CN110542309A - 燃料炉及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃料炉，其包括：入口；出口；位于入口和出口之间的加热段，按照从入口到出口的加热物体移动方向，加热段包括位于入口下游的预热段、及位于预热段下游的多个加热室；以及位于入口处的排烟口；其中，每个加热室均包括至少两个加热区，每个加热室内的所述至少两个加热区均包括至少一个设置有点火装置的点火区、及至少一个未设置点火装置的引燃区，其中，引燃区位于点火区下游，点火区能使引燃引燃区。本发明还提供一种燃料炉的使用方法。本发明可降低燃料炉的燃料喷射装置的配套设施的成本，并减少燃料炉维护工作量和维护费用。

Description

燃料炉及其使用方法

技术领域

本发明涉及工业炉技术领域，尤其涉及一种燃料炉及其使用方法。

背景技术

一般而言，金属塑性加工或热处理过程中，为降低金属塑性变形阻力或是消除加工过程带来的残余应力，降低硬度，减少变形与裂纹倾向，均匀化材料组织与成分，需要对其进行加热。常用的对金属加热的加热方式可包括采用燃料炉加热。

图1示意性示出一示例性的常用燃料炉10。如图1所示，燃料炉10可包括：入口1；出口2；位于入口1和出口2之间的加热段，按照箭头a所示的带钢移动方向，加热段可包括位于入口1下游的预热段3、及位于预热段3下游的多个加热室4；以及位于入口1处的排烟口8。上述多个加热室4例如可依次包括第一炉室41、第二炉室42及第三炉室43。每个加热室4均可包括若干个加热区，例如，第一炉室41可包括第一加热区51和第二加热区52，第二炉室42可包括第三加热区53和第四加热区54，第三炉室43可包括第五加热区55、第六加热区56及第七加热区57。在每个加热区内，炉子电机侧和操作侧都可设置有烧嘴，其中，炉子电机侧可设置有烧嘴6，如图1中实线所示的烧嘴，操作侧可设置有烧嘴7，如图1中虚线所示的烧嘴。排烟口8可用于将燃料炉10内的烟气排出，烟气流动方向如箭头b所示。从图1中可观察到，箭头a所示的带钢移动方向与箭头b所示的烟气流动方向相反。

在点炉时，烧嘴控制器可通过内部点火变压器对烧嘴进行点火。目前，常见的燃料炉每个烧嘴都需要点火，因此，每个烧嘴均需配套有烧嘴控制器、点火变压器和火焰检测装置。例如，火焰检测装置可为UV(ultraviolet)镜或紫外线滤光镜。

鉴于上述原因，传统燃料炉可存在如下两方面的缺陷：第一，烧嘴配套设施成本高；第二，烧嘴配套设施的检修维护工作量大，维护费用高。

因此，本领域需要一种改进的燃料炉及其使用方法，其消除或至少缓解上述现有技术中的全部或部分缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种改进的燃料炉，其可通过包括合理布局带点火变压器等点火装置的点火区和不带点火变压器等点火装置的引燃区，按照一定的点火顺序，由位于点火区内的部分带点火变压器的烧嘴先点火，燃烧放热使得炉温升至燃料着火点后，通过排烟口抽风，就可以引燃位于引燃区内的其它烧嘴。本发明借助于这种方式，可使部分烧嘴不必配套烧嘴控制器、点火变压器和火焰检测装置，就可实现燃料炉点火，因此可降低诸如烧嘴等燃料喷射装置的配套设施成本，并减少维护工作量和维护费用。

在此强调，除非另有说明，本文所用术语与本领域中各种科技术语的通常含义、各种技术词典、教科书等中定义的专业术语的含义一致。

一方面，根据本发明一实施例，提供一种燃料炉，其中，燃料炉包括：入口；出口；位于入口和出口之间的加热段，按照从入口到出口的加热物体移动方向，加热段包括位于入口下游的预热段、及位于预热段下游的多个加热室；以及位于入口处的排烟口；

其中，每个加热室均包括至少两个加热区，且每个加热室内的所述至少两个加热区均包括至少一个设置有点火装置的点火区、及至少一个未设置点火装置的引燃区，其中，引燃区位于点火区下游，且点火区能使引燃引燃区。

