CN109750250A - 一种渗氮炉隔离装置和隔离控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种渗氮炉隔离装置和隔离控制系统，该渗氮炉隔离装置，包括炉上盖，隔离挡板和炉底；炉上盖中间设有气体通道；炉上盖和炉底之间设有钢带通道；隔离挡板包括钢带入侧挡板和钢带出侧挡板，分别位于所述气体通道两侧；钢带入侧挡板和钢带出侧挡板分别与控制其升降的升降机构连接；气体通道中部设有炉压控制挡板，炉压控制挡板与控制其开合的动力机构连接。本发明的一种改进的硅钢连续退火炉渗氮炉隔离装置和渗氮炉隔离控制系统，隔离效果好，炉压控制准确及时，确保隔渗氮炉隔离作用及始终保持在微正压状态，同时，在硅钢连续退火炉的运行出现意外状况时，保证生产及工作人员安全，值得推广应用。

Description

一种渗氮炉隔离装置和隔离控制系统

技术领域

本发明属于硅钢热处理工艺中用于炉段气氛阻隔的设备领域，具体涉及一种渗氮炉隔离装置和隔离控制系统。

背景技术

根据硅钢处理工艺要求退火应具有多种功能，其中之一是对钢带渗氮，由此，渗氮炉成为退火炉的一个组成部分。渗氮炉要充满氮气氛，在一定的温度下使氮原子渗到钢中。为使渗氮炉独立地操作，不受前炉段和后炉段内气氛和炉温的干扰，需要在渗氮炉的两端设置隔离装置。目前硅钢线上的用于炉段气氛的隔离装置由隔离挡板、放散管及放散调节阀组成，此种结构控制方法单一，主要是将隔离段炉压与放散调节阀组成闭环进行调节。这种控制方法存在如下问题：第一、隔离装置采用单一闭环调节，难以在任何情况下都能确保良好的炉压差，也就难以实现气氛的良好隔离；第二、这种控制方法在调节隔离段炉压的同时必然会引起前、后炉段炉压波动；第三、在现有硅钢连续退火炉的运行中，如出现意外状况，例如紧急停机时，为防止渗氮炉内产生负压，负压下空气被吸入炉内，轻者会氧化钢带，重者空气与炉内氢气混合引起爆炸。因此，现有技术存在缺陷，急需改进。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于，针对目前硅钢连续退火炉渗氮炉隔离段炉压控制上的问题，提供一种渗氮炉隔离装置和隔离控制系统，确保隔渗氮炉隔离作用及微正压状态，同时，在硅钢连续退火炉的运行出现意外状况时，保证生产及工作人员安全。

本发明的方案如下：

一种渗氮炉隔离装置，包括炉上盖，隔离挡板和炉底；所述炉上盖中间设有气体通道；所述炉上盖和所述炉底之间设有钢带通道；所述隔离挡板包括钢带入侧挡板和钢带出侧挡板，分别位于所述气体通道两侧；所述隔离挡板上方设有控制其升降的升降机构；所述气体通道中部设有炉压控制挡板。

具体的，该升降机构可以是现有技术中的实现物体上升下降的设备，在此不再赘述。

一种渗氮炉隔离控制系统，包括：

用于监控检测炉内气氛状态的监测单元；

用于处理接收到的所述监测单元传来的监测数据并控制调整炉压的控制单元；

用于执行所述控制单元指令的执行单元；

所述监测单元和执行单元分别与所述控制单元连接。

本发明的一种渗氮炉隔离装置和隔离控制系统，改进了目前硅钢连续退火炉渗氮炉隔离装置的结构，并根据监测信号实时监测炉压，并实现了对炉压的自动控制。

本发明的有益效果：本发明提供一种改进的硅钢连续退火炉渗氮炉隔离装置，并提供一种自动监测控制炉压及渗氮炉工作状态的隔离控制系统，隔离效果好，炉压控制准确及时，确保隔渗氮炉隔离作用及始终保持在微正压状态，同时，在硅钢连续退火炉的运行出现意外状况时，保证生产及工作人员安全。

