CN109913621A - 一种球化退火炉风冷热回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于球化退火炉技术领域，具体涉及一种球化退火炉风冷热回收装置，包括一钢带外罩和退火炉，退火炉的外壁呈周期性波浪型，退火炉的外壁均匀缠绕有螺旋导向管，螺旋导向管的一端与第一冷水进水管相连，相对的另一端与第一热水进水管相连；第一冷水进水管与冷水箱相连，第一热水进水管与热水箱；热水箱和冷水箱分别通过第二热水进水管和第二冷水进水管与一U型换热器相连。本发明公开的一种球化退火炉风冷热回收装置通过在退火炉外壁缠绕螺旋导向水管实现冷水与退火炉内高温气体的换热，增加气流的湍流特性，改善气流的温度梯度，提高换热效果，吸收热量的水流产生的蒸汽提供给污泥风干机，产生的热水提供给酸剂进行换热。

Description

一种球化退火炉风冷热回收装置

技术领域

本发明涉及一种球化退火炉风冷热回收装置。属于球化退火炉技术领域。

背景技术

随着社会进步和节能政策的工作推进，各种余热回收设备、系统被不断的应用于行之有效的节能手段上，退火炉余热回收系统也在逐渐成熟，并已经大范围的应用于实际的生产中，但从现有的带钢连续退火炉来看，很多存在能源利用方面的不合理，很多余热没有回收，主要表现退火炉门所散发的气体中带有一定的温度，一般企业对于这些余热没有回收利用，这些热量的大量的浪费，而生产线其他需要余热的地方(如酸槽中酸剂加热、污泥风干加热)通常需要二次加热。

球化退火炉在对工件进行热处理时，通常先对工件缓慢加热到一定的温度，保温足够时间后以适宜速度冷却，待完全冷却后将上罩吊开，将工件取出。目前冷却过程中的余热一般没有利用，都是直接把冷却所释放的热量排到了大气中，既浪费能量，也影响环境。在天燃气加热炉系统中，通常利用废气余热来把进气的温度升高以提高进气燃烧效率，也有热系统在向大气排放的过程中利用废气余热来加热其他物质的，但这些系统的废气通常是在大气开放的环境下进行。

综上所述，为了解决现有技术存在的问题，目前亟需发明一种通过在退火炉外壁缠绕螺旋导向水管实现冷水与退火炉内高温气体的换热，增加气流的湍流特性，改善气流的温度梯度，提高换热效果，吸收热量的水流产生的蒸汽提供给污泥风干机，产生的热水提供给酸剂进行换热的球化退火炉风冷热回收装置。

发明内容

本发明针对现有技术中球化退火炉冷却工件过程中的余热一般没有利用，直接把冷却所释放的热量排到了大气中，浪费能量影响环境的问题，提供一种球化退火炉风冷热回收装置，通过在退火炉外壁缠绕螺旋导向水管实现冷水与退火炉内高温气体的换热，增加气流的湍流特性，改善气流的温度梯度，提高换热效果，吸收热量的水流产生的蒸汽提供给污泥风干机，产生的热水提供给酸剂进行换热。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种球化退火炉风冷热回收装置，包括一钢带外罩和置于所述钢带外罩内、用于实现钢带退火的退火炉，所述退火炉的外壁呈周期性波浪型，所述退火炉的外壁均匀缠绕有螺旋导向管，所述螺旋导向管的一端与第一冷水进水管相连，相对的另一端与第一热水进水管相连；

将退火炉外壁加工为直径由小变大又由大变小的周期性波浪型，当气流经过时会出现很明显的湍流现象，增加湍流的紊流特性，改善湍流的温度梯度，外壁均匀缠绕有螺旋导向水管将水流由原来的直线流动导向成螺旋流动，因为水的总流量没有改变，螺旋运动后，水流的流程增加，流速必然也增加，强化紊流效果，提高了高温气流与低温水流的换热效果。

所述第一冷水进水管与冷水箱相连，所述第一热水进水管与热水箱相连；

所述热水箱的顶端连接有一与污泥风干机相连的蒸汽管；

所述热水箱和冷水箱分别通过第二热水进水管和第二冷水进水管与一U型换热器相连；所述换热器内均匀分布有螺旋形换热管，所述螺旋形换热管贯穿所述换热器的一端连接有酸剂池，相对的另一端连接有酸槽。

进一步地，所述螺旋形换热管等间隔均匀缠绕在所述换热器的内壁上，所述螺旋形换热管的材质为聚四氟乙烯。螺旋形换热管改变了传统的平行换热管，由于管的螺旋形结构，酸剂在管内做连续旋涡式旋转流动，使流体在管子内表面产生紊流，有利于换热系数的提高。聚四氟乙烯(PTFE)作为换热管的基材，具有耐强酸、强碱、高温的特点。