在一实施例中，邻近出口的最末加热室内的所述至少两个加热区可包括两个点火区和一个引燃区；以及位于最末加热室上游的其它加热室可包括一个点火区和一个引燃区。

在一实施例中，点火区可包括用于喷射燃料的第一燃料喷射装置和用于控制第一燃料喷射装置点火的点火装置，其中，点火装置可包括用于控制第一燃料喷射装置点火的控制器、用于使第一燃料喷射装置点火的点火变压器、及火焰检测装置。优选地，火焰检测装置可为紫外线滤光镜或UV镜。

在一实施例中，引燃区可包括用于喷射燃料的第二燃料喷射装置，其中，在引燃区的炉温达到燃料的着火点时，可通过排烟口对燃料炉内抽风，第二燃料喷射装置喷出的燃料受热自燃。

在一实施例中，第一燃料喷射装置和第二燃料喷射装置均可为烧嘴。

在一实施例中，燃料可采用天然气、煤气或重油。

在一实施例中，燃料炉可应用为退火炉、步进炉、推钢炉或台车炉。

另一方面，根据本发明另一实施例，提供一种如上述的燃料炉的使用方法，其中，该使用方法包括步骤：

首先，通过点火装置点燃点火区；

其次，在引燃区的炉温达到燃料炉内的燃料的着火点时，通过排烟口对燃料炉内抽风，以使引燃区受热自燃。

在一实施例中，上述使用方法还可包括步骤：按照燃料炉内的烟气流动方向，从邻近出口的最末加热室逐个点燃各加热室，使每个加热室内的点火区和引燃区均点燃后，再依次点燃下一个加热室，直至所有加热室点燃为止，其中，烟气流动方向与加热物体移动方向相反。

在一实施例中，在上述使用方法中，在引燃区的温度≥780℃时，引燃区内的燃料受热自燃；而在引燃区的温度≤750℃时，引燃区内的燃料不受热自燃。

根据本发明实施例提供的燃料炉及其使用方法可具有如下有益效果：本发明可降低诸如烧嘴等燃料喷射装置的配套设施的成本，且还可降低对这些配套设施的检修维护工作量和维护费用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出现有技术中的传统燃料炉的内部结构图；

图2示意性示出根据本发明一实施例的燃料炉的内部结构图；以及

图3示出根据本发明另一实施例的燃料炉的使用方法的流程图。

附图元件标号

1：入口；2：出口；3：预热段；4：加热室；41：第一炉室；42：第二炉室；43：第三炉室；51：第一加热区；52：第二加热区；53：第三加热区；54：第四加热区；55：第五加热区；56：第六加热区；57：第七加热区；6：烧嘴；7：烧嘴；8：排烟口；10：燃料炉；a：箭头；b：箭头；

100：燃料炉；110：入口；120：出口；130：预热段；140：加热室；150：点火区；151：第一燃料喷射装置；160：引燃区；161：第二燃料喷射装置；171：操作侧烧嘴；172：电机侧烧嘴；180：排烟口；A：箭头；B：箭头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明根据本发明实施例提供的技术方案。

一方面，根据本发明一实施例，提供一种燃料炉100，其中，燃料炉100包括：入口110；出口120；位于入口110和出口120之间的加热段，按照从入口110到出口120的加热物体移动方向，加热段包括位于入口110下游的预热段130、及位于预热段130下游的多个加热室140；以及位于入口110处的排烟口180；

其中，每个加热室140均包括至少两个加热区，且每个加热室140内的所述至少两个加热区均包括至少一个设置有点火装置的点火区150、及至少一个未设置点火装置的引燃区160，其中，引燃区160位于点火区150下游，且点火区150能使引燃引燃区160。

参见图2，加热物体可例如为带钢等金属材料，也可为非金属材料。如图2所示，加热物体移动方向可用箭头A所示，箭头B可表示烟气流动方向，两者方向相反。

在图2所示示例中，加热段包括三个加热室140，但在其它实施例中，加热段可根据需要包括两个、四个等其它数量的加热室140。

参见图2，在入口110和加热段之间，也可设置用于预热待加热物体的预热段130。

在一实施例中，典型地，邻近出口120的最末加热室140内的所述至少两个加热区可包括两个点火区150和一个引燃区160；以及位于最末加热室140上游的其它加热室140可包括一个点火区150和一个引燃区160。在其它实施例中，邻近出口120的最末加热室140内的所述至少两个加热区可包括大于两个的点火区150和一个引燃区160；以及位于最末加热室140上游的其它加热室140可包括一个点火区150和一个引燃区160。

