如图1所示，为解决上述技术问题，本发明提供一种分层炉膛可升降式多层电阻加热炉，包括炉体和炉体热电偶，还包括炉外辊道系统、分层炉膛系统、自动升降炉门系统和炉体液压升降系统，所述炉体热电偶均匀设置在所述炉体内，所述分层炉膛系统从上到下依次设置在所述炉体内，所述自动升降炉门系统设置在所述炉体侧壁上，所述炉外辊道系统设置在所述自动升降炉门系统的外侧，所述炉体液压升降系统设置在所述分层炉膛系统的下方；其中，
所述自动升降炉门系统包括入口自动升降炉门系统2和出口自动升降炉门系统6，入口自动升降炉门系统2设置在所述炉体的入口侧，出口自动升降炉门系统6设置在所述炉体的出口侧；
入口自动升降炉门系统2包括入口炉门和入口炉门控制电机，出口自动升降炉门系统6包括出口炉门和出口炉门控制电机；
所述炉外辊道系统包括炉前输入辊道系统1和炉后输出辊道系统7，炉前输入辊道系统1设置在入口自动升降炉门系统2的入口侧，炉后输出辊道系统7设置在出口自动升降炉门系统6的出口侧；
炉前输入辊道系统1包括炉前输入辊道和炉前输入辊道驱动电机，炉后输出辊道系统7包括炉后输出辊道和炉后输出辊道驱动电机；
所述分层炉膛系统包括第一层炉膛9、第二层炉膛10、第三层炉膛11和第四层炉膛12，第一层炉膛9、第二层炉膛10、第三层炉膛11和第四层炉膛12之间通过设置第一密封砖隔板13、第二密封砖隔板14、第三密封砖隔板15、第四密封砖隔板16和第五密封砖隔板17分隔，第一层炉膛9内设置有第一层加热系统、第一层驱动辊道系统和第一层炉温控制系统，所述第一层加热系统和所述第一层炉温控制系统设置在第一层炉膛9的空间内，所述第一层驱动辊道设置在第一层炉膛9的炉底；
所述第一层加热系统包括第一层加热装置，所述第一层驱动辊道系统包括第一层内置辊道和该层辊道驱动电机，所述第一层炉温控制系统包括第一层控温热电偶；
所述炉体液压升降系统包括分析控制装置、炉体升降油缸8和同步马达，所述分析控制装置与炉体升降油缸8和所述同步马达连接，炉体升降油缸8通过同步马达与所述对应层的炉膛连接。
所述入口炉门控制电机和所述出口炉门控制电机设置在所述炉体的顶端或两侧。
所述内置辊道直径为150mm，采用炉外链条集中驱动，所述辊道驱动电机15kW。
第一层炉膛9、第二层炉膛10、第三层炉膛11和第四层炉膛12各层炉膛的高度至少为400mm。
所述炉体热电偶均匀设置在所述炉体内壁上，所述分层控温热电偶在所述每层炉膛内至少为6个，且均匀设置在所述每层炉膛内。
炉体升降油缸8至少4台。
第一层炉膛9、第二层炉膛10、第三层炉膛11和第四层炉膛12各层炉膛内沿长度方向上两侧各均匀布置三个热电偶。
所述密封砖隔板内设有耐火保温层，所述密封砖隔板的上下两面分别内嵌有6个平行排列的控温热电偶。
所述入口炉门和所述出口炉门均为一整体密封炉门。
所述炉膛可升降式多层电阻加热炉可用于加热厚度不大于100mm的板坯，所述板坯为难变形金属材料薄板。
所述分层炉膛可升降式多层电阻加热炉的工作原理：
首先，分析控制装置判断哪层炉膛没有装料，例如第一层炉膛9未装料；其次，分析控制装置控制对应第一层炉膛9的炉体升降油缸8运动，将第一层炉膛9升降至待装料的炉层，使第一层炉膛9对准炉前输入辊道，入口侧炉门升降至第一层炉膛9，将炉口对准炉前输入辊道；然后将待加热坯料5运至炉前输入辊道上，启动炉前输入辊道驱动电机和第一层炉膛9的辊道驱动电机运转，将待加热坯料5从炉前输入辊道运送至第一层炉膛9内；最后入口炉门关闭，第一层炉膛9开始按照设定升温曲线开始加热升温。
重复上述过程可使得第二层炉膛10、第三层炉膛11和第四层炉膛12内均装载有待加热坯料5。并通过分析控制装置和控温热电偶对第一层炉膛9、第二层炉膛10、第三层炉膛11和第四层炉膛12内的板坯进行加热，待某一层坯料加热时间满足要求后，通过炉体升降油缸的调节使这一层炉膛升降位置直至对准出口炉门外的炉后输出辊道，开启出口炉门，启动分层辊道驱动电机和炉后输出辊道驱动电机，将加热好的坯料运出炉体并沿炉后输出辊道输出。