附图说明

图1是本发明实施例中一种渗氮炉隔离装置结构示意图。

图2是本发明实施例中一种渗氮炉隔离装置中炉压快切挡板结构示意图。

图3是本发明实施例中另一种一种渗氮炉隔离装置结构示意图示意图。

图4是本发明实施例中一种渗氮炉隔离系统框图。

附图标记：100-炉上盖，110-气体通道，120-炉压控制挡板， 130-动力机构，140-炉压快切挡板，150-点火器，200-隔离挡板， 210-钢带入侧挡板，220-钢带出侧挡板，300-炉底，310-凹台， 320-炉辊，330-耐火纤维毯，400-钢带通道，500-升降机构，510- 马达，520-涡轮蜗杆，600-监测单元,700-控制单元，710-处理器， 720-存储器，800-执行单元。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本申请的说明书和权利要求书以及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤的过程、方法或包含了一系列模块或单元的装置、终端、系统不必限于清楚地列出的那些步骤或模块或单元，还可以包括没有清楚地列出的步骤或模块或单元，也可以包括对于这些过程、方法、装置、终端或系统固有的其它步骤或模块或单元。

参考图1，图1为本发明一些实施例中的一种渗氮炉隔离装置结构示意图，包括炉上盖100，隔离挡板200和炉底300；所述炉上盖100中间设有气体通道110；该炉上盖100和该炉底300之间设有钢带通道400；该隔离挡板200包括钢带入侧挡板210和钢带出侧挡板220，分别位于气体通道110两侧；该钢带入侧挡板210和钢带出侧挡板220分别与控制其升降的升降机构500连接；所述气体通道110中部设有炉压控制挡板120，该炉压控制挡板120与控制其开合的动力机构130连接。

在实际应用中，钢带入侧挡板210和钢带出侧挡板220由升降机构500分别控制，在钢带通道400内实现提升与下降，下降时最低可与钢带相接触；提升时，高度不超过100mm。钢带入侧挡板210 和钢带出侧挡板220将钢带通道400分为三个炉腔，根据钢带移动的方向分别为入侧炉腔、中间炉腔和出侧炉腔，其中，入侧炉腔与前面炉段相连，出侧炉腔与后面炉段相连，中间炉腔独立。中间炉腔与气体通道110相连。将入侧炉腔、中间炉腔和出侧炉腔的炉压分别设为P1、P2、P3。渗氮炉在工作状态时，动力机构130控制炉压控制挡板120开合，升降机构500分别控制钢带入侧挡板210和钢带出侧挡板220，共同作用调整炉压，需满足P2<P1和P2<P3。实现前后炉段的气氛不互串和混淆，同时也隔绝了前后炉段炉温使其不相互干扰，从而实现了不同温度不同气氛的可控。在一些实施方式中，炉上盖100和炉底300由耐火浇注材料制成。

在一些优选的实施方式中，炉压控制挡板120是翻板阀，具体的，该炉压控制挡板120是由耐热钢制作而成，其由动力机构130 控制其开合，该动力机构130为现有技术中可控制翻板阀开合的电动或气动的装置，在此不在赘述。在实际应用中，通过控制气体通道110内翻板阀的开度来调节炉压P2。

在一个优选的实施方式中，该气体通道110上部设有在退火炉发生故障时闭合的炉压快切挡板140，该炉压快切挡板140与升降机构500连接。

在实际应用中，退火炉工作时炉压快切挡板140处于升起的状态，当退火炉发生故障时，例如紧急停机时，为防止炉内产生负压，在升降机构500的控制下，炉压快切挡板140由开合的的状态迅速关闭，处于关闭的状态，从而保证炉内处于正压状态，确保安全。

在另一个优选的实施方式中，该炉压快切挡板140是耐火材料制成的倒圆锥体。在实际应用中，当炉压快切挡板140处于升起的状态，炉内气体可从圆锥体两侧散出该气体通道110；当该炉压快切挡板140向下处于闭合的状态时，其圆面卡紧于气体通道110相对狭窄处(如图3所示)，此种结构隔离效果好，避免了炉内产生负压，空气被吸入炉内，氧化钢带，或者空气与炉内氢气混合引起爆炸。

在一些优选的实施方式中，该气体通道110顶部外侧设有点火器150。在实际应用中，从气体通道110散出的气体含有可燃成分，通过点火器150点燃，既环保又可以保障生产的安全。

在一个优选的实施方式中，炉底300上表面设有两个凹台 310，所述凹台310内设有炉辊320，隔离挡板200与该炉辊320分别相对设置。在其他优选的实施方式中，炉底300上表面铺设有高强度耐火纤维毯330。