进一步地，所述污泥风干机包括包括一封闭式机架，所述机架外表面设置有污泥进料口、蒸汽入口、尾气排放口和污泥出料口，所述机架内设置有污泥切割块。尾气排放口可排出污泥在密封污泥快速风干机中进行切割和风干时所释放的尾气，污染较小。

进一步地，所述污泥切割块包括进料螺旋、切割刀具、转轴和出料螺旋，所述的进料螺旋、切割刀具和出料螺旋安装在转轴上，所述转轴贯穿所述机架连接有驱动电机。污泥风干机采用封闭式，控制异味产生，控制烟气、粉尘产生，避免二次污染。处理后的污泥是稳定、无害的污泥，可以加以利用，且含水量符合现行国家标准，使污泥资源化。

进一步地，所述蒸汽入口与蒸汽管相连。

进一步地，所述冷水在水泵的作用下，通过缠绕在退火炉外壁的螺旋导向管吸收所述退火炉内的热量，后通过第一热水进水管回到热水箱，所产生的蒸汽进入污泥风干机进行风干污泥。

进一步地，所述热水箱内的热水依次通过所述第二热水进水管和换热器，将热量传递给内含有酸剂的换热管，最后通过第二冷水进水管进入冷水箱，形成一个散热回路。

进一步地，所述酸剂池的酸剂通过换热管，将换热器内热水的热量吸收，后进入酸槽。

进一步地，所述换热管和酸槽之间设置有温度传感器。温度传感器还连接有一单向阀，单向阀和温度传感器的设置保证了酸剂在进入酸槽时的恒定温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种球化退火炉风冷热回收装置的结构示意图；

图2为本发明一种球化退火炉风冷热回收装置中污泥切割块的结构示意图；

图3为本发明一种球化退火炉风冷热回收装置中气流的湍流示意图。

图中，1-钢带；2-退火炉；3-第一冷水进水管；4-第一热水进水管；5-螺旋导向管；6-钢带外罩；7-冷水箱；8-热水箱；9-第二热水进水管；10-第二冷水进水管；11-驱动电机；12-污泥进料口；13-尾气排放口；14-污泥出料口；15-污泥风干机；16-蒸汽入口；17-蒸汽管；18-酸剂池；19-换热管；20-换热器；21-酸槽；22-温度传感器；23-进料螺旋；24-切割刀具；25-出料螺旋；26-转轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1、图2和图3所示的一种球化退火炉风冷热回收装置的结构示意图、污泥切割块的结构示意图和气流的湍流示意图。一种球化退火炉风冷热回收装置，包括一隔热钢带外罩6和置于所述钢带外罩6内、用于实现钢带1退火的退火炉2，所述退火炉2的外壁呈周期性波浪型，所述退火炉2的外壁均匀缠绕有螺旋导向管5，螺旋导向管5采用长度50米，直径10mm，进行过防腐蚀处理的金属管。将退火炉2外壁加工为直径由小变大又由大变小的周期性波浪型，当气流经过时会出现很明显的湍流现象，增加湍流的紊流特性，改善湍流的温度梯度，外壁均匀缠绕有螺旋导向水管5将水流由原来的直线流动导向成螺旋流动，因为水的总流量没有改变，螺旋运动后，水流的流程增加，流速必然也增加，强化紊流效果，提高了高温气流与低温水流的换热效果，使高温气流中的热量尽可能多的传导给冷自来水，充分利用气流中的余热，实现热量的循环利用。

所述螺旋导向管5的一端与第一冷水进水管3相连，相对的另一端与第一热水进水管4相连；所述第一冷水进水管3与冷水箱7相连，所述第一热水进水管4与热水箱8相连；所述热水箱8的顶端连接有一与污泥风干机15相连的蒸汽管17；所述蒸汽入口16与蒸汽管17相连。

所述污泥风干机15包括包括一封闭式机架，所述机架外表面设置有污泥进料口12、蒸汽入口16、尾气排放口13和污泥出料口14，污泥进料口12呈漏斗状，上端尺寸为674mm，下端尺寸为250mm，高度为262mm。所述机架内设置有污泥切割块。尾气排放口13可排出污泥在密封污泥快速风干机中进行切割和风干时所释放的尾气，污染较小。所述污泥切割块包括进料螺旋23、切割刀具24、转轴26和出料螺旋25，所述的进料螺旋23、切割刀具24和出料螺旋25安装在转轴26上，转轴26采用型号为410的不锈钢制成。所述转轴26贯穿所述机架连接有驱动电机11。污泥风干机15采用封闭式，控制异味产生，控制烟气、粉尘产生，避免二次污染。处理后的污泥是稳定、无害的污泥，可以加以利用，且含水量符合现行国家标准，使污泥资源化。