综上可见，本发明制备的分层炉膛可升降式多层电阻加热炉不但能够温控均匀，装炉效率佳，拆卸方便，适配性较高，而且具有提高轧制生产效率，能量利用率高等优点，还能够节省能源和降低生产成本。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种分层炉膛可升降式多层电阻加热炉，包括炉体和炉体热电偶，其特征在于，还包括炉外辊道系统、分层炉膛系统、自动升降炉门系统和炉体液压升降系统，所述炉体热电偶均匀设置在所述炉体内，所述分层炉膛系统从上到下依次设置在所述炉体内，所述自动升降炉门系统设置在所述炉体侧壁上，所述炉外辊道系统设置在所述自动升降炉门系统的外侧，所述炉体液压升降系统设置在所述分层炉膛系统的下方；其中，
所述自动升降炉门系统包括入口自动升降炉门系统和出口自动升降炉门系统，所述入口自动升降炉门系统设置在所述炉体的入口侧，所述出口自动升降炉门系统设置在所述炉体的出口侧；
所述入口自动升降炉门系统包括入口炉门和入口炉门控制电机，所述出口自动升降炉门系统包括出口炉门和出口炉门控制电机；
所述炉外辊道系统包括炉前输入辊道系统和炉后输出辊道系统，所述炉前输入辊道系统设置在所述入口自动升降炉门系统的入口侧，所述炉后输出辊道系统设置在所述出口自动升降炉门系统的出口侧；
所述炉前输入辊道系统包括炉前输入辊道和炉前输入辊道驱动电机，所述炉后输出辊道系统包括炉后输出辊道和炉后输出辊道驱动电机；
所述分层炉膛系统包括多层炉膛，所述多层炉膛之间通过设置密封砖隔板分隔，所述多层炉膛内设置有分层加热系统、分层驱动辊道系统和分层炉温控制系统，所述分层加热系统和所述分层炉温控制系统设置在所述多层炉膛的空间内，所述分层驱动辊道设置在所述多层炉膛的炉底；
所述分层加热系统包括分层加热装置，分层驱动辊道系统包括分层内置辊道和分层辊道驱动电机，所述分层炉温控制系统包括分层控温热电偶；
所述炉体液压升降系统包括分析控制装置、炉体升降油缸和同步马达，所述分析控制装置与所述炉体升降油缸和所述同步马达连接，所述炉体升降油缸通过同步马达与所述多层炉膛连接；
所述入口炉门控制电机和所述出口炉门控制电机设置在所述炉体的顶端或两侧；
所述内置辊道直径为150mm，采用炉外链条集中驱动，所述辊道驱动电机15kW。
2.根据权利要求1所述的分层炉膛可升降式多层电阻加热炉，其特征在于，所述多层炉膛至少为4层，每层炉膛的高度至少为400mm。
3.根据权利要求2所述的分层炉膛可升降式多层电阻加热炉，其特征在于，所述炉体热电偶均匀设置在所述炉体内壁上，所述分层控温热电偶在所述每层炉膛内至少为6个，且均匀设置在所述每层炉膛内。
4.根据权利要求2所述的分层炉膛可升降式多层电阻加热炉，其特征在于，所述炉体升降油缸至少4台。
5.根据权利要求2所述的分层炉膛可升降式多层电阻加热炉，其特征在于，所述每层炉膛内沿长度方向上两侧各均匀布置三个热电偶。
6.根据权利要求1所述的分层炉膛可升降式多层电阻加热炉，其特征在于，所述密封砖隔板内设有耐火保温层，所述密封砖隔板的上下两面分别内嵌有6个平行排列的控温热电偶。
7.根据权利要求1所述的分层炉膛可升降式多层电阻加热炉，其特征在于，所述入口炉门和所述出口炉门均为一整体密封炉门。
8.根据权利要求1所述的分层炉膛可升降式多层电阻加热炉，其特征在于，所述炉膛可升降式多层电阻加热炉可用于加热厚度不大于100mm的板坯，所述板坯为难变形金属材料薄板。
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