在一实施例中，点火区150可包括用于喷射燃料的第一燃料喷射装置151和用于控制第一燃料喷射装置151点火的点火装置，其中，点火装置可包括用于控制第一燃料喷射装置151点火的控制器、用于使第一燃料喷射装置151点火的点火变压器、及火焰检测装置。优选地，火焰检测装置可为紫外线滤光镜或UV镜。

在一实施例中，引燃区160可包括用于喷射燃料的第二燃料喷射装置161，其中，在引燃区160的炉温达到燃料的着火点时，可通过排烟口180对燃料炉100内抽风，第二燃料喷射装置161喷出的燃料受热自燃。

请注意，引燃区160不包括用于控制第二燃料喷射装置161点火的控制器、用于使第二燃料喷射装置161点火的点火变压器、及火焰检测装置。

在一实施例中，第一燃料喷射装置151和第二燃料喷射装置161均可为烧嘴。如图2所示，烧嘴可包括以实线表示的操作侧烧嘴171、及以虚线表示的电机侧烧嘴172。

在一实施例中，燃料可采用天然气、煤气或重油。

在一实施例中，燃料炉100可应用为退火炉、步进炉、推钢炉或台车炉。

本发明通过减少燃料炉100的诸如烧嘴等燃料喷射装置配套的控制器、点火变压器和火焰检测装置等，可节约成本，并减少燃料喷射装置配套设施的维护工作量和维护费用。对比而言，以国内某厂商在退火炉中设置烧嘴为例，该退火炉共设置90个烧嘴，按照从入口到出口的加热物体移动方向，分为7个控制加热区，其中第1至4区每区15个烧嘴，第5至7区每区10个烧嘴；根据本发明改进该退火炉，可使第1、3、5区烧嘴不配带烧嘴控制器、点火变压器、火焰监测装置，因此可使烧嘴控制器、点火变压器、火焰监测装置的总数量一共减少40个；而且，按单套烧嘴配套设施价格计算，共可节约资金44％。因此，根据本发明改进后的退火炉若长期运行，可减少维护工作量44％，降本增效，具有极佳的经济效益。

另一方面，参见图3，根据本发明另一实施例，提供一种如上述的燃料炉的使用方法，其中，该使用方法包括步骤：

首先，通过点火装置点燃点火区150；

其次，在引燃区160的炉温达到燃料炉100内的燃料的着火点时，通过排烟口180对燃料炉100内抽风，以使引燃区160受热自燃。

在一实施例中，上述使用方法还可包括步骤：按照箭头B所示的燃料炉100内的烟气流动方向，从邻近出口120的最末加热室140逐个点燃各加热室140，使每个加热室140内的点火区150和引燃区160均点燃后，再依次点燃下一个加热室140，直至所有加热室140点燃为止，其中，烟气流动方向B与箭头A所示的加热物体移动方向相反。

在一实施例中，在前述使用方法中，在引燃区160的温度≥780℃时，引燃区160内的燃料受热自燃；而在引燃区160的温度≤750℃时，引燃区160内的燃料不受热自燃。

以下以图2的多段式燃气炉为例描述燃料炉的操作过程。

首先，从邻近出口120的最末加热室140开始，可在点火区150内通过点火变压器点火，烧嘴开启高温模式。下一步，当炉温达到燃料着火点时，在最末加热室140内，可通过燃料炉100的排烟口180抽风，与点火区150相邻的引燃区160就可无需点火变压器而自然引燃或受热自燃。下一步，在与最末加热室140相邻的倒数第二个加热室140实施点火，在该倒数第二个加热室140的点火区150内通过点火变压器点火，烧嘴开启高温模式。下一步，当炉温到达燃料着火点时，在该倒数第二个加热室140内，通过排烟口180抽风，与点火区150相邻的引燃区160就可无需点火变压器而受热自燃。下一步，以此类推，对其它加热室140重复上述步骤。最后，在最邻近入口110的加热室140内，可在点火区150内通过点火变压器点火，开启烧嘴高温模式，然后通过排烟口180抽风，引燃引燃区160的烧嘴。