所述热水箱8和冷水箱7分别通过第二热水进水管9和第二冷水进水管10与一U型换热器20相连；所述换热器20内均匀分布有螺旋形换热管19，所述螺旋形换热管19贯穿所述换热器20的一端连接有酸剂池18，相对的另一端连接有酸槽21。酸槽21尺寸宽为500mm，深为500mm，长为45000mm，酸剂池18采用30％的盐酸。

所述螺旋形换热管19等间隔均匀缠绕在所述换热器20的内壁上，所述螺旋形换热管19的材质为聚四氟乙烯。螺旋形换热管19改变了传统的平行换热管，由于管的螺旋形结构，酸剂在管内做连续旋涡式旋转流动，使流体在管子内表面产生紊流，有利于换热系数的提高。聚四氟乙烯(PTFE)作为换热管19的基材，具有耐强酸、强碱、高温的特点，使用温度为-80℃～200℃，导热系数λ为0.256w/(m·(h)·k)。

本发明的工作原理是：所述冷水在水泵的作用下，通过缠绕在退火炉2外壁的螺旋导向管5吸收所述退火炉2内的热量，后通过第一热水进水管4回到热水箱8，所产生的蒸汽进入污泥风干机15进行风干污泥。所述热水箱8内的热水依次通过所述第二热水进水管9和换热器20，将热量传递给内含有酸剂的换热管19，最后通过第二冷水进水管10进入冷水箱7，形成一个散热回路。所述酸剂池18的酸剂通过换热管19，将换热器20内热水的热量吸收，后进入酸槽21。所述换热管19和酸槽21之间设置有温度传感器22。温度传感器22还连接有一单向阀，单向阀和温度传感器22的设置保证了酸剂在进入酸槽21时的恒定温度。水泵采用尺寸为90mm×99mm×40mm，型号为4509的无刷直流水泵，输入功率为70W。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种球化退火炉风冷热回收装置，包括一钢带外罩和置于所述钢带外罩内、用于实现钢带退火的退火炉，其特征在于：所述退火炉的外壁呈周期性波浪型，所述退火炉的外壁均匀缠绕有螺旋导向管，所述螺旋导向管的一端与第一冷水进水管相连，相对的另一端与第一热水进水管相连；

所述第一冷水进水管与冷水箱相连，所述第一热水进水管与热水箱相连；

所述热水箱的顶端连接有一与污泥风干机相连的蒸汽管；

所述热水箱和冷水箱分别通过第二热水进水管和第二冷水进水管与一U型换热器相连；所述换热器内均匀分布有螺旋形换热管，所述螺旋形换热管贯穿所述换热器的一端连接有酸剂池，相对的另一端连接有酸槽。

2.根据权利要求1所述的一种球化退火炉风冷热回收装置，其特征在于：所述螺旋形换热管等间隔均匀缠绕在所述换热器的内壁上，所述螺旋形换热管的材质为聚四氟乙烯。

3.根据权利要求2所述的一种球化退火炉风冷热回收装置，其特征在于：所述污泥风干机包括包括一封闭式机架，所述机架外表面设置有污泥进料口、蒸汽入口、尾气排放口和污泥出料口，所述机架内设置有污泥切割块。

4.根据权利要求3所述的一种球化退火炉风冷热回收装置，其特征在于：所述污泥切割块包括进料螺旋、切割刀具、转轴和出料螺旋，所述的进料螺旋、切割刀具和出料螺旋安装在转轴上，所述转轴贯穿所述机架连接有驱动电机。

5.根据权利要求3或4所述的一种球化退火炉风冷热回收装置，其特征在于：所述蒸汽入口与蒸汽管相连。

6.根据权利要求1所述的一种球化退火炉风冷热回收装置，其特征在于：所述冷水在水泵的作用下，通过缠绕在退火炉外壁的螺旋导向管吸收所述退火炉内的热量，后通过第一热水进水管回到热水箱，所产生的蒸汽进入污泥风干机进行风干污泥。

7.根据权利要求6所述的一种球化退火炉风冷热回收装置，其特征在于：所述热水箱内的热水依次通过所述第二热水进水管和换热器，将热量传递给内含有酸剂的换热管，最后通过第二冷水进水管进入冷水箱，形成一个散热回路。

8.根据权利要求7所述的一种球化退火炉风冷热回收装置，其特征在于：所述酸剂池的酸剂通过换热管，将换热器内热水的热量吸收，后进入酸槽。

9.根据权利要求1或8所述的一种球化退火炉风冷热回收装置，其特征在于：所述换热管和酸槽之间设置有温度传感器。