实际应用中，炉辊320转动传送钢带，隔离挡板200下方为高强度耐火纤维毯，一方面起到良好的密封效果，另一方面，避免在与钢带接触时划伤钢带。

在一些实施方式中，炉底300由耐火浇注料制成，与炉辊320 下表面相接触的高强度的耐火纤维毯330起到炉辊320与炉底300 的密封作用。

在一些优选的实施方式中，升降机构500包括马达510和涡轮蜗杆520。在实际应用中，马达510驱动涡轮蜗杆520，分别完成对钢带入侧挡板210、钢带出侧挡板220和炉压快切挡板140的提升和下降操作。

如图4所示，图4为本发明一些实施例中一种渗氮炉隔离控制系统框图，包括：

用于监控检测炉内气氛状态的监测单元600；

用于处理接收到的所述监测单元传来的监测数据并控制调整炉压的控制单元700；

用于执行所述控制单元指令的执行单元800；

该监测单元600和执行单元800分别与控制单元700连接。

在一些优选的实施方式中，执行单元包括渗氮炉隔离装置中的升降机构500、动力机构130和点火器150。

在实际应用中，该监测单元600包括各类传感器，如在入侧炉腔、中间炉腔和出侧炉腔分别安装压力传感器监测炉腔压力P1、 P2、P3。如图4所示，该控制单元700包括处理器710和存储器 720。其中，处理器710与存储器720电性连接。处理器710是控制单元700的控制中心，利用各种接口和线路连接监测单元600和执行单元800的各个部分，通过运行或调用存储在存储器720内的计算机程序，以及调用存储在存储器720内的数据，执行单元700的各种功能，从而对终端进行整体监控和任务执行。如，在存储器 720中设定程序P1＝60Pa，P2＝57Pa，P3＝60Pa，在工作过程中，前段炉子的气氛流向P2炉段，后段炉子的气氛也流向P2炉段，监测单元600实时监控各路段炉压，并通过控制单元700发送控制指令给执行单元800。具体的，P2炉段上方的炉压控制挡板120按所设定的炉压调节其开度始终维持在57Pa，于是能很好地排除两面流来的气氛气体。这就可以实现前后两个炉段的气氛不互串和混淆，同时也隔绝了前后炉段炉温使其不相互干扰，从而实现了不同温度不同气氛的可控气氛热处理。

控制单元700中设定程序，根据不同数据情况判断退火炉运行状态，监测单元600实时传输数据于控制单元700，当退火炉出现运行状态出现问题，控制单元700控制升降机构500，关闭炉压快切挡板140，从而保证炉内处于正压状态，确保安全。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种渗氮炉隔离装置，包括炉上盖，隔离挡板和炉底；所述炉上盖中间设有气体通道；所述炉上盖和所述炉底之间设有钢带通道；其特征在于，所述隔离挡板包括钢带入侧挡板和钢带出侧挡板，分别位于所述气体通道两侧；所述钢带入侧挡板和钢带出侧挡板分别与控制其升降的升降机构连接；所述气体通道中部设有炉压控制挡板，所述炉压控制挡板与控制其开合的动力机构连接。

2.根据权利要求1所述的渗氮炉隔离装置，其特征在于，所述炉压控制挡板为翻板阀。

3.根据权利要求1所述的渗氮炉隔离装置，其特征在于，所述气体通道上部设有在退火炉发生故障时闭合的炉压快切挡板，所述炉压快切挡板与所述升降机构连接。

4.根据权利要求2所述的渗氮炉隔离装置，其特征在于，所述炉压快切挡板是耐火材料制成的倒圆锥体。

5.根据权利要求1所述的渗氮炉隔离装置，其特征在于，所述气体通道顶部外侧设有点火器。

6.根据权利要求1所述的渗氮炉隔离装置，其特征在于，所述炉底上表面设有两个凹台，所述凹台内设有炉辊；所述隔离挡板与所述炉辊分别相对设置。

7.根据权利要求1所述的渗氮炉隔离装置，其特征在于，所述炉底上表面铺设有高强度耐火纤维毯。

8.根据权利要求1所述的渗氮炉隔离装置，其特征在于，所述升降机构包括马达和涡轮蜗杆。

9.一种渗氮炉隔离控制系统，其特征在于，包括：

用于监控检测炉内气氛状态的监测单元；

用于处理接收到的所述监测单元传来的监测数据并控制调整炉压的控制单元；

用于执行所述控制单元指令的执行单元；

所述监测单元和执行单元分别与所述控制单元连接。

10.根据权利要求9所述的一种渗氮炉隔离控制系统，其特征在于，所述执行单元包括权利要求1～8所述的渗氮炉隔离装置中所述升降机构、所述动力机构和所述点火器。