上述的烧嘴的“高温模式”是指炉膛温度高于第一预定温度时，燃气进入炉膛的引燃区可自燃，并且不使用燃料控制器的点火、火焰检测和燃气安全切断功能的工作状态，而且，设定为高温模式的烧嘴，在炉膛温度低于第二预定温度时不点火。

例如，在燃料为天然气时，烧嘴的“高温模式”是指炉膛温度高于780℃时，燃气进入炉膛可自燃，不使用燃料控制器的点火、火焰检测和燃气安全切断功能的工作状态，而且，设定为高温模式的烧嘴，在炉膛温度低于750℃时不点火。

经测试证明，通过采用本发明上述方法的燃气炉，若长期运行，可减少烧嘴配套设施成本44％，维护工作量也大幅减少，降本增效，具有极佳的经济效益。

总之，根据本发明实施例的燃料炉及其使用方法，可降低燃料炉的燃料喷射装置的配套设施的成本，并减少燃料炉维护工作量和维护费用。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种燃料炉(100)，其包括：入口(110)；出口(120)；位于入口(110)和出口(120)之间的加热段，按照从入口(110)到出口(120)的加热物体移动方向(箭头A)，加热段包括位于入口(110)下游的预热段(130)、及位于预热段(130)下游的多个加热室(140)；以及位于入口(110)处的排烟口(180)；

其特征在于，每个加热室(140)均包括至少两个加热区，且每个加热室(140)内的所述至少两个加热区均包括至少一个设置有点火装置的点火区(150)、及至少一个未设置点火装置的引燃区(160)，其中，引燃区(160)位于点火区(150)下游，且点火区(150)能使引燃引燃区(160)。

2.如权利要求1所述的燃料炉(100)，其特征在于，

邻近出口(120)的最末加热室(140)内的所述至少两个加热区包括两个点火区(150)和一个引燃区(160)；

位于最末加热室(140)上游的其它加热室(140)包括一个点火区(150)和一个引燃区(160)。

3.如权利要求1所述的燃料炉(100)，其特征在于，点火区(150)包括用于喷射燃料的第一燃料喷射装置(151)和用于控制第一燃料喷射装置(151)点火的点火装置，其中，点火装置包括用于控制第一燃料喷射装置(151)点火的控制器、用于使第一燃料喷射装置(151)点火的点火变压器、及火焰检测装置，优选地，火焰检测装置为紫外线滤光镜。

4.如权利要求3所述的燃料炉(100)，其特征在于，引燃区(160)包括用于喷射燃料的第二燃料喷射装置(161)，其中，在引燃区(160)的炉温达到燃料的着火点时，通过排烟口(180)对燃料炉(100)内抽风，第二燃料喷射装置(161)喷出的燃料受热自燃。

5.如权利要求4所述的燃料炉(100)，其特征在于，第一燃料喷射装置(151)和第二燃料喷射装置(161)均为烧嘴。

6.如权利要求4所述的燃料炉(100)，其特征在于，燃料采用天然气、煤气或重油。

7.如权利要求1所述的燃料炉(100)，其特征在于，燃料炉(100)应用为退火炉、步进炉、推钢炉或台车炉。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的燃料炉(100)的使用方法，其特征在于，包括步骤：

首先，通过点火装置点燃点火区(150)；

其次，在引燃区(160)的炉温达到燃料炉(100)内的燃料的着火点时，通过排烟口(180)对燃料炉(100)内抽风，以使引燃区(160)受热自燃。

9.如权利要求8所述的使用方法，其特征在于，还包括步骤：

按照燃料炉(100)内的烟气流动方向(箭头B)，从邻近出口(120)的最末加热室(140)逐个点燃各加热室(140)，使每个加热室(140)内的点火区(150)和引燃区(160)均点燃后，再依次点燃下一个加热室(140)，直至所有加热室(140)点燃为止，其中，烟气流动方向(箭头B)与加热物体移动方向(箭头A)相反。

10.如权利要求9所述的燃料炉(100)，其特征在于，在引燃区(160)的温度≥780℃时，引燃区(160)内的燃料受热自燃；而在引燃区(160)的温度≤750℃时，引燃区(160)内的燃料不受热自